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文档简介
1、电工电子学(复习)第1章 电路的基本概念与基本定律(掌握)1.1 电路的作用与组成部分1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向1.4 欧姆定律 1.5 电路有载工作、开路与短路1.6 基尔霍夫定律1.7 电路中电位的概念及计算 1.1 电路的作用与组成部分1.电路是电流的通路,是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。(P7)2.电路的作用(P7-8)(1)实现电能的传输和转换(如电力系统)(2)实现信号的传递和处理(如扩音机)3.电路的组成部分(P8)电源(信号源)、中间环节、负载1. 2 电路模型1.实际电路的电路模型是指由理想电路元件或其组合所组成电路。理想电路元件主要
2、有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。(P8-9)1.3 电压和电流的参考方向(P9-10)参考方向:在分析与计算电路时,对电量任意假定的方向。注意:在参考方向选定后,电流(或电压)值才有正负之分。 Uab 双下标Iab 双下标箭 标abRI正负极性+abU电流:电压:(2) 参考方向的表示方法(3) 实际方向与参考方向的关系(P9-10)实际方向与参考方向一致,电流(或电压)值为正值;实际方向与参考方向相反,电流(或电压)值为负值。1.4 欧姆定律(P11)U、I 参考方向相同时U、I 参考方向相反时RU+IRU+IU = I R U = IR1.5 电源有载工作、开路与短路 1. 电
3、压电流关系U = E IRo (1.5.2)R0ER+I+-U 2. 功率与功率平衡P = PE P负载取用功率电源产生功率内阻消耗功率UI = EI I2Ro发出功率=吸收功率(电源) (负载)1.5.1 电源有载工作(P13) 开关闭合,接通电源与负载。3. 电源与负载的判别(P15)(1)根据 U、I 的实际方向判别电源: U、I 实际方向相反,即实际电流从实际“+”端流出, (发出功率) 负载: U、I 实际方向相同,即实际电流从实际“+”端流入。 (吸收功率)(2) 根据功率判别U、I 参考方向相同,P = UI 0,负载;P = UI 0,电源。 U、I 参考方向不同,P = -U
4、I 0,负载;P = -UI 0,电源。例1、(a)电压源的作用 (b)电流源的作用 既不是负载,也不是电源电源2、 图中向外输出能量是a.电流源 b.电压源 c.电流源和电压源2 ?3、 图中电压源的作用a.电源 b.负载 c.既不是电源也不是负载4、 若将R=2,则电流源为 ,电压源为a.电源 b.负载 c.既不是电源也不是负载(a)(b)(a)(a)IU5 ?5、 若将R=5,则电流源为 ,电压源为a.电源 b.负载 c.既不是电源也不是负载(a)(c)例2、电压源的作用( ) 10A110V+_I+_U既不是电源也不是负载例3、已知RL消耗功率40W,则理想电压源消耗的功率为( )。6
5、ARL5V+_-10W1.5.2 电源开路(P16)(1)开路处的电流等于零;I = 0(2)开路处的电压 U 视电路情况而定。2、电路中某处断开时的特征:I+U有源电路IRoR+ -EU0+ -1、特征:I = 0电源端电压 ( 开路电压 )负载功率U = U0 = EP = 0 开关 断开电源外部端子被短接1、 特征:电源端电压负载功率电源产生的能量全被内阻消耗掉短路电流(很大)U = 0 PE = P = IR0P = 0(1)短路处的电压等于零;U = 0(2)短路处的电流 I 视电路情况而定。2、电路中某处短路时的特征:I+U有源电路1.5.3 电源短路 (17)IRRo+ -E 1
6、. 6 基尔霍夫定律支路:电路中的每一个分支。 一条支路流过一个电流,称为支路电流。结点:三条或三条以上支路的联接点。回路:由支路组成的闭合路径。网孔:内部不含支路的回路。1、电路中基本术语(P19)2、 基尔霍夫电流定律(KCL定律) (P19)(1)内容:在任一瞬间,流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。在任一瞬间,一个结点上电流的代数和 (一般可以规定流入为正,流出为负)恒等于零。(2)形式: 入= 出 或: = 0(3)推广:KCL可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。I =?例1:I = 0IA + IB + IC = 02+_+_I51156V12VIAIBICAIBCI
7、ABACBIC广义结点3、基尔霍夫电压定律(KVL定律) (P20-21)(2)形式: U升= U降 或 U = 0(1)内容:在任一瞬间,从回路中任一点出发,沿回路循行一周,则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。在任一瞬间,沿任一回路循行方向,回路中各段电压的代数和(可以规定电位降为正,电位升为负)恒等于零。(3)推广:KVL可以推广应用于回路中的部分电路。例1、图中电动势E、电压U和电流I之间的关系:I例2、在电路中,电压U和电流I之间关系为( 或 ) R01E1UI+R02E2+1.7 电路中电位的概念及计算(P23-24)电位:电路中某点至参考点的电压,记为“VX” 。 通常设参考点
8、的电位为零。1. 电位的概念 2.电位的计算步骤: (1) 任选电路中某一点为参考点,设其电位为零; (2) 标出各电流参考方向并计算; (3) 计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。某点电位为正,说明该点电位比参考点高;某点电位为负,说明该点电位比参考点低。(1)电位值是相对的,参考点选取的不同,电路中 各点的电位也将随之改变,即与参考点的选取有关;(2) 电路中两点间的电压值是固定的,不会因参考 点的不同而变, 即与参考点的选取无关。3.电位和电压与参考点的关系:例1、3的滑动变阻器向下移动时,则a点电位值将(变大)IRS3V6Vabc例2、图中,c点电位在开关S断开时应比开关S闭和时(
9、 )。 解:S闭合时S断开时高A +10V 3VBRPR1R2例3、图中,当RP的活动触点向右移动时,B点的电位将( )。降低- 6V + 3V -12B4A例4、图中A点的电位( 5V )。例2、试求图中电路的电流I、I1和电阻R。设Uab=0解:(1)对acbd的正方形闭合面由基尔霍夫电流定律得I=6A(2)由Uab=2+2I1=0,得I1=-1A(3)由Uab=0,得I4、I5平均分流,故I4=I5=3A对b点由基尔霍夫电流定律I3=I1+I5,得I3=-1+3=2A对a点由基尔霍夫电流定律I4=I1+I2,得I2=3-(-1) =4A对R由欧姆定律得R=Uad/I2=Ubd/I2=(1
10、I3)/I2=2/4=0.5(3)对c点由基尔霍夫电流定律I4+I5=6A对回路abca基尔霍夫电压定律Uab-4I5+4I4=0对a点由基尔霍夫电流定律I4=I1+I2,得I2=3-(-1)=4A对b点由基尔霍夫电流定律I3=I1+I5,得I3=-1+3=2A对回路abda基尔霍夫电压定律Uab+I3-RI2=0第2章 电路的分析方法2.2 电阻星型联结与三角型联结的等效变换()2.3 电源的两种模型及其等效变换(掌握、理解)2.4 支路电流法(会应用)2.5 结点电压法(掌握、理解)2.6 叠加原理(掌握、理解)2.7 戴维宁定理与诺顿定理(掌握、理解)2.8 受控源电路的分析()2.9
11、非线性电阻电路的分析()2.1 电阻串并联连接的等效变换(掌握、理解)1、 电阻的串联 P31特点:两电阻串联时的分压公式:(1)等效电阻等于各电阻之和R =R1+R2R1U1UR2U2I+2.1 电阻串并联连接的等效变换(2)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。2 、 电阻的并联 P31(1)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和;I1I2R1UR2I+特点:两电阻并联时的分流公式:I1I2R1UR2I+2 、 电阻的并联 P31特点:(2)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。3、 电阻混联电路的计算方法:运用电阻的串并联等效变换2.3 电源的两种模型及其等效变换2.3.1 电压源模型 P37 (1)
12、实际电压源模型UO=E IUIRLR0+-EU+理想电压源O电压源U = E IR0(2)理想电压源(恒压源)IE+_U+_RL电压源的外特性:2.3.2 电流源模型 P37-38电流源的外特性:U0=ISR0 IU理想电流源OIS电流源IRLR0UR0UIS+(1)实际电流源模型(2)理想电流源(恒流源)RLIISU+_1、 电源两种模型之间的等效变换 P40由图a: U = E IR0由图b: U = ISR0 IR0IRLR0+EU+电压源RLR0UR0UISI+电流源等效变换条件: 大小:E = ISR0方向:电流的流向为电动势的电位升2.3.3 电源两种模型之间的等效变换电压源与电流
13、源的内阻R0相等(1) 电压源和电流源的等效关系只对外电路而言, 对电源内部则是不等效的。(2) 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。2、 电源等效变换的注意事项 P40(5) 若理想电压源与某一支路并联,则等效为该理想 电压源;若理想电流源与某一支路串联,则等效 为该理想电流源。+EabR0ab+EabISISR0ab(7)电源两种模型之间的等效变换的三步骤:1、结构:串联的电压源、并联的电流源2、参数大小: E = ISR0 或IS=E/R0 3、方向:电压源的电位升和电流源的流向相同 IRLR0+EU+电压源RLR0UR0UISI+电流源例1:求下列各电路的等效电源解:+abU25V(
14、a)+abU5V(c)+(c)a+-2V5VU+-b2+(b)aU 5A23b+(a)a+5V32U+a5AbU3(b)+-+-5v-5A例2、图示电路的戴为宁等效电动势E和等效内阻R0为( )。b.E4V,R02c.E10V,R02a.E8V,R02(c)+abU26V+4V+abU210V+a3Ab图4(b)+5V图4(a)ISabIS=-3A例3、若将图(a)中的3A换成1或4A,则图(b)中的IS如何图3(a)+5VR1+abROUS图3(b)R2ab若RO=10,则R1=10例4、2.4 支路电流法 P45(1) 在图中标出各支路电流的参考方向,对选定的回路标出回路循行方向。(2)
15、应用 KCL 对结点列出 ( n1 )个独立的结点电流方程。(3) 应用 KVL 对回路列出 b( n1 ) 个独立的回路电压方程(通常可取网孔列出)。(4) 联立求解 b 个方程,求出各支路电流。1、支路电流法的解题步骤:例1、在图示电路中,各电阻值和Us 值均已知,欲用支路电流法求解流过电压源的电流I,列出独立的电流方程数和电压方程数分别为( )。 3和32. 5 结点电压法 P481、结点电压的概念: 任选电路中某一结点为零电位参考点(用 表示),其它各结点对参考点的电压,称为结点电压。 结点电压的参考方向从结点指向参考结点。2、两结点的结点电压公式注意: (1)分母是各支路电导之和,
16、恒为正值; 串联在恒流源支路中的电阻不起作用 (2)分子中各项可以为正(其中以流入该节点 的电源电流为正),也可以可负。2.6 叠加原理 P501、叠加原理:对于线性电路,任何一条支路的电流,都可以看成是由电路中各个电源(电压源或电流源)分别作用时,在此支路中所产生的电流的代数和。 叠加原理只适用于线性电路。 不作用电源的处理: E = 0,即将E 短路; Is= 0,即将 Is 开路 。 线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算, 但功率P不能用叠加原理计算。2、注意事项: 解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。 若分电流、分电压与原电路中电流、电压的参考方 向相反时,叠加时相应项前要带负号
17、。例1、 在图示电路中,当Us单独作用时,电阻RL中的电流IL=1A,则当Us和IL共同作用时,IL应为( )。(a)2.5A (b)1.5A (c)1A例2、求解图中电流I4解:(方法1)电源的等效变换例1、求解图中电流I4解:(方法2)应用叠加定理3/22AIR43/2R4I1V例1、求解图中电流I4解:(方法3)结点电压法+Uab例1、求解图中电流I4解:(方法4)戴维宁定理3/21V2A+UOC3/2RO3/2-2V1I42.7 戴维宁定理与诺顿定理 abRab无源二端网络+_ER0ab 电压源(戴维宁定理) 电流源(诺顿定理)ab有源二端网络abISR01、无源二端网络可化简为一个电
18、阻2、有源二端网络可化简为一个电源一、基本的等效变换2.7.1 戴维宁定理 P54 1、内容:任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势为E的理想电压源和内阻 R0 串联的电源来等效代替。 有源二端网络RLab+UIER0+_RLab+UI 等效电源的内阻R0等于有源二端网络中所有电源均除去(理想电压源短路,理想电流源开路)后所得到的无源二端网络 a 、b两端之间的等效电阻。 等效电源的电动势E 就是有源二端网络的开路电压U0,即将负载断开后 a 、b两端之间的电压。等效电源2、戴维宁定理的解题步骤:(1)求等效电源的电动势E(断开待求支路开路 电压U0C )(2)求戴维宁等效电阻R0 (理想
19、电压源短路, 理想电流源开路)(3)作等效电路图求待求量U或I例1、求图中电流I方法1:戴维宁定理P67-71,2.3.4 、2.7.8、 2.7.1420V10A+UOC2方法1:戴维宁定理4RO2420V1I例1、求图中电流I方法2:叠加定理定理420V2I1510A42I1例3: 求图示电路中的电流 I。已知R1 = R3 = 2, R2= 5, R4= 8, R5=14, E1= 8V, E2= 5V, IS= 3A。 (1)求UOC=14VUOC=I3R3 E2+ISR2 解:E1 I3 =R1 + R3=2AE2E1R3R4R1+R2ISIR5+(2)求 R0(3) 求 IR0 +
20、 R4E = 0.5AI=E1+E2+ISAR3R1R2R5+U0CBI3AR3R1R2R5R0BR4R0+IBAUOC=ER0 = (R1/R3)+R5+R2=20 例4:用戴维宁定理求图示电路的电流I。解:(1)断开待求支路,得有源二端网络如图(b)所示。由图可求得开路电压UOC为:(2)将图(b)中的电压源短路,电流源开路,得除源后的无源二端网络如图(c)所示,由图可求得等效电阻Ro为:(3)根据UOC和Ro画出戴维宁等效电路并接上待求支路,得图(a)的等效电路,如图(d)所示,由图可求得I为:例2、求图中电流IL162A+-UOC832V1616RO816戴维宁定理例3、在下图中,(1
21、)试求电流I和电压Uab ;(2)试计算理想电压源的功率,并说明它是取用功率还是发出功率。解:(1)用戴维宁定理求解(2)理想电压源的功率两结点的结点电压公式:3.2 储能元件和换路定则 (掌握、理解)3.3 RC电路的响应(掌握、理解)3.4 一阶线性电路暂态分析的三要素法(掌握、理解)3.6 RL电路的响应(掌握、理解)3.5 微分电路和积分电路()3.1 电阻元件、电感元件、电容元件(掌握)第3章 电路的暂态分析3.1.1 电阻元件根据欧姆定律:Ru+_3.1 电阻元件、电感元件与电容元件 P75电阻的能量1、电压和电流的基本关系式2、电阻元件耗能 p75电阻总是消耗电能,是耗能元件3.
22、1.2 电感元件 P75u+-1、电压和电流的基本关系式直流电路中,电感短路2.电感元件储能磁场能即电感将电能转换为磁场能储存在线圈中,电感是储能元件。3.1.3 电容元件 P761、电压和电流的基本关系式电场能2、电容元件储能即电容将电能转换为电场能储存在电容中,电容是储能元件。直流电路中,电容短路LC- 8V +- 6V +22AB例1、图中,A点电位值为( )。 3V例2、图中,A点电位值为( )。 11VA20k6V+_20k10k1000pF例3、图中,A点电位值为( )。 A815V+_5100.5uF0.1H5V 第4章 正弦交流电路4.2 正弦量的相量表示法(理解)4.4 电阻
23、、电感与电容元件串联交流电路(掌握)4.1 正弦电压与电流(理解)4.3 单一参数的交流电路(掌握、理解)4.5 阻抗的串联与并联(掌握、理解)4.9 非正弦周期电压和电流()4.8 功率因数的提高(理解)4.7 交流电路的频率特性()4.6 复杂正弦交流电路的分析与计算() 4.1 正弦电压与电流角频率幅值 幅值、角频率、初相角成为正弦量的三要素。初相角一、正弦量的三要素 P1014.1.1 频率与周期 P102周期T:变化一周所需的时间 (s)角频率:(rad/s)频率f:(Hz)4.1.2 幅值与有效值 P103幅值:Im、Um、Em有效值: I、U、E4.1.3初相位与相位差 P104
24、2、相位差 :两同频率的正弦量之间的初相位之差。不同频率的正弦量不能比较它们的相位差。1、初相位: 表示正弦量在 t =0时的相角。 设正弦量:1、相量: 表示正弦量的复数称相量2、相量表示:相量的模=正弦量的有效值 相量辐角=正弦量的初相角4.2 正弦量的相量表示法 P106注意:相量只是表示正弦量,而不等于正弦量。(1)相量式: (2) 相量图: 把相量表示在复平面的图形可不画坐标轴只有同频率的正弦量才能画在同一相量图上。4.3 单一参数的交流电路 P1094.3.1 电阻元件的交流电路 P1091. 电压与电流的关系相量式:相量图:特点: (1) 频率相同(2)大小关系:(3)相位关系
25、:u、i 相位相同2. 功率关系(1) 瞬时功率 p(2) 平均功率(有功功率)P单位:瓦(W)(3) 无功功率 Q单位:var4.3.2 电感元件的交流电路 P1111. 电压与电流的关系相量式:相量图:(2) U =IXL (3) 电压超前电流90相位差特点: (1) 频率相同2. 功率关系(1) 瞬时功率(2) 平均功率单位:瓦(W)(3) 无功功率 Q单位:var感抗()功率因数为01.电流与电压的关系4.3.3 电容元件的交流电路 P114相量式:相量图:特点: (1) 频率相同2. 功率关系容抗()(3)电流超前电压90相位差(1) 瞬时功率(2) 平均功率单位:瓦(W)(3) 无
26、功功率 Q(2) U=I XC 单位:var功率因数为0单一参数电路中的基本关系小 结参数LCR基本关系阻抗相量式相量图P120例、在电阻和电容串联电路中,电容电压和电流的关系为( )。a. b. c.a例、在纯电感电路中,下列各式哪个式子是对的( )a. b. c. 例、在纯电容电路中,下列各式哪个式子是对的( )a. b. c. cc1. 电流、电压的关系4.4 R、L、C串联的交流电路 P117设(参考相量)RjXL-jXC+_+_+_+_1)相量式阻抗阻抗模:阻抗角:电路参数与电路性质的关系:阻抗模:阻抗角:当 XL XC 时, 0 ,u 超前 i 呈感性当 XL XC 时 , T2电
27、机能起动,否则不能起动。OTTst起动能力7. 5. 1 起动性能7.5 三相异步电动机的起动7.5.2 起动方法(1) 直接起动 二、三十千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动。(2) 降压起动:星形-三角形(Y ) 换接起动自耦降压起动(适用于笼型电动机)(3) 转子串电阻起动(适用于绕线型电动机)以下介绍降压起动和转子串电阻起动。1. 降压起动(1) Y 换接起动 降压起动时的电流为直接起动时的+ 起动U1U2V1V1W1W2正常运行+U1U2V1V2W1W2设:电机每相阻抗为(a) 仅适用于正常运行为三角形联结的电机。 (b)Y 起动Y 换接起动适合于空载或轻载起动的场合Y- 换接起动
28、应注意的问题+ 起动U1U2V1V1W1W2正常运行+U1U2V1V2W1W2 5. 功率与效率 额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率 P2,它不等于从电源吸取的电功率 P1。7.8 三相异步电动机铭牌数据额定功率额定电压定子线电压额定功率因数额定效率额定电流定子线电流例2、已知某三相异步电动机的额定功率为2.2kw, 额定线电压为380V,星形联结,额定转速1420 r/min,在额定负载下运行时,其设电源频率为50 H z。试计算:(1)相电流和线电流的额定值及额定负载时的转矩;(2)额定转差率。 (1)线电流的额定值相电流的额定值额定转矩 (2) 因为=1420 r/min ,
29、 故同步转速为=1500 r/min额定转差率例3、一台三相异步电动机的额定技术数据如下: 功 率 转 速 电 压 效 率 Ist/IN Tst/TN Tmax/TN 5.5kW 1440r/min 380V 85.5% 0.84 72.22.2电源频率50HZ。求额定状态下的转差率SN、电流IN和转矩TN以及起动电流IST、起动转矩TST和最大转矩TMAX。解:因nN= 1440r/min,故n0= 1500r/min例、某四极(p=2)三相异步电动机的额定功率为30kW,额定线电压为380V,三角形联结,频率为50Hz。在额定负载下运行时,其转差率为0.02, 效率为90%,线电流为57.
30、5A,试求:(1) 额定转矩;(2)电动机的功率因数。第14章 二极管和晶体管 P514.3 半导体二极管(理解)14.4 稳压二极管(了解)14.5 半导体三极管(掌握、理解)14.2 PN结(理解)14.1 半导体的导电特性(理解)14.6 光电器件()14.1 半导体的导电特性1、本征半导体的载流子:自由电子和空穴14.1.1 本征半导体 P42、载流子产生的原因:本征激发。温度愈高, 载流子的数目愈多14.1.2 N型半导体和 P 型半导体 P61、在N 型半导体中:自由电子是多数载流子(掺杂),空穴是少数载流子(本征激发)。2、在 P 型半导体中:空穴是多数载流子(掺杂) ,自由电子
31、是少数载流子(本征激发) 。无论N型或P型半导体都是中性的,对外不显电性。14.2 PN结 P814.2.2 PN结的单向导电性14.2.1 PN结的形成1、PN 结加正向电压时,PN结变窄,正向电流较大,正向电阻较小,PN结处于导通状态。2、PN 结加反向电压时,PN结变宽,反向电流较小,反向电阻较大,PN结处于截止状态。14.3 半导体二极管 P9二极管的单向导电性二极管加正向电压(正向偏置), 二极管处于导通状态;二极管加反向电压(反向偏置), 二极管处于截止状态。14.3.2 伏安特性 P10硅管0.5V锗管0.1V反向击穿电压U(BR)导通压降 外加电压大于死区电压二极管才能导通。
32、外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿,失去单向导电性。正向特性反向特性特点:非线性硅0.60.8V锗0.20.3VUI死区电压PN+PN+ 反向电流在一定电压范围内保持常数。 二极管电路分析定性分析:判断二极管的工作状态导通截止 分析方法:将二极管断开,分析二极管两端电位的高低或所加电压UD的正负。若 V阳 V阴或 UD为正( 正向偏置 ),二极管导通若 V阳 V阴 二极管导通若忽略管压降,二极管可看作短路,UAB = 6V否则, UAB低于6V一个管压降,为6.3或6.7V例1: 取 B 点作参考点,断开二极管,分析二极管阳极和阴极的电位。 在这里,二极管起钳位作用。 D6V12V3kBAU
33、AB+DC导通, DA 、DB截止+9VRDADC3VYDB3V0V例2:图中三管的工作状态D6VRuoui+已知: 二极管是理想的,试画出 uo 波形。例4:6Vui 6V,二极管截止,可看作开路 uo = 6V ui 6V,二极管导通,可看作短路 uo = ui二极管阳极电位为 6V,二极管阴极电位为 ui ,ui/V18V-18V0例6:试求下列几种情况下VY及元件(R、D1、D2)中的电流,假定二极管是理想的:(1)VA=10V,VB=0V;(2) VA=6V,VB=5.8V ;(3) VA=VB=5V V1阳 =0 V,V2阳=10 V,V1阴 = V2阴= 0 V;UD1 = 0V
34、,UD2 =10V UD2 UD1 D2 优先导通, 假定D1截止。二极管是理想的, D2可看作短路, D1可看作开路解:(1) VA=10V,VB=0V验证了D1处于截止状态。D19kD2VAVB1k1kVYRD19kD2VAVB1k1kVYR(2) VA=6V,VB=5.8VV1阳 =5.8 V,V2阳=6V,V1阴 = V2阴= 0 V;UD1 = 5.8V,UD2 =6V UD2 UD1 D2 优先导通, 假定D1截止。二极管是理想的, D2可看作短路, , 假定D1可看作开路则此时VY为:同时,V1阳 =5.8 V,V1阴 = VY= 5.4V;UD1 = 0.4V 0,故 D1 也
35、导通,二极管是理想的, D1也可看作短路此时,对 VY求解可通过两个结点之间的结点电压公式:D19kD2VAVB1k1kVYR验证D1是否处于截止状态VAVBVY9k1k1k+ID2+ID1+IR(3) VA=VB=5VV1阳 =V2阳=5V,V1阴 = V2阴= 0 V;UD1 = UD2 =5V D1 、D2 同时导通。二极管是理想的, D1 、D2均看作短路。D19kD2VAVB1k1kVYR此时,对 VY求解可通过两个结点之间的结点电压公式:VAVBVY9k1k1k+ID2+ID1+IRP28-29 14.3.2、14.3.4 、 14.3.5 14.5 半导体三极管 P15CE发射区
36、集电区基区集电结发射结NNP基极发射极集电极BCE发射区集电区基区P发射结P集电结N集电极发射极基极B晶体管的结构示意图和表示符号(a)NPN型晶体管;(a)NNCEBPCETBIBIEIC(b)BECPPNETCBIBIEIC(b)PNP型晶体管14.5.1 基本结构2. 三极管放大的外部条件发射结正偏、集电结反偏1. 三极管放大的内部条件 P18发射区:掺杂浓度最高;基区:最薄,掺杂浓度最低集电区:面积最大14. 5. 2 放大原理晶体管放大时,三个电极的电位关系及电流流向:P19+ UBE ICIEIB CT E B+UCE(a) NPN 型晶体管;+ UBE IBIEIC CT EB+
37、UCE(b) PNP 型晶体管放大:VCVBVE放大:VCVBVE1. 输入特性特点:非线性正常工作时发射结电压: NPN型硅管 UBE 0.6 0.7VPNP型锗管 UBE 0.2 0.3V3DG100晶体管的输入特性曲线O0.40.8IB/AUBE/VUCE1V60402080死区电压:硅管0.5V,锗管0.1V。14.5.3 特性曲线 P202. 输出特性 晶体管有三种工作状态,因而输出特性曲线分为三个工作区(1) 放大区(线性区) 特点:发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置IC/mAUCE/V100 A80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB
38、 =0大放区截止区饱和区(2)截止区 特点:发射结处于反向偏置、集电结处于反向偏置(3) 饱和区 特点:发射结处于正向偏置、集电结处于正向偏置IC = IB IC 0ICIB,UCES 0V4.集电极最大允许电流 ICM5.集-射极反向击穿电压U(BR)CEO 集电极电流 IC上升会导致三极管的值的下降,当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为 ICM。 当集射极之间的电压UCE 超过一定的数值时,三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR) CEO。6.集电极最大允许耗散功耗PCM PCM取决于三极管允许的温升,消耗功率过大,温升过高会烧坏三极管。 PC P
39、CM =IC UCE 硅管允许结温约为150C,锗管约为7090C。例1、晶体管具有放大作用的外部条件为发射结 ,集电结 。 例2、晶体管结构特点为发射区掺杂浓度很 , 基区很 ,掺杂浓度很 。 例3、晶体管输出特性分三个区域,分别为 区、 区和 区。例4、测量某硅晶体管各电极对地的电压值为:VC=6V,VB=2V,VE=1.3V。则管子工作在 ( ) 区域。a. 放大区 b. 饱和区 c. 截止区。a高薄低NPN硅管例5、测量某晶体管放大时各电极对地的电压值为:-6V,-2V,-2.3V则管子类型PNP硅管判断晶体管的工作状态的一般步骤:(1)首先判断晶体管发射结的偏置情况:若发射结反偏,则
40、晶体管处于截止状态;若发射结正偏,则晶体管处于放大或饱和状态;(2)若发射结正偏,判断晶体管放大或饱和状态:根据输入回路求基极电流IB,得IB;再根据输出回路求晶体管刚饱和时的集电极电流ICS;若刚饱和时的集电极电流ICSIB,则晶体管饱和;若刚饱和时的集电极电流ICSIB,则晶体管放大;例、如果改变晶体管基极电压的极性,使发射结由正偏导通改为反向偏置,则集电极电流( ) 近似为零D8VRuoui+D8VRuoui+(a)(b)12Vu0/V15V0-15V在如图所示的电路中,ui=15sinwt V, 电路如图(a)示,其输入电压ui1和ui2的波形如图(b)所示,二极管正向导通电压UD0.
41、7V。试画出输出电压uO的波形,并标出幅值。D16kD26V2VD2导通,D1截止图6+9VRDADCAYDB图6BC第15章 基本放大电路 P3215.1 共发射极放大电路的组成(理解)15.2 放大电路的静态分析(掌握、理解)15.4 静态工作点的稳定(掌握、理解)15.6 射极输出器(会分析)15.8 互补对称功率放大电路()15.9 场效应管及其放大电路()15.3 放大电路的动态分析(掌握、理解)15.5 放大电路中的频率特性()15.7 差分放大电路(了解)15.1 基本放大电路的组成 P32+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE (1) 无输
42、入信号电压时,三极管各电极都是恒定的,电压和电流:IB、UBE和 IC、UCE 。一、共发射极放大电路(2) 加上输入信号电压,各电极电流和电压,都在直流量的基础上叠加了一个交流量。2. 直流通路和交流通路 (1)直流通路:无信号时电流(直流电流)的通路, 用来计算静态工作点。+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE直流通路对直流信号电容 C 可看作开路(即将电容断开)断开断开+UCCRBRCT+UBEUCEICIBIE直流通路用来计算静态工作点Q ( IB 、 IC 、 UCE )交流通路:有信号时交流分量(变化量)的通路,用来计算电压放大倍数、输入电阻、
43、输出电阻等动态参数。RBRCuiuORLRSes+ XC 0,C 可看作短路。忽略电源的内阻,电源的端电压恒定,直流电源对交流可看作短路。交流通路 用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE短路短路对地短路15.2 放大电路的静态分析 P3515.2.1 用估算法确定静态值1. 直流通路估算 IB根据电流放大作用2. 由直流通路估算UCE、IC当UBE u 时, uo = + Uo(sat) u+ u 时, uo = Uo(sat) 不存在 “虚短”现象 16.2 运算放大器在信号运算方面的运用1.反相比例运
44、算 P97(1) 电路组成ifi1ii+uoRFuiR2R1+(2) 电压放大倍数因虚短, 所以u=u+= 0因虚断,i+= i = 0所以 i1 if 2. 同相比例运算 P98因虚断,所以u+ = ui (1) 电路组成(2) 电压放大倍数因虚短,所以 u = ui ,uoRFuiR2R1+u+u 当 R1= 或 RF = 0 时,uo = ui , Auf = 1,(3)电压跟随器uoui+例1、下图中,已知。求输出电压ui2uoRFui1R3R2+R1+例1、若R1 = R2 ,R3 = RF ,求解输出u0分析方法1:由虚断可得:由虚短可得: 若 R1 = R2 ,R3 = RF ,
45、16.2.2 加法运算电路 1. 反相加法运算电路 平衡电阻: R2= Ri1 / Ri2 / RFii2ii1ifuoui2RFui1Ri2Ri1+R2+方法2: 根据叠加原理 ui1单独作用(ui20)时,同理,ui2单独作用时2. 同相加法运算电路方法1: 根据叠加原理 ui1单独作用(ui20)时,同理,ui2单独作用时ui2uoRFui1Ri2Ri1+R1+分析方法2:利用叠加原理 减法运算电路可看作是反相比例运算电路与同相比例运算电路的叠加。u+ui2uoRFui1R3R2+R1+ 若 R1 = R2 ,R3 = RF ,例1:求图中uO与ui的关系。A1A2A1:反相比例运算电路
46、uo1uo2A2:反相比例运算电路故得:解:ui1ui3ui2uo1uo例2:求图中uO与各输入电压的关系。A1A2A1:反相比例运算电路A2:反相加法运算电路解:P119-12016.2.6、16.2.8、16.2.916.2.4 积分运算电路 由虚短及虚断性质可得 i1 = ifif =?ifi1uOCFuiR2R1+uC+ 当电容CF的初始电压为 uC(t0) 时,则有16.2.5 微分运算电路ifi1由虚短及虚断性质可得 i1 = ifuitOuotOUiUiuoC1uiR2RF+第18章 直流稳压电源 P15018.2 滤波器18.3 直流稳压电源18.1 整流电路18.1 整流电路
47、18.1.1 单相半波整流电路1. 电路结构 +aTrDuoubRLio2. 参数计算(1) 每管承受的最高 反向电压 UDRM18.1.2 单相桥式整流电路1. 电路结构RLuiouo1234ab+ + 2. 参数计算(1) 每管承受的最高 反向电压 UDRM变压器二次侧电压的有效值18.2 滤波器 18.2.1 电容滤波器 1. 电路结构+Cici +aDuoubRLio= uC 2. 参数计算(1) 每管承受的最高 反向电压 UDRM18.2.2 单相桥式整流滤波电路(1) 每管承受的最高 反向电压 UDRM电路无电容滤波有电容滤波单相半波整流单相桥式整流P160:截止二极管上的最高反向电压UDRM流过二极管的平均电流ID电路无电容滤波有电容滤波单相半波整流单相桥式整流Uo = 1. 2 UUo = 1. 0 UUo = 0. 9 UUo = 0. 45 U例1、桥式整流时,整流二极管承受的最高反向电压为( )。a.0.45U b. c.例2、有一单相桥式整流电容滤波电路,已知变压器副边电压有效值U2为25V,则整流二极管所承受的最高反向电压为()。a.35V b.25V
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