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电路模电数电知识点总结(初步完成,后期进行小部分优化)

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文章目录

  • 前言
  • 推荐学习资料
  • 复习要点
  • ==第一模块 电路分析基础==
    • 小知识点
    • 电位
    • 参考方向
      • 参考方向小练习
    • 电容
    • 电感
    • 理想受控源
    • 基尔霍夫定律
      • 基尔霍夫电流定律(KCL)
      • 基尔霍夫电压定律(KVL)
    • 等效变换法
      • 电阻等效变换法
      • 电源的等效变换法
    • 串并联
      • 理想电压源串并联
      • 理想电流源串并联
    • 电压源与电流源的相互转换
    • 输入电阻
    • 叠加原理
    • 戴维南定理
    • 诺顿定理
  • ==第二模块 模拟电子技术基础==
    • 小知识点
    • 二极管
    • 三极管(晶体管)
      • 判断三极管的极性和类型
    • 电路基本放大
      • 静态等效电路画法
      • 静态分析基本放大电路
      • 动态等效电路画法
      • 晶体管微变等效电路
    • 集成操作放大器
      • 求解方法
      • 电压跟随器
  • ==第三模块 数字电子技术基础==
    • 小知识点
    • 数制
    • 码制
    • 一、基本逻辑操作
    • 二、复合逻辑门
    • 三、三态输出和非门电路
    • 基本运算
      • 1. 基本操作定律
      • 2. 基本操作规则
    • 逻辑表达式
      • 1. 逻辑函数表示形式的转换
      • 2. 简化逻辑函数
    • 逻辑电路的组合分析
    • 编码器和译码器
      • 1. 编码器
        • 74LS148
      • 2. 译码器
        • 74LS138
      • 3. 数字显示译码器
      • 4. 数据分配器
        • 74LS138
        • 74LS151
        • 数据选择器扩展到八选一数据选择器
        • 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
        • JK触发器转换为D触发器
      • 4. T触发器
        • JK触发器转换为T触发器
    • 时序逻辑电路
      • 一、 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
        • 3. 集成计数器
          • ①74LS161集成计数器
          • ②74LS90集成计数器
  • 结语

前言

本文针对电工电子技术 (第四版)-徐淑华,本书简单总结知识。

推荐学习资料

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复习要点


  1. KVL、KCL、叠加原理,戴维南定理
  2. 二极管、三极管(晶体管)、基本放大电路、集成运输
  3. 进制转换、卡诺图简化、常见组合逻辑JK异步同步时钟触发器

第一模块 电路分析基础

小知识点

  1. 电源(或信号源):提供电能或信号
  2. 负载:吸收或转换电能,处理信号
  3. 电位:选择电路中的某一点作为参考点,将任何一点作为参考点电压称为该点 的电位。
  4. 电路符号是电源在电路中不一定起作用, 电路符号是负载,在电路中不一定起负载作用。
  5. 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
  6. 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
  7. 齐性定理:线性电路, 所有激励(独立源)都增加(或减少)相同的倍数,电路中的响应(电压或电流)也增加(或减少)相同的倍数。
  8. 二端网络:如果一个电路只通过两个输出端与外部电路连接, 该电路称为二端网络。(Two-terminals = One port)

电位

参考方向

参考方小练习

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

(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

  1. 支路 (branch): 电路中通过同一电流的每个分支 (b)
  2. 结点 (node):三条或三条以上支路的连接点( n )
  3. 路径(path): 两节点间的一条通路。路径由支路构成
  4. 回路(loop): 由支路组成的闭合路径。
  5. 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:

  1. 假设各元件电压参考方向
  2. 设定回路绕行方向,顺时针或逆时针
  3. 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

  1. 正确判断串并联的关系
  2. 尽量缩短短路线。
  3. 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

输入电阻

叠加原理

  1. 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。

  2. 线性电路:电路中不含有任何非线性元件

  3. 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

  1. 导体:自然界中很容易导电的物质,例如金属。
  2. 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。
  3. 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。

  1. 纯净的晶体结构的半导体称为本征半导体,如:硅和锗。

  2. 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。

  3. 电子空穴对——由热激发而产生的自由电子和空穴对。

  4. 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。

  5. 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。

  6. 电流=自由电子定向运动+空穴定向运动

  7. 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。

  8. 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

  9. 杂质半导体中起导电作用的主要是多子。

  10. 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。

  1. 外加正向电压时,二极管导通,可看作短路;
  2. 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

3. 稳压二极管

三极管(晶体管)

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


动态等效电路画法

晶体管微变等效电路

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

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-joVCIsFC-1640317218825)(pictures/%E6%88%AA%E5%B1%8F2021-12-23%2022.44.04.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3asOgGfs-1640317218829)(pictures/008i3skNgy1gxo5l6rh1pj30u0182wl9.jpg)]

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

  • 真值表
A B F
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1

  • 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

  • 真值表
A F
0 1
1 0

二、复合逻辑门

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-HRUoAvpw-1640317218837)(pictures/%E6%88%AA%E5%B1%8F2021-12-23%2023.20.38.png)]

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. 高位写在前
  2. 偶数个则平分
  3. 奇数个则高位的那一组比低位的那一组少一个
  4. 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
  5. 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。

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  1. 将原始函数用卡诺图表示
  2. 根据最小项合并规律画卡诺圈,圈住全部“1”方格
  3. 将上述全部卡诺圈的结果,“或”起来即得化简后的新函数;
  4. 由逻辑门电路,组成逻辑电路图
  1. 所画的圈必须包含所有的1
  2. 每个圈中包含2n个1,且至少有一个1是新的
  3. 任一圈中都不能包含取值为0的方格;
  4. 圈的个数越少越好,圈越大越好

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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

触发器分类
按结构分
基本触发器
钟控触发器
电位触发器
边沿触发器
按逻辑功能
RS触发器
D触发器
JK触发器
T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

标签: 二极管pj3306wl电位器bwl148单联电位器电位器串并三极管2n系列0aa33晶体管模块

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