《电子技术基础》复习资料

第第页《电子技术基础》复习资料第一章半导体器件半导体基础知识本征半导体(1)自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。(2)有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。(3)另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。(4)半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。比如：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化;往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。(5)现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。（6）完全纯净的、结构完整的半导体晶体，称为本征半导体。（7）在绝对0度（T=0K）和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即载流子），它的导电能力为0，相当于绝缘体。（8）在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。（9）本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素。（10）一定温度下，本征激发产生的自由电子和空穴对，与复合的自由电子和空穴对数目相等，达到动态平衡。理论分析表明：ni和pi表示自由电子和空穴的浓度（cm－3）（11）本征半导体的导电性很差，且与环境密切相关。本征半导体的这种对温度的敏感性，既可用来制作热敏和光敏器件，又是造成半导体器件温度稳定性差的原因。1.1.2杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。使自由电子浓度大大增加的杂质半导体称为N型半导体（电子半导体），使空穴浓度大大增加的杂质半导体称为P型半导体（空穴半导体）。（1）在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或锑），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个与相临的半导体原子形成共价键，必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子就成了不能移动的带正电的离子。每个磷原子给出一个电子，称为施主原子。N型半导体中的载流子是什么？1、由施主原子提供的电子，浓度与施主原子相同。2、本征激发成对产生的电子和空穴。3、掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流子（多子），空穴称为少数载流子（少子）。（2）在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或铟），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相临的半导体原子形成共价键时，产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。由于硼原子接受电子，所以称为受主原子。P型半导体中的载流子是什么？1、由受主原子提供的空穴，浓度与受主原子相同。2、本征半导体中成对产生的电子和空穴。3、掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，空穴浓度远大于自由电子浓度。空穴称为多数载流子（多子），自由电子称为少数载流子（少子）。（3）N型半导体中电子是多子，其中大部分是掺杂提供的电子，本征半导体中受激产生的电子只占少数。N型半导体中空穴是少子，少子的迁移也能形成电流，由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂质浓度相等。（4）P型半导体中空穴是多子，电子是少子。1.1.3PN结及其单向导电性（1）PN结的形成：在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN结。（2）空间电荷区内正负电荷相等，因此，当P区和N区杂质浓度相等时，正离子区和负离子区宽度相等，称为对称结；当P区和N区杂质浓度不同时，浓度高一侧的离子区宽度低于浓度低的一侧，称为不对称PN结。（3）绝大部分空间电荷区内自由电子和空穴数目都非常少，在分析PN结特性时常忽略载流子的作用，只考虑离子区的电荷，这种方法称为“耗尽层近似”，故称空间电荷区为耗尽层。（4）注意：1、空间电荷区中没有载流子。2、空间电荷区中内电场阻碍P中的空穴、N中的电子（都是多子）向对方运动（扩散运动）。3、P中的电子和N中的空穴（都是少子），数量有限，因此由它们形成的电流很小。（5）、PN结的单向导电性：当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏；反之称为加反向电压，简称反偏。PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。（6）PN结V-I特性表达式其中：IS——反向饱和电流UT——温度的电压当量且在常温下（T=300K）1.2二极管（1）二极管的伏安特性正偏：体电阻、外引线——同样电压，I偏小反偏：表面漏电流——Is数值增大二极管的伏安特性表达式可用PN结伏安特性表达式表示：（2）温度对二极管伏安特性的影响：温度升高，正向特性左移，反向特性下移。室温附近，温度每升高1℃，正向压降减少2—2.5mV。室温附近，温度每升高10℃，反向电流增大一倍。（3）二极管的参数最大整流电流If：二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。反向击穿电压UBR和最大反向工作电压UR：二极管反向击穿时的电压值为UBR。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。最高反向工作电压UR一般是UBR的一半。反向电流IR：指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流，此时二极管未被击穿。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要大几十到几百倍。最高工作频率fM：超过此值时，由于结电容的作用，二极管不能很好地体现单向导电性。以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是主要利用它的单向导电性包括整流、限幅、保护等。下面介绍两个交流参数。例：已知图中电路稳压管的稳定电压UZ＝6V。计算UI为12V、30V三种情况下输出电压UO的值。解：UI为12V，经两个电阻分压，URL=4V<UZ，DZ截止，故UO＝4V。UI为30V，两个电阻分压，URL能得到10V电压>UZ，DZ反向击穿，稳压管工作在稳压状态，UO钳位在6V。1.3双极型晶体管（BJT)(1)结构特点：发射区的掺杂浓度最高；集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。例：电路如图所示，晶体管导通时UBE＝0.7V，β=50。试分析uI为1.5V、3V情况下晶体管的工作状态及输出电压uO的值。(2)电流放大倍数前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共集接法。共射直流电流放大倍数：(3)工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为iB，相应的集电极电流变化为iC，则交流电流放大倍数为：(4)集电极最大电流ICM集电极电流IC在一定范围内不变，但大到一定数值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。(5)集-射极反向击穿电压晶体管的某一电极开路时，另两个电极间所允许加的最高反向电压即为极间反向击穿电压，超过此值的管子会发生击穿现象。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)集电极最大允许功耗PCM集电极电流IC流过三极管，所发出的焦耳热为：PC=ICUCE必定导致结温上升，所以PC有限制。PCPCM(7)绝缘栅型场效应晶体管的主要参数栅—源直流输入电阻RGS栅一源击穿电压UGS(BR)最大漏极电流IDM和最大耗散功率PDM低频跨导gm习题一、选择题：1．在杂质半导体中,少子浓度主要取决于()(A)掺入杂质的浓度、(B)材料、(C)温度2．测得某PNP型三极管各极点位为:UB=-3VUE=-4VUC=-6V,则该管工作于()(A)放大状态、(B)饱和状态、(C)截止状态3．在基本共射放大电路中，若更换晶体管使β值由50变为100,则电路的放大倍数()(A)约为原来的1/2倍(B)约为原来的2倍(C)基本不变4．在OCL电路中，引起交越失真的原因是()(A)输入信号过大(B)晶体管输入特性的非线性(C)电路中有电容5．差动放大器中,用恒流源代替长尾Re是为了()(A)提高差模电压增益(B)提高共模输入电压范围(C)提高共模抑制比6．若A+B=A+C，则（）(A)B=C；(B)B=；(C)在A=0的条件下，B=C7．同步计数器中的同步是指（）（A）各触发器同时输入信号；（B）各触发器状态同时改变；（C） 各触发器受同一时钟脉冲的控制8．由NPN管组成的单管基本共射放大电路，输入信号为正弦波，输出电压出现顶部被削平的失真，这种失真是（）（A）饱和失真（B）截止失真（C）频率失真9．对PN结施加反向电压时，参与导电的是（）（A）多数载流子（B）少数载流子（C）既有多数载流子又有少数载流子10．当温度增加时，本征半导体中的自由电子和空穴的数量（）（A）增加（B）减少（C）不变二、填空题：1．N型半导体中多数载流子是_______少数载流子是______。2．PN结具有_________特性。3．三极管具有放大作用的外部条件是________、_________。4．集成运放的输入级一般采用__________放大电路。5．正弦波振荡的相位平衡条件是_____________幅度平衡条件是_________。6．电压串联负反馈可以稳定输出_______并能使输入电阻________。7．串联型稳压电源由基准、取样、________、_______四部分组成。8．F=A⊕B用与或式表示为____________。9．CMOS门电路中不用的输入端不允许______通过大电阻接地的输入端相当于_______。10．二进制数1100转换成十进制是_________，十六进制是__________。三、判断（每题1分，共10分）1．稳压二极管稳压电路中，限流电阻可以取消。（）2．半导体中多数载流子的浓度是由掺杂浓度决定的（）3．反馈具有稳定输出量的作用。 （）4．在运算放大器的运用电路中，若存在反馈则运放工作在线性状态。（）5．某放大器不带负载时的输出电压为1.5V，带上RL=5KΩ的负载后，测得输出电压下降为1V，则放大器的输出电阻RO=2.5KΩ。（）6．差动放大电路中，恒流源的作用是提高共模抑制比（）7．在基本放大器的图解分析中，若负载断开时，则交流负载线和直流负载线重合。（）8．放大电路的A<0，说明接入的一定是负反馈。（）9．最小项是构成逻辑函数的最小单元。（）10．TTL与非门多余的输入端不容许接地。（）习题答案一、选择题：1、C2、C3、C4、B5、C6、C7、C8、B9、B10、A二、填空题：1、自由电子、空穴2、单向导电3、发射结正偏、集电结反偏4、差动5、φA+φF=2nπ（n=0、1、2……）、AF=16、电压、电阻7、放大、调整8、A+B9、悬空、低电平10、12C三、判断1、×2、√3、×4、×5、√6、×7、√8、×9、√10、√第二章电力电子器件1电力电子器件与主电路的关系（1）主电路：指能够直接承担电能变换或控制任务的电路。（2）电力电子器件：指应用于主电路中，能够实现电能变换或控制的电子器件。2电力电子器件一般都工作于开关状态，以减小本身损耗。3电力电子系统基本组成与工作原理（1）一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。（2）检测主电路中的信号并送入控制电路，根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。（3）控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。（4）同时，在主电路和控制电路中附加一些保护电路，以保证系统正常可靠运行。4电力电子器件的分类根据控制信号所控制的程度分类（1）半控型器件：通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。如SCR晶闸管。（2）全控型器件：通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子器件。如GTO、GTR、MOSFET和IGBT。（3）不可控器件：不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。如电力二极管。根据驱动信号的性质分类:（1）电流型器件：通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如SCR、GTO、GTR。（2）电压型器件：通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如MOSFET、IGBT。根据器件内部载流子参与导电的情况分类:（1）单极型器件：内部由一种载流子参与导电的器件。如MOSFET。（2）双极型器件：由电子和空穴两种载流子参数导电的器件。如SCR、GTO、GTR。（3）复合型器件：有单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件。如IGBT。5半控型器件—晶闸管SCR将器件N1、P2半导体取倾斜截面，则晶闸管变成V1-PNP和V2-NPN两个晶体管。晶闸管的导通工作原理:（1）当AK间加正向电压，晶闸管不能导通，主要是中间存在反向PN结。（2）当GK间加正向电压，NPN晶体管基极存在驱动电流，NPN晶体管导通，产生集电极电流。（3）集电极电流构成PNP的基极驱动电流，PNP导通，进一步放大产生PNP集电极电流。（4）与构成NPN的驱动电流，继续上述过程，形成强烈的负反馈，这样NPN和PNP两个晶体管完全饱和，晶闸管导通。2.3.1.4.3晶闸管是半控型器件的原因:（1）晶闸管导通后撤掉外部门极电流，但是NPN基极仍然存在电流，由PNP集电极电流供给，电流已经形成强烈正反馈，因此晶闸管继续维持导通。（2）因此，晶闸管的门极电流只能触发控制其导通而不能控制其关断。2.3.1.4.4晶闸管的关断工作原理:满足下面条件，晶闸管才能关断：（1）去掉AK间正向电压；（2）AK间加反向电压；（3）设法使流过晶闸管的电流降低到接近于零的某一数值以下。2.3.2.1.1晶闸管正常工作时的静态特性（1）当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。（2）当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通。（3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极触发电流是否还存在，晶闸管都保持导通。（4）若要使已导通的晶闸管关断，只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。2.4.1.1GTO的结构（1）GTO与普通晶闸管的相同点：是PNPN四层半导体结构，外部引出阳极、阴极和门极。（2）GTO与普通晶闸管的不同点：GTO是一种多元的功率集成器件，其内部包含数十个甚至数百个供阳极的小GTO元，这些GTO元的阴极和门极在器件内部并联在一起，正是这种特殊结构才能实现门极关断作用。2.4.1.2GTO的静态特性（1）当GTO承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。（2）当GTO承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通。（3）GTO导通后，若门极施加反向驱动电流，则GTO关断，也即可以通过门极电流控制GTO导通和关断。（4）通过AK间施加反向电压同样可以保证GTO关断。2.4.3电力场效应晶体管MOSFET（1）电力MOSFET是用栅极电压来控制漏极电流的，因此它是电压型器件。（3）当大于某一电压值时，栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度，从而使P型半导体反型成N型半导体，形成反型层。2.4.4绝缘栅双极晶体管IGBT（1）GTR和GTO是双极型电流驱动器件，其优点是通流能力强，耐压及耐电流等级高，但不足是开关速度低，所需驱动功率大，驱动电路复杂。（2）电力MOSFET是单极型电压驱动器件，其优点是开关速度快、所需驱动功率小，驱动电路简单。（3）复合型器件：将上述两者器件相互取长补短结合而成，综合两者优点。（4）绝缘栅双极晶体管IGBT是一种复合型器件，由GTR和MOSFET两个器件复合而成，具有GTR和MOSFET两者的优点，具有良好的特性。（1）IGBT是三端器件，具有栅极G、集电极C和发射极E。IGBT由MOSFET和GTR组合而成。习题一、选择题1．通用型集成运放的输入级采用差动放大电路，这是因为它的（）A、输入电阻高B、输出电阻低C、共模抑制比大D、电压放大倍数大2．对于桥式整流电路，正确的接法是()13．将代码(10000011)8421BCD转换成二进制数为（）A、(01000011)2B、(01010011)213．将代码(10000011)8421BCD转换成二进制数为（）3．将代码(10000011)8421BCD转换成二进制数为（）A、(01000011)2B、(01010011)2C、(10000011)2 D、(000100110001)24．N个变量的逻辑函数应该有最小项（）A、2n个B、n2个C、2n个D.、(2n-1)个5．函数F=+AB转换成或非－或非式为（）A、B、C、D、6．图示触发器电路的特征方程Qn+1=（）A.B.+TQnC.D.7．多谐振荡器有（）A、两个稳定状态B、一个稳定状态，一个暂稳态C、两个暂稳态D、记忆二进制数的功能8．本征半导体电子浓度______空穴浓度，N型半导体的电子浓度______空穴浓度，P型半导体的电子浓度______空穴浓度（）A、等于、大于、小于B、小于、等于、大于C、等于、小于、大于9．稳压管构成的稳压电路，其接法是（）A、稳压二极管与负载电阻串联B、稳压二极管与负载电阻并联。C、限流电阻与稳压二极管串联后，负载电阻再与稳压二极管并联10．输入失调电压UIO是（）A、两个输入端电压之差B、输入端都为零时的输出电压C、输出端为零时输入端的等效补偿电压。二、填空题1．JK触发器具有清0、置1、_______，_______四种功能。2．描述触发器逻辑功能的方法有____________、______________、驱动表、状态转换图。3．设计一位BCD码计数器，至少用________个触发器。4．将数字信号转换成模拟信号，应采用_______转换。5．模/数转换过程为取样、______、量化与_______。6．利用半导体材料的某种敏感特性，如_______特性和_______特性，可以制成热敏电阻和光敏元件。7．双极型三极管的电流放大作用是较小的_______电流控制较大的_______电流，所以双极型三极管是一种_______控制元件。8．画放大器直流通路时，_______视为开路，画交流通路时，藕合电容、旁路电容和直流电压视为_______。9．多级放大器的极间耦合方式有_______________，_______________，______________。10．理想运放的输出电阻是________，输入电阻是________。三、判断题1．硅稳压管稳压是利用二极管的反向截止区。（）2．负反馈电路是不可能产生自激振荡的。（）3．双、单极型三级管都是电流控制元件。（）4．三级管只要工作在线性放大区就有Vc>Vb>Ve（）5．三级管放大电路中，加入Re一定可稳定输出电流。（）6．正弦波振荡电路的起振条件是||=1。（）7．TTL或门电路不使用的输入端可以接地。（）8．CMOS逻辑与门电路，多余的输入端可以悬空。（）9．CMOS传输门，具有双向传输特性。（）10．在基本放大器的图解分析中，若负载断开时，则交流负载线和直流负载线重合（）四、简答题用公式法将下列函数化简成最简与或表达式（1）Y=ABC+ABC+ABC+ABC（2）Y=ABC+AC+B+C（3）Y=（A+B）*（A+B）+A（4）Y=ABC+BC+ACD习题答案一、1、C2、B3、B4、C5、B6、A7、C8、A9、C10、C二、1、取反保持2、特征方程状态转换真值表3、44、D/A5、保持编码6、热敏特性光敏特性7、基极集电极电流8、电容短路9、直接耦合电容耦合变压器耦合10、零无穷大三、1、×2、×3、×4、×5、×6、×7、√8、×9、√10、√四、（1）=解：等式左边等式右边==0（2）ABC+ABC=解：ABC+ABC==（3）AB+BC+CA=(A+B)*(B+C)*(C+A)解：(A+B)*(B+C)*(C+A)=(AB+AC+B+BC)*(C+A)=(AC+B)*(C+A)=AC+BC+AB（4）解：左式==第三章整流电路（1）整流电路定义：将交流电能变成直流电能供给直流用电设备的变流装置。3.1.1单相半波可控整流电路（4）触发角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起，到施加触发脉冲为止的电角度，称为触发角或控制角。（7）几个定义①“半波”整流：改变触发时刻，和波形随之改变，直流输出电压为极性不变但瞬时值变化的脉动直流，其波形只在正半周内出现，因此称“半波”整流。②单相半波可控整流电路：如上半波整流，同时电路中采用了可控器件晶闸管，且交流输入为单相，因此为单相半波可控整流电路。3.1.1.3电力电子电路的基本特点及分析方法（1）电力电子器件为非线性特性，因此电力电子电路是非线性电路。（2）电力电子器件通常工作于通态或断态状态，当忽略器件的开通过程和关断过程时，可以将器件理想化，看作理想开关，即通态时认为开关闭合，其阻抗为零；断态时认为开关断开，其阻抗为无穷大。3.1.2单相桥式全控整流电路3.1.2.1带电阻负载的工作情况（1）单相桥式全控整流电路带电阻负载时的原理图①由4个晶闸管（VT1~VT4）组成单相桥式全控整流电路。②VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成一对桥臂。（2）单相桥式全控整流电路带电阻负载时的波形图①：VT1~VT4未触发导通，呈现断态，则、、。，。②：在角度时，给VT1和VT4加触发脉冲，此时a点电压高于b点，VT1和VT4承受正向电压，因此可靠导通，。电流从a点经VT1、R、VT4流回b点。，，形状与电压相同。③：电源过零点，VT1和VT4承受反向电压而关断，（负半周）。同时，VT2和VT3未触发导通，因此、、。④：在角度时，给VT2和VT3加触发脉冲，此时b点电压高于a点，VT2和VT3承受正向电压，因此可靠导通，。VT1阳极为a点，阴极为b点；VT4阳极为a点，阴极为b点；因此。电流从b点经VT3、R、VT2流回b点。，。（3）全波整流在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，因此该电路为全波整流。（4）直流输出电压平均值（5）负载直流电流平均值（6）晶闸管参数计算①承受最大正向电压：②承受最大反向电压：③触发角的移相范围：时，；时，。因此移相范围为。④晶闸管电流平均值：VT1、VT4与VT2、VT3轮流导电，因此晶闸管电流平均值只有输出直流电流平均值的一半，即。3.1.2.2带阻感负载的工作情况（1）单相桥式全控整流电路带阻感负载时的原理图（2）单相桥式全控整流电路带阻感负载时的波形图分析时，假设电路已经工作于稳态下。假设负载电感很大，负载电流不能突变，使负载电流连续且波形近似为一水平线。①：在角度时，给VT1和VT4加触发脉冲，此时a点电压高于b点，VT1和VT4承受正向电压，因此可靠导通，。电流从a点经VT1、L、R、VT4流回b点，。为一水平线，。VT2和VT3为断态，②：虽然二次电压已经过零点变负，但因大电感的存在使VT1和VT4持续导通。，，，。③：在角度时，给VT2和VT3加触发脉冲，此时b点电压高于a点，VT2和VT3承受正向电压，因此可靠导通，。由于VT2和VT3的导通，使VT1和VT4承受反向电压而关断。VT1阳极为a点，阴极为b点；VT4阳极为a点，阴极为b点；因此。电流从b点经VT3、L、R、VT2流回b点，。为一水平线，。④：虽然二次电压已经过零点变正，但因大电感的存在使VT2和VT3持续导通。，，，，。（3）直流输出电压平均值（4）触发角的移相范围时，；时，。因此移相范围为。（5）晶闸管承受电压：正向：；反向：3.1.2.3带反电动势负载时的工作情况（1）单相桥式全控整流电路带反电动势负载时的原理图①当负载为蓄电池、直流电动机的电枢（忽略其中的电感）等时，负载可看成一个直流电压源，即反电动势负载。正常情况下，负载电压最低为电动势。②负载侧只有瞬时值的绝对值大于反电动势，即时，才有晶闸管承受正电压，有导通的可能。（2）单相桥式全控整流电路带反电动势负载时的波形图①：在角度时，给VT1和VT4加触发脉冲，此时，说明VT1和VT4承受正向电压，因此可靠导通，，。②：在角度时，，说明VT1和VT4已经开始承受反向电压关断。同时，由于VT2和VT3还未触发导通，因此，。③：此过程为VT2和VT3导通阶段，由于是桥式全控整流，因此负载电压与电流同前一阶段，，。3.2三相可控整流电路3.2.1三相半波可控整流电路3.2.1.1电阻负载（1）三相半波可控整流电路带电阻负载时的原理图①变压器一次侧接成三角形，防止3次谐波流入电网。②变压器二次侧接成星形，以得到零线。③三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其所有阴极连接在一起，为共阴极接法。（2）三相半波不可控整流电路带电阻负载时的波形图将上面原理图中的三个晶闸管换成不可控二极管，分别采用VD1、VD2和VD3表示。工作过程分析基础：三个二极管对应的相电压中哪一个的值最大，则该相所对应的二极管导通，并使另两相的二极管承受反压关断，输出整流电压即为该相的相电压。①：a相电压最高，则VD1导通，VD2和VD3反压关断，。②：b相电压最高，则VD2导通，VD3和VD1反压关断，。③：b相电压最高，则VD2导通，VD3和VD1反压关断，。④按照上述过程如此循环导通，每个二极管导通。⑤自然换向点：在相电压的交点、、处，出现二极管换相，即电流由一个二极管向另一个二极管转移，这些交点为自然换向点。（3）三相半波可控整流电路带电阻负载时的波形图（）自然换向点：对于三相半波可控整流电路而言，自然换向点是各相晶闸管能触发导通的最早时刻（即开始承受正向电压），该时刻为各晶闸管触发角的起点，即。①：a相电压最高，VT1开始承受正压，在时刻触发导通，，而VT2和VT3反压关断。，。②：b相电压最高，VT2开始承受正压，在时刻触发导通，，而VT3和VT1反压关断。，，VT1承受a点-b点间电压，即。③：c相电压最高，VT3开始承受正压，在时刻触发导通，，而VT1和VT2反压关断。，，VT1承受a点-c点间电压，即。（4）三相半波可控整流电路带电阻负载时的波形图（）定义：时刻为自然换向点后，和时刻依次间距。①：a相电压最高，VT1已经承受正压，但在时刻（即）时开始触发导通，，而VT2和VT3反压关断。，。②：虽然已到a相和b相的自然换向点，b相电压高于a相电压，VT2已经开始承受正压，但是VT2没有门极触发脉冲，因此VT2保持关断。这样，原来已经导通的VT1仍然承受正向电压（）而持续导通，，，。③：b相电压最高，VT2已经承受正压，时刻（即）时开始触发导通VT2，，这样VT1开始承受反压而关断。，，VT1承受a点-b点间电压，即。④：c相电压最高，VT3已经承受正压，时刻（即）时开始触发导通VT3，，这样VT2开始承受反压而关断。，，VT1承受a点-c点间电压，即。（5）三相半波可控整流电路带电阻负载时的波形图（）定义：时刻为自然换向点后，和时刻依次间距。①：a相电压最高，VT1在时刻（即）时开始触发导通，即使过了自然换向点，但因VT2未导通及，而使VT1持续导通，，而VT2和VT3反压关断。，。②：a相电压过零变负（），而使VT1承受反压关断，而VT2（未触发导通）和VT3仍为关断。，。③及期间情况分别为VT2和VT3导通过程，与上述相同。（6）三相半波可控整流电路带电阻负载不同触发角工作时的情况总结①当时，负载电流处于连续状态，各相导电。②当时，负载电流处于连续和断续的临界状态，各相仍导电。③当时，负载电流处于断续状态，直到时，整流输出电压为零。④结合上述分析，三相半波可控整流电路带电阻负载时角的移相范围为，其中经历了负载电流连续和断续的工作过程。（7）数值计算①时，整流电压平均值（负载电流连续）：当时，最大，。②时，整流电压平均值（负载电流断续）：当时，最小，。③负载电流平均值：。④晶闸管承受的最大反向电压：为变压器二次侧线电压的峰值，⑤晶闸管承受的最大正向电压：如a相，二次侧a相电压与晶闸管正向电压之和为负载整流输出电压，由于最小为0，因此晶闸管最大正向电压。2.2.1.2阻感负载（1）三相半波可控整流电路带阻感负载时的原理图①当阻感负载中的电感值很大时，整流获得的电流波形基本是平直的，即流过晶闸管的电流接近矩形波。②当时，整流电压波形与电阻负载时相同，因为两种负载情况下，负载电流均连续。（2）三相半波可控整流电路带阻感负载时的波形图（）定义：时刻为自然换向点后，和时刻依次间距。①：VT1承受正压并触发导通，过自然换向点后a相电压仍大于0，VT1仍持续导通。a相过零点后，由于电感的存在，阻止电流下降，因而VT1仍持续导通。，，，。②：当时刻，b相电压最高，同时触发导通，则VT2导通，这样VT1承受反压关断，由VT2向负载供电。，，，。③：工作过程与上述相同。，，，。（3）三相半波可控整流电路带阻感负载不同触发角工作时的情况总结①阻感负载状态下，由于大电感的存在，使负载电流始终处于连续状态，各相导电。②当时，负载电压波形将出现负的部分，并随着触发角的增大，使负的部分增多。③当时，负载电压波形中正负面积相等，平均值为0。④结合上述分析，三相半波可控整流电路带阻感负载时角的移相范围为。（4）数值计算①整流电压平均值（负载电流始终连续）：。②晶闸管承受的最大正反向电压：为变压器二次侧线电压的峰值，3.2.2三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路原理图：（1）由6只晶闸管组成，形成三个桥臂，其中每个桥臂连接一相电源。（2）阴极连接在一起的3只晶闸管（VT1、VT3、VT5）称为共阴极组，处于桥臂上端。（3）阳极连接在一起的3只晶闸管（VT4、VT6、VT2）称为共阳极组，处于桥臂下端。（4）晶闸管的导通顺序：VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6。3.2.2.1带电阻负载时的工作情况（）（1）基本说明①自然换向点仍为a、b、c相的交点。②将时刻（自然换向点）后的一个电源周期分成6段，每段电角度为，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。（2）波形图分析①阶段Ⅰ：a相电压最大，b相电压最小，触发导通VT1（事实上，VT6已经导通），，。②阶段Ⅱ：a相电压最大，c相电压最小，触发导通VT2，则VT6承受反压（）而关断，VT1持续导通。，，。③阶段Ⅲ：b相电压最大，c相电压最小，触发导通VT3，则VT1承受反压（）而关断，VT2持续导通。，，。④阶段Ⅳ：b相电压最大，a相电压最小，触发导通VT4，则VT2承受反压（）而关断，VT3持续导通。，，。⑤阶段Ⅴ：c相电压最大，a相电压最小，触发导通VT5，则VT3承受反压（）而关断，VT4持续导通。，，。⑥阶段Ⅵ：c相电压最大，b相电压最小，触发导通VT6，则VT4承受反压（）而关断，VT5持续导通。，，。（3）总结①对于共阴极组的3个晶闸管来说，阳极所接交流电压值最高的一个导通；对于共阳极组的3个晶闸管来说，阴极所接交流电压值最低的一个导通。②每个时刻均需2个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，其中1个晶闸管是共阴极组的，1个是共阳极组的，且不能为同1相的晶闸管。③对触发脉冲的要求：6个晶闸管的脉冲按VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6的顺序，相位依次差。④共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差，共阳极组VT2、VT4、VT6的脉冲依次差。⑤同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差。⑥整流输出电压一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉冲整流电路。3.2.2.2带电阻负载时的工作情况（）（1）基本说明①自然换向点仍为a、b、c相的交点。②时刻为a相触发角位置，将该时刻后的一个电源周期分成6段，每段电角度为，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。（2）波形图分析①阶段Ⅰ：a相电压最大，b相电压最小，触发导通VT1（事实上，VT6已经导通）当过b、c相交点后，虽然b电压高于c相电压，但是由于未触发导通VT2，且a相电压仍高于b相，因此整个阶段I中，VT1和VT6持续导通。，，。②阶段Ⅱ：分析过程同阶段I，VT1和VT2持续导通。，，。③阶段Ⅲ：分析过程同阶段I，VT2和VT3持续导通。，，。④阶段Ⅳ：分析过程同阶段I，VT3和VT4持续导通。，，。⑤阶段Ⅴ：分析过程同阶段I，VT4和VT5持续导通。，，。⑥阶段Ⅵ：分析过程同阶段I，VT5和VT6持续导通。，，。（3）总结①与时相比，晶闸管起始导通时刻推迟了，组成的每一段线电压因此推迟，平均值降低。②VT1处于通态的期间，变压器二次侧a相电流，波形与同时段的波形相同。VT4处于通态的期间，波形与同时段的波形相同，但为负值。3.2.2.3带电阻负载时的工作情况（）（1）波形图分析①阶段Ⅰ：a相电压最大，c相电压最小，通过以往经验知道VT6已经导通，此时触发导通VT1，不触发VT2，则整个阶段I中，VT1和VT6持续导通。，。②阶段Ⅱ：b相电压最大，c相电压最小，此时触发导通VT2，则VT6承受电压而关断，而a相电压仍比c相大，因此VT1和VT2持续导通。，。③阶段Ⅲ：分析过程同阶段Ⅱ，VT2和VT3持续导通。，。④阶段Ⅳ：分析过程同阶段Ⅱ，VT3和VT4持续导通。，。⑤阶段Ⅴ：分析过程同阶段Ⅱ，VT4和VT5持续导通。，。⑥阶段Ⅵ：分析过程同阶段Ⅱ，VT5和VT6持续导通。，。（2）总结①与时相比，晶闸管起始导通时刻继续向后推迟，平均值继续降低，并出现了为零的点。②当时，波形均连续，对于电阻负载，波形与波形的形状一样，保持连续。3.2.2.4带电阻负载时的工作情况（）（1）时整流电路触发脉冲要求①时，负载电流将出现断续状态，这样为确保电路的正常工作，需保证同时导通的2个晶闸管均有触发脉冲。②方法一：采用宽脉冲触发，即触发脉冲的宽度大于，一般取~。③方法二：采用双脉冲触发，即在触发某个晶闸管的同时，给序号紧前的一个晶闸管补发脉冲。即用两个窄脉冲代替宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差，脉宽一般为~。（2）波形图分析①阶段Ⅰ：前半段内，，通过以往经验知道VT6已经导通，此时触发导通VT1，不触发VT2，则VT1和VT6导通。，。后半段内，，出现a、b相交点，则过交点后VT6和VT1承受反压关断。，。②阶段Ⅱ：前半段内，，此时触发导通VT2，同时采用宽脉冲或双脉冲方式触发VT1导通。，。后半段内，，出现a、c相交点，则过交点后VT1和VT2承受反压关断。，。③阶段Ⅲ：前半段内，VT2和VT3持续导通。，，。后半段内，，。④阶段Ⅳ：前半段内，VT3和VT4持续导通。，，。后半段内，，。⑤阶段Ⅴ：前半段内，VT4和VT5持续导通。，，。后半段内，，。⑥阶段Ⅵ：前半段内，VT5和VT6持续导通。，，。后半段内，，。（3）总结①当时，负载电流将出现断续状态。②当时，整流输出电压波形全为零，因此带电阻负载时的三相桥式全控整流电路角的移相范围是。3.2.2.7三相桥式全控整流电路的定量分析（1）带电阻负载时的平均值①特点：时，整流输出电压连续；时，整流输出电压断续。②整流电压平均值计算公式：以所处的线电压波形为背景，周期为。③输出电流平均值计算公式：。3.7整流电路的有源逆变工作状态3.7.1逆变的概念3.7.1.1什么是逆变？为什么要逆变？（1）逆变定义：生产实践中，存在着与整流过程相反的要求，即要求把直流电转变成交流电，这种对应于整流的逆向过程，定义为逆变。（3）逆变电路定义：把直流电逆变成交流电的电路。（4）有源逆变电路：将交流侧和电网连结时的逆变电路，实质是整流电路形式。（5）无源逆变电路：将交流侧不与电网连结，而直接接到负载的电路，即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载的电路。（6）有源逆变电路的工作状态：只要满足一定条件，可控整流电路即可以工作于整流状态，也可以工作于逆变状态。3.7.1.3逆变产生的条件（1）单相全波电路（相当发电机）-电动机系统（2）单相全波电路（整流状态）-电动机（电动状态）系统①电动机处于电动运行状态，全波电路处于整流工作状态（），直流输出电压，而且，才能输出电枢电流。②能量流向：交流电网输出电功率，电动机输入电功率。（3）单相全波电路（有源逆变状态）-电动机（发电回馈制动）系统①电动机处于发电回馈制动运行状态，由于晶闸管单向导电性，电路内的方向依然不变。②这样，要保证电动机有电动运行变成发电回馈制动运行，必须改变的极性，同时直流输出电压也改变极性（，）。③此时，必须保证，，才能把电能从直流侧送到交流侧，实现逆变。④能量流向：电动机输出电功率，交流电网吸收电功率。⑤全波电路有源逆变工作状态下，为什么晶闸管触发角处于，仍能导通运行？答：主要由于全波电路有外接直流电动势的存在且，这是电动机处于发电回馈制动状态时得到的，这样能够保证系统得到很大的续流，即使晶闸管的阳极电位大部分处于交流电压为负的半周期，但是仍能承受正向电压而导通。（4）有源逆变产生的条件①变流电路外侧要有直流电动势，其极性必须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压。②要求晶闸管的控制触发角，使为负值。习题选择题1．抑制温漂（零漂）最常用的方法是采用（）电路A、差放B、正弦C、数字2．下列逻辑电路中为时序逻辑电路的是（）A、变量译码器B、加法器C、数码寄存器3．下列关于异或运算的式子中不正确的是（）A、⊕A=0B、⊕=1C、A⊕0=A4．下列门电路属于双极性的是（）A、OC门B、PMOCC、CMOC5．对于钟控RS触发器，若要求其输出“0”状态不变，则输入的RS信号（）A、RS=X0B、RS=0XC、RS=X1二、填空题1．功率管工作在甲乙类状态的目的是__________________。2．在常温下，硅二极管的开启电压是__________V，导通后在较大电流下时正向压降约_________V。3．RC桥式振荡电路中，ω0=1/RC时，Fu=________。4．石英晶体有____个谐振频率，当电路的工作频率大于fs而小于fp时，晶体呈_______。5．如果对键盘上108个符号进行二进制编码，则至少要______位二进制数码。6．在TTL门电路的一个输入端与地之间接一个10K电阻，则相当于在该输入端输入______电平；在CMOS门电路的输入端与电源之间接一个1K电阻，相当于在该输入端输入______电平。7．TTL电路的电源电压为______V，CMOS电路的电源电压为______V。8．74LS138是3线—8线译码器，译码为输出低电平有效，若输入为A2A1A0=110时，输出应为______。9．将一个包含有32768个基本存储单元的存储电路设计16位为一个字节的ROM，该ROM有______根地址线。10．能够实现“线与”的TTL门电路叫______。三、简答题1．求下列函数的对偶式Y’及反函数Y（1）Y=A（B+C）（2）（3）Y=AB+BC+C（A+D）2．用卡诺图法化简下列函数式为最简与或式（1）==A（2）=（3）Y==A+C+BD（4）3．正确连接多余端，实现Y=A+B的逻辑关系。AB5VYAAB5VYAB5VY(b)(a)&1习题答案选择题1、A2、C3、B4、A5、A二、填空题1、克服交越失真2、0.5V0.7V3、1/34、2感性5、76、高高7、5V3—18V8、101111119、1110、OC门三、简答题1．（1）Y=A（B+C）解：Y’=A+BC；Y=A+BC（2）解：（3）Y=AB+BC+C（A+D）解：Y’=（A+B）（B+C）（C+AD）；Y=（A+B）（B+C）（C+AD）3.（a）多余端接电源或与A或B接在一起（b）多余端接地或与A或B接在一起第四章逆变电路（1）逆变定义：将直流电能变成交流电能。（2）有源逆变：逆变电路的交流输出侧接在电网上。（3）无源逆变：逆变电路的交流输出侧直接和负载相连。4.2电压型逆变电路（1）逆变电路分类：根据直流侧电源性质可以分为电压（源）型逆变电路和电流（源）型逆变电路。（2）电压（源）型逆变电路VSI：直流侧为电压源。（3）电流（源）型逆变电路CSI：直流侧为电流源。（4）电压型逆变电路举例：①直流侧为电压源，或并联有大电容。直流侧电压基本无脉动，直流回路呈低阻抗。②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。③当交流侧为阻感负载时，需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。④图中逆变桥各臂都并联反馈二极管，为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道。4.2.1单相电压型逆变电路4.2.1.1半桥逆变电路（1）电路原理图①由两个桥臂组成，其中每个桥臂均包含一个可控器件和一个反并联二极管。②直流输入侧接有两个相互串联的足够大的电容，两个电容的连接点为直流电源的中点。③负载连接在直流电源中点和两个桥臂连接点之间。（2）栅极驱动信号①开关器件V1和V2的栅极信号在一个周期内半周正偏，半周反偏，且二者互补。②：V1栅极高电平，V2栅极低电平。③：V2栅极高电平，V1栅极低电平。④：V1栅极高电平，V2栅极低电平。（3）电压与电流波形图①：V1栅极高电平，V2栅极低电平，因此V1为通态，V2为断态，则负载电压。②时刻：V1开始关断，但感性负载中的电流不能立即改变方向，于是VD2导通续流（称为续流二极管），则负载电压。直到时刻降为零时，VD2截止，V2开始导通，负载电压仍为，反向。③其他时刻同理。（4）有功功率与无功功率①当V1或V2为通态时，负载电流与电压同方向，直流侧向负载提供能量。②当VD1或VD2为通态时，负载电流与电压反向，则负载电感中储存的能量向直流侧反馈，即负载电感将其吸收的无功能量反馈回直流侧，反馈回的能量暂时储存在直流侧电容中，直流侧电容器起着缓冲这种无功能量的作用。（5）应用说明①上述电路中开关器件若为晶闸管，则需要使用强迫换流电路。②半桥逆变电路优点是结构简单，使用器件少，但缺点是输出交流电压幅值仅为，且直流侧需要两个电容器串联。③半桥逆变电路常使用在几千瓦以下的小功率逆变电源中。4.2.2三相电压型逆变电路4.2.2.1三相电压型桥式逆变电路（1）电路图①开关器件为IGBT。②直流侧由两个电容器组成，电压中点为。③直流电压为，因此“+”电压为，“—”电压为。④负载侧中点为N。（2）工作方式（导电方式）①每个桥臂（上或下）的导电角度为，同一相上下两个桥臂交替导电，各相开始导电的角度依次相差。V1V1V1V4V4V4V6V6V3V3V3V6V5V2V2V2V5V5②任一瞬间，将有三个桥臂同时导通，可能是上面一个桥臂下面两个桥臂，也可能是上面两个桥臂下面一个桥臂同时导通。③每一次换流都是在同一相上下两个桥臂之间进行，即纵向换流。（3）负载线电压波形①针对U相，当桥臂1导通时，，当桥臂4导通时，，因此是幅值为的矩形波，V、W两相的情况与U相类似。②、、相位依次相差。③负载线电压公式：，幅值为的矩形波，相位依次相差。（4）负载相电压及中点电压波形①负载相电压公式：其中，为负载中点与直流电源中点之间的电压。②上式中，通过求解才能得出负载相电压将上式相加：则：考虑负载侧为三相对称负载，即因此：③中点电压的波形：矩形波，频率为的3倍，幅值为的1/3倍，即。④负载相电压波形：，阶梯波，幅值为，三相互差。4.3电流型逆变电路（1）定义：直流电源为电流源的逆变电路，一般情况下为大电感形式的直流电流源。（2）电流型三相桥式逆变电路：（3）电流型逆变电路的特点：①直流侧串联大电感，相当于电流源。直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。习题填空题1．差分放大电路，若两个输入信号uI1=uI2，则输出电压，uO=0；若uI1=100V，uI2=80V则差模输入电压uId=20V；共模输入电压uIc=90V。2．逻辑电路按其输出信号对输入信号响应的不同，可以分为_________，_________两大类。3．二极管的最主要特性是_________，它的两个主要参数是反映正向特性的_________和反映反向特性的_________。4．并联反馈的反馈量以_________形式馈入输入回路，和输入_________相比较而产生净输入量。5．电源电压为+18V的555定时器，接成施密特触发器，则该触发器的正向阀值电位V+为________，负向阀值电位V－为________。二．选择题1．将交流电变换为脉动直流电的电路称为：（）A.整流电路B.滤波电路C.稳压电路D.放大电路2．固定偏置共发射极放大电路中，三极管工作在放大区，如果将Rc增大，此时三极管为放大状态，则集电极电流Ic将：（）A.显著减小B.不变C.显著增加D.无法确定3．放大器若要提高输入电阻，降低输出电阻，应引入的反馈类型是：（）电压并联负反馈B.电压串联负反馈C.电流并联负反馈D.电流串联负反馈4．单管功率放大器，在阻抗匹配时，输出的不失真交流功率达到最大，此时功率放大器的效率为：（）A.100％B.75％C.50％D.25％5．已知某差动放大电路的差模放大倍数为100，共模放大倍数为2，则共模抑制比KCMR为（）A.100B.50C.1/50D.1/1006．正弦波振荡器的振荡频率f取决于（）放大电路的放大倍数B.反馈网络元件的参数C.正反馈的强弱D.电源电压的高低A7．右图TTL电路中1端输入数字A信号，2，3端悬空，则Y=（）A.0B.1C.AD.8．要表示十进制数的十个数码需二进制数码的位数至少为（）A.2位B.3位C.4位D.5位9．已知某逻辑门的真值表如图所示，则对应的门的逻辑符号是（）A.B.C.D.10．将JK触发器JK两端短接，就可以接成（）A.RS触发器B.D触发器C.T触发器D.T’触发器三、简答题1．写出下图电路的状态方程并画时序图（触发器初始状态为0）。（4分）（a）（b）2（a）（b）3．如图所示的限幅电路中，已知输入信号为V,,二极管为理想器件。试画出电压的波形。习题答案一、1、020902、组合逻辑电路时序逻辑电路3、单向导电性平均整流电流反向工作电压4、电流电流5、12V6V二、1A2B3B4C5C6B7B8C9C10C三、1．分析下列时序逻辑电路，写出状态方程、列状态转换真值表、画状态转换图。2．试画出用3线—8线译码器74LS138和门电路产生如下多输出逻辑函数的逻辑图。3.第五章基本放大电路放大电路的本质是能量控制和转换。电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。电子电路放大的基本特征是功率放大。这样，在放大电路中必须有能够控制能量的元件，即有源元件，如晶体管等。放大的前提是不失真，此时放大才有意义。（1）放大电路的性能指标放大倍数：电压放大倍数电流放大倍数电压对电流放大倍数电流对电压放大倍数(2)输入电阻ri放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。输入电阻：(3)输出电阻ro放大电路对其负载而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维宁等效电路（“一个含独立电源、线性电阻和受控源的一端口，对外电路而言，可以用一个电压源和电阻的串联组合等效置换”），这个戴维宁等效电路的电阻就是输出电阻。2.1基本共射极放大电路三极管放大电路有三种形式：共射放大电路；共基放大电路；共集放大电路。直流通道是直流电源作用下直流电流流经的通路，也是静态电流流经的通道，用于研究静态工作点。直流通路：①电容视为断路②电感视为短路。③信号源视为短路，但应保留其内阻。交流通道是输入信号作用下交流信号流经的通路，用于研究动态参数。交流通路：①耦合电容视为短路。②无内阻的直流电源视为短路。2.2放大电路的静态分析当ui＝0时，IB、IC、UBE、UCE称为放大电路的静态工作点，常记为IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。近似估算中，取|UBEQ|=0.7V（硅管），|UBEQ|＝0.2V(锗管）。2.3放大电路的动态分析（1）输入电阻的计算放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。输入电阻：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。（2）输出电阻的计算：对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。在电路的计算中求ro的方法：所有的电源置零；加压求流法。2.4静态工作点的稳定为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由和ICEO决定，这些参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。总之：固定偏置电路的Q点是不稳定的。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、IC增加时，能够自动减少IB，从而抑制Q点的变化。保持Q点基本稳定。2.5基本共集放大电路静态分析：动态分析：（1）将共集放大电路放在电路的首级，可以提高输入电阻。（2）将共集放大电路放在电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能。（3）将共集放大电路放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用。2.6场效应管放大电路组成原则：(1).静态：适当的静态工作点，使FET工作在恒流区，场效应管的偏置电路相对简单。(2).动态:能为交流信号提供通路。分析方法：静态分析：估算法、图解法。动态分析：微变等效电路法。例：静态分析：设：UG>>UGS则：UGUS而：IG=0所以：2.7差放电路接法四种接法比较（1）单入：共模＋差模差模：单入效果上等于双入共模：双出：对称时UOC＝0单出:UOC≠0（2）Ad：仅与输出方式有关双出：Ad＝Ad1单出:Ad＝Ad1/2（3）Ri：与输入方式无关Ri＝2（Rb＋rbe）（4）R0与输出方式有关单出：R0＝RC双出：R0＝2RC2.8功率放大电路功率放大器的特点：做放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。例1：扩音系统例二：温度控制R1-R3:标准电阻Ua:基准电压Rt:热敏电阻A：电压放大器（1）分析功放电路应注意的问题功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值:ICM、UCEM、PCM。电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。电源提供的能量尽可能转换给负载，减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（）。（2）射极输出器效率低的原因一般射随静态工作点（Q）设置较高（靠近负载线的中部），信号波形正负半周均不失真*。电路中存在的静态电流（ICQ），在晶体管和射极电阻中造成较大静态损耗，致使效率降低。设Q点正好在负载线中点，若忽略晶体管的饱和压降，则有：UCEQ=1/2USCICQ=USC/2RL。这种工作方式称为甲类放大。习题一．填空题1、N型半导体又称型半导体，它主要靠导电。3、NPN型晶体三极管工作在放大状态时，三个极中电位最高的是极。PNP型晶体三极管工作在放大状态时，三个极中电位最高的是极4、单级共射放大器对信号有和两个作用。6、负反馈能提高放大器的输入电阻，负反馈能降低放大器的输入电阻。7、差分放大器可以放大信号，抑制信号。8、（25）10=（）29、逻辑函数F=ABC+A+B+C的逻辑值为。10、时序逻辑电路的特点是电路任何时刻的输出状态不仅取决于该时刻的，而且还取决于。二、选择题1．半导体二极管的重要特性之一是。（A）温度稳定性（B）单向导电性（C）放大作用（D）滤波特性2．在由NPN型BJT组成的单管共发射极放大电路中，如静态工作点过高，容易产生

失真。（A）截止失真（B）饱和v失真（C）双向失真（D）线性失真3．多级放大电路与组成它的任何一个单级放大电路相比，通频带。（A）变宽 （B）变窄（C）不变（D）与单级放大电路无关4．电流源电路的特点是输出电流恒定，交流等效电阻。（A）等于零（B）比直流等效电阻小（C）等于直流等效电阻（D）远远大于直流等效电阻5．放大电路产生零点漂移的主要原因是。（A）采用了直接耦合方式 （B）采用了阻容耦合方式（C）采用了正、负双电源供电 （D）增益太大6．二阶压控电压源低通有源滤波器通带外幅频响应曲线的斜率为。（A）20dB/十倍频程 （B）-20dB/十倍频程（C）40dB十倍频程 （D）-40dB/十倍频程7．当有用信号的频率低于100Hz时，应采用滤波电路。（A）低通（B）高通（C）带通（D）带阻三、简答题1．分析下面组合逻辑电路的逻辑功能（要求写出函数表达式，列出真值表）。C1Rb1Rb2UiRc+VGC2UoReCe2.分压式偏置电路如图所示，已知硅管VC1Rb1Rb2UiRc+VGC2UoReCe⑴分别画出直流通路和交流通路；V V⑵V V⑶求放大电路的输入电阻，输出电阻和电压放大倍数。习题答案一、1、电子、自由电子；2、c、e；3、放大、反相；4、串联并联；5、差模共模；6、11001；7、1；8、输入状态、电路的原有状态；9、1；10、寄存器二、1.B2.B3.B4.D5.A6.D7.A三、1、解：Y=A+A+B+B+A+B=（A+）（B+）=（A+）（B+）=AB+ABY0010101001112、解：直流电路交流电路UBCe=Rb2UQ/(Rb1+Rb2)=10×12/(50+10)=2VUEQ=UBQ-UBEQ=1.3VICQ=IEQ=UEQ/Re=1.3/0.5=2.6mAUCEQ=UQ-ICQRC-IEQRe=12-2.6×(3+0.5)=2.9VIBQ=ICQ/β=2.6/40=0.065Ma(3)ri=Rb1//Rb2//rbe=rbe=300+(1+β)26mV/IEmA=300+（1+40）26/2.6=0.7KΩrc=RC=3kΩAv=-βRC/rbc=-40×3/0.7=-17第六章集成运算放大电路3.1集成运算放大电路（1）集成电路:将整个电路的各个元件做在一个半导体基片上。优点:工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。分类:模拟集成电路、数字集成电路，小、中、大、超大规模集成电路（2）集成电路内部结构的特点1、电路元件制作在一个芯片上，元件参数偏差方向一致，温度均一性好。2、电阻元件由硅半导体构成，范围在几十到20千欧，精度低。高阻值电阻用三极管有源元件代替或外接。3、几十μF以下的小电容用PN结的结电容构成、大电容要外接。4、二极管一般用三极管的发射结构成。（3）运放的特点：ri高:几十k几百kKCMR很大ro小：几十~几百Aod很大:104以上~107（4）理想运放：riKCMRro0Aod在运放的线性应用中，运放的输出与输入之间加了负反馈，运放工作于线性状态。（6）运放线性运用信号的放大、运算有源滤波电路恒压源、恒流源电路由于集成运放的开环放大倍数很大，输入电阻高，输出电阻小，在分析时常将其理想化，称其所谓的理想运放。3.3集成运放在信号运算方面的应用(1)理想运放的性能指标输入电阻ri共模抑制比KCMR输出电阻ro0开环差模增益Aod上限截止频率fH开环差模增益Aod，所以输入电阻ri，所以输入端电流为零。电路的输入电阻：Ri=R1反馈方式：电压并联负反馈输出电阻很小！RP=R1//R2例：同相比例运算放大器uN=uP=ui电压串联负反馈输入电阻高。共模电压：ui；没有虚地概念。例：采用二极管的对数运算例：采用三极管的对数运算3.3理想集成运放的非线性应用—电压比较器所谓非线性应用是指，由运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系uo=f(ui)是非线性函数。电路特征：开环或正反馈电路中的运放处于非线性状态。比如：运放开环应用特点：uo有两种可能状态uon或-uonrid趋向∞，iid=0，虚断路电压比较器简介功能：比较两个电压大小用途：越限报警、模数转换、波形变换发生。特性：输入电压uI是模拟信号，输出电压uO不是高电平UOH，就是低电平UOL。使uO从UOH跃变为UOL或从UOL跃变为UOH的输入电压称为阈值电压UT。例：一般单限比较器习题一、选择题1.触发器与组合逻辑电路比较（）A.两者都有记忆能力B.只有组合逻辑电流有记忆能力C.只有触发器有记忆能力D.两者都没有记忆能力2.与非门构成的基本RS触发器，输入信号=0,=1，其输出状态是（）A.置1B.置0C.不定D.保持3.RS触发器不具备功能（）A.置1B.置0C.保持D.翻转4.某计数器逻辑功能每5个时钟脉冲循环一次，且在每次循环过程中每来一个脉冲计数器新态加1，则该计数器是（）A.二进制加法器B.五进制加法器C.十进制加法器D.五进制减法器5.8421BCD码是常见的二—十进制码，下列是8421BCD码禁用码（）A.1001B.0111C.1010D.01016.下列说法正确的是（）A.Q=0称触发器处于0态B.Q=0称触发器处于1态C.=0称触发器处于0态D.=1称触发器处于1态7.JK触发器在时钟脉冲作用下，触发器置1，其输入信号为（）A.J=1，K=1B.J=0，K=0C.J=1，K=0D.J=0，K=18.D触发器在CP脉冲作用下，=（）A.1B.DC.0D.9.五位二进制数能表示十进制数的最大值是（）A.31B.32C.10 D.510.n个触发器可以构成最大计数长度为的计数器（）A.n

B.2nC.n2

D.2n二、填空题1.JK触发器可避免RS触发器状态出现。与RS触发器比较，JK触发器增加了功能；2.寄存器存放数码的方式有和两种方式；3.二极管的伏安特性曲线反映的是二极管的关系曲线；4.常见的滤波器有、和；5.现有稳压值为5V的锗稳压管两只，按右图所示方法接入电路，则V0=。三、简答题1．已知下图异步二进制计数器，各触发器的初态均为0，根据输入的波形画出各输出端Q0Q1Q2的波形，并说明它是加法计数器还是减法计数器。4.如图所示电路，已知VZ=8V，R1=20KΩ，R2=10KΩ，R=10KΩ，求：⑴当VI=12V时，VO为多少？⑵当VI=6V时，VO为多少？习题答案一、1-5.CADBC6-10.ACBBC二、1.不确定，翻转2.并行和串行3.VD-ID4.电容、电感、复式5.5.3V三、1、解：异步二进制加法记数器2、解；（1）当UI=12V时，UO=-R2UZ/R1=-10×8/20=-4V(2)当UI=6V时,UO=-R2UI/（R+R1）=-10×6/（20+10）=-2V

电子技术基础模拟试题（一）一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的表格内错选、多选或未选均无分。1.触发器与组合逻辑电路比较（）A.两者都有记忆能力B.只有组合逻辑电流有记忆能力C.只有触发器有记忆能力D.两者都没有记忆能力2.与非门构成的基本RS触发器，输入信号=0,