大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。
文章目录
前言
本文针对《电工电子技术 (第4版)》——徐淑华,此书进行简单知识总结。
本文可能对快速回忆知识点和预习有所帮助,但是更深理论知识还需要大家多刷题,多看定义。
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复习要点
- KVL、KCL、叠加原理、戴维南定理
- 二极管、三极管(晶体管)、基本放大电路、集成运放
- 进制转换、卡诺图化简、常见组合逻辑、JK触发器、异步同步时钟
第一模块 电路分析基础
小知识点
- 电源(或信号源):提供电能或信号
- 负载:吸收或转换电能,对信号进行处理
- 电位:在电路中选某一点为参考点,把任一点到参考点的电压称为该点 的电位。
- 电路符号为电源在电路中不一定起电源的作用, 电路符号为负载在电路中不一定起负载的作用。
- 理想电压源 :(a) 电源两端电压由电源本身决定,与外电路无关; (b) 通过它的电流是任意的,由外电路决定。
- 理想电流源:(a) 电源电流由电源本身决定,与外电路无关; (b) 电源两端=电压是任意的,由外电路决定。
- 齐性定理:线性电路中, 所有激励(独立源)都增大(或减小)同样的倍数,则电路中响应(电压或电流)也增大(或减小)同样的倍数。
- 二端网络:若一个电路只通过两个输出端与外电路相联,则 该电路称为“二端网络”。(Two-terminals = One port)
电位
参考方向
参考方向小练习
电路中,有的电路设备起电源作用,是电源性质,发出功率。有的电路设备起负载作用,是负载性质,吸收功率。
电压的三种表达方式
恒压源与恒流源特性比较
电容
电感
无源元件小结
当U为直流电压时,电感L看成短路,电容C看成断路
理想受控源
电压源电压或电流源电流不是给定的时间函数,而是受 电路中某个支路的电压(或电流)的控制。
电路符号
理想受控源的分类
受控电源与独立电源的比较
(1) 独立源电压(或电流)由电源本身决定,与电路中其它电压、电流无关,而受控源电压 (或电流 )直接由控制 量决定。
(2) 独立源作为电路中“激励”,在电路中产生电压 、电流,而受控源只是反映输出端与输入端的关系,在 电路中不能作为“激励”。
基尔霍夫定律
一组概念
- 支路 (branch): 电路中通过同一电流的每个分支 (b)
- 结点 (node):三条或三条以上支路的连接点( n )
- 路径(path): 两节点间的一条通路。路径由支路构成
- 回路(loop): 由支路组成的闭合路径。
- 网孔(mesh): 回路内部不另含支路的回路
基尔霍夫电流定律(KCL)
注意:
①KCL:是电荷守恒和电流连续性原理在结点 处的体现;结点不消耗也不储存电荷;
②KCL:是对结点处支路电流施加约束,与支路上接的是什么元件无关,与电路是线性还 是非线性无关;
③KCL:是按电流参考方向列写的,与电流实际方向无关。计算时才体现参考方向和实际 方向的差异。
基尔霍夫电压定律(KVL)
列写方法:
- 假设各元件电压参考方向
- 设定回路绕行方向,顺时针或逆时针
- 根据参考方向和第一公式列写
注意
①KVL:是电路的能量守恒的体现;
②KVL:是对回路中的支路电压施加约束,与回 路各支路上接的是什么元件无关,与电路是线 性还是非线性无关;
③KVL:是按电压参考方向列写,与电压实际方 向无关。计算时,才体现参考方向和实际方向 的差异。
等效变换法
电阻的等效变换法
化简方法
- 正确判断串并联的关系
- 尽量缩短短路线。
- 等电位点的处理。(可开路或短路处理)
电源的等效变换法
串并联
理想电压源的串并联
理想电流源的串并联
电压源与电流源的相互转化
注意前后电流电压方向
电压源电流不是由自身决定,电流源电压不是由自身决定。正确理解是,电流源于电阻并联,Ur=10V,==> I = 5A ==> 流过电压表的电流为5-2=3A
输入电阻
叠加原理
-
定义:在多个电源同时作用的线性电路中,任何支路的电流或 任意两点间的电压,都是各个电源单独作用时所得结果 的代数和。
-
线性电路:电路中不含有任何非线性元件
-
电源的单独作用: 电路中每次只保留一个电源作用,其余电源均置零。电压源置零指把理想电压源短路,电流源置零指把理想电流源断路。
叠加原理只能用于电压或电流的计算,不能用来 求功率,即功率不能叠加。如:
戴维南定理
诺顿定理
算到戴维南等效电路,将电压源转变成电流源即可,这里就不展示了。
第二模块 模拟电子技术基础
小知识点
- 导体:自然界中很容易导电的物质,例如金属。
- 绝缘体:电阻率很高的物质,几乎不导电,如橡皮、陶瓷、 塑料和石英等。
- 半导体:导电特性处于导体和绝缘体之间的物质,例如锗、 硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。
半导体的特点
- 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。
-
纯净的晶体结构的半导体称为本征半导体,如:硅和锗。
-
杂质半导体:在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质, 可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主 要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为 杂质半导体。
-
电子空穴对——由热激发而产生的自由电子和空穴对。
-
共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中,称为束 缚电子,常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子,因 此本征半导体中的自由电子很少,所以本征半导体的导电能力很弱。
-
在绝对0度和没有外界激发时,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。
-
电流=自由电子定向运动+空穴定向运动
-
室温本征半导体的导电能力是很弱的。 本征载流子浓度随温度升高近似按指数规律增大,其导电性能对温度的变化很敏感。
-
杂质半导体中多数载流子浓度取决于掺杂浓度;少数载流子浓度取决于温度
-
杂质半导体中起导电作用的主要是多子。
-
PN结的单向导电特性 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。
-
外加正向电压Uf促使PN结转化为导通状态,正向电流较大,结电阻很低。
-
外加反向电压UR 促使PN结转化为截止状态,反向电流很小,结电阻很高。
-
二极管
-
二极管的伏安特性 将二极管分为三种 状态——截止、导通和击穿
-
压降:硅管约为(0.6~0.7)V,锗管约 为(0.2~0.3)V
-
一般情况下,锗管反向电 流I R >硅管I R 反向电流。
二极管理想模型:
- 外加正向电压时,二极管导通,可看作短路;
- 外加反向电压时,二极管截止,可看作开路。
1. 二极管整流
2. 二极管导通
注意Uo的正负极
3. 稳压二极管
三极管(晶体管)
注意,NPN型三极管电流,两进一出,出为iE;PNP型三极管电流,一进两出,入为iE
判断三极管极性和类型
基本放大电路
静态等效电路画法
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基本放大电路的静态分析
KVL的使用
动态等效电路画法
晶体管微变等效电路
rbe=200+26?/Ic
26的单位是mV,Ic单位是mA
输入电阻近似为晶体管的输入电阻。
集成运算放大器
求解方法
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电压跟随器
第三模块 数字电子技术基础
小知识点
数制
- 二进制(Binary):0,1
- 十进制(Decimal):0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
- 十六进制(Hex):0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F
码制
一、基本逻辑运算
- 与逻辑(AND &)
- 真值表
A | B | F |
---|---|---|
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
- 或逻辑(OR)
- 真值表
A | B | F |
---|---|---|
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
推论:A+0=A A+1=1 A+A=A
- 非逻辑
- 真值表
A | F |
---|---|
0 | 1 |
1 | 0 |
二、复合逻辑门
- 与非逻辑( NAND )
- 或非逻辑( NOR )
- 异或逻辑( XOR )
- 同或逻辑
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三、三态输出与非门电路
基本运算
1. 基本运算定律
2. 基本运算规则
逻辑表达式
1. 逻辑函数表示形式的转换
2. 逻辑函数的化简
①代数化简法
②卡诺图化简法
- 知识点:
- 高位写在前
- 偶数个则平分
- 奇数个则高位的那一组比低位的那一组少一个
- 注意相邻位只改变一个数字(00,01,11,10这样,千万不要把11和10顺序写反了)
- 最小项:标准与或表达式是一种特殊的与或表达式,其 中的每个与项都包含了所有相关的逻辑变量, 每个变量以原变量或反变量出现一次且仅出现 一次,这样的与项称为标准与项,又称最小项。
- 图片说明:
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-
化简步骤和原则:
-
步骤:
- 将原始函数用卡诺图表示
- 根据最小项合并规律画卡诺圈,圈住全部“1”方格
- 将上述全部卡诺圈的结果,“或”起来即得化简后的新函数;
- 由逻辑门电路,组成逻辑电路图
- 原则:
- 所画的圈必须包含所有的1
- 每个圈中包含2n个1,且至少有一个1是新的
- 任一圈中都不能包含取值为0的方格;
- 圈的个数越少越好,圈越大越好
- 图片说明(打钩的要格外注意):
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分析组合逻辑电路
编码器和译码器
1. 编码器
编码:赋予选定的一系列二进制代码以固定的含义。
定义: 将若干个 0 和 1 按一定规律编排成特定含义的代码称 为编码。完成编码工作的电路称为编码器。
74LS148
2. 译码器
- 译码器是编码的逆过程,将输入信号的原意翻译出来。
- 译码器的输入:n位二进制代码
- 译码器的输出:2n 个高低电平信号
74LS138
3-8译码器扩大为4-16译码器视频讲解点击跳转
3. 数字显示译码器
4. 数据分配器
74LS138
74LS151
四选一数据选择器扩为八选一数据选择器
例题
触发器
1. 同步RS触发器
2. 边沿JK触发器
3. 边沿D触发器
- 若只取JK触发器输入信号J≠K,且J=D,就 构成D触发器。
- 特性方程:Qn+1=D
JK触发器转换为D触发器
4. T触发器
T’触发器: 计数型触发器。 来一个脉冲翻转一次。
JK触发器转换为T触发器
时序逻辑电路
一、 寄存器
1. 数码寄存器
2. 移位寄存器
二、计数器
1. 同步二进制计数器
同步时序逻辑电路设计
2. 异步二进制计数器
在异步计数器中,有的触发器直接受输 入计数脉冲控制,有的触发器则是把其它触 发器的输出信号作为自己的时钟脉冲,因此 各个触发器状态变换的时间先后不一,故被 称为==“ 异步计数器 ”==
3. 集成计数器
①74LS161集成计数器
②74LS90集成计数器
结语
感谢丁洁老师的教导,学在信通,成在将来。
希望同学们期末能够考出自己满意的好成绩
笔者:孙成 20级智能科学与技术
海南大学海甸校区13号宿舍楼
2021年12月24日初步结稿
发布者:全栈程序员-用户IM,转载请注明出处:https://javaforall.cn/151415.html原文链接:https://javaforall.cn
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