电工电子学（复习）

1、电工电子学A2复习,一、选择题（共20分，每题2分） 二、填空题（共16分，每题2分） 三、计算题（64分，5个计算题）,重点关注习题,14.3.7，14.3.8，14.3.9；15.3.7，15.4.5，15.6.2； 16.2.10，16.2.13；17.2.12；18.3.4； 例题20.6.2，20.5.12，20.6.12，20.6.20； 21.1.19 。,第14章 半导体的导电特性,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,2、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

2、,1、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） ，自由电子是少数载流子（本征激发） 。,14.2 PN结,14.2.2 PN结的单向导电性,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,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。,二极管电路分析,定性分析：判断二极管的工作状态

3、,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。,DC导通， DA 、DB截止,+9V,R,DA,DC,3V,Y,DB,3V,0V,例2：图中三管的工作状态,已知： 二极管是理想的，试画出 uo 波形。,例3：,6V,ui 6V，二极管截止，可看作开路 uo = 6V ui 6

4、V，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 ，,稳压二极管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管。其表示符号如下图所示。,稳压二极管工作于反向击穿区。,14.3 稳压二极管,14.3.2 伏安特性,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。,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。,反向特性,硅0.60.8V锗0.20.3V,死区电压,反向电流 在一定电压 范围内保持 常数。,14.4 双极型晶体管,(a)NPN型晶体管；,(b)PNP型晶体管,14.4.1 基本结构,2. 三极

5、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. 4. 2 放大原理,(a) NPN 型晶体管；,(b) PNP 型晶体管,放大：VCVBVE,放大：VCVBVE,1. 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 0.7V PNP型锗管 UBE 0.2 0.3V,3DG100晶体管的 输入特性曲线,死区电压：硅管0.5V，锗管0.1V。,14.4.3 特性曲线,2. 输出特性,(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,（2）截止区

6、,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 0,ICIB，UCES 0V,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、晶体管输出特性分三个区域，分别为 区、 区和 区。,例3、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,例4、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

7、结的偏置情况： 若发射结反偏，则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；,第15章 基本放大电路,15.1 基本放大电路的组成,(1) 无输入信号电压时，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.

8、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。,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,直流通路用来计算静态工作点Q ( IB 、 IC 、 UCE ),交流通路：,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。,短路,短路,对地短路,15.2 放大电路的静态分析,15.2.1 静态分析,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+

9、 UR 时，uO = Uo(sat),uI UR 时，uO = +Uo(sat),uI = UR 时，uO 发生跃变,+,当 UR = 0 时，即输入电压和零电平比较，称为过零比较器。,电压传 输特性,16.4.2 电压比较器,uO,O,Uo(sat),Uo(sat),uO,若图中 ui 为正弦波， 画出 uO 的波形。,R1,R2,ui,+,UR,+,+,+,uI,+Uo(sat),Uo(sat),第17章 电子电路中的反馈,17.1 反馈的基本概念,17.2 放大电路中的负反馈,17.3 振荡电路中的正反馈,运算放大器电路反馈类型的判别方法：,1. 反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈；

10、 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，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。,四种负反馈对 ri 和 ro 的影响,串联电压,串联电流,并联电压,并联电流,思考题：为了分别实现： (1) 稳定输出电压； (2) 稳定输出电流； (3) 提高输入电阻； (4) 降低输出电阻。 应引入哪种类型的负反馈？,ri,ro,减低,增高,增高,增

11、高,增高,减低,减低,减低,自激振荡的条件,(1) 幅度条件：,(2) 相位条件,n是整数,相位条件意味着振荡电路必须是正反馈； 幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡，还必须有足够的反馈量(可以通过调整放大倍数A 或反馈系数F 达到) 。,自激振荡的条件,第18章 直流稳压电源,18.1 整流电路,18.1.2 单相桥式整流电路,1. 电路结构,2. 参数计算,(1) 每管承受的最高 反向电压 UDRM,18.2 滤波器,单相桥式整流滤波电路,(1) 每管承受的最高 反向电压 UDRM,第20章 门电路和组合逻辑电路,20.4 组合逻辑电路的分析和设计,20.4.1 逻辑代数,逻辑代数：按一定

12、逻辑规律进行运算的代数。,逻辑代数不代表数，而是代表两种相互对立的状态。,逻辑代数中的变量称为逻辑变量。它只能取 0 或 1。,逻辑代数基本运算法则,(1) 0 A = 0,(2) 1 A = A,(3) A A = A,(5) 0 + A = A,(6) 1 + A = 1,(7) A + A = A,吸收律：,证：,证：,反演律：,20.4.3 组合逻辑电路的设计,已知逻辑要求,列出逻辑状态表,写出逻辑式,运用逻辑代数化简,画出逻辑图,例1：某竞赛答辩小组有A、B、C、D四人组成，其中A为 答辩组长，B、C、D为答辩小组成员，竞赛答辩规定： 当答辩组长A和至少两个答辩小组成员都赞同时，答辩

13、 选手才被认定为答辩通过。试用与非门实现答辩选手答 辩通过的逻辑电路。（需要过程）,设A、B、C 、D分别表示答辩小组人员：赞同为“1”， 不赞同为“0”； Y为答辩选手：通过为“1”，不通过为“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。,(2) 写出逻辑表达式,(3) 画逻辑电路图,用“与非”门构成逻 辑电路,例2：某汽车驾驶员培训班进行结业考试，有三名评判员A、 B、C， 在评判驾驶学员结业考试是否通过时，按照少数 服从多数的原则通过。试用与非门构成逻辑电路实现此 评判规定。（需要分析过程）,设A、B、C 分别表示评判员：通过为“1”， 不通

14、过为“0”； Y为驾驶学员：通过为“1”，不通过为“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。,(2) 写出逻辑表达式,(3) 画逻辑电路图,用“与非”门构成逻辑电路,例 3 试设计一逻辑电路供三人(A、B、C)表决用。每人有一按键，如果赞成，就按电键，表示 1；如果不赞成，不按电键，表示 0；表决结果用指示灯来表示。如果多数赞成，则指示灯亮，Y = 1；反之，则灯不亮，Y = 0 。,解,(1)由题意列出逻辑状态表,ABC 三个输入变量，共八种组合。,逻辑状态表,(2)由逻辑状态表写出逻辑式,取 Y = 1 写逻辑式,(3)化简逻辑式,= AB

15、 + BC + CA,(4)由逻辑式画出逻辑图,例 4当输入的二进制码大于12（十进制）时，输出为1；输入小于等于12（十进制）时，输出为0。设计一个四输入的组合逻辑电路。画出逻辑状态表、写出逻辑表达式和画出逻辑图,解,(1)由题意列出逻辑状态表,ABCD三个输入变量，共16种组合。,逻辑状态表,(2)由逻辑状态表写出逻辑式,取 Y = 1 写逻辑式,(3)化简逻辑式,= AB(C+ D),(3)由逻辑式画出逻辑图,例 5组合逻辑逻辑电路如图所示，写出逻辑状态表和逻辑功能,该电路具有判奇数的功能。,第21章 触发器和时序逻辑电路,21.1 双稳态触发器,其有两个稳定的工作状态,分类: a. 按逻辑功能,b. 按其结构,RS 触发器、 JK 触发器、D 触发器,主从型触发器、维持阻塞型触发器,特点：,具有记