电子技术基础总复习

《电子技术基础》包括：

第一章：常用半导体器件第二章：基本放大电路第三章：多级放大电路

第四章：数制转换与编码第五章：逻辑门与逻辑代数基础第六章：门电路2/5/20231第一章：常用半导体器件第一节：半导体基础知识第二节：半导体二极管第三节：双极型晶体管第四节：场效应管2/5/20232第一节：半导体基础知识1、半导体（semiconductor）

硅silicon、锗germanium；导电能力介于导体和绝缘体之间；光敏性、热敏性、掺杂性）

2/5/202332、本征半导体（intrinsicsemiconductor）纯净的、结构完整的单晶体*本征激发产生两种载流子（carrier）：自由电子electrons（负电）、空穴holes（正电）、

特点：数目相等；扩散（diffusion）运动——电流、漂移（drift）运动——电流自由电子和空穴均参与导电——导电特殊性2/5/202343、杂质（impurity）半导体*根据掺入杂质元素不同：

P型半导体、N型半导体注意：（1）多子、少子；（2）电中性；（3）多子和少子的浓度2/5/202354、PN结形成：*多子的扩散、少子的漂移*PN结、空间电荷区、耗尽层、阻挡层、势垒区PN结的单向导电性：耗尽层的变化

（1）外加正向电压（正偏）——导通（2）外加反向电压（反偏）——截止

正偏低阻导通、反偏高阻截止2/5/20236第二节：半导体二极管

半导体二极管伏安特性(1)正向导通、(2)反向截止、(3)反向击穿开启电压Uon:死区电压硅管0.5V,锗管0.1V导通电压U:硅管0.6~0.8V,锗管0.1~0.3V——P19表1.2.1温度对二极管伏安特性的影响:

温度每升高1℃，正向压降减小2~2.5mV

温度每升高10℃，反向电流约增大一倍U2/5/20237二极管的应用：限幅、整流、门电路

稳压管：工作在反向击穿状态稳压管稳压电路：串、反、并作业：其它特殊的二极管：

光电二极管、发光二极管、变容二极管DZIZDZIZDZIZDZIZ2/5/20238第四节：半导体三极管

三极管的结构三极管的工作原理三极管的特性曲线三极管的主要参数温度对三极管参数的影响2/5/20239三极管的结构1、三个电极

(emittercollectorbase)2、三个区(region)3、两个PN结4、特点5、符号集电区发射区基区PNN2/5/202310三极管的工作原理1、三极管具有放大作用的条件：

发射结正偏、集电结反偏

NPN：VC>VB>VEPNP：VE>VB>VC2、内部载流子的传输3、电流分配原则：IE=IB+ICIC=βIB+ICEO︽βIB4、结论：双极型、电流控制、三种连接方式：共射、共集、共基2/5/202311三极管的特性曲线1、共发射极电路的输入特性曲线

右移、重叠

2、共发射极电路的输出特性曲线饱和区、放大区、截止区（判断）2/5/202312三极管的主要参数1、电流放大系数：α、β2、极间反向饱和电流：

ICBO、ICEO

：小则稳定3、极限参数：

ICM、PCM、V(BR)CEO

决定三极管的安全工作区2/5/202313温度对三极管参数的影响温度升高

ICBO升高

VBE降低

β升高2/5/202314

第二章基本放大电路

第一节：引言放大电路的功能：把微弱的电信号线性地（不失真）放大为幅度较大的电信号——amplifier注意：（1）放大电路放大的本质是能量控制和转换：断电不工作（2）放大的对象是变化量（3）放大的基本特征是功率放大（4）放大电路中必存在能够控制能量的元件，即有源元件。（5）放大的前提是不失真：合适的区2/5/202315第二节：共发射极电路的分析RBRCTVCCC1C2vivo2/5/202316静态分析1、近似估算法2、图解分析法（已知特性曲线）注意：电路参数对Q的影响2/5/202317动态分析1、图解分析法注意：*叠加、反相、无波形改变*负载RL对电路静态、动态的影响*波形的非线性失真：饱和、截止*最大输出电压幅值2、微变等效电路法*三极管的H参数模型*H参数的确定*用微变等效电路法分析共射电路2/5/202318特点：负载电阻越小，放大倍数越小。rbeRBRCRL电压放大倍数的计算2/5/202319对于为放大电路提供信号的信号源来说，放大电路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示输入电阻的定义：是动态电阻。rbeRBRCRL电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。输入电阻的计算2/5/202320所以：用加压求流法求输出电阻：rbeRBRC002/5/202321分压式偏置电路RB1+VCCRCC1C2RB2CERERLuiuoRE射极直流负反馈电阻CE

交流旁路电容典型静态工作点稳定电路2/5/202322I1I2IBRB1+VCCRCTRB2RE直流通路静态分析2/5/202323+VCCuoRB1RCC1C2RB2CERERLuirbeRCRLR'B微变等效电路uoRB1RCRLuiRB2交流通路动态分析2/5/202324RB+VCCC1C2RERLuiuoRB+VCCRE直流通道射极输出器(共集放大电路)2/5/202325IBIE折算RB+VCCRE直流通道静态分析2/5/202326rbeRERLRB电压放大倍数2/5/2023271.所以但是，输出电流Ie增加了。2.输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器。结论：2/5/202328输入电阻较大，作为前一级的负载，对前一级的放大倍数影响较小且取得的信号大。rbeRERLRB输入电阻2/5/202329用加压求流法求输出电阻。rorbeRERBRSrbeRERBRS电源置0输出电阻2/5/202330射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。所谓带负载能力强，是指当负载变化时，放大倍数基本不变。2/5/202331第七节：场效应管及其放大电路场效应管（FET）场效应管放大电路2/5/202332场效应管（FieldEffectTransistor）场效应管与晶体管的区别1.晶体管是电流控制元件；场效应管是电压控制元件。2.晶体管参与导电的是电子—空穴，因此称其为双极型器件；场效应管是电压控制电流器件，参与导电的只有多子，因此称其为单极型器件。3.晶体管的输入电阻较低，一般102~104；场效应管的输入电阻高，可达107~10124.噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、易集成。2/5/202333场效应管（FET:fieldeffecttransistor）引言（特点、分类）结型场效应管（JFET）绝缘栅型场效应管（IGFET）FET的特点及主要参数场效应管放大电路：共源极放大电路共漏极放大电路2/5/202334UDD=20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150k50k1M10k10kGDS10k场效应管的共源极放大电路2/5/202335sgR2R1RGRL'dRLRDRo=RD=10k2/5/202336共漏放大电路——源极输出器uo+UDDRSuiC1R1RGR2RL150k50k1M10kDSC2G2/5/202337uo+UDDRSuiC1R1RGR2RL150k50k1M10kDSC2GRiRo

RogR2R1RGsdRLRS微变等效电路动态分析2/5/202338RiRo

RogR2R1RGsdRLRS微变等效电路输入电阻Ri2/5/202339输出电阻ro加压求流法gd微变等效电路ro

roR2R1RGsRS2/5/2023403.1多级放大电路的耦合方式耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合。级间耦合：级与级之间的连接。第三章多级放大电路2/5/2023413.2多级放大电路的动态分析在多级放大器中，由于后级电路相当于前级的负载，而该负载正是后级放大器的输入电阻，所以在计算前级输出时，只要将后级的输入电阻作为其负载，则该级的输出信号就是后级的输入信号。因此，一个n级放大器的总电压放大倍数Au可表示为

可见，Au为各级电压放大倍数的乘积。2/5/202342

多级放大器的输入电阻就是第一级的输入电阻Ri1。不过在计算Ri1时应将后级的输入电阻Ri2作为其负载，即

而多级放大器的输出电阻就是最末级的输出电阻Ron。不过在计算Ron时应将前级的输出电阻Ro(n-1)作为其信号源内阻，即2/5/2023434.1概述

一、模拟电路和数字电路的比较

（1）工作信号：模拟信号：时间和数量上连续的物理量（热电偶输出信号）。数字信号：时间和数量上离散的物理量（零件数）。

（2）管子工作状态：如三极管：

模：放大；数：饱和或截止

（3）分析工具：估算/图解/等效；逻辑代数

（4）研究问题：放大性能：Q/Au/Ri/Ro；

输入输出逻辑功能第四章数制转换与编码2/5/202344

二、数字电路的特点

（1）二进制，易实现

（2）抗干扰能力强，工作可靠；

（3）长期保存；

（4）集成度高。

三、主要内容

（1）数制和码制

（2）逻辑代数：表达式、真值表、

卡诺图、逻辑电路图、波形图等。

（3）逻辑门2/5/2023454.2几种常用的数制

数制：计数体制

每位数码的构成方法以及进位规则

任意N进制数D=∑Ki×Ni

其中：N——基数；

Ki——第i位的系数；

Ni——第i位的权（N种数码）

（1）十进制（D:Decimal）

（2）二进制（B:Binary）

（3）八进制（O:Octal）

（4）十六进制（H:Hexadecimal）

2/5/202346（1）十进制数转换成等值的N进制数（a）整数部分的转换:“除基取余法”（b）小数部分的转换:“乘基取整法”4.2

不同数制间的转换2/5/20234745（10）=101101（2），173（10）=10101101（2）2/5/2023480.3125（10）=0.0101（2）

2/5/202349（2）N——十转换

只要将N进制数按权展开，各项的数值相加，即可得到十进制数。

例：（1011.01）2

=1×23+0×22+1×21+1×20+

0×2-1+1×2-2

=(11.25)10

2/5/202350（3）二——十六/八转换:4/3位分组法

（4）十六/八——二转换:

（5）八——十六转换:

法1：以二进制为桥，4/3位分组法

法2：以十进制为桥

2/5/202351十进制数8421码余3码无权码2421码0123456789000000010010001101000101011001111000100100110100010101100111100010011010101111000000000100100011010010111100110111101111编码：2/5/202352

逻辑：一定的因果关系。

逻辑代数是描述客观事物逻辑关系的数学方法，是进行逻辑分析与综合的数学工具。因为它是英国数学家乔治·布尔(GeorgeBoole)于1847年提出的,所以又称为布尔代数。

逻辑代数有其自身独立的规律和运算法则，不同于普通代数。

“0”和“1”表示两种不同的逻辑状态：是和非、真和假、高电位和低电位、有和无、开和关等等。

第5章逻辑门与逻辑代数基础5.1概述

2/5/2023535.2逻辑代数中的三种基本运算

与（AND）或（OR）

非（NOT）符号表达式真值表规律2/5/202354几种常用的复合逻辑运算与非 或非 与或非2/5/202355异或门实现异或逻辑

Y=AB=AB+ABABY0000111011102/5/202356同或Y=A⊙B=AB+ABABY0010101001112/5/202357两变量的“异或”及“同或”逻辑的真值表如表所示：ABF=A

⊙B0001101101101001A⊙B=2/5/2023585.3逻辑代数基本定律与公式——10个1+A=12)A•A=AA+A=A4)A•A=0

5)A+A=12/5/2023596)(A)=A7)A+B•C=(A+B)•(A+C)

(A•B)=A+B

(A+B)=A•B9)A+AB=A+B10)AB+AC+BC=AB+AC2/5/202360基本定理

代入定理

任一逻辑等式中,若变量A全部用同一逻辑式取代,等式仍成立。例:1+=1

摩根定理推广2/5/202361反演定理

任一逻辑函数Y中,与和或，0和1，原变量和反变量互换，则得Y。注意：**优先顺序不能变——括号、乘、加

**不属于单变量上的反号应保留不变。2/5/202362

利用对偶定理，可以使要证明和记忆的公式数目减少一半。互为对偶式对偶定理：若等式Y=W成立，则等式Y’=W’也成立。

2/5/202363逻辑函数的代数化简法1、逻辑函数表达式的不同形式（与或式、或与式、或非或非式、*与非与非式、与或非式）2、化简（与项的个数少、与项中的变量个数少）3、并项法(利用AB+AB’=A)

吸收法(利用A+AB=A)

消项法(利用公式AB+A’C+BC=AB+A’C)

消因子法(利用A+A’B=A+B)

配项法(利用公式A+A=A或A+A’=1)2/5/2023645.4代数法化简函数式——公式化简法5.4.1逻辑函数的最简形式1.化简的意义从逻辑问题概括出来的逻辑函数式，不一定是最简式。化简电路，就是为了降低系统的成本，提高电路的可靠性，以便用最少的门实现它们。例如函数:F=AC+B——1与+1或F=ABC’+AB’C+A’BC+A’B+B+BC——3非+5与+1或2/5/2023652.逻辑函数的五种基本形式与-或表达式与非-与非表达式或-与表达式或非-或非表达式与-或非表达式2/5/202366

3、逻辑函数的最简标准

由于与或表达式最常用，因此只讨论最简与或表达式的最简标准。

最简与或表达式为：①与项（乘积项）的个数最少；②每个与项中的变量最少。2/5/202367常用公式化简法一、并项法(利用AB+AB’=A)

二、吸收法(利用A+AB=A)

三、消项法(利用公式AB+A’C+BC=AB+A’C)五、配项法(利用公式A+A=A或乘A+A’=1或添多余项AB+A’C+BC)

四、消因子法(利用A+A’B=A+B)

2/5/2023685.5逻辑函数的最小项之和表达式

在n个变量逻辑函数中，若m为包含n个因子的乘积项，而且这n个变量均以原变量或反变量的形式在m中出现一次，则称m为该组变量的最小项。

对n个变量的逻辑函数，共有2n个最小项。最小项：①定义:2/5/202369最小项之和表达式

任何一个逻辑函数都可以表示成若干个最小项的和，即最小项表达式，它是一个标准“与—或”表达式，而且这种形式是唯一的。——利用A+A’=1例1:Y=ABC’+BC=ABC+BC（A+A’）=ABC’+ABC+A’BC=m6+m7+

m3=m(3,6,7)

最小项表达式2/5/202370化最小项之和表达式的方法:标准“与—或”表达式，而且是唯一的。

例1:Y=AB+BC+AC=m(3,5,6,7)

方法1：利用A+A’=1，缺补方法2：利用真值表

例2:Y=A⊕B⊕C=m(1,2,4,7)

2/5/202371逻辑函数的卡诺图化简法1、最小项及其性质（n个变量有2n个最小项、每个最小项有n个相邻项）2、最小项表达式（唯一）3、卡诺图化简法（三变量、四变量、跨互补可消除、

填、圈、写）4、包含无关项的逻辑函数化简（定义、表示、处理）2/5/202372

变量的卡诺图ABC0001111001013

24

57

6ABCABCABCABCABCABCABCABC三变量卡诺图BAC2/5/202373

四变量的卡诺图注：上与下，左与右，对称，相邻013

2457

6121315

148911

10ABCD0001111000011110ABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCD2/5/202374二、用卡诺图表示逻辑函数1）由变量数选定卡诺图2）所含最小项对应格填1例：Y=A’B’C’D+A’BD’+ACD+AB’

ABCD000111100001111011111111=m(1,4,6,8,9,10,11,15)

2/5/2023755.6.2用卡诺图化简逻辑函数依据：相邻的2个最小项求和，可以合并为一项并 消去一对因子。一、合并最小项的规则1）两个相邻的最小项可以合并为一项,消去一对因子.例2）四个相邻的最小项可以合并为一项,消去两对因子.3）八个相邻的最小项可以合并为一项,消去三对因子.4）2k个相邻的最小项可以合并为一项,消去k对因子.

ABC000111100111=B’C(A+A’)=B’CY=A’B’C+AB’C利用A+A’=1的关系BAC2/5/202376二、卡诺图法化简步骤注：合并及选择乘积项的原则（1）圈最大（可重圈，但必有一个新1）（2）圈最少（3）包含所有1（4）检查冗