第1部分半導(dǎo)體二極管第5部分組合邏輯電路

第6部分時(shí)序邏輯電路

第3部分集成運(yùn)算放大電路第2部分基本放大電路第4部分直流穩(wěn)壓電源組成第1頁(yè)第1部分半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管第2頁(yè)1半導(dǎo)體二極管一、普通二極管

(1)按結(jié)構(gòu)分類

點(diǎn)接觸型、面接觸型。(2)按材料分類硅管、鍺管。(3)按用途不一樣分類普通管、整流管、開關(guān)管等。1.基本結(jié)構(gòu)陰極陽(yáng)極符號(hào)D第3頁(yè)DU實(shí)際二極管UD二極管導(dǎo)通壓降。硅管0.7V；鍺管0.3V。理想二極管正偏反偏二極管等效第4頁(yè)二極管電路分析舉例定性分析：判斷二極管工作狀態(tài)導(dǎo)通截止不然，正向管壓降硅0.7V鍺0.3V分析方法：將二極管斷開，分析二極管兩端電位高低或所加電壓UD正負(fù)。若V陽(yáng)>V陰或UD為正，二極管導(dǎo)通若V陽(yáng)<V陰或UD為負(fù)，二極管截止若二極管是理想，正向?qū)〞r(shí)正向管壓降為零，反向截止時(shí)二極管相當(dāng)于斷開。第5頁(yè)ui>3V，二極管導(dǎo)通，可看作短路已知：二極管是理想，試畫出uo

波形。3V例：ui5V參考點(diǎn)二極管陰極電位為3VD3VRuoui++––解：

ui<3V，二極管截止，可看作開路uo=3Vuo=uiD3VRuoui++––D3VRuoui++––第6頁(yè)(2)主要特點(diǎn)：(a)正向特征同普通二極管(b)反向特征較大I較小U工作在反向擊穿狀態(tài)。在一定范圍內(nèi)，反向擊穿含有可逆性。（3）主要參數(shù)穩(wěn)定電壓：Uz

最小穩(wěn)定電流：Izmin最大穩(wěn)定電流：Izmax(1)結(jié)構(gòu)：面接觸型硅二極管U/VIzminIzmaxI/mAUz0(a)圖形符號(hào)(b)伏安特征2穩(wěn)壓電路第7頁(yè)例

穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定電壓UZ=5V，正向壓降忽略不計(jì)。當(dāng)輸入電壓Ui分別為直流10V、3V、-5V時(shí)，求輸出電壓UO；若ui=10sinωtV，試畫出uo波形。ui10VDZRuoui++––解：Ui=10V：DZ工作在反向擊穿區(qū)，穩(wěn)壓，UO=UZ=5VUi=3V：DZ反向截止，UO=Ui=3VUi=-5V：DZ工作在正向?qū)顟B(tài)，UO=0Vui=10sinωtV：ui正半周，當(dāng)ui>UZ，DZ反向擊穿，uO=5V當(dāng)ui<UZ，DZ反向截止，uO=uiui負(fù)半周，DZ正向?qū)ǎ瑄O=0V5V第8頁(yè)第2部分基本放大電路2放大電路靜態(tài)分析3放大電路動(dòng)態(tài)分析1雙極型晶體管基本放大電路第9頁(yè)BEC雙極型晶體管

一、基本結(jié)構(gòu)

PNP型：NPN型：NPN基極基區(qū)集電極集電區(qū)集電結(jié)發(fā)射極發(fā)射區(qū)發(fā)射結(jié)NPNPNP基極基區(qū)集電極集電區(qū)集電結(jié)發(fā)射極發(fā)射區(qū)發(fā)射結(jié)PNPCBE結(jié)構(gòu)示意圖和圖形符號(hào)第10頁(yè)4、晶體管工作狀態(tài)第11頁(yè)RBRC+UCC＋uo

－＋ui

－C1C2＋＋直流通路做法：(1)信號(hào)源中電動(dòng)勢(shì)短路；(2)電容開路。IB＋

－RBRC+UCCUBE直流通路放大電路1.放大電路直流通路第12頁(yè)IiIbIcIoRBRC＋Uo

－＋Ui

－RBRC+UCC＋uo

－＋ui

－C1C2＋＋2.放大電路交流通路作法:（1）電容C視為短路；（2）無(wú)內(nèi)阻直流電源UCC

視為短路。放大電路交流通路第13頁(yè)3、晶體管交流小信號(hào)模型

基本思緒：（a）放大信號(hào)為小信號(hào)；（b）確保工作在特征曲線線性段；（c）把晶體管等效成線性電路模型。注：IC為靜態(tài)電流單位為mA，26單位為mV。下一節(jié)上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一節(jié)第14頁(yè)微變等效電路4.放大電路微變等效電路將交流通路中晶體管B、E之間用電阻rbe代替，C、E之間用受控電流源代替即可得放大電路微變等效電路。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS第15頁(yè)當(dāng)UBEQ<<UCC時(shí)，+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB由KVL得:UCC=IBQRB+

UBEQ由KVL得:UCEQ=UCC–

ICQRC放大電路靜態(tài)分析例1：用估算法計(jì)算圖示電路靜態(tài)工作點(diǎn)。第16頁(yè)例2：用估算法計(jì)算圖示電路靜態(tài)工作點(diǎn)。由例1、例2可知，當(dāng)電路不一樣時(shí)，計(jì)算靜態(tài)值公式也對(duì)應(yīng)發(fā)生改變。由KVL可得：由KVL可得：IE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB第17頁(yè)RB1RC+UCCRB2REUB－UBEREIE=

IB

=

11＋

IE

IC=IB

UCE

=UCC－RC

IC－REIE

≈UCC－(RC＋RE)ICRB2RB1＋RB2

UB=UCC

共射放大電路直流通路例3：用估算法計(jì)算圖示電路靜態(tài)工作點(diǎn)。第18頁(yè)1、電壓放大倍數(shù)計(jì)算當(dāng)放大電路輸出端開路(未接RL)時(shí)，負(fù)載電阻愈小，放大倍數(shù)愈小。

式中負(fù)號(hào)表示輸出電壓相位與輸入相反。例1：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS放大電路動(dòng)態(tài)分析第19頁(yè)電壓放大倍數(shù)計(jì)算rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2：

由例1、例2可知，當(dāng)電路不一樣時(shí)，計(jì)算電壓放大倍數(shù)Au公式也不一樣。要依據(jù)微變等效電路找出ui與ib關(guān)系、uo與ic

關(guān)系。第20頁(yè)rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE例3：1.電壓放大倍數(shù)第21頁(yè)rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS例1：riri(2)輸入電阻ri：第22頁(yè)例3：rirbeRBRLEBC+-+-RSRE第23頁(yè)rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS(3)輸出電阻ro：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2：例1第24頁(yè)rbeRBRLEBC+-+-RSRE例3：第25頁(yè)例1:在圖示放大電路中，已知UCC=12V,RC=6kΩ,RE1=300Ω，RE2=2.7kΩ，RB1=60kΩ，RB2=20kΩ

RL=6kΩ，晶體管β=50，UBE=0.6V,試求:(1)靜態(tài)工作點(diǎn)IB、IC及UCE；(2)畫出微變等效電路；(3)ri、ro及Au；

RB1RCC1C2RB2CERE1RL++++UCCuiuo++––RE2第26頁(yè)解:(1)由直流通路求靜態(tài)工作點(diǎn)。直流通路RB1RCRB2RE1+UCCRE2+–UCEIEIBICVB第27頁(yè)(3)由微變等效電路求Au、ri、

ro。微變等效電路rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE1第28頁(yè)截止失真原因：靜態(tài)工作點(diǎn)太低消除截止失真方法：減小RB，使IB增大飽和失真原因：靜態(tài)工作點(diǎn)太高消除飽和失真方法：增大RB，使IB減小4.非線性失真第29頁(yè)第3部分集成運(yùn)算放大器1、電路反饋類型判別方法：2、基本運(yùn)算電路第30頁(yè)1-1運(yùn)算放大器電路反饋類型判別方法：1.反饋電路直接從輸出端引出，是電壓反饋；從負(fù)載電阻RL靠近“地”端引出，是電流反饋；2.輸入信號(hào)和反饋信號(hào)分別加在兩個(gè)輸入端上，是串聯(lián)反饋；加在同一個(gè)輸入端上，是并聯(lián)反饋；3.對(duì)串聯(lián)反饋，輸入信號(hào)和反饋信號(hào)極性相同時(shí)，是負(fù)反饋；極性相反時(shí)，是正反饋；4.對(duì)并聯(lián)反饋，輸入信號(hào)和反饋信號(hào)極性相同時(shí)，是正反饋；極性相反時(shí)，是負(fù)反饋。。第31頁(yè)+–uf+–uiduoRFuiR2R1+–++–+–RL電壓串聯(lián)負(fù)反饋uoRFuiR2R1++––++–RL電壓并聯(lián)負(fù)反饋iououiR2RL+–++–R+–+–uf–+uid電流串聯(lián)負(fù)反饋RFR1uiR2RL+–++–ioRi1ifiid－電流并聯(lián)負(fù)反饋－第32頁(yè)理想運(yùn)算放大器（一）理想運(yùn)放主要條件開環(huán)電壓放大倍數(shù)：Ao→∞開環(huán)輸入電阻：ri→∞開環(huán)輸出電阻：ro→0共模抑制比：KCMR→∞u－u＋uO

－

uD＋－＋∞＋理想運(yùn)放符號(hào)第33頁(yè)（二）理想運(yùn)放特征uO=＋UOM≈＋UCC

(2)當(dāng)u＋＜u－時(shí)，即uD<0uO=－UOM≈－UEE

(1)當(dāng)u＋＞u－時(shí)，即uD>0

OuOuD+UOM－UOM1.工作在飽和區(qū)時(shí)特點(diǎn)

不加反饋時(shí)，稍有uD即進(jìn)入飽和區(qū)。理想運(yùn)算放大器電壓傳輸特征第34頁(yè)2.工作在線性區(qū)時(shí)特點(diǎn)iD反饋電路u－u＋uO－＋∞＋(1)Ao→∞

uOAouD==0

u＋=u－

(2)ri→∞

uDriiD==0(3)ro→0

uOL=uOC故稱為虛短路。故稱為虛開路。即輸出電壓不受負(fù)載影響。引入負(fù)反饋后理想運(yùn)放第35頁(yè)2-1基本運(yùn)算電路一、百分比運(yùn)算電路1.反相百分比運(yùn)算電路

u－=u＋=0iD=0i1=iFuIR1－uORF=ＲFＲ1uO=－

uIu－u＋uO

RFiF

－＋∞＋R1R2uI

i1

iD

反相百分比運(yùn)算電路第36頁(yè)2.同相百分比運(yùn)算電路i1iDu－u＋uORFiF－＋∞＋R1R2uI同相百分比運(yùn)算電路第37頁(yè)u－u＋uORFiF－＋∞＋R12R2uI1iI1iI2uI2R11ＲFＲ12ＲFＲ11+uI2)uO=－(uI1加法運(yùn)算電路二、加法運(yùn)算電路1.反相加法運(yùn)算電路第38頁(yè)2.同相加法運(yùn)算電路ui2uoRFui1R22R21++–R1+–第39頁(yè)ＲFＲ1R3R2＋R3RFR1=(1＋)uI2－uI1

uOu－u＋uORF－＋∞＋R1R2uI2uI1R3減法運(yùn)算電路第40頁(yè)[例]如圖為兩級(jí)運(yùn)放組成電路，已知uI1=0.1V，uI2

=0.2V，uI3

=0.3V，求uO。∞－＋＋△uI1uI2∞－＋＋△uI3+uO－30k30k30k10k10k10k10k10kＲF1Ｒ12ＲF1Ｒ11uO1=－(uI1＋uI2)第一級(jí)為加法運(yùn)算電路：[解]第二級(jí)為減法運(yùn)算電路：R5R4+R5RF2R3(1＋)uI3ＲF2Ｒ3－uO1

uO==0.3V=0.6V第41頁(yè)ui>UR，uo=+UOMui

<UR，uo=–UOMURuouiR2++–R1+–++––uiuoURR2++–R1+–++––

–UOM

+UOMuiuoOUR輸入信號(hào)接在反相端輸入信號(hào)接在同相端電壓傳輸特征–UOM+UOMuiuoOUR2-2電壓比較器第42頁(yè)uitOUROuot+Uo

(sat)–Uo

(sat)t1t2URuouiR2++–R1+–++––輸入信號(hào)接在反相端uiuoURR2++–R1+–++––輸入信號(hào)接在同相端Ot+Uo(sat)–Uo(sat)uo第43頁(yè)RRCCuo+uf_ui=uf因?yàn)椋篟fR1Ao=1+12pRCfn=31F=當(dāng):所以，起振條件為：＞1|AoF|

=RfR1(1+31)返回上一節(jié)下一節(jié)上一頁(yè)下一頁(yè)_++RfR1θ即Rf＞2R12-3

RC正弦波振蕩電路第44頁(yè)第4部分直流穩(wěn)壓電源組成小功率直流穩(wěn)壓電源組成功效：把交流電壓變成穩(wěn)定大小適當(dāng)直流電壓u4uou3u2u1交流電源負(fù)載變壓整流濾波穩(wěn)壓市電交流電所需交流電脈動(dòng)直流不穩(wěn)定直流穩(wěn)定直流第45頁(yè)~+—UORL+C+—UiDzIzIOIR電路第46頁(yè)第5部分組合邏輯電路1組合邏輯電路分析2組合邏輯電路設(shè)計(jì)第47頁(yè)1.“與”門電路即：有“0”出“0”，

全“1”出“1”Y=ABC邏輯表示式：

邏輯符號(hào)：&ABYC00000010101011001000011001001111ABYC“與”門邏輯狀態(tài)表第48頁(yè)2.“或”門電路即：有“1”出“1”，

全“0”出“0”Y=A+B+C邏輯表示式：邏輯符號(hào)：ABYC>100000011101111011001011101011111ABYC“或”門邏輯狀態(tài)表第49頁(yè)3.“非”門電路10邏輯表示式：10AY“非”門邏輯狀態(tài)表邏輯符號(hào)1AY第50頁(yè)4、與非門與非門邏輯功效：有0出1；全1出0。與非門真值表第51頁(yè)或非門邏輯功效：全0出1；有1出0。或非門真值表5、或非門第52頁(yè)6.與或非門第53頁(yè)異或門和同或門邏輯圖符號(hào)異或門功效：相異出1；相同出0。異或門真值表7.異或門同或門真值表同或門功效：相同出1；相異出0。8.同或門第54頁(yè)1.常量與變量關(guān)系邏輯代數(shù)運(yùn)算法則2.邏輯代數(shù)基本運(yùn)算法則自等律0-1律重合律還原律互補(bǔ)律交換律結(jié)合律第55頁(yè)分配律反演律吸收律(1)A+AB=A（2）（3）第56頁(yè)邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)化簡(jiǎn)方法公式法卡諾圖法1.公式法：應(yīng)用邏輯代數(shù)運(yùn)算法則化簡(jiǎn)第57頁(yè)例：化簡(jiǎn)吸收吸收吸收吸收第58頁(yè)2、應(yīng)用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)ABC00100111101111例.用卡諾圖表示并化簡(jiǎn)。解：(a)將取值為“1”相鄰小方格圈成圈，步驟1.卡諾圖2.合并最小項(xiàng)3.寫出最簡(jiǎn)“與或”邏輯式(b)所圈取值為“1”相鄰小方格個(gè)數(shù)應(yīng)為2n，(n=0,1,2…)畫卡諾圖，圈“1”寫出簡(jiǎn)化邏輯式卡諾圖化簡(jiǎn)法：保留一個(gè)圈內(nèi)輸入取值沒(méi)有改變變量，而消去輸入取值有改變變量。第59頁(yè)1.組合邏輯電路分析組合邏輯電路普通分析步驟以下：①用逐層遞推法寫出輸出邏輯函數(shù)與輸入邏輯變量之間關(guān)系；②用公式法或者卡諾圖法化簡(jiǎn)，寫出最簡(jiǎn)邏輯表示式；③依據(jù)最簡(jiǎn)邏輯函數(shù)式列出功效真值表；④依據(jù)真值表寫出邏輯功效說(shuō)明，方便了解電路作用。第60頁(yè)當(dāng)輸入A、B、C中有2個(gè)或3個(gè)為1時(shí)，輸出Y為1，不然輸出Y為0。所以這個(gè)電路實(shí)際上是一個(gè)3人表決用組合電路：只要有2票或3票同意，表決就經(jīng)過(guò)。化簡(jiǎn)后例：

1

2

3

4

第61頁(yè)2.組合邏輯電路設(shè)計(jì)組合邏輯電路設(shè)計(jì)是依據(jù)給定實(shí)際邏輯功效，找出實(shí)現(xiàn)該功效邏輯電路。組合邏輯電路設(shè)計(jì)步驟以下：①依據(jù)給出條件，找出什么是邏輯變量，什么是邏輯函數(shù)，用字母設(shè)出，另外用0和1各表示一個(gè)狀態(tài)，找出邏輯函數(shù)和邏輯變量之間關(guān)系；②依據(jù)邏輯函數(shù)和邏輯變量之間關(guān)系列出真值表，并依據(jù)真值表寫出邏輯表示式；③化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)；④依據(jù)最簡(jiǎn)邏輯表示式畫出邏輯電路；第62頁(yè)例：設(shè)計(jì)三人表決電路（A、B、C）。每人一個(gè)按鍵，假如同意則按下，不一樣意則不按。結(jié)果用指示燈表示，多數(shù)同意時(shí)指示燈亮，不然不亮。1.首先指明變量取“0”“1”含義。

A

B

C

F

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

真值表A、B、C按下時(shí)為“1”，不按時(shí)為“0”。輸出是F，多數(shù)贊成時(shí)是“1”，不然是“0”。列出真值表3.用卡諾圖寫出最簡(jiǎn)表示式ABC0001111001BCABAC第63頁(yè)4.依據(jù)邏輯表示式畫出邏輯圖。&1&&ABCF需要三個(gè)與門，一個(gè)或門ABBCCA第64頁(yè)&&&&ABCF要求用與非門設(shè)計(jì)電路將與或式轉(zhuǎn)變?yōu)榕c非式：第65頁(yè)第6部分時(shí)序邏輯電路第66頁(yè)邏輯狀態(tài)相反觸發(fā)器狀態(tài)：Q=1Q=0Q=1Q=0要求:

Q端狀態(tài)為觸發(fā)器狀態(tài)。一、基本RS觸發(fā)器0狀態(tài)1狀態(tài)1.電路&QQ.G1&.G2SDRD第67頁(yè)基本R－S觸發(fā)器狀態(tài)表邏輯符號(hào)RD(ResetDirect)-直接置“0”端(復(fù)位端)SD(SetDirect)-直接置“1”端(置位端)QQSDRDSDRDQ100置0011置111不變保持00同時(shí)變1后不確定功效低電平有效第68頁(yè)基本RS觸發(fā)器波形圖置0置1保持置1置1QQ第69頁(yè)二.可控RS觸發(fā)器基本R-S觸發(fā)器導(dǎo)引電路&G4SR&G3CP.&G1&G2.SDRDQQ時(shí)鐘脈沖第70頁(yè)可控RS狀態(tài)表00SR01010111不定Qn+1Qn邏輯符號(hào)SDQQ1SC11RRDSRCPQn—時(shí)鐘到來(lái)前觸發(fā)器狀態(tài)Qn+1—時(shí)鐘到來(lái)后觸發(fā)器狀態(tài)CP高電平時(shí)觸發(fā)器狀態(tài)由R、S確定第71頁(yè)[例]已知高電平觸發(fā)RS觸發(fā)器，R和S端輸入波形如圖所表示，而且已知觸發(fā)器原為0態(tài)，求輸出端Q波形。RSCP1234Q[解]第72頁(yè)J

K

Qn+100Qn

01010111QnJK觸發(fā)器狀態(tài)表(保持功效)

(置“0”功效)

(置“1”功效)(計(jì)數(shù)功效)CP下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)SD、RD為直接置1、置0端，不受時(shí)鐘控制，低電平有效，觸發(fā)器工作時(shí)SD、RD應(yīng)接高電平。邏輯符號(hào)

CPQJKSDRDQ狀態(tài)方程：三、JK觸發(fā)器第73頁(yè)

例已知后沿JK觸發(fā)器，J和