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文档简介
电子技术总结主讲教师:郝建娜上海海事大学物流工程学院E-mail:jnhao@电子技术总结第14章半导体器件本章重点:会分析含有二极管的电路。
分析方法:将二极管断开,分析二极管两端电位的高低。若V阳
>V阴,二极管导通若V阳
<V阴,二极管截止实际二极管,应考虑正向管压降硅0.6~0.8V锗0.2~0.3V设二极管是理想的,正向导通时二极管相当于短路,反向截止时二极管相当于断开。第14章半导体器件本章重点:分析方法:将二极管断开电路如图,求:UABV阳
=-6VV阴=-12VV阳>V阴二极管导通例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。
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-6.3V或-6.7V参考点V阳V阴电路如图,求:UABV阳=-6VV两个二极管的阴极接在一起取B点作参考点,断开二极管,分析二极管阳极和阴极的电位。V1阳
=-6V,V2阳=0V,V1阴
=V2阴=-12VUD1=6V,UD2=12V
∵
UD2>UD1
∴D2优先导通,D1截止。若忽略管压降,二极管可看作短路,UAB
=0V例2:D1承受反向电压为-6V流过D2
的电流为求:UAB
在这里,D2起钳位作用,D1起隔离作用。BD16V12V3kAD2UAB+–多个二极管注意阳极电位与阴极电位差大的优先导通两个二极管的阴极接在一起V1阳=-6V,V2阳=0V,ui>8V,二极管导通,可看作短路uo=8V
ui<8V,二极管截止,可看作开路uo=ui已知:二极管是理想的,试画出uo波形。8V例3:ui18V参考点二极管阴极电位为8VD8VRuoui++––
在这里,D
起限幅作用。ui>8V,二极管导通,可看作短路uo=8V例4:已知:管子为锗管,VA=3V,VB=0V。导通压降为0.3V,试求:VY=?方法:先判二极管谁优先导通,导通后二极管起嵌位作用两端压降为定值。因:VA>VB故:DA优先导通DB截止若:DA导通压降为0.3V则:VY=2.7V解:DA-12VVAVBVYDBR例4:已知:管子为锗管,VA=3V,VB=0V。导通例5:已知:管子为锗管,VA=3V,VB=0V。导通压降为0.3V,试求:VY=?方法:先判二极管谁优先导通,导通后二极管起嵌位作用两端压降为定值。因:VA>VB故:DB
优先导通DA截止若:DB导通压降为0.3V则:VY=0.3V解:DAVAVBDBVY+12VR例5:已知:管子为锗管,VA=3V,VB=0V。导通本章作业14.3.614.3.914.4.3
本章作业14.3.6第15章基本放大电路本章重点:会画直流通路,掌握放大电路静态工作点的估算法会画放大电路的微变等效电路,并会做动态分析即会求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻第15章基本放大电路本章重点:静态:放大电路无信号输入(ui=0)时的工作状态。分析方法:估算法、分析对象:各极电压电流的直流分量。所用电路:放大电路的直流通路。——静态工作点Q:IB、IC、UCE
。静态分析:确定放大电路的静态值。静态:放大电路无信号输入(ui=0)时的工作状态。分析方法基本共发射极放大电路的直流通路直流通路直流通路用来计算静态工作点Q(IB
、IC
、UCE)对直流信号电容C可看作开路(即将电容断开)断开断开+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE基本共发射极放大电路的直流通路直流通路直流通路用来计算静态工15.2.1
用放大电路的直流通路确定静态值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<<UCC时,+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB15.2.1用放大电路的直流通路确定静态值1)直流通路估例1:用估算法计算静态工作点。已知:UCC=12V,RC=4K,RB=300K,=37.5。解:+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB注意:电路中IB
和IC
的数量级不同,计算中一定要写出各量的单位。例1:用估算法计算静态工作点。解:+UCCRBRCT++–URBRCC1C2RERL+++UCCuiuo++––RSeS+–画出以下电路的直流通路IE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBRERBRCC1C2RERL+++UCCuiuo++––RSeS例2:用估算法计算图示电路的静态工作点。
由例1、例2可知,当电路不同时,计算静态值的公式也不同。由KVL可得:由KVL可得:IE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBRE例2:用估算法计算图示电路的静态工作点。由例1、例2可知动态:放大电路有信号输入(ui0)时的工作状态。分析方法:
微变等效电路法所用电路:
放大电路的交流通路。动态分析:
计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。分析对象:
各极电压和电流的交流分量。动态:放大电路有信号输入(ui0)时的工作状态。分析方法+UCCRBRCC1C2RLuO+–esRS+–RBRCuiuORLRSes++–+––对交流信号(有输入信号ui时的交流分量)XC0,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。短路短路对地短路交流通路
用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。+UCCRBRCC1C2RLuO+–esRS+–RBRCui微变等效电路:因三极管是非线性元件,不便于分析,在输入的交流信号是小信号的情况下,可把非线性的三极管线性化,等效为一个线性元件。三极管线性化之后的放大电路称为微变等效电路。微变等效电路:ibicicBCEibib晶体三极管线性等效电路ube+-uce+-ube+-uce+-1.晶体管线性化rbeBEC
晶体管的B、E之间可用rbe等效代替。
晶体管的C、E之间可用一受控电流源ic=ib等效代替。ibicicBCEibib晶体三极管线性等效电路ube+-2.
放大电路的微变等效电路
将交流通路中的晶体管用晶体管线性等效电路代替即可得放大电路的微变等效电路。ibiceSrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSii交流通路微变等效电路RBRCuiuORL++--RSeS+-ibicBCEii2.放大电路的微变等效电路将交流通路中的晶ibicRBRCC1C2RERL+++UCCuiuo++––RSeS+–画出以下电路的微变等效电路方法:步骤1)
画交流通路RBRCuiuORL++--RSeS+-ibicBCEiiRERBRCC1C2RERL+++UCCuiuo++––RSeS画出电路的微变等效电路方法:
步骤2)用晶体管的线性等效电路代替晶体管rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSREiiRBRCuiuORL++--RSeS+-ibicBCEiiRE画出电路的微变等效电路方法:步骤2)用晶体管的线性等rbe3.电压放大倍数的计算当放大电路输出端开路(未接RL)时,rbe与IE有关系,放大倍数与静态IE有关。负载电阻愈小,放大倍数愈小。
式中的负号表示输出电压的相位相反。例1:rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS(输入电压与建立关系)(输出电压与建立关系)3.电压放大倍数的计算当放大电路输出端开路(未接RL)时,r3.电压放大倍数的计算rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2:
由例1、例2可知,当电路不同时,计算电压放大倍数Au
的公式也不同。要根据微变等效电路找出ui与ib的关系、uo与ic的关系。3.电压放大倍数的计算rbeRBRCRLEBC+-+-+-R4.放大电路输入电阻的计算放大电路对信号源(或对前级放大电路)来说,是一个负载,可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻,也就是放大电路的输入电阻。定义:
输入电阻是对交流信号而言的,称为动态电阻。+-信号源Au放大电路+-放大电路信号源+-输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数。电路的输入电阻愈大,从信号源取得的电流愈小,因此一般总是希望得到较大的输入电阻。4.放大电路输入电阻的计算放大电路对信号源(或对前级放大电路例1:rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS例1:rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSrbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2:rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2:5.
放大电路输出电阻的计算放大电路对负载(或对后级放大电路)来说,是一个信号源,可以将它进行戴维宁等效,等效电源的内阻即为放大电路的输出电阻。+_RLro+_定义:
输出电阻是动态电阻,与负载无关。
输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。电路的输出电阻愈小,负载变化时输出电压的变化愈小,因此一般总是希望得到较小的输出电阻。RSRL+_Au放大电路+_外加5.放大电路输出电阻的计算放大电路对负载(或对后级放大电rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS共射极放大电路特点:
1.放大倍数高;2.输入电阻低;3.输出电阻高.例1:求ro的步骤:1)
断开负载RL2)令Ui=0或ES=03)外加电压4)求外加rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS共射极放大电路特点:rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE
思考:以下电路的输出电阻?
结论:共发射极放大电路的输出电阻都是RCrbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE思考:以下电+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE已知:UCC=12V,RC=4K,RB=300K,=37.5。求静态工作点和电压放大倍数,输入电阻和输出电阻。+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+静态工作点:解:+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB静态工作点:解:+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICI画微变等效电路进行动态分析:rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS输出电阻中不含RL公式记下画微变等效电路进行动态分析:rbeRBRCRLEBC+-+-估算法:VB静态工作点的计算15.4.2分压式偏置电路
直流通路:C1、C2、CE均断开估算法:VB静态工作点的计算15.4.2分压式偏置电路RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–动态分析对交流:旁路电容CE
将RE
短路,RE不起作用,Au,ri,ro与固定偏置电路思路相同。旁路电容RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo+电压放大倍数的计算当放大电路输出端开路(未接RL)时,rbe与IE有关系,放大倍数与静态IE有关。负载电阻愈小,放大倍数愈小。
式中的负号表示输出电压的相位相反。RSrbeRB1RCRLEBC+-+-+-RB2微变等效电路电压放大倍数的计算当放大电路输出端开路(未接RL)时,rbeRSrbeRB1RCRLEBC+-+-+-RB2输入电阻和输出电阻的计算输入电阻输出电阻当(RB1//RB2)>>rbe时,RSrbeRB1RCRLEBC+-+-+-RB2输入电阻和输RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–
去掉CE后的微变等效电路短路对地短路如果去掉CE,Au,ri,ro
?rbeRB2RCRLEBC+-+-+-RSRERB1RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo+rbeRB2RCRLEBC+-+-+-RERB1RS电压放大倍数的计算rbeRB2RCRLEBC+-+-+-RERB1RS电压放大rbeRB2RCRLEBC+-+-+-RERB1输入和输出电阻的计算输入电阻输出电阻rbeRB2RCRLEBC+-+-+-RERB1输入和输出电
例1:在分压式偏置电路中,已知:VCC
=2V,RB1=30k,RB2
=10k,RC
=4k,
RE
=2.2k,RL
=4k,CE
=100µF,C1
=C2
=20µF,晶体管的
=50。试求:
(1)计算静态值IB
、
IC
和UCE
;(2)计算Au、ri和ro
。例1:在分压式偏置电路中,已知:VCC
解:(1)可用估算法求静态值VB
=VCCRB1RB2RB2+=121030+10=3V=VB–UBERE=3–0.62.2=1.09mAIB==IC1.0950=21.8µAUCE=VCC–IC(
RC+RE)=12–1.09(4+2.2)=5.24VIC≈IEI1ICIBI2
解:(1)可用估算法求静态值VB=VCCRB1RB2R(2)由微变等效电路求Au、ri
、
ro。Au=–
RC//RLrbe=–504//41.42k=–70.4ri
=RB1
//RB2
//rbe
=30//10//1.42=1.12
k
ro
=RC=
4
k
rbe
=200+(1+)26IE=200+51261.09=1.42k__rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS(2)由微变等效电路求Au、ri、ro。Au=–例2:
在图示放大电路中,已知UCC=12V,RC=6kΩ,RE1=300Ω,RE2=2.7KΩ,RB1=60kΩ,RB2=20kΩ
RL=6kΩ,晶体管β=50,UBE=0.6V,试求:(1)静态工作点IB、IC及
UCE;(2)画出微变等效电路;(3)输入电阻ri、rO及Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL++++UCCuiuo++––RE2例2:在图示放大电路中,已知UCC=12V,R【解】(1)由直流通路求静态工作点。直流通路RB1RCRB2RE1+UCCRE2+–UCEIEIBICVB【解】(1)由直流通路求静态工作点。直流通路RB1RCRB2(2)由微变等效电路求Au、ri
、
ro。微变等效电路rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE1(2)由微变等效电路求Au、ri、ro。微变等效电路本章作业15.2.6(忽略UBE
)15.4.5(设UBE=0.6V
)15.4.7(设UBE=0.6V
)15.6.2(选做)本章作业15.2.6(忽略UBE)第16章集成运算放大器掌握集成运算放大器的基本分析方法本章重点第16章集成运算放大器掌握集成运算放大器的基本分析方法本(1)u+u–
,称“虚短”理想运放工作在线性区的特点(2)i+=i–0,称“虚断”
理想运放分析方法:(1)对关键结点列KCL方程(2)多输入运放电路,可运用叠加原理
(3)多级运放电路,逐级分析,掌握同相比例和反相比例两个基本电路特点,直接运用可简化运算
如不加说明,输入、输出的另一端均为地()。u+、u-也指对地电位。注意反相比例、同相比例,加法和减法运放电路分析详见16章课件。(1)u+u–,称“虚短”理想运放工作在线性区的特ifi1i–i+uoRFuiR2R1++––++–uoRFuiR2R1++––++–由具体电路求出一切工作在线性区的运放电路均可根据“虚短”和“虚断”分析求出输出与输入电压关系。两个基本电路ifi1i–i+uoRFuiR2R1++––++–uoR50
例2在图示两级运放电路中,已知R1=10kΩ,R3=100kΩ,RF1=100kΩ,RF2=500kΩ,设输入电压已知,求输出电压。解:第一级为同相比例运算电路第二级为反相比例运算电路例2在图示两级运放电路中,已知R1=10kΩ,R3=51
例3在图示两级运放电路中,已知R1=50kΩ,RF=100kΩ,
若输入电压uI=1V,求输出电压。解:第一级为电压跟随器第二级为反相比例运算电路例3在图示两级运放电路中,已知R1=50kΩ,RF52
例4分析如下两级运放电路的输出电压。解:第一级为同相比例运算电路第二级为减法运算电路例4分析如下两级运放电路的输出电压。解:第一级为同相比例53
例5已知uI1=0.5V,uI2=-2V,uI3=1V,
求输出电压。解:第一级为反相加法运算电路第二级为减法运算电路例5已知uI1=0.5V,uI2=-2V,uI354
例6求如图所示电路的输出电压。解:A1为反相加法运算电路A2为同相比例运算电路例6求如图所示电路的输出电压。解:A1为反相加法运算电路55A3是减法运算电路A3是减法运算电路56本章作业16.2.1016.2.1116.2.13本章作业16.2.1057第17章电子电路中的反馈本章重点:能判别集成运放电路中正反馈和负反馈以及负反馈的四种类型,特别是多级运放中的级间反馈。第17章电子电路中的反馈本章重点:5817.1.2
负反馈与正反馈的判别方法
若反馈信号与输入信号加在不同输入端(或两个电极)上,两者极性相同时,使净输入电压减小,为负反馈;反之,极性相反为正反馈。
2.从输入端沿电路分析输出电压极性3.再据输出电压极性确定反馈电压极性或反馈电流的方向
若反馈信号与输入信号加在同一输入端(或同一电极)上,输出端(或反馈引出处)电压极性为时,使净输入电流减小,为负反馈;反之为正反馈。
-1.设定输入信号的极性(或称瞬时极性)为反馈极性的判别—瞬时极性法(增用,减用)-17.1.2负反馈与正反馈的判别方法若反馈信号59运算放大器电路反馈类型的判别方法:1.反馈电路直接从输出端引出的,是电压反馈;从负载电阻RL的靠近“地”端引出的,是电流反馈;
2.输入信号和反馈信号分别加在两个输入端(同相和反相)上的,是串联反馈;加在同一个输入端(同相或反相)上的,是并联反馈;
3.对串联反馈,输入信号和反馈信号的极性相同时,净输入电压减小,是负反馈;极性相反时,是正反馈;
4.对并联反馈,净输入电流等于输入电流和反馈电流之差时,是负反馈;否则是正反馈。运算放大器电路反馈类型的判别方法:1.反馈电路直接60
例1:试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。uf+–
因反馈电路直接从运算放大器A2的输出端引出,所以是电压反馈;
因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端和同相输入端上,所以是串联反馈;因输入信号和反馈信号的极性相同,所以是负反馈。--串联电压负反馈
解:先在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号;例1:试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端61例2:试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。
解:因反馈电路是从运算放大器A2的负载电阻RL的靠近“地”端引出的,所以是电流反馈;
因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上,所以是并联反馈;
因净输入电流id等于输入电流和反馈电流之差,所以是负反馈。-并联电流负反馈i1ifid例2:试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入62本章习题P15217.2.6(a)本章习题P15263第20章门电路和组合逻辑电路会分析和设计简单的组合逻辑电路。本章重点:基础:1、熟悉基本门电路的逻辑电路符号、逻辑表达式。2、真值表与逻辑表达式之间相互转换3、会用公式法或卡诺图法化简逻辑表达式。常用公式第20章门电路和组合逻辑电路会分析和设计简单的组合逻辑电路6420.6.1组合逻辑电路的分析(1)由逻辑图写出输出端的逻辑表达式(2)运用逻辑代数化简或变换(3)列逻辑状态表(4)分析逻辑功能已知逻辑电路确定逻辑功能分析步骤:20.6.1组合逻辑电路的分析(1)由逻辑图写出输出65例1:分析下图的逻辑功能(1)写出逻辑表达式Y=Y2Y3=AABBAB...AB..AB.A..ABBY1.AB&&&&YY3Y2..例1:分析下图的逻辑功能(1)写出逻辑表达式Y=Y66(2)应用逻辑代数化简Y=AABBAB...=AAB+BAB..=AB+AB反演律=A(A+B)+B(A+B)..反演律=AAB+BAB..(2)应用逻辑代数化简Y=AABB67(3)列逻辑状态表ABY001100111001Y=AB+AB=AB逻辑式(4)分析逻辑功能输入相同输出为“0”,输入相异输出为“1”,称为“异或”逻辑关系。这种电路称“异或”门。
=1ABY逻辑符号(3)列逻辑状态表ABY001100111001Y=68(1)写出逻辑式例2:分析下图的逻辑功能.A
B.Y=ABAB
.A•B化简&&11.BAY&A
B
=AB+AB(1)写出逻辑式例2:分析下图的逻辑功能.AB.Y69(2)列逻辑状态表Y=AB+AB(3)分析逻辑功能
输入相同输出为“1”,输入相异输出为“0”,称为“判一致电路”(“同或门”)
,可用于判断各输入端的状态是否相同。=AB逻辑式
=1ABY逻辑符号=ABABY001100100111(2)列逻辑状态表Y=AB+AB(3)分析逻辑功70&&&&ABSC11、逐级写逻辑式:课堂练习分析下图的逻辑功能:2、对逻辑式进行化简:&&&&ABSC11、逐级写逻辑式:课堂练71输入输出ABSC
0000
0110
1010
1101逻辑式:3、列真值表:半加器逻辑功能:课堂练习输入输出AB7220.6.2组合逻辑电路的综合根据逻辑功能要求逻辑电路设计(1)由逻辑要求,列出逻辑状态表(2)由逻辑状态表写出逻辑表达式(3)简化和变换逻辑表达式(4)画出逻辑图设计步骤如下:20.6.2组合逻辑电路的综合根据逻辑功能要求逻辑电路设73例1:设计一个三变量奇偶检验器。
要求:
当输入变量A、B、C中有奇数个同时为“1”时,输出为“1”,否则为“0”。用“与非”门实现。(1)列逻辑状态表(2)写出逻辑表达式取Y=“1”(或Y=“0”)列逻辑式取Y=“1”对应于Y=1,若输入变量为“1”,则取输入变量本身(如A);若输入变量为“0”则取其反变量(如A)。0000
A
B
C
Y0011010101101001101011001111例1:设计一个三变量奇偶检验器。(1)列逻辑状态表(74(3)用“与非”门构成逻辑电路在一种组合中,各输入变量之间是“与”关系各组合之间是“或”关系ABC00100111101111由卡图诺可知,该函数不可化简。0000
A
B
C
Y0011010101101001101011001111(3)用“与非”门构成逻辑电路在一种组合中,各输入变量之间75(4)逻辑图YCBA01100111110&&&&&&&&1010(4)逻辑图YCBA01100111110&&&&&&76例2:
某工厂有A、B、C三个车间和一个自备电站,站内有两台发电机G1和G2。G1的容量是G2的两倍。如果一个车间开工,只需G2运行即可满足要求;如果两个车间开工,只需G1运行,如果三个车间同时开工,则G1和G2均需运行。试画出控制G1和G2运行的逻辑图。
设:A、B、C分别表示三个车间的开工状态:
开工为“1”,不开工为“0”;
G1和
G2运行为“1”,不运行为“0”。(1)根据逻辑要求列状态表
首先假设逻辑变量、逻辑函数取“0”、“1”的含义。例2:某工厂有A、B、C三个车间和一个自备电站,站77
逻辑要求:如果一个车间开工,只需G2运行即可满足要求;如果两个车间开工,只需G1运行,如果三个车间同时开工,则G1和G2均需运行。开工“1”不开工“0”运行“1”不运行“0”(1)根据逻辑要求列状态表0111001010001101101001010011100110111000ABC
G1G2逻辑要求:如果一个车间开工,只需G2运行即可满足要求78(2)由状态表写出逻辑式ABC00100111101111或由卡图诺可得相同结果(3)化简逻辑式可得:10100101001110011011100001110010ABC
G1
G210001101(2)由状态表写出逻辑式ABC0010011110111179(4)用“与非”门构成逻辑电路
由逻辑表达式画出卡诺图,由卡图诺可知,该函数不可化简。ABC00100111101111(4)用“与非”门构成逻辑电路由逻辑表达式画出卡诺80(5)画出逻辑图ABCABC&&&&&&&&&G1G2(5)画出逻辑图ABCABC&&&&&&&&&G1G281
例3:设计一个三人(A、B、C)表决电路。每人有一按键,如果赞同,按键,表示1;如不赞同,不按键,表示0。表决结果用指示灯表示,多数赞同,灯亮为1,反之灯不亮为0。解:(1)列逻辑状态表(2)写出逻辑表达式取
Y=1
(或Y=0)
列逻辑式。
对应于Y=1,若输入变量为
1,则取输入变量本身(如A);若输入变量为
0则取其反变量(如A)。例3:设计一个三人(A、B、C)表决电路。每人有82(3)若用与非门构成逻辑电路在一种组合中,各输入变量之间是与关系。各组合之间是或关系。ABC00100111101111(3)若用与非门构成逻辑电路在一种组合中,各输入变量之间是83三人表决电路11三人表决电路1184第21章触发器和时序逻辑电路1、掌握R-S、J-K、D触发器的逻辑功能(逻辑符号和状态表)及不同结构触发器的动作特点。2、会画触发器电路的输出波形图本章重点第21章触发器和时序逻辑电路1、掌握R-S、J-K、D85基本R-S触发器状态表逻辑符号RD(ResetDirect)-直接置“0”端(复位端)SD(SetDirect)-直接置“1”端(置位端)QQSDRDSDRDQn+1100置0011置111Qn保持00同时变1后不确定(禁用)功能低电平有效基本R-S触发器状态表逻辑符号RD(ResetDir86例:基本R-S触发器的时序图(初始状态为0)例:基本R-S触发器的时序图(初始状态为0)87可控RS状态表(CP=1期间有效)00SR01010111禁用Qn+1QnQn—时钟到来前触发器的状态Qn+1—时钟到来后触发器的状态逻辑符号QQSR
CPSDRDCP高电平时触发器状态由R、S确定,CP低电平时触发器状态不变可控RS状态表(CP=1期间有效)0088例:画出可控R-S
触发器的输出波形RSCP不定不定可控R-S状态表CP高电平时触发器状态由R、S确定QQ0100SR01010111不定Qn+1Qn例:画出可控R-S触发器的输出波形RSCP不定不定可控89J
K
Qn+100Qn
01010111QnJK触发器状态表(CP下降沿有效)(保持功能)
(置“0”功能)
(置“1”功能)(计数功能)CP下降沿触发翻转SD
、RD为直接置1、置0端,不受时钟控制,低电平有效,触发器工作时SD
、RD应接高电平。逻辑符号
CPQJKSDRDQCP下降沿读J和K的对应值,由状态表决定Q的新状态,除CP下降沿以外的其他时间Q均保持不变JKQn+1090例:JK
触发器工作波形CPJKQ下降沿触发翻转例:JK触发器工作波形CPJKQ下降沿触发翻转91D触发器状态表(CP上升沿有效)D
Qn+1
0101上升沿触发翻转逻辑符号DCPQQRDSDCP上降沿时触发器Q的新状态由上升沿对应的D决定,其他时刻触发器状态保持。D触发器状态表(CP上升沿有效)DQn+1092例:D触发器工作波形图CPDQ上升沿触发翻转例:D触发器工作波形图CPDQ上升沿触发翻转93本章习题P34821.1.1021.1.1121.1.1321.1.14本章习题P34894请大家练习每章后边选择题和其他题目,参考word文档。没学过的内容可不做。若有问题欢迎同学找我答疑。答疑时间:周一:15:00-18:00,
周三:12:00-18:00
周四:15:00-18:00
答疑
地点:物流楼532(周三13:00-14:30在物流楼221)预祝各位同学考试顺利,前程似锦!请大家练习每章后边选择题和其他题目,参考word文档。没学过95
电子技术总结主讲教师:郝建娜上海海事大学物流工程学院E-mail:jnhao@电子技术总结第14章半导体器件本章重点:会分析含有二极管的电路。
分析方法:将二极管断开,分析二极管两端电位的高低。若V阳
>V阴,二极管导通若V阳
<V阴,二极管截止实际二极管,应考虑正向管压降硅0.6~0.8V锗0.2~0.3V设二极管是理想的,正向导通时二极管相当于短路,反向截止时二极管相当于断开。第14章半导体器件本章重点:分析方法:将二极管断开电路如图,求:UABV阳
=-6VV阴=-12VV阳>V阴二极管导通例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。
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-6.3V或-6.7V参考点V阳V阴电路如图,求:UABV阳=-6VV两个二极管的阴极接在一起取B点作参考点,断开二极管,分析二极管阳极和阴极的电位。V1阳
=-6V,V2阳=0V,V1阴
=V2阴=-12VUD1=6V,UD2=12V
∵
UD2>UD1
∴D2优先导通,D1截止。若忽略管压降,二极管可看作短路,UAB
=0V例2:D1承受反向电压为-6V流过D2
的电流为求:UAB
在这里,D2起钳位作用,D1起隔离作用。BD16V12V3kAD2UAB+–多个二极管注意阳极电位与阴极电位差大的优先导通两个二极管的阴极接在一起V1阳=-6V,V2阳=0V,ui>8V,二极管导通,可看作短路uo=8V
ui<8V,二极管截止,可看作开路uo=ui已知:二极管是理想的,试画出uo波形。8V例3:ui18V参考点二极管阴极电位为8VD8VRuoui++––
在这里,D
起限幅作用。ui>8V,二极管导通,可看作短路uo=8V例4:已知:管子为锗管,VA=3V,VB=0V。导通压降为0.3V,试求:VY=?方法:先判二极管谁优先导通,导通后二极管起嵌位作用两端压降为定值。因:VA>VB故:DA优先导通DB截止若:DA导通压降为0.3V则:VY=2.7V解:DA-12VVAVBVYDBR例4:已知:管子为锗管,VA=3V,VB=0V。导通例5:已知:管子为锗管,VA=3V,VB=0V。导通压降为0.3V,试求:VY=?方法:先判二极管谁优先导通,导通后二极管起嵌位作用两端压降为定值。因:VA>VB故:DB
优先导通DA截止若:DB导通压降为0.3V则:VY=0.3V解:DAVAVBDBVY+12VR例5:已知:管子为锗管,VA=3V,VB=0V。导通本章作业14.3.614.3.914.4.3
本章作业14.3.6第15章基本放大电路本章重点:会画直流通路,掌握放大电路静态工作点的估算法会画放大电路的微变等效电路,并会做动态分析即会求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻第15章基本放大电路本章重点:静态:放大电路无信号输入(ui=0)时的工作状态。分析方法:估算法、分析对象:各极电压电流的直流分量。所用电路:放大电路的直流通路。——静态工作点Q:IB、IC、UCE
。静态分析:确定放大电路的静态值。静态:放大电路无信号输入(ui=0)时的工作状态。分析方法基本共发射极放大电路的直流通路直流通路直流通路用来计算静态工作点Q(IB
、IC
、UCE)对直流信号电容C可看作开路(即将电容断开)断开断开+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE基本共发射极放大电路的直流通路直流通路直流通路用来计算静态工15.2.1
用放大电路的直流通路确定静态值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<<UCC时,+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB15.2.1用放大电路的直流通路确定静态值1)直流通路估例1:用估算法计算静态工作点。已知:UCC=12V,RC=4K,RB=300K,=37.5。解:+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB注意:电路中IB
和IC
的数量级不同,计算中一定要写出各量的单位。例1:用估算法计算静态工作点。解:+UCCRBRCT++–URBRCC1C2RERL+++UCCuiuo++––RSeS+–画出以下电路的直流通路IE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBRERBRCC1C2RERL+++UCCuiuo++––RSeS例2:用估算法计算图示电路的静态工作点。
由例1、例2可知,当电路不同时,计算静态值的公式也不同。由KVL可得:由KVL可得:IE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBRE例2:用估算法计算图示电路的静态工作点。由例1、例2可知动态:放大电路有信号输入(ui0)时的工作状态。分析方法:
微变等效电路法所用电路:
放大电路的交流通路。动态分析:
计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。分析对象:
各极电压和电流的交流分量。动态:放大电路有信号输入(ui0)时的工作状态。分析方法+UCCRBRCC1C2RLuO+–esRS+–RBRCuiuORLRSes++–+––对交流信号(有输入信号ui时的交流分量)XC0,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。短路短路对地短路交流通路
用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。+UCCRBRCC1C2RLuO+–esRS+–RBRCui微变等效电路:因三极管是非线性元件,不便于分析,在输入的交流信号是小信号的情况下,可把非线性的三极管线性化,等效为一个线性元件。三极管线性化之后的放大电路称为微变等效电路。微变等效电路:ibicicBCEibib晶体三极管线性等效电路ube+-uce+-ube+-uce+-1.晶体管线性化rbeBEC
晶体管的B、E之间可用rbe等效代替。
晶体管的C、E之间可用一受控电流源ic=ib等效代替。ibicicBCEibib晶体三极管线性等效电路ube+-2.
放大电路的微变等效电路
将交流通路中的晶体管用晶体管线性等效电路代替即可得放大电路的微变等效电路。ibiceSrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSii交流通路微变等效电路RBRCuiuORL++--RSeS+-ibicBCEii2.放大电路的微变等效电路将交流通路中的晶ibicRBRCC1C2RERL+++UCCuiuo++––RSeS+–画出以下电路的微变等效电路方法:步骤1)
画交流通路RBRCuiuORL++--RSeS+-ibicBCEiiRERBRCC1C2RERL+++UCCuiuo++––RSeS画出电路的微变等效电路方法:
步骤2)用晶体管的线性等效电路代替晶体管rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSREiiRBRCuiuORL++--RSeS+-ibicBCEiiRE画出电路的微变等效电路方法:步骤2)用晶体管的线性等rbe3.电压放大倍数的计算当放大电路输出端开路(未接RL)时,rbe与IE有关系,放大倍数与静态IE有关。负载电阻愈小,放大倍数愈小。
式中的负号表示输出电压的相位相反。例1:rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS(输入电压与建立关系)(输出电压与建立关系)3.电压放大倍数的计算当放大电路输出端开路(未接RL)时,r3.电压放大倍数的计算rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2:
由例1、例2可知,当电路不同时,计算电压放大倍数Au
的公式也不同。要根据微变等效电路找出ui与ib的关系、uo与ic的关系。3.电压放大倍数的计算rbeRBRCRLEBC+-+-+-R4.放大电路输入电阻的计算放大电路对信号源(或对前级放大电路)来说,是一个负载,可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻,也就是放大电路的输入电阻。定义:
输入电阻是对交流信号而言的,称为动态电阻。+-信号源Au放大电路+-放大电路信号源+-输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数。电路的输入电阻愈大,从信号源取得的电流愈小,因此一般总是希望得到较大的输入电阻。4.放大电路输入电阻的计算放大电路对信号源(或对前级放大电路例1:rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS例1:rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSrbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2:rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2:5.
放大电路输出电阻的计算放大电路对负载(或对后级放大电路)来说,是一个信号源,可以将它进行戴维宁等效,等效电源的内阻即为放大电路的输出电阻。+_RLro+_定义:
输出电阻是动态电阻,与负载无关。
输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。电路的输出电阻愈小,负载变化时输出电压的变化愈小,因此一般总是希望得到较小的输出电阻。RSRL+_Au放大电路+_外加5.放大电路输出电阻的计算放大电路对负载(或对后级放大电rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS共射极放大电路特点:
1.放大倍数高;2.输入电阻低;3.输出电阻高.例1:求ro的步骤:1)
断开负载RL2)令Ui=0或ES=03)外加电压4)求外加rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS共射极放大电路特点:rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE
思考:以下电路的输出电阻?
结论:共发射极放大电路的输出电阻都是RCrbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE思考:以下电+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE已知:UCC=12V,RC=4K,RB=300K,=37.5。求静态工作点和电压放大倍数,输入电阻和输出电阻。+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+静态工作点:解:+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB静态工作点:解:+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICI画微变等效电路进行动态分析:rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS输出电阻中不含RL公式记下画微变等效电路进行动态分析:rbeRBRCRLEBC+-+-估算法:VB静态工作点的计算15.4.2分压式偏置电路
直流通路:C1、C2、CE均断开估算法:VB静态工作点的计算15.4.2分压式偏置电路RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–动态分析对交流:旁路电容CE
将RE
短路,RE不起作用,Au,ri,ro与固定偏置电路思路相同。旁路电容RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo+电压放大倍数的计算当放大电路输出端开路(未接RL)时,rbe与IE有关系,放大倍数与静态IE有关。负载电阻愈小,放大倍数愈小。
式中的负号表示输出电压的相位相反。RSrbeRB1RCRLEBC+-+-+-RB2微变等效电路电压放大倍数的计算当放大电路输出端开路(未接RL)时,rbeRSrbeRB1RCRLEBC+-+-+-RB2输入电阻和输出电阻的计算输入电阻输出电阻当(RB1//RB2)>>rbe时,RSrbeRB1RCRLEBC+-+-+-RB2输入电阻和输RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–
去掉CE后的微变等效电路短路对地短路如果去掉CE,Au,ri,ro
?rbeRB2RCRLEBC+-+-+-RSRERB1RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo+rbeRB2RCRLEBC+-+-+-RERB1RS电压放大倍数的计算rbeRB2RCRLEBC+-+-+-RERB1RS电压放大rbeRB2RCRLEBC+-+-+-RERB1输入和输出电阻的计算输入电阻输出电阻rbeRB2RCRLEBC+-+-+-RERB1输入和输出电
例1:在分压式偏置电路中,已知:VCC
=2V,RB1=30k,RB2
=10k,RC
=4k,
RE
=2.2k,RL
=4k,CE
=100µF,C1
=C2
=20µF,晶体管的
=50。试求:
(1)计算静态值IB
、
IC
和UCE
;(2)计算Au、ri和ro
。例1:在分压式偏置电路中,已知:VCC
解:(1)可用估算法求静态值VB
=VCCRB1RB2RB2+=121030+10=3V=VB–UBERE=3–0.62.2=1.09mAIB==IC1.0950=21.8µAUCE=VCC–IC(
RC+RE)=12–1.09(4+2.2)=5.24VIC≈IEI1ICIBI2
解:(1)可用估算法求静态值VB=VCCRB1RB2R(2)由微变等效电路求Au、ri
、
ro。Au=–
RC//RLrbe=–504//41.42k=–70.4ri
=RB1
//RB2
//rbe
=30//10//1.42=1.12
k
ro
=RC=
4
k
rbe
=200+(1+)26IE=200+51261.09=1.42k__rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS(2)由微变等效电路求Au、ri、ro。Au=–例2:
在图示放大电路中,已知UCC=12V,RC=6kΩ,RE1=300Ω,RE2=2.7KΩ,RB1=60kΩ,RB2=20kΩ
RL=6kΩ,晶体管β=50,UBE=0.6V,试求:(1)静态工作点IB、IC及
UCE;(2)画出微变等效电路;(3)输入电阻ri、rO及Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL++++UCCuiuo++––RE2例2:在图示放大电路中,已知UCC=12V,R【解】(1)由直流通路求静态工作点。直流通路RB1RCRB2RE1+UCCRE2+–UCEIEIBICVB【解】(1)由直流通路求静态工作点。直流通路RB1RCRB2(2)由微变等效电路求Au、ri
、
ro。微变等效电路rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE1(2)由微变等效电路求Au、ri、ro。微变等效电路本章作业15.2.6(忽略UBE
)15.4.5(设UBE=0.6V
)15.4.7(设UBE=0.6V
)15.6.2(选做)本章作业15.2.6(忽略UBE)第16章集成运算放大器掌握集成运算放大器的基本分析方法本章重点第16章集成运算放大器掌握集成运算放大器的基本分析方法本(1)u+u–
,称“虚短”理想运放工作在线性区的特点(2)i+=i–0,称“虚断”
理想运放分析方法:(1)对关键结点列KCL方程(2)多输入运放电路,可运用叠加原理
(3)多级运放电路,逐级分析,掌握同相比例和反相比例两个基本电路特点,直接运用可简化运算
如不加说明,输入、输出的另一端均为地()。u+、u-也指对地电位。注意反相比例、同相比例,加法和减法运放电路分析详见16章课件。(1)u+u–,称“虚短”理想运放工作在线性区的特ifi1i–i+uoRFuiR2R1++––++–uoRFuiR2R1++––++–由具体电路求出一切工作在线性区的运放电路均可根据“虚短”和“虚断”分析求出输出与输入电压关系。两个基本电路ifi1i–i+uoRFuiR2R1++––++–uoR145
例2在图示两级运放电路中,已知R1=10kΩ,R3=100kΩ,RF1=100kΩ,RF2=500kΩ,设输入电压已知,求输出电压。解:第一级为同相比例运算电路第二级为反相比例运算电路例2在图示两级运放电路中,已知R1=10kΩ,R3=146
例3在图示两级运放电路中,已知R1=50kΩ,RF=100kΩ,
若输入电压uI=1V,求输出电压。解:第一级为电压跟随器第二级为反相比例运算电路例3在图示两级运放电路中,已知R1=50kΩ,RF147
例4分析如下两级运放电路的输出电压。解:第一级为同相比例运算电路第二级为减法运算电路例4分析如下两级运放电路的输出电压。解:第一级为同相比例148
例5已知uI1=0.5V,u
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