一個課件弄明白模電數(shù)電基礎知識

1、一個課件弄明白模電數(shù)電基礎知識本視頻適合人群1、對于初學者，和對硬件有些了解，但對 于應用卻不知如何入手的人 2、適合一些偏軟件的同學，對于硬件電路 卻不是很清晰的。硬件的重要性1、搞開發(fā)設計不是像搞開發(fā)板那樣，什么電路 都給你搭好了，然后再寫程序，去控制它， 那么這種能力只能說你能玩好它。2、項目開發(fā)是必須需要硬件支持的，如果你 連硬件都看不懂，就別說團隊合作和軟件設 計了。一周搞定系列之C語言一周搞定系列之電路基礎一周搞定系列之模電數(shù)電一周搞定系列之51單片機一周搞定系列之JAVA基礎一周搞定系列之ARM基礎公司正在推出更多資源(視頻、資料、程序)，源享科技會繼續(xù)推出更多學習資源發(fā)布學習視

2、頻資料文檔練習題目參考程序1、公司論壇2、115網(wǎng)盤掌握基本元器件的一些特性并會使用它們掌握基本電路的組成并會搭建小部分模塊電路，了解每個器件在電路中的功能自己會設計一些簡單的電路視頻目的模電數(shù)電課程學習1、要多實踐，勤于動手3、要有敢于去解決問題的恒心，要把問 題的出現(xiàn)當作財富。2、要踏實，一個腳印一根釘，不可浮躁4、要虛心向他人求教，相互多交流，從 別人的想法中加深對知識的理解課程特點：這是一門實踐性很強的課程。學習要求：視頻特點1、主要包括理論介紹和應用2、對于每個知識點都會通過 Multism仿真，進行測試 為以后的應用打好基礎重點目 錄第一章 基本元器件介紹第二章 基本電路的分析與驗

3、證第三章 實際電路應用具體個章內容介紹請看隨視頻一起下載的模數(shù)電大綱主講老師：劉志順源享科技 真誠奉獻一周搞定系列之 模電數(shù)電第一章 基本元器件介紹1、二極管一、什么是二極管定義：二極管就是半導體材料被封裝之后，在PN結兩端加上兩個正負極引線制作而成。一般二極管符號二極管實物特性：單向導通性、伏安特性怎么用？一、二極管測試1、電路圖總結:1、電路中二極管導通之后，所分電壓值為 。 2、發(fā)光二極管導通之后為 分壓值 12v，電流范圍為520mA3、 二極管反相不導通，但是當所給的電壓值超過它的反向擊穿電壓時，那么二極管也將導通，（應用中要注意二極管的反向最大電壓值，防止二極管燒壞）4、當正向電壓

4、很小時，二極管不導通，當電壓至少達到時，二極管才導通。1.2.5 穩(wěn)壓二極管一、什么是穩(wěn)壓二極管(a)符號DZ能夠穩(wěn)定一定電壓的二極管二、實行穩(wěn)壓的條件1、工作在反向擊穿狀態(tài)2、反向電壓應大于穩(wěn)壓電壓 穩(wěn)壓電路UOUI基本電路的穩(wěn)壓過程穩(wěn)壓電路的搭建：需要多大電阻呢？1、穩(wěn)壓的基本電路2、電流范圍為48mA總結：1、穩(wěn)壓二極管的使用形式為穩(wěn)壓二極管和 電阻進行串聯(lián)2、穩(wěn)壓二極管要達到比較好的穩(wěn)壓效果，一 定要注意穩(wěn)壓電流的選取。3、在電路應用中一定要注意串聯(lián)電阻阻值 選擇。下面兩種穩(wěn)壓電路的區(qū)別（UZ3V）UIuO1DZR(a)(b)UIuO2RDZ整流二極管 用于把交流電變成脈動直流電2.那

5、什么是交流變脈動直流呢？開關二極管它是電路上為進行“開”、“關”作用而特殊設計的二極管。它由導通變?yōu)榻刂够蛴山刂棺優(yōu)閷ㄋ璧臅r間比一般二極管短功能：應用：在電路中主要防止反向電流燒壞一些精密器件起保護作用。2、電容電容的作用旁路、去耦、濾波、和儲能的作用。什么是電容它有兩個電極板，和中間所夾的介質封裝而成，具有特定功能的電子器件。1、旁路的作用1、使輸入電壓均勻化，減小噪聲對后級的影響。2、進行儲能，當外界信號變化過快時，及時進行電壓的補償。2、去耦（退耦）電容作用1、去耦電容和旁路電容的作用是差不多的，都有濾除干擾信號的作用，只是旁路電容針對的是輸入信號，而去耦電容針對的是輸出信號。2、去

6、耦電容一般比較大10uF或更大，旁路電容一般根據(jù)諧振頻率是。3、濾波和儲能 濾波作用濾除雜波，大電容濾低頻，小電容濾高頻儲能作用收集電荷 應用： 例如：給時鐘芯片DS1302供電3、電容在電路中連接問題注意：耐壓值 防止短接鋁電解電容瓷片電容獨石電容常用電容極性判斷： 鋁電容：長腳為正極，短接為負極，或者電容上標有銀色負號的一邊為負極，瓷片電容和獨石電容無極性，但設備生產(chǎn)中也有工藝要求。電容應用總結1、電源上的電容作用一般是濾除電源電壓的波動。 小電容濾高頻，大電容濾低頻，并且還提供一 定的電壓儲備，以備后續(xù)電路的需要2、對于一些干擾性強的環(huán)境，電容的加入可以減 少很多電路控制上不必要的麻煩，

7、在使用電容時， 還要注意耐壓值和反接問題。3、電容使用的取值大小可以參考別人的一些電路， 很多都是工程上的一些經(jīng)驗第一章 基本元器件介紹3、 晶體三極管3、 晶體三極管 它是一種利用輸入電流控制輸出電流的電 流控制型器件。三極管的結構圖什么是晶體三極管由半導體組成具有三個電極的晶體管ecbecbNPN放大狀態(tài)、模樣和結構怎樣？PNP三極管的特點：三種工作狀態(tài)：飽和狀態(tài)、截止狀態(tài)1、怎么讓它工作在放大狀態(tài)呢？條件：發(fā)射結正偏，集電結反偏 （UBUE, UCUB）ecbNPN2、怎么讓它工作在截止狀態(tài)呢？條件：發(fā)射結反偏或兩端電壓為零3、怎么讓它工作在飽和狀態(tài)呢？條件：發(fā)射結和集電結均為正偏。工作

8、在各個狀態(tài)有什么特點呢？在電路中怎么去實現(xiàn)呢？三極管各種狀態(tài)的測試總結：放大狀態(tài)：IB=1、IB一定時，IC的大小與UCE無關 飽和狀態(tài)：特點：IB=ICIE=(1+)IC截止狀態(tài)：特點：集電極和發(fā)射極之間相當于開路工作狀態(tài)：IB=0，IC=0，IE=IB+IC=0；特點：工作狀態(tài)：2、IC的大小只受IB控制IB和IC都很大，IC不受IB的控 制，UCE兩端電壓很小，相當于導線 ，工程上我們認為硅飽和導通的UCE的壓降為，鍺管為三極管主要參數(shù)1、共發(fā)射極電流放大系數(shù)4.集電極發(fā)射極間反向擊穿電壓V(BR)CEO3.集電極最大允許耗散功率PCM2.集電極最大允許電流ICM三極管放大系數(shù)一般為10

9、100。應用中一般取3080為宜那么一個實際三極管參數(shù)到底什么樣呢？ecbNPN第一章 基本元器件介紹4、場效應管什么是場效應管？它是一種電壓控電流的器件。它有三個電極柵極（G）,漏極（D），源級（S）絕緣柵型場效應管怎么用？GSD（特點：當UDS比較小時，ID隨UGS的變化而變化）（特點：ID不隨UDS變化，只隨UGS增大而增大）（3）截止區(qū) （特點：當UDS增大到一定值時，場效應管被 擊穿，ID突然增大，如無限流措施， 管子將燒壞，在場效應管使用中一定要注意，防止管子擊穿）特點：如果長時間工作在此區(qū)域，沒有很好的散熱措施，很可能由于功率較大，造成管子燒壞。所以在使用中也要注意。管子的散熱和

10、最大功率可變電阻區(qū)截止區(qū)擊穿區(qū)過損耗區(qū)總結（1）可變電阻區(qū) （2）恒流區(qū)（特點：UGS小于1.5V，ID=0，場效應管不導通）（4）擊穿區(qū)（5）過損耗區(qū)37三極管特點電流控制器件（基極電流控制晶體管導電能力）輸入阻抗不高噪聲高場效應管特點電壓控制器件（用電壓產(chǎn)生電場來控制器件的導電能力）輸入阻抗極高噪聲小缺點速度慢三極管和場效應管的比較反應速度較快結構分類第一章 基本元器件介紹5、光耦什么是光耦？ 光耦實現(xiàn)了 是一種“電光電”的轉換。 光耦實物光耦結構圖光耦器件怎么用呢？應用要注意什么？光耦測試第一章 基本元器件介紹6、發(fā)聲器件發(fā)聲器件的作用作為電子訊響器，運用其發(fā)聲特性，作為提示或播放等功能

11、。發(fā)聲器件的介紹圖1圖2圖1為喇叭，無極性器件（沒有正負之分），無源蜂鳴器（內部沒有振蕩源），所以直流不能驅動，需要2KHZ5KHZ的方波才能使其發(fā)出聲響。圖2為蜂鳴器，有極性（長腳為正，短接為負），有源蜂鳴器（內部含有震蕩源），當給予1.5V15V的電壓后，就會發(fā)出聲響。第一章 基本元器件介紹7、繼電器什么是繼電器？它是一種“自動開關”，通過低電壓、小電流去控制高電壓、大電流。1、常開觸點2、常閉觸點繼電器術語（用在開關速度要求不高的場合）應用：繼電器實物分析123456引腳圖實物圖驅動電壓5VDC：30V,3AAC：220V,3A 在使用中一定要注意這些參數(shù)，既要達到一定的驅動電壓，也要防

12、止器件燒毀。1、驅動電壓2、可以承受的控制信號量值注意：繼電器測試電路第一章 基本元器件介紹8、數(shù)碼管什么是數(shù)碼管？實物圖示意圖共陰結構圖共陽結構圖 通過控制不同的LED點亮來顯示所需要的字符，（如1F） 數(shù)碼管實驗電路第一章 基本元器件介紹9、瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）什么是瞬態(tài)電壓抑制器直插式貼片式它具體有什么樣的作用呢？1、加在信號和電源線上，能防止微處理器，人體靜電、交流浪涌或噪聲，導致處理器的失靈。 它是一種二極管形式的高效能的保護器件，防止瞬態(tài)高能量時沖擊時，保護精密器件免受各種浪涌脈沖的損壞。2、能釋放超過10000V，60A以上的脈沖，并能持續(xù)10ms，而一般的TTL器件，遇到3

13、0ms的10V脈沖時，便會導致?lián)p壞，所以利用TVS是既可以防止器件損壞，也可以防止總線之間開關引起的干擾。3、將TVS放置在信號線和地之間，能避免數(shù)據(jù)及控制總線受到不必要噪聲的影響。典型應用電路第二章 基本電路驗證與分析1、基本放大電路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE基本放大器的電路是什么樣子呢？各部分有什么作用呢？1、為電路供能2、為電路提供合適的靜態(tài)工作點為電路提供合適的靜態(tài)電流把放大的電流信號，轉換為電壓信號C1和C2為隔直通交作用2、對于三極管放大電路的設計，基極電阻取值Rb一般為幾十到幾百千歐。集電極電阻Rc一般為幾千到幾十千歐。各器件的取

14、值范圍怎樣呢？1、三極管放大電路是小信號的放大，常用器件最大通過的電流也只有幾百毫安，所以輸入信號不能太大3、C1、C2作為隔直通交的電容，取值一般為 幾微法到幾十微法+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE那么實際應用要注意什么呢？uce為什么會被反相呢？ uBE=UBEQ+ui iB=IBQ+ib iC=ICQ+ic uCE=Vcc-iCRC uCE=Vcc-(ICQ+ic)RC=UCEQ+(-icRC) uCE=UCEQ+uce+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE分析：總基極電壓 總基極電流 總集電極電流 總的u

15、CE 化簡又由那么uo=uce=-icRC 出現(xiàn)這些情況的原因是什么呢？交流負載線t00t交流負載線t00t截止失真飽和失真飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)怎么取好Q值？Q值也就是（靜態(tài)工作點）它與那些因素有關呢？當電路沒有加入信號源時，直流電源VCC為電路提供的靜態(tài)值，它包括IB 、 IC 、 UCE +UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEUCE=VCC-ICRC 要取好IB 、 IC 、 UCE我們要控制好哪些參數(shù)呢？+UCCRBRCT+UBEUCEICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE條件：與RB的關系增大RB,Q

16、點下移,減小RB,Q點上移。問題：UCE=VCC-ICRC與VCC的關系+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE升高VCC,平行右上移減小VCC,平行左下移問題：條件：UCE=VCC-ICRC改變 Rc，保持 Rb，VCC ， 不變；直流負載線斜率改變，則 Q 點向飽和區(qū)移近。OIBiCuCE Q1Q2與RC的關系條件：問題：增大 Rc ，UCE=VCC-ICRC這種電路的不足如圖所示，溫度對三極管的影響。交流負載線0溫度升高前的輸出特性曲線和靜態(tài)工作點溫度升高后的輸出特性曲線和靜態(tài)工作點ICB0增加，造成ICQ增加增加IBQ增加這種電路雖然結構簡單，但是最

17、大的缺點是靜態(tài)工作點不穩(wěn)定，當環(huán)境溫度變化，電源電壓波動，或者更換三極管時，都會使原來的靜態(tài)工作點改變，嚴重時會使放大器不能工作?？偨Y：1、分壓偏置電路，它的靜態(tài)工作點，與三極管本身 的參數(shù)無關，它只取決于外接電路的UCC和 RB1、 RB2、 RE2、射極電容C作為旁路電容，通交隔直，提高輸出級的放大倍數(shù)的作用，因為在交流電路分析中，如果RE被引入電路是要增加電源的功耗。當加入RE時，輸出的信號有一部分消耗到了RE上，現(xiàn)在，加入了C1，那么對于交流電，這完全是被短路了，所以不會影響輸出。3、這種電路在工程上經(jīng)常用到，大家一定要熟練掌握。凡是將放大電路輸出端的信號（電壓或電流）的一部分或全部引

18、回到輸入端，與輸入信號疊加，就稱為反饋。 引回的信號削弱了輸入信號。 引回的信號增強了輸入信號。1、 反饋的定義負反饋：正反饋：負反饋對放大性能的影響在深度負反饋條件下，即1+AF1時， 此時，閉環(huán)放大倍數(shù)僅取決于反饋系數(shù)F，而與開環(huán)放大倍數(shù)A無關。通常反饋網(wǎng)絡僅由電阻構成，反饋系數(shù)F十分穩(wěn)定。所以，閉環(huán)放大倍數(shù)必然是相當穩(wěn)定的，諸如溫度變化、參數(shù)改變、電源電壓波動等明顯影響開環(huán)放大倍數(shù)的因素，都不會對閉環(huán)放大倍數(shù)產(chǎn)生多大影響。如某放大器的開環(huán)放大倍數(shù)A=1000，由于外界因素（如溫度、電源波動、更換元件等）使其波動變化值為10%，若反饋系數(shù)F=0.009，則閉環(huán)放大倍數(shù)=1000/(1+10

19、000.009)=100。此時波動10%，變化量只為1，可見放大倍數(shù)的穩(wěn)定性大大提高了。即用降低放大倍數(shù)的代價換取提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性。負反饋的作用： 穩(wěn)定靜態(tài)工作點；穩(wěn)定放大倍數(shù)；改善輸入電阻和輸出電阻，擴展通頻帶，改善輸出信號波形。負反饋作用舉例：無負反饋時產(chǎn)生正半周大負半周小的失真。引入負反饋后，失真了的信號經(jīng)反饋網(wǎng)絡又送回到輸入端，與輸入信號反相疊加，得到的凈輸入信號為正半周小而負半周大。這樣正好彌補了放大器的缺陷，使輸出信號比較接近于正弦波。例二：放大量和反饋量成倒數(shù)關系，電路將產(chǎn)生自激，去除信號源也將產(chǎn)生信號的輸出放大量過大，輸出信號將不斷增加，如果無及時的限制措施，信號將出現(xiàn)嚴重

20、失真此時反饋量過大，信號將不斷衰減，直到消失下面對AF進行討論(正反饋)當|AF|=1時，當|AF|1時，當|AF| IOM時，UR較大，T導通 ，IO=IOM + IC R 可由功率管 T的UBE和穩(wěn)壓器的IOM確定, 即R UBE /IOM 。提高輸出電壓和擴流電路79擴流擴壓電路測試擴流電路擴壓電路80開關電源特點：由于穩(wěn)壓調整管工作在線性區(qū)，因此管耗很大，電源效率為原來的（4060）。而開關管讓穩(wěn)壓調整管工作在開關狀態(tài)，所以電源效率高（ 8090），穩(wěn)壓寬，濾波效果好，在電子設備產(chǎn)品中被廣泛應用。81原理分析第二章 基本電路驗證與分析3、集成運算放大器什么是集成運算放大器？集成運算放大

21、器的特點 集成運算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多級直接耦合放大電路。是發(fā)展最早、應用最廣泛的一種模擬集成電路。高增益、A uo 高: 80dB140dBrid 高: 105 1011ro 低: 幾十 幾百KCMRR高: 70dB130dBuo+Auou+u。 。+UCCUEE這些優(yōu)點怎樣表現(xiàn)在參數(shù)上？高可靠性、低成本、小尺寸運算放大器的特點介紹工作在線性區(qū)（1）理想運放兩輸入端電位相等（虛短） uo=Audui=Aud(uPuN) uPuN=uo/Aud=0 uP=uN（2）理想運放輸入電流等于零（虛斷） 理想的Rid= iP=iN=0工作在非線性區(qū)的特點輸出只有兩種可能 +Uo(sat)

22、或 Uo(sat) u+ u uo-Uo(sat)+Uo(sat)飽和區(qū)當 u+ u 時， uo = + Uo(sat) u+ u 時， uo = +Uo (sat) u+2R1當電路穩(wěn)定后，需要RF=2R1，否則，幅值將不斷增加。2、震蕩頻率為文氏橋電路設計測試1、題目 設計一個1KHZ的正弦波信號。分析：1、輸出電壓較小時，由于沒達到二極管的啟動電壓，所以二極管不導通，電壓放大很快。2、當達到二極管的啟動電壓時，R5不再起作用，所以，R5的大小決定了啟動速度3、R3決定了輸出的幅值，它會在R3和R5以及二極管之間，尋找到一個平衡點，使信號達到穩(wěn)定功率放大器第二章 基本電路驗證與分析 功率放

23、大電路是一種以輸出較大功率為目的的放大電路。 特點： 輸出信號電壓大； 輸出信號電流大； 放大電路的輸出電阻與負載匹配。電壓放大器與功率放大器的區(qū)別： 電壓放大不失真地提高輸入信號的幅度，以驅動后面的功率放大級，通常工作在小信號狀態(tài)。 功率放大信號不失真或輕度失真的條件下提高輸出功率，通常工作在大信號狀態(tài)。那么什么是功率放大器？功率放大電路中三極管的三種工作模式甲類：Q點適中，信號在整個周期內都能通過。效率50甲乙類：Q點接近截止區(qū)，導通大于半個周期，效率介于甲類和乙類之間iCuCEQ1UCEQICQVCCiCuCEQ3ICQVCC乙類：Q點在截止區(qū)，半個周期導通，效率78iCuCEQ2ICQ

24、VCC那么為什么甲類工作效率低乙類工作效率高?甲類工作電路乙類工作電路功率放大器內部的兩種結構電路ui-USCT1T2uo+USCRLiLRLuiT1T2+USCCUL+-OTL電路OCL電路 LM3861234785RPC1C2C3C4C5C610 F36 k10 F100 F220 F0.1 F810 .047 F+VCC6LM386集成功率放大器的應用輸出電容(OTL)頻率補償，抵消電 感高頻的不良影響防止自激等調節(jié)電壓放大倍數(shù)第二章 基本電路驗證與分析 555定時器及應用低電平觸發(fā)端高電平觸發(fā)端電壓控制端復位端低電平有效放電端4.516V它是一種應用方便的中規(guī)模集成電路, 廣泛用于信號

25、的產(chǎn)生、變換、控制與檢測。 因為它是3個5K電阻分壓，所以被叫做555定時器什么是555定時器？001555定時器的工作原理R=0時，Q=1，uo=0，T飽和導通。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3時，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T飽和導通。2VCC/3VCC/300011R=0時，Q=1，uo=0，T飽和導通。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3時，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T飽和導通。2VCC/3VCC/310011R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3時，C1=1、C2=1，Q、Q不變，uo不變，T狀態(tài)不變。110R=0時，Q

26、=1，uo=0，T飽和導通。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3時，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T飽和導通。2VCC/3VCC/311100R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3時，C1=1、C2=1，Q、Q不變，uo不變，T狀態(tài)不變。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3時，C1=1、C2=0，Q=0、Q=1，uo=1，T截止。 由555定時器構成的多諧振蕩器Uo=0Uo=1保持區(qū)THTRGNDDISVOVCCRDVCO濾除高頻干擾信號第一個暫穩(wěn)態(tài)的脈沖寬度tp1，即uc從VCC/3充電上升到2VCC/3所需的時間： 第二個暫穩(wěn)態(tài)的脈沖寬度tp2，即uc從2VCC/3放電下降到VCC/3所需的時 間：Uo=0Uo=1保持區(qū)THTRGNDDIS