電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光演講人：日期:目錄CATALOGUE02放大電路分析03集成運算放大器04數(shù)字邏輯基礎(chǔ)05電源轉(zhuǎn)換技術(shù)06系統(tǒng)應(yīng)用實例01半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)01半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)PARTPN結(jié)形成原理摻雜內(nèi)建電場擴散平衡狀態(tài)在半導(dǎo)體材料中摻入少量的雜質(zhì)元素，使其電子或空穴濃度發(fā)生變化，從而形成PN結(jié)。將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體接觸，由于濃度差異，電子和空穴會相互擴散，形成空間電荷區(qū)?？臻g電荷區(qū)內(nèi)的正負電荷產(chǎn)生電場，稱為內(nèi)建電場，阻礙電子和空穴的繼續(xù)擴散。擴散和漂移最終達到動態(tài)平衡，形成穩(wěn)定的PN結(jié)。二極管特性與參數(shù)伏安特性擊穿電壓反向電流正向壓降二極管具有單向?qū)щ娦?，正向電壓下?dǎo)通，反向電壓下截止，且正向電壓和電流呈指數(shù)關(guān)系。當反向電壓增加到一定程度時，二極管會突然導(dǎo)通，此時的電壓稱為擊穿電壓。二極管反向截止時，仍有一定微小的電流流過，稱為反向電流。二極管正向?qū)〞r，兩端電壓降低的數(shù)值稱為正向壓降。雙極型晶體管由三個摻雜不同的半導(dǎo)體區(qū)域組成，分別為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)。三層結(jié)構(gòu)摻雜濃度較低，且很薄，電子在此區(qū)域內(nèi)擴散并與空穴復(fù)合。摻雜濃度最高，用于發(fā)射電子。010302雙極型晶體管結(jié)構(gòu)摻雜濃度較高，但面積較大，用于收集從基區(qū)擴散過來的電子。通過控制基極電流的大小，可以控制集電極電流的大小，從而實現(xiàn)電流放大作用。0405集電區(qū)發(fā)射區(qū)電流控制原理基區(qū)02放大電路分析PART靜態(tài)工作點設(shè)置直流偏置電路為放大電路提供合適的靜態(tài)工作點，使其工作在放大區(qū)，同時避免失真。01直流工作點計算通過計算電路的輸入、輸出特性曲線與負載線的交點，確定放大電路的靜態(tài)工作點。02靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性選擇合適的偏置電路和元件參數(shù)，保證靜態(tài)工作點隨溫度、電源電壓等因素的變化而保持穩(wěn)定。03小信號等效模型小信號放大原理在放大電路的輸入端加入一個小信號，通過線性放大得到輸出端的放大信號，從而實現(xiàn)信號的放大。小信號等效電路頻率特性分析將放大電路中的非線性元件進行線性化處理，得到小信號等效電路，用于分析電路的增益、輸入阻抗、輸出阻抗等參數(shù)。通過小信號等效電路，分析放大電路的幅頻特性和相頻特性，確定電路的帶寬、增益平坦度等頻率響應(yīng)指標。123頻率響應(yīng)特性頻率響應(yīng)的基本概念頻率失真的類型及解決方法頻率響應(yīng)的分析方法描述放大電路對不同頻率信號的放大能力，主要包括幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)兩個方面。通過繪制幅頻特性曲線和相頻特性曲線，分析放大電路的頻率響應(yīng)特性，確定電路的帶寬、增益、相位延遲等頻率響應(yīng)指標。放大電路的頻率失真包括幅頻失真和相頻失真兩種類型，需要通過選擇合適的電路拓撲結(jié)構(gòu)、元件參數(shù)和工作頻率范圍等方法進行補償和校正。03集成運算放大器PART差分放大電路原理差分放大電路是一種能抑制共模信號、放大差模信號的電路，由兩個參數(shù)相同、極性相反的基本放大器輸入端并聯(lián)、輸出端串聯(lián)構(gòu)成。差分放大電路的基本概念當輸入共模信號時，由于兩個輸入端信號相同，因此產(chǎn)生的輸出信號也相同，從而在輸出端相互抵消；當輸入差模信號時，兩個輸入端信號相反，因此產(chǎn)生的輸出信號也相反，從而在輸出端得到放大的差模信號。差分放大電路的工作原理能有效抑制零點漂移、抑制溫漂、提高輸入阻抗等。差分放大電路的優(yōu)點典型運放結(jié)構(gòu)輸入級中間級輸出級偏置電路通常采用差分放大電路作為輸入級，以減小零點漂移和抑制共模信號。通常采用共射放大電路或共集放大電路作為中間級，以提高電壓增益和驅(qū)動能力。通常采用共集放大電路或互補對稱功率放大電路作為輸出級，以提高電路的帶負載能力和穩(wěn)定性。為各級放大器提供合適的靜態(tài)工作點，以保證電路的穩(wěn)定性和線性度。當運放的輸出為零時，兩個輸入端之間的電壓差。輸入失調(diào)電壓運放的增益與帶寬的乘積，表示運放的頻率響應(yīng)能力。當運放的輸出為零時，兩個輸入端之間的電流差。010302主要性能指標運放從正電源電壓到負電源電壓或從負電源電壓到正電源電壓的轉(zhuǎn)換速度，反映運放的瞬態(tài)響應(yīng)能力。運放在無輸入信號時，輸出端的電壓波動大小，反映運放的抗干擾能力。0405轉(zhuǎn)換速率輸入失調(diào)電流噪聲電壓增益帶寬積04數(shù)字邏輯基礎(chǔ)PART布爾代數(shù)運算規(guī)則6px6px6px與、或、非三種基本運算，以及它們的組合運算，如與非、或非等?；具\算布爾代數(shù)中的基本運算律，如交換律、結(jié)合律、分配律等，以及它們的具體應(yīng)用。運算律布爾代數(shù)中的運算優(yōu)先級，如先與后或、先非后與等。運算優(yōu)先級010302利用布爾代數(shù)表示邏輯函數(shù)，化簡邏輯表達式。邏輯函數(shù)表示04組合邏輯電路設(shè)計組合邏輯電路特點輸出狀態(tài)僅與當前輸入狀態(tài)有關(guān)，與輸入前的狀態(tài)無關(guān)。02040301組合邏輯電路設(shè)計實例加法器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器等典型組合邏輯電路的設(shè)計原理和實現(xiàn)方法。組合邏輯電路分析方法根據(jù)輸入條件，通過邏輯運算，求出輸出狀態(tài)。組合邏輯電路優(yōu)化通過簡化邏輯表達式、減少邏輯元件數(shù)量等方法，優(yōu)化組合邏輯電路的性能。時序邏輯元件分類觸發(fā)器具有記憶功能，能存儲一位二進制信息的時序邏輯元件，包括RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器等。寄存器由觸發(fā)器組成的能夠存儲多位二進制信息的時序邏輯元件，包括數(shù)碼寄存器、移位寄存器等。計數(shù)器具有計數(shù)功能的時序邏輯元件，可按照預(yù)定的規(guī)律進行計數(shù)，包括二進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器等。時序邏輯電路分析方法根據(jù)輸入信號和時鐘信號的關(guān)系，分析電路的輸出狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)移情況。05電源轉(zhuǎn)換技術(shù)PART整流濾波原理整流濾波常見整流電路濾波電路類型將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的過程，利用二極管的單向?qū)щ娦詫崿F(xiàn)。通過電容、電感等元件，去除整流后的脈動成分，使輸出直流電更加平滑。半波整流、全波整流、橋式整流等。電容濾波、電感濾波、復(fù)式濾波等。線性穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓原理常見線性穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓電源的特點線性穩(wěn)壓電源的應(yīng)用通過調(diào)整電路中的電阻、穩(wěn)壓二極管等元件，使得輸出電壓在負載變化或輸入電壓波動時保持穩(wěn)定。輸出電壓穩(wěn)定、紋波小、可靠性高。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路、并聯(lián)型穩(wěn)壓電路、三端穩(wěn)壓器等。電子設(shè)備中的穩(wěn)壓電源、實驗室電源等。開關(guān)電源原理通過控制開關(guān)器件的通斷，將輸入電源的能量傳遞給負載，實現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)換和穩(wěn)壓。常見開關(guān)電源拓撲降壓型（Buck）、升壓型（Boost）、升降壓型（Buck-Boost）等。開關(guān)電源的特點效率高、體積小、重量輕、輸出電壓可調(diào)等。開關(guān)電源的應(yīng)用電子設(shè)備中的電源適配器、LED驅(qū)動電源等。開關(guān)電源拓撲06系統(tǒng)應(yīng)用實例PART信號調(diào)理電路信號放大通過放大電路將微弱的信號增強至足夠的幅度，以便后續(xù)電路處理。01信號濾波去除信號中的噪聲或不需要的頻率成分，提高信號質(zhì)量。02信號轉(zhuǎn)換將一種形式的信號轉(zhuǎn)換為另一種形式，如電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號，模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號等。03功率驅(qū)動設(shè)計確保電路能夠提供足夠的功率來驅(qū)動負載，如電機、燈泡等。驅(qū)動能力通過合理的電路設(shè)計，減少功率損耗，提高能源利用效率。效率優(yōu)化確保功率驅(qū)動電路在各種條件下都