电工电子技术教学案

..第一讲教学章节：第一章电路和电路元件1.1～1.2电路与电路模型,电路的基本物理量教学要求：1、熟悉强电和弱电电路；2、掌握电路元件及其模型；3、掌握电流、电压及其参考方向；4、了解功率正负的含义；5、掌握电阻、电感和电容元件的伏安特性。教学重点：电路元件及其模型,电流、电压及其参考方向,电阻、电感和电容元件的伏安特性。教学难点：电流、电压及其参考方向；电感和电容元件的伏安特性。教学方法与手段：启发式讲授,讨论发言,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：电路1.电路及其组成电源——中间环节——负载2.电路的作用⑴传输、分配、转换电能；--能量领域-"强电"电路⑵传送、处理、储存信号。--信息领域-"弱电"电路二、电路元件和电路模型电路模型：从实际电路中抽象出来的、由理想元件组成的电路。理想元件是假想元件,具有单一的电磁性质,具有精确的定义与相应的数学模型。理想电阻、理想电感、理想电容三、电流、电压及其参考方向1、电流及其参考方向⑴电流的定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量。直流电流和交流电流⑵电流的实际方向与参考方向：正电荷移动的方向为电流的实际方向。为计算而假设的方向,称为参考方向。参考方向可以任意设定。参考方向可以用箭头表示,也可以用双下标表示,如Iab。电流的参考方向与实际方向相同,电流为正值；与实际方向相反则为负值。例：设下图电流表达式为判断t为0.001s和0.006s时的电流实际方向。2、电压及其参考方向〔1电压的定义：电场力把单位正电荷从a点移动倒b点所做的功,称为a、b两点之间的电压,即dW>0时,u>0,说明a点电位高于b点电位,正电荷在移动过程中失去能量；dW<0时,u<0,说明a点电位低于b点电位,正电荷在移动过程中获得能量。在国际单位制中,电压的单位为伏[特]〔用V表示。〔2电压的实际方向与参考方向电压的实际方向规定为高电位点指向低电位点,即电压降的方向。进行电路分析时,需要设置电压的参考方向。参考方向可以用正负极性表示,也可以用双下标表示,如uab。实际方向与参考方向相同电压为正值,反之为负值。〔3关联参考方向与非关联参考方向若未说明,电压电流均为关联参考方向。〔4电位在电路中任选一点作为参考点,该点电位为零。电路中任意一点的电位就是该点到参考点的电压,并设参考点为电压的参考负极。两点之间的电压就是两点之间的电位差。参考点可以任意选择,但只能有一个。参考点不同,各点的电位也将不同。四、电路功率当u、i为关联参考方向时,功率的计算为若p>0,元件或电路在吸收功率,等效为负载；若p<0,元件或电路在发出功率,等效为电源。1.2电阻、电感和电容元件五、电阻元件伏安特性在任一时刻,电阻上的电压只取决于这一时刻流过的电流,与以前的电流大小无关。功率电阻是一个纯耗能元件。实际电阻元件是有额定功率的。消耗的功率不允许超过额定值,否则元件有损坏的危险。有线性电阻和非线性电阻。六、电感元件伏安特性电感元件为动态元件,只有变化的电流才会产生电压。在直流电路中,电感相当于短路线。功率电感不耗能可以储能,但不产生能量。电感是一个无源元件。七、电容元件伏安特性电容是一个动态元件,直流电路中电容相当于开路。功率电容不耗能可以储能,但不产生能量。电容是一个无源元件。八、实际元件的主要参数及电路模型作业：第二讲教学章节：第一章电路和电路元件1.3～1.4独立电源元件,二极管教学要求：1、熟悉电压源和电流源；2、掌握两种电源模型的等效；3、熟练掌握二极管的特性；4、掌握稳压二极管、发光二极管和光电二极管的特点。教学重点：两种电源模型的等效,二极管的特性,稳压二极管、发光二极管和光电二极管的特点。教学难点：两种电源模型的等效；二极管的特性；稳压二极管工作状态。教学方法与手段：启发式讲授,联系实际,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：电压源和电流源1、电压源⑴两端的电压仅由自身决定,与流过的电流及外电路无关。⑵流过的电流由外电路决定。电压源置零,等效于两端短路。电压源不允许外电路短路。2、电流源⑴电流源的电流仅由自身决定,与两端的电压无关。⑵两端的电压由外电路决定。电流源置零,等效于两端开路。电流源不允许外电路开路。二、实际电源的模型1、电压源模型2、电流源模型3、两种电源模型的等效1.4二极管三、PN结及其单相导电性二极管的结构和电路符号如图所示,VD是文字符号。PN结加正向电压PN结加正向电压四、二极管的主要特性和主要参数〔1正偏导通〔2反偏截止〔3二极管的伏安特性正向特性：二极管正向电压超过某一数值时电流开始快速增长,对应的电压称为死区电压,也称阈值电压或开启电压,记作UT,二极管导通时的正向电压称为二极管导通电压或管压降,记作UD。方向特性：二极管反向电流一般很小,小功率硅管为几A,锗管为几十A。反向击穿特性：反向电压增高到一定数值U<BR>时,二极管反向电流急剧增大,这种现象称为反向击穿。五、二极管的工作点和理想特性六、稳压二极管稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊硅二极管。稳压二极管的符号、伏安特性和典型应用电路。七、发光二极管和光电二极管发光二极管工作在正向偏置状态。光电二极管又称光敏二极管,它工作在反向偏置状态。作业：第三讲教学章节：第一章电路和电路元件1.5双极性晶体管教学要求：1、了解双极性晶体管的结构；2、熟练掌握三极管的三种工作状态及相应PN结的偏置状况；3、熟悉晶体管的输入输出特性曲线及分区情况；4、掌握晶体管简化小信号模型。5、了解绝缘栅场效应管的结构和特性曲线。教学重点：三极管的三种工作状态及相应PN结的偏置状况,晶体管的输入输出特性曲线及分区情况,晶体管简化小信号模型。教学难点：晶体管的输入输出特性曲线及分区情况；晶体管简化小信号模型。教学方法与手段：启发式讲授,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：基本结构和电流放大作用1、晶体管结构2、三极管分类按结构分为NPN和PNP管,按用途分为放大管、开关管和功率管,按管芯材料分为硅管、锗管和化合物管3、三极管用于放大的条件三极管用于放大的条件是：发射结正向偏置,集电结反向偏置。NPN管：UC＞UB＞UE；PNP管：UC＜UB＜UE。电流放大作用：小的基极电流变化量→大的集电极电流变化量,具有电流放大作用,电流控制作用——电流控制型器件。4、三极管内部载流子运动规律以NPN管为例,给三极管加上合适的偏置电压。<1>发射区向基区注入电子,形成发射极电流。〔2电子在基区扩散与复合,形成基极电流。〔3集电区收集电子形成集电极电流。iE＝iB＋iC,二、晶体三极管的特性曲线和主要参数1、共发射极输入和输出特性曲线输入特性曲线分：死区、非线性区、线性区。常用UCE≥1V的一条曲线来代表所有输入特性曲线。通常输出特性曲线分为3个区域：饱和区—发射结、集电结均正向偏置；IC受UCE显著控制的区域,UCE的数值较小,一般UCE<0.7V〔硅管。截止区—发射结、集电结均反向偏置；IC接近零的区域,在IB=0曲线的下方。放大区—发射结正向偏置、集电结反向偏置IC平行于UCE轴的区域,曲线基本平行等距,UCE大于0.7V左右〔硅管。2、主要参数三、简化的小信号模型1、受控源非独立电源,输出电压或电流受电路中另一电压或电流的控制。有四种类型：2、晶体管简化的小信号模型作业：第四讲教学章节：第一章电路和电路元件1.6绝缘栅场效应晶体管,第一章部分习题讲解教学要求：1、了解绝缘栅场效应管的结构和和工作原理；2、了解MOS管的特性曲线和主要参数；3、了解MOS管简化小信号模型；4、掌握第一章知识点及其相关应用。教学重点：绝缘栅场效应管的结构和和工作原理,MOS管简化小信号模型,第一章知识点及其相关应用。教学难点：绝缘栅场效应管的结构和工作原理；第一章知识点及其相关应用。教学方法与手段：启发式讲授,对比,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：绝缘栅场效应管类型：N沟道绝缘栅场效应管〔NMOSP沟道绝缘栅场效应管〔PMOS增强型绝缘栅场效应管耗尽型绝缘栅场效应管二、基本结构和工作原理1、基本结构耗尽型NMOS管结构耗尽型NMOS管的导电沟道已经形成,而增强型NMOS管的导电沟道没有形成P沟道MOS管的符号2、工作原理〔1当栅源电压UGS>UGS<th>〔开启电压时形成导电沟道〔反型层。〔2UGS对漏极电流ID的控制作用〔UDS恒定〔3漏源电压UDS对漏极ID电流的控制作用〔UGS恒定,且大于UT二、特性曲线和主要参数1、特性曲线耗尽型NMOS管的特性曲线NMOS管PMOS管增强型MOS管的转移特性输出特性分为3个区：可变电阻区、恒流区和截止区。输出特性：转移特性：2、主要参数三、简化的小信号模型栅源电阻很大,栅极电流栅源电压控制漏极电流——电压控制电流源模型四、第一章部分习题讲解作业：第一章习题复习第五讲教学章节：第二章电路分析基础2.1基尔霍夫定律教学要求：1、熟练掌握基尔霍夫定律；2、掌握支路电流法及其使用条件。教学重点：基尔霍夫定律、支路电流法。教学难点：根据实际电路如何灵活应用上述定理。教学方法与手段：启发式讲授,讨论发言,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：基尔霍夫定律有关的电路名词：支路、节点、回路、网孔。1、基尔霍夫电流定律〔KCL任一时刻,流入一个节点的电流之和等于从该节点流出的电流之和。对节点a应用KCL可写i1+i3+i4=i2+i5或i1-i2+i3+i4-i5=0写成一般形式即∑i=0KCL的推广i1+i2+i3=02、基尔霍夫电压定律〔KVL任何时刻,在任一闭合回路上的所有支路电压的代数和恒等于零。写成表示式为∑u=0。对图示电路,有即写成一般形式二、支路电流法利用支路电流法解题的步骤：

〔1任意标定各支路电流的参考方向和网孔绕行方向。

<2用基尔霍夫电流定律列出节点电流方程。有n个节点,就可以列出n-1个独立

电流方程。

〔3用基尔霍夫电压定律列出L=b-〔n-1个网孔方程。

说明：L指的是网孔数,b指是支路数,n指的是节点数。

〔4代入已知数据求解方程组,确定各支路电流及方向。

对于节点A有：

I1+I2=I

①

电路中共有二个网孔,分别对左、右两个网孔列电压方程：

I1

R1-

I2

R2+

E2-E1=0

②

I

R+I2

R2-

E2=0

③

I1=10A

I2=-5A

I=5A

特例：某一支路电流已知,可以少列一个电流方程作业：2.1.1第六讲教学章节：第二章电路分析基础2.2叠加定理及等效电源定理教学要求：1、熟练使用叠加定理求解问题。2、熟练掌握电路的戴维南等效和诺顿等效,运用戴维南和诺顿定理进行计算；教学重点：叠加定理应用；电路的戴维南等效和诺顿等效,教学难点：叠加定理应用,利用戴维南和诺顿定理对电路进行相关分析、计算；教学方法与手段：启发式讲授,比较,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：等效电源定理1、叠加定理叠加原理：在线性电路中,由多个独立源共同作用产生的响应〔支路电压或电流等于各独立源单独作用时所产生的响应分量代数和。=+注意事项：①叠加原理只适用于线性电路。②线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算,但功率一般不用叠加原理计算。〔3不作用电源的处理电压源不作用,即uS=0,相当于短路线；电流源不作用,即is=0,相当于断路。例：用叠加原理计算例图所示电路中的电流i,并计算4Ω电阻上消耗的功率。=+2、戴维南定理何一个有源二端网络,只要其中的元件都是线性的,都可以用一个电压源与电阻相串联的模型来替代。电压源的电压等于有源二端网络的开路电压uOC,电阻等于该网络中所有电压源短路、电流源开路时的等效电阻R0,R0称为等效内阻。①把需要计算电流的支路单独划出,电路的其余部分成为一个有源二端网络。将有源二端网络变换为等效电压源模型,使复杂电路变换为单回路电路——戴维宁电路。②求等效电压源模型的电压ＵS——等于有源二端网络的开路电压；③求等效电压源模型的内阻Ｒ0——等于相应的无源二端网络的等效电阻；④由戴维宁电路算出所求支路的电流——用全电路欧姆定律计算。适用范围:只需要计算电路中某一指定支路的电流、电压。例：试用戴维宁定理重解解：a．将原电路用戴维宁等效电路代替,b．求电压源模型的理想电压源电压ＵS,故ＵS=Ｕ0=I1R2－I2R4=<0.15×10－0.1×40>V=－2.5Vc．求电压源模型的内阻R0,d．由戴维宁等效电路求出通过BD支路的电流3、诺顿定理任何一个有源线性单口网络都可以用一个电流源和电阻的并联来等效代替。等效电流源的电流等于有源二端网络的短路电流ISC,等效电阻等于有源二端网络中除去所有电源〔电压源短路,电流源开路后所得到的无源单口网络的等效电阻RO。例作业：2.2.4第七讲教学章节：第二章电路分析基础2.3.1～2.3.教学要求：1.理解正弦交流电的三要素以及相位差和有效值的概念。2．理解正弦交流电的各种表示方法及互相间的关系,掌握正弦交流电的相量表示法教学重点：正弦交流电的相量表示法教学难点：正弦交流电的相量表示法。教学方法与手段：启发式讲授,讨论,多媒体,板书。教学内容与进程：一、正弦量的三要素正弦交流电——随时间按正弦规律周期性变化的电压<u>和电流<i>1．最大值——幅值。2πT2．角频率2πTω=2∏/T〔ωt+ψi——正弦量随时间变化的进程〔ωt+ψi——正弦量随时间变化的进程例：某正弦电压的最大值Um=310V,初相角ψu=30°；某正弦电流的最大值Im=14.1A,初相角ψi=－60°。它们的频率均为50HZ。试分别写出电压和电流的瞬时值表达式。并画出它们的波形。解：电压的瞬时值表达式为u=Umsin<ωt+ψu>=310sin<2πft+ψu>V=310sin<314t+30°>V电流的瞬时值表达式为i=Imsin<ωt+ψi>=14.1sin<314t－60°>A4、相位差φ——两个同频率正弦量的初相角之差。φ=<ωt+ψu>－<ωt+ψi>=ψu－ψiφ=30°－〔－60°=90°二、正弦量的相量表示法1.复数及其运算2.相量与正弦量的关系相量与正弦量之间存在着一一对应的关系。例如其中称为相量。3.相量的运算同频率正弦量的加、减、乘、除运算可转换为相应的相量运算。作业：第八讲教学章节：第二章电路分析基础～2.3.6正弦交流电路教学要求：1、熟练掌握电阻、电感、电容元件上电压与电流关系的向量形式；2、掌握简单正弦交流电路的计算；3、掌握交流电路的有功功率、无功功率和视在功率；4、掌握RLC电路中的串并联谐振特点。教学重点：电阻、电感、电容元件上电压与电流关系的向量形式,简单正弦交流电路的计算。教学难点：简单正弦交流电路的计算。教学方法与手段：启发式讲授,讨论,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：电阻、电感、电容元件上电压与电流关系的向量形式1、电阻元件则式中UR=RIR,ψu=ψi。电阻元件上电压与电流的相量关系2、电感元件电感元件上电压与电流的相量关系3、电容元件电容元件上电压与电流的相量关系二、简单正弦交流电路的计算1、基本元件串联正弦交流电路2、多阻抗串联、并联正弦交流电路三、交流电路的功率瞬时功率：图所示无源二端网络,正弦电压u和电流i频率相同,参考方向如图。设图示网络的瞬时功率和平均功率<有功功率>分别为无功功率：视在功率：S=UIS2=P2+Q2四、RLC电路中的谐振1、串联谐振特点：〔1谐振时,阻抗最小且为纯电阻。〔2谐振时,电路中电流最大,且与外加电压同相。3谐振时,电感与电容两端电压相等,且相位相反。2、并联谐振特点：〔1谐振时,阻抗最大且为纯电阻。〔2谐振时,电路中电流最小,且与外加电压同相。〔3谐振时,电感支路电流与电容支路电流近似相等作业：第十一讲教学章节：第二章电路分析基础2.4三相交流电路教学要求：1、掌握三相电源电压及其特点；2、掌握对称负载时三相电路的计算；3、熟悉三相交流电路的功率；4、熟悉负载时星型和三角形联接时电路的相电压和相电压之间以及相电流和线电流之间的关系。教学重点：相电源电压及其特点,对称负载时三相电路的计算,负载时星型和三角形联接时电路的相电压和相电压之间以及相电流和线电流之间的关系。教学难点：对称负载时三相电路的计算；负载时星型和三角形联接时电路的相电压和相电压之间以及相电流和线电流之间的关系。教学方法与手段：启发式讲授,联系比较,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：三相交流电源三相电源电压及其特点三相电源是由三个同频率、等振幅而相位依次相差120°的正弦电压源组成。UNV三条线称为端线或相线,俗称火线。N称为中线或零线。对称三相电压的一个特点是,在任何瞬时它们的电压之和为零。Y形联接中线电压与相电压的关系二、三相电路的计算1、负载星形联接各负载电流：中性线电流：〔1三相对称负载。〔2三相不对称负载。2、负载三角形联接3、三相电路的功率在三相电路中,三相负载吸收的有功功率等于每相负载吸收的有功功率之和。若负载对称,则总功率：得：作业：第十二讲教学章节：第二章电路分析基础2.5～非正弦交流电路,换路定律教学要求：1、了解非正弦周期信号的分解；2、了解非正弦周期信号作用下线性电路分析计算要点；3、熟练掌握换路定律。教学重点：换路定律。教学难点：非正弦周期信号的分解,非正弦周期信号作用下线性电路计算。教学方法与手段：启发式讲授,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：非正弦周期信号不是正弦波；按周期规律变化二、非正弦周期信号的分解式中A0——零次谐波<直流分量>基波〔交流分量二次谐波<交流分量>k次谐波<交流分量>几个简单的非正弦波的谐波分量的表示式三、非正弦周期信号作用下线性电路的计算分析计算要点：1.利用傅里叶级数,将非正弦周期函数分解为恒定分量和各次正弦谐波分量相加的结果；2.利用正弦交流电路的计算方法,对各次谐波分量分别计算。〔注意:对交流各次谐波的XL、XC不同,对直流C相当于开路、L相当于短路。3.将以上计算结果,用瞬时值叠加。注意：不同频率的正弦量相加,不能用相量计算,也不能将各分量的有效值直接相加。例1:方波信号激励的RLC串联电路中已知：求电流i。四、换路定律动态电路中开关闭合或断开、电源变化、电路参数变化引起过渡过程。这种电路变化称为换路。如果换路在t=0时刻发生,并且认为瞬间完成,则换路前一瞬间记作0,换路后一瞬间记作0。换路定律叙述如下：〔1换路后瞬间,如果流入〔或流出电容的电流为有限值,则其两端电压不能跃变,即换路前后瞬间,电容电压保持不变。表达式为uC<0>＝uC<0>〔2换路后瞬间,如果电感两端电压为有限值,则电感电流保持不变。表达式为iL<0>＝iL<0>例：在图〔a所示的电路中,在t=0时刻开关S闭合,求换路后各电流和电压的初始值。解：〔1求uC<0->和iL<0->。作t=0-时直流稳态电路图<b>,电容元件视为开路,电感元件视为短路。〔2求t=0+时的初始值。由换路定律得作业：第十五讲教学章节：第二章电路分析基础～2.6.3一阶电路的瞬态分析教学要求：1、熟悉时间常数求解；2、了解RC电路的瞬态分析；3、了解RL电路的瞬态分析；4、掌握利用三要素法对RC电路和RL电路进行的瞬态分析。教学重点：三要素法对RC电路和RL电路进行的瞬态分析。教学难点：RC电路和RL电路的瞬态分析,时间常数的含义。教学方法与手段：启发式讲授,联系比较,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：RC电路的瞬态分析图示电路,开关S原处于a端且已稳定。在t=0时发生换路,开关S从a端切换到b端。由换路定律,有初始值当电路达到新的稳定状态时,有稳态值最后得全响应的表达式三要素法：用f表示一阶线性电路某一支路电流或某两端电压,则其解为f<t>＝f<∞>＋[f<0>－f<∞>]et/式中,初始值f<0>、稳态值f<∞>与时间常数合称为三要素。举例一：分析图示电路,当把开关S由②扳到①后,电容充电过程中uC和iC的变化。解：设t＝0时刻,将开关S由②扳到①处。〔1求uC<0>和iC<0>。t＝0前S置于②处,电容C没有充电,因此uC<0>＝0。uC<0>=uC<0>＝0。因uC<0>＝0,用短路线代替C,画t＝0时刻等效电路如图,求得iC<0>=US/R。〔3求。从C两端看电路,所得代文宁等效电路的等效电阻为R。所以,=RC。二、RL电路的瞬态分析时间常数或时间常数影响动态电路的变化过程,反映电路暂态过程时间的长短。大则过渡过程时间越长,τ小则过渡过程时间越短。作业：2.6.3第十六讲教学章节：第二章电路分析基础第二章部分习题讲解教学要求：1、熟悉掌握支路电流法求电压和电流；2、掌握用叠加定理求电压和电流；3、掌握用戴维南和诺顿定理求电压和电流；4、掌握以上几种方法在电路求解过程中的择优应用；5、掌握利用三要素法对RC电路和RL电路进行的瞬态分析。教学重点：支路电流法、叠加定理和戴维南定理等在电路求解过程中的择优应用,三要素法对RC电路和RL电路进行的瞬态分析。教学难点：支路电流法、叠加定理和戴维南定理等在电路求解过程中的择优应用。教学方法与手段：启发式讲授,联系比较,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：例1：求图所示各支路电流和UAD。例2：求所示电路的各支路电流。已知例3：求所示电路的各支路电流。已知例4：试用叠加定理求各支路电流。说明功率不能叠加。例5：图示电路中,已知uS1＝140V,uS2＝90V,R1＝20Ω,R2＝5Ω,R3＝6Ω,分别应用戴维宁定理和诺顿定理求i3。例6：图所示电路原已稳定,在t=0时将开关S闭合,试求换路后电路中所示的电压和电流,并画出其变化曲线。例7：图<a>电路原已稳定,t=0时开关S闭合。试求t≥0时的iL、i1及i2,并画出变化曲线。作业：修改第二章作业第十七讲教学章节：第三章分立元件基本电路3.1.1共发射极放大电路的教学要求：1、熟悉共发射极放大电路的组成；2、掌握放大电路的直流通路的画法；3、掌握共射放大电路的静态工作点的计算方法。教学重点：放大电路的直流通路的画法,共射放大电路的Q点计算方法。教学难点：放大电路的直流通路的画法,共射放大电路的Q点计算方法。教学方法与手段：启发式讲授,讨论,多媒体板书。教学内容与进程：一、引入：电路组成UCC是放大电路的能源,晶体管VT是放大电路的核心元件。RC是集电极负载电阻,将电流变化转换为电压变化,实现电压放大作用。基极电阻RB使晶体管有合适的静态工作点。耦合电容C1、C2起隔直流通交流的作用。放大电路未加输入信号ui时的工作状态称为静态,加入ui后的工作状态称为动态。二、静态分析所谓静态是指当放大器没有输入信号〔ui=0>时,电路中各处的电压电流都是直流恒定值,亦称为直流工作状态。静态分析内容：在直流电源作用下,确定三极管1基极电流IB；2集电极电流IC；3集电极与基极之间的电压值UCE。作业：第十八讲教学章节：第三章分立元件基本电路3.1.3共发射极放大电路动态分析,教学要求：1、掌握放大电路的交流通路的画法；2、掌握共射放大电路的微变等效；3、了解静态工作点稳定电路的特点；4、了解放大电路的频率特性。教学重点：放大电路的交流通路的画法,共射放大电路的微变等效。教学难点：放大电路的交流通路的画法；共射放大电路的微变等效。教学方法与手段：启发式讲授,讨论发言。板书。教学内容与进程：一、动态分析动态分析就是对放大电路中信号的传输过程、放大电路的性能指标等问题进行分析讨论。微变等效电路法和图解法是动态分析的基本方法。1、图解法饱和失真截至失真2、微变等效电路分析法①画放大器交流通路。②画放大器微变等效电路。③求放大器性能指标。四、静态工作点的稳定五、频率特性频率特性相频特性作业：第十九讲教学章节：第三章分立元件基本电路3.2,3.4共集电极放大电路,分立元件组成的基本门电路教学要求：1、掌握共集电极电路的特点；2、掌握共集电极电路的直流通路和交流通路；3、掌握二极管构成的与门、或门电路及符号；4、掌握晶体管构成的与非门电路及符号。教学重点：共集电极电路的特点,共集电极电路的直流通路和交流通路,与门、或门、非门电路及符号。教学难点：利用三种逻辑关系分析电路实现那种逻辑功能。教学方法与手段：启发式讲授,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：共集电极放大电路<a>空集放大电路<b>直流通路<c>交流通路信号是从发射极输出,所以共集电极电路又称射极输出器。射极输出器的电压放大倍数恒小于1,但接近于1。输出电压紧紧跟随输入电压的变化而变化,因此,射极输出器也称为电压跟随器。二、门电路门电路是一种开关电路,在输入和输出信号之间存在着一定的因果关系即逻辑关系。三种基本逻辑关系：逻辑与、逻辑或、逻辑非三、二极管与门电路逻辑与当决定一事件发生的全部条件同时具备时,事件才发生,这种因果逻辑关系称为与。与逻辑电路、逻辑符号如图所示。与逻辑方程为F＝A·B运算规律如下：0·0＝0；0·1＝0；1·0＝0；1·1＝1四、二极管或门电路当决定一事件发生的条件中只要有一个或一个以上具备时事件就发生的因果逻辑关系称为或。或逻辑电路、逻辑符号如图所示。或逻辑方程为F＝A+B运算规律如下：0+0＝0；0+1＝1；1+0＝1；1+1＝1五、晶体管和场效应管非门电路当某一条件不具备时,事件就发生,这种因果逻辑关系称为逻辑非或逻辑反。非逻辑电路、逻辑符号如图所示。1.晶体管非门电路非逻辑方程为运算规律如下：2.场效应管非门电路作业：第二十二讲教学章节：第四章数字集成电路4.1～4.2逻辑代数运算规则,逻辑函数的表示和化简教学要求：1、熟练掌握逻辑代数运算规则；2、熟悉逻辑代数的表示方法：逻辑状态表、逻辑表达式和逻辑图；3、掌握利用相关逻辑代数运算规则对逻辑函数的代数进行化简。教学重点：逻辑代数运算规则,逻辑代数的表示方法：逻辑状态表、逻辑表达式和逻辑图,利用相关逻辑代数运算规则对逻辑函数的代数进行化简。教学难点：逻辑代数的表示方法；利用相关逻辑代数运算规则对逻辑函数的代数进行化简。教学方法与手段：启发式讲授,讨论,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：逻辑代数运算规则对于任意一个逻辑函数式Y,做如下处理：把式中的运算符""变成"+","+"变成""；常量"0"换成"1","1",换成"0"；将原变量换成反变量,反变量变成原变量。那么得到的新函数式称为原函数式Y的反函数式例：其反函数为注意：在求反函数时,对其中的复杂项可结合利用代入定理,将其看成一项,方便求解。二、逻辑函数的表示方法利用逻辑代数的基本定律及规则,能够写出一个逻辑函数的多种表示形式。逻辑代数的表示方法：逻辑状态表、逻辑表达式和逻辑图。例如,从输入到输出逐级写出从输入到输出逐级写出化简化简真值表真值表三、逻辑函数的代数化简法1.合并项法2.吸收法3.消元法4.配项法例1：化简作业：<2,3>4.2.1<1>4.2.2<3,4>第二十三讲教学章节：第四章数字集成电路4.3集成门电路教学要求：1、掌握常用门电路的图形符号和逻辑功能；2、理解TTL与非门电路的结构、工作原理和电压传输特性；3、了解TTL三态与非门电路结构和应用；4、了解CMOS非门、CMOS或非门的结构和工作原理。教学重点：常用门电路的图形符号和逻辑功能,TTL与非门电路的结构、工作原理,TTL三态与非门电路结构和应用。教学难点：TTL与非门电路的结构、工作原理和电压传输特性；TTL三态与非门电路结构和应用。教学方法与手段：启发式讲授,联系比较,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：门电路门电路：是数字电路的基本逻辑单元门电路：TTL门电路和CMOS门电路二、TTL门电路1、TTL与非门电路〔1工作原理：当输入A、B、C中有一个是低电平时,输出F为高电平；只有全部输入为高电平,输出F才为低电平。输入输出逻辑关系为〔2电压传输特性〔3主要参数2、TTL三态与非门电路高电平有效的三态门的原理电路和逻辑符号。三态门的应用：三态门接于总线,可实现数据或信号的轮流传送。三、CMOS门电路CMOS电路是互补〔CompletementaryMOS电路的简称。所谓"互补"是从电路结构来说的,它是由两种不同类型的MOS管组合而成的门电路,由P沟道增强型MOS管作为负载管,由N沟道增强型MOS管作为驱动管。1、CMOS非门2、CMOS或非门作业：第二十五讲教学章节：第四章数字集成电路4.4.1组合逻辑电路的教学要求：；1、掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。教学重点：组合逻辑电路的分析和设计方法。教学难点：组合逻辑电路的分析和设计方法。教学方法与手段：启发式讲授,联系比较,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：组合逻辑电路组合逻辑电路的特点：输出状态只与当前的输入状态有关,与原输出状态无关。或者说,当输入变量选取任意一组确定的值以后,输出变量的状态就唯一地被确定。二、组合逻辑电路的分析和设计方法组合逻辑电路的分析:

是指在逻辑电路结构给定的情况下,通过分析,确定其逻辑功能。组合逻辑电路的设计:

是根据实际需要的逻辑功能,设计出最简单的逻辑电路。组合逻辑电路的分析和设计的流程图组合逻辑电路分析的具体步骤:

1.根据已知逻辑电路图写出逻辑表达式。

2.利用代数法对逻辑表达式进行化简,化简成最简逻辑表达式。

3.根据最简逻辑表达式列出逻辑状态表。

4.根据逻辑状态表分析逻辑电路的逻辑功能。例1：分析图示组合逻辑电路的功能。组合逻辑电路设计的具体步骤:

1.根据给定的逻辑功能定义相应的输入、输出变量。

2.根据给定的逻辑功能和定义的输入、输出变量列出逻辑状态表。

3.根据逻辑状态表写出逻辑表达式。

4.利用代数法对逻辑表达式进行化简,化简成最简逻辑表达式。

5.根据最简逻辑表达式画出逻辑电路图例2：设计一个逻辑电路供3人表决使用,表决按少数服从多数的原则通过。<1>设A、B、C同意提案时取值为1,不同意时取值为0；Y表示表决结果,提案通过则取值为1,否则取值为0。可得真值表如图2写出表达式〔3化简Y=AC+AB+BC〔4画出逻辑图作业：第二十六讲教学章节：第四章数字集成电路4.4.2～4.4.3加法器,编码器、译码器及教学要求、1、熟悉半加器和全加器的使用特点；2、根据要求进行相应的编码和译码。教学重点：熟悉加法器,编码器、译码器及数字显示电路的工作原理教学难点：熟悉加法器,编码器、译码器及数字显示电路的工作原理教学方法与手段：启发式讲授,联系比较,多媒体,板书。教学内容与进程：一、半加法器：只将两个1位二进制数相加,而不考虑低位来的进位。二、全加器：能将本位的两个二进制数和邻低位来的进位数进行相加。三、编码器二—十进制编码器四、译码器2线-4线译码器,3线-8线译码器五、数字显示第二十七讲教学章节：第四章数字集成电路4.5集成触发器教学要求：1、掌握基本RS触发器及其状态转换；3、掌握电平和边沿D触发器及其状态方程；4、掌握JK触发器及其状态方程；5、熟悉T触发器。教学重点：数码显示的连接方式和七段显示,基本RS触发器及其逻辑功能,电平和边沿D触发器及其状态方程,JK触发器及其状态方程。教学难点：电平和边沿D触发器的波形图；利用触发器知识对相关电路进行分析。教学方法与手段：启发式讲授,讨论,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：触发器集成触发器的特点：

〔1触发器具有0和1两个稳定状态,在触发信号作用下,可以从原来的一种稳定状态转换到另一种稳定状态。〔2触发器的输出状态不仅和当时的输入有关,而且和以前的输出状态有关,这是触发器和门电路的最大区别。触发器：触发器按逻辑功能分有RS、D、JK、T、T触发器等,按触发方式分有电位型、主从型、边沿型触发器,按结构分有基本、同步、主从触发器等。二、基本RS触发器1.逻辑功能分析三、同步RS触发器和D锁存器具有时钟脉冲的触发器叫同步触发器。同步D触发器触发器在CP=1期间接收输入信号,并且其状态随输入信号而变化的触发方式称为电平触发。如果在同一CP下触发器发生两次或更多次翻转,这种现象称为空翻。四、正边沿触发的D触发器五、负边沿触发的JK触发器JK触发器特征方程为T触发器T触发器令T=1,则,此时称T触发器为计数器或称T触发器。作业：第二十八讲教学章节：第四章数字集成电路4.6.1时序逻辑电路的分析方法,教学要求：1、理解寄存器时序逻辑电路的概念,了解它们的电路构成；2、根据要求能对时序逻辑电路进行分析和设计。教学重点：寄存器时序逻辑电路的概念和它们的电路构成,寄存器时序逻辑电路的功能。教学难点：由电路结构分析时序逻辑电路实现的功能；根据要求设计时序逻辑电路。教学方法与手段：启发式讲授,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：时序逻辑电路时序逻辑电路简称时序电路,它由组合逻辑电路和存储电路两部分组成。时序电路按状态转换情况分为同步和异步时序电路两大类。二、时序逻辑电路的分析方法时序电路分析步骤：〔1观察时序电路的输入、输出和状态变量。〔2写各个触发器的驱动方程。〔3写出时序电路的输出方程。〔4把驱动方程代入触发器的特性方程,得到时序电路的状态方程。〔5由时序电路的状态方程和输出方程构造状态表、状态图,画出波形图,确定该时序电路的状态变化规律和逻辑功能。例：分析图示时序逻辑电路的功能,假设初始状态为Q3Q2Q1Q0=0000。这是同步十进制加法计数器,该计数器除了计数,还有10分频的功能。三、寄存器1、数码寄存器由4位D锁存器构成四位数码寄存器。2、移位寄存器移位寄存器简称移存器,能在移位信号作用下使所存数码逐位左移或右移。如图所示是4位左移移存器的逻辑图及工作波形。作业：第二十九讲教学章节：第四章数字集成电路4.6计数器4.7存储器,第四章部分习题复习教学要求：1、了解存储器的基本概念,理解存储器的基本原理；2、熟悉半导体存储器的类型、特点及应用场合；3、了解计数器的工作原理。教学重点：只读存储器<ROM>和随机存取存储器<RAM>,半导体存储器的类型、特点及应用场合,组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析和设计方法。教学难点：只读存储器<ROM>和随机存取存储器<RAM>电路；组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析和设计方法。教学方法与手段：启发式讲授,联系实际,多媒体,板书。教学内容与进程：一、计数器二进制计数器按计数顺序分为加法、减法和可逆计数器三种。为同步3位二进制加法计数器,其中各触发器的驱动方程为计数器的进位输出方程为计数情况如下表所示根据上表可画各触发器输出波形。二：存储器存储器用来存储二进制数,是计算机和一般数字系统必不可少的。目前大量使用的有半导体存储器、磁盘存储器和光盘存储器等。根据存储功能分为随机存取存储器RAM〔RandomAccessMemory和只读存储器ROM〔ReadOnlyMemory两类。三、半导体存储器1、只读存储器<ROM>ROM的内容是在制造过程中写入〔又称编程或者用专门设备由使用者写入的,写入后有的就不能再修改或重写,有的能重写但速度极慢。2、随机存取存储器<RAM>随机存取存储器又称随机存储器、读/写存储器,是能够在存储器中任意指定位置输入〔又称存入、写入,或者输出〔又称取出、读出信息的存储器。RAM基本结构四、其他存储器作业：习题课第三十四讲教学章节：第五章集成运算放大器5.1～集成运放的基本组成,集成运放的基本特性教学要求：1、了解集成运放的输入级差分放大电路；2、了解集成运放的输出级互补对称电路；3、掌握集成运放的图形符号和信号输入方式；4、了解集成运放的主要参数；5、掌握集成运放的电压传输特性和电路模型。教学重点：集成运放的组成和各部分的功能,集成运放的图形符号和信号输入方式,集成运放的电压传输特性和电路模型。教学难点：集成运放组成电路；集成运放的电压传输特性和电路模型。教学方法与手段：启发式讲授,联系实际,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：概述集成运放是一种具有很高的电压放大倍数,性能优越,集成化的多级放大器。类型：通用型、专用型集成运放的组成框图多级放大器的耦合方式：阻容耦合；变压器耦合；直接耦合。二、集成运放的输入级电路——差分放大电路1、静态分析2、动态分析输入信号：差模信号输入和共模信号输入差放放大电路的输入-输出方式：双端输入双端输出；单端输入双端输出；双端输入单端输出；单端输入单端输出。三、集成运放的输出级电路——互补对称电路七、集成运放的图形符号和信号输入方式图形符号：——反相输入端——同相输入端——输出端信号输入方式：反向输入方式；同向输入方式；差分输入方式。集成运放的主要参数1．输入失调电压UIO；2．输入失调电流IIO；3．输入偏置电流IIB；4．开环电压增益Aod；5．共模抑制比KCMR；6．输入电阻Rid和输出电阻Rod；7．最大差模输入电压Uidmax；8．最大共模输入电压Uicmax；9．最大输出电压UOM；10．开环带宽fH二、集成运放的电压传输特性和电路模型线性放大区：饱和区：+UO+或-UO-UO+、UO-为输出电压的饱和电压——正饱和——负饱和作业：第三十五讲教学章节：第五章集成运算放大器～5.3集成运放的基本特性,放大电路中的负反馈教学要求：1、熟练掌握集成运放的理想特性；2、掌握反馈的基本概念；3、理解负反馈的四种类型；4、了解负反馈对放大电路性能的影响。教学重点：集成运放的理想特性,四种反馈类型及其特点。教学难点：利用已有知识判断反馈的类型。教学方法与手段：启发式讲授,讨论发言,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：集成运放的理想特性特性：①Aod→∞；②Rid→∞；③Rod＝0；④KCMR→∞；⑤fH→∞；⑥IIO＝0；IIB＝0。两个重要概念：①虚短：；②虚断：理想的电压传输特性：集成运放工作状态的判断：开环工作——饱和区闭环正反馈——饱和区闭环负反馈——线性区二、反馈的基本概念反馈——将电路的输出信号〔电压和电流的一部分或全部通过一定的电路〔反馈电路送回至电路的输入回路。若输入信号与反馈信号相减,反馈信号削弱输入信号作用,称为负反馈。反之,则为正反馈。开环放大倍数：闭环放大倍数：三、负反馈的四种类型串联和并联反馈反馈量加到非信号输入端的是串联反馈；反馈量加到信号输入端的是并联反馈。电压和电流反馈反馈量取自于信号输出端的是电压反馈；反馈量取自于非信号输出端的是电流反馈。1、电压串联负反馈2、电流串联负反馈3、电流并联负反馈4、电压并联负反馈四、负反馈对放大电路性能的影响1．提高增益稳定性2．稳定输出电量3．减小非线性失真4．展宽放大器通频带5．对输入电阻和输出电阻有影响串联反馈使输入电阻增大并联反馈使输入电阻减小电压反馈使输出电阻减小电流反馈使输出电阻增大作业：第三十六讲教学章节：第五章集成运算放大器5.4集成运放在模拟信号运算方面的应用教学要求：；1、掌握正反向比例运算电路分析方法及结论,以此为基础并利用电压叠加原理,掌握加法、减法运算电路的分析方法；2、利用"虚短"、"虚断"概念分析微积分运算电路。教学重点：正反向比例运算电路的分析,以此为基础并利用电压叠加原理,掌握加法、减法运算电路的分析方法。教学难点：利用"虚短"、"虚断"概念分析运算放大电路。教学方法与手段：启发式讲授,比较,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：运放线性应用分析方法分析步骤：①判断是否构成负反馈电路。②在满足条件①的前提下,列方程并求解。二、比例运算电路1、方向输入比例运算电路反相输入端非接地,但电位为地〔零电位——"虚地"当——反相器2、同向输入比例运算电路当——跟随器三、加、减运算电路1、加法运算电路可利用叠加定理2、减法运算电路双运放同相输入减法运算电路四、积分、微分运算电路1、积分运算电路当2、微分运算电路作业：5.4.3第三十八讲教学章节：第五章集成运算放大器,第六章波形产生和变换5.5,6.1集成运放在幅值比较方面的应用,正弦波振荡电路教学要求：1、掌握由集成运放构成的开环比较器的原理及其简单应用；2、掌握正弦波振荡的相位平衡条件、幅值平衡条件；3、理解RC串并联式正弦波振荡电路的工作原理、起振条件、稳幅原理及振荡频率的计算。教学重点：开环比较器的原理及其简单应用,正弦波振荡的相位平衡条件、幅值平衡条件,RC串并联式正弦波振荡电路的工作原理、起振条件、稳幅原理及振荡频率的计算。教学难点：比较器的简单应用；RC串并联式正弦波振荡电路的工作原理、起振条件、稳幅原理及振荡频率的计算。教学方法与手段：启发式讲授,多媒体,板书。教学内容与进程：一、引入：开环工作比较器集成运放工作在非线性区时,可构成幅值比较器。1、反相输入比较器2、同相输入比较器3、输出加限幅电路的比较器4、过零比较器二、正弦波振荡电路的基本原理正弦波振荡电路必须由四个部分组成：放大、正反馈、选频和稳幅。1、自激振荡条件正弦波振荡电路的振荡条件：幅度平衡条件：相位平衡条件：n为正整数2、振荡的建立和稳定电路的起振条件为：当满足R=R1=R2,C=C1=C2条件时,反馈系数等于1/3,反馈系数与频率f0的大小无关,且相角F=0。达到振荡稳定状态时Au=3。三、RC正弦波振荡电路文氏电桥正弦波振荡电路如下：信号频率为二极管稳幅的振荡电路将二极管串接在通路