第1章 电路分析基础
本章要求
1、了解电路的组成和功能，了解元件模型和电路模型的概念；
2、深刻理解电压、电流参考方向的意义；
3、掌握理想元件和电压源、电流源的输出特性；
4、熟练掌握基尔霍夫定律；
5、深刻理解电路中电位的概念并能熟练计算电路中各点电位；
6、深刻理解电压源和电流源等效变换的概念；
7、熟练掌握弥尔曼定理、叠加原理和戴维南定理；
8、理解受控电源模型, 了解含受控源电路的分析方法。
本章内容
电路的基本概念及基本定律是电路分析的重要基础。电路的基本定律和理想的电路元件虽只有几个，但无论是简单的还是复杂的具体电路，都是由这些元件构成，从而依据基本定律就足以对它们进行分析和计算。因而，要求对电路的基本概念及基本定律深刻理解、牢固掌握、熟练应用、打下电路分析的基础。依据欧姆定律和基尔霍夫定律，介绍电路中常用的分析方法。这些方法不仅适用于线性直流电路，原则上也适用于其他线性电路。为此，必须熟练掌握。
1.1电路的基本概念
教学时数 1学时
本节重点 1、理想元件和电路模型的概念
2、电路变量（电动势、电压、电流）的参考方向；
3、电压、电位的概念与电位的计算。
本节难点 参考方向的概念和在电路分析中的应用。
教学方法 通过与物理学中质点、刚体的物理模型对比，建立起理想元件模 型的概念，结合举例，说明电路变量的参考方向在分析电路中的重要性。通过例题让学生了解并掌握电位的计算过程。
教学手段 传统教学手法与电子课件结合。
教学内容
一、 实际电路与电路模型
1、实际电路的组成和作用
(1)组成：电源（信号源）、负载和中间环节
(2)作用：a.电能的传输和转换；b.信号的传递与处理。
2、电路模型：
考虑电路分析的需要，建立理想电路模型。
(1)理想电路元件概念：忽略实际元件的次要物理性质，反映其主要物理性质，把实际元件理想化。
(2)电路模型的概念：实际电路中的实际元件用理想元件代替的电路。
例如手电筒电路：
实际电路 手电筒电路模型
电阻
二、 电路分析中的若干规定
1、 电路参数与变量的文字符号与单位 电路参数的概念：理想元件的数值。
变量的概念：电路中的电动势、电压和电流。 (1)文字符号的规定：
①电路参数的文字符号用大写斜体字表示，如电阻R； ②电路变量的文字符号：
直流量：用大写斜体字表示如电压U
、电流I ；
瞬时量和时变量：用小写斜体字母表示，如电压u 、电流i ；
③单位的文字符号：用国际通用的文字符号表示。单字母的单位用大写正体 字母表示，如V、A 等；复合字母表示的单位，第一个字母正体大写，以后的字母正体小写，如Hz、Wb 等。
2、 电路变量的参考方向
电路变量的实际方向：物理学中的规定：电动势的方向是在电源内部，低电位点指向高电位点的方向；电压的方向是高电位点指向低电位点的方向；
电流的方向是正电荷流动的方向，如图（a）所示。 变量参考方向概念的引入：
变量参考方向又称正方向，为求解变量的实际方向无法预先确定的复杂电
电流、电压的实际方向 （b）电流、电压的参考方向
参考方向标示的方法：
①箭头标示；②极性标示；③双下标标示。 注意：
①参考方向的设定对电路分析没有影响; ②电路分析必须设定参考方向;
③按设定的参考方向求解出变量的值为正，说明实际方向和参考方向相同，为负则相反。
关联参考方向和非关联参考方向的概念：
一个元件或一段电路上，电流与电压的参考方向一致时称为关联参考方向，反之为非关联参考方向。
欧姆定律在不同参考方向情况下的表达形式： 关联参考方向：U=RI
非关联参考方向：U= –RI 例：已知图（a）、
解：（a）图中电阻电压与流过电 阻电流为关联参考方向，据欧姆定律
U=RI 则 A 32
6===R
U I
（b）图中电压与电流为非关联参考方向， （a） （b）
欧姆定律的表达式为 U= –RI 则 A 32
6?=?=?=R
U I
结论：（a）图解得I 为正，表明电流的实际方向与所设参考方向一致，而（b）图解得I 为负，表明电流的实际方向与所设参考方向相反。
3、功率
规定：吸收功率为正，发出功率为负。
在此规定下，元件的功率计算在电压、电流取关联和非关联参考方向时具有不同形式。
关联参考方向时： P= U·I 非关联参考方向时：P= –U·I 根据能量守恒定律，任一电路在任一瞬时所有电源发出的功率的总和等于所有负载吸收功率的总和；或所有元件瞬时功率的代数和为零，
∑P 发出=∑P 吸收，或∑P=0
称为功率平衡方程式，常用于验证电路分析结果的正确与否。
三、 电路中的电位和电压
物理学中给出了电位（电势）和电压（电势差）的定义。电位只有相对的意义。只有选定了参考点，并规定参考点的电位为零，则某点电位才有唯一确定的数值。电力工程中规定大地为电位参考点，在电子电路中常取机壳或公共地线的电位为零，称之为“地”，在电路图中用符号“ ”表示。
电路中电位的大小、极性和参考点的选择有关。原则上，参考点可以任意选择。参考点不同时，各点的电位值就不一样。
电压是两点间的电位之差，具有绝对的意义，与参考点的选择毫无关系。
图（a）所示电路选择了e 点为参考点，这时各点的电位是：
V
6)5()654(V )510()65()65(V 5,V 10,V 0=?+?
+++?
+=++=+=?=====d de bd b de d ae a e V I V V V V V V V V
V 1)5(66=?+=+=+=d de cd c V I V V V
如果选定d 点为参考点，
V 5,V 6,V 11,V 15,V 0=====e c b a d V V V V V 在电子电路中，电源的一端通常接“地”
而在电源的非接地端注明其电位的数值。
图（b）就是图（a）的习惯画法。 （a） （b）
1.2电路的基本元件
教学时数 1.5学时
本节重点 1、理想电路元件的伏安特性 2、电压源与电流源的等效变换
本节难点 电源等效变换在电路分析中的应用。 教学方法 针对电容、电感伏安特性和储能的相似性，对比讲解帮助学生理 解和记忆，举例说明电源等效变换的方法及其注意事项。
教学手段 传统教学手段与电子课件有机结合。 教学内容
一、理想线性电阻元件
电阻是反映将电能不可逆地转换为其它形式能量性质的理想化元件，如白炽灯、电炉丝等均可理想为电阻。
1、 伏安特性：
u= R i 电压单位为V，电流单位为A，电阻的单位为Ω （kΩ、MΩ）。 其伏安特性曲线如图(b)。 2、 电阻的功率：R
u
Ri ui p 2
2=
==二、理想线性电感元件
凡是具有电流建立磁场，能储存磁场能量性质的元件用电感表示，如线圈、日光灯镇流器等。
1、伏安特性：
电流流过电感元件产生的磁通为Φ，电感元件匝数为 N ，则磁通匝链数链Ψ= NΦ，元件的电感（自感系数、电感系数）定义为
i
L ψ
=
线性电感L 为常数。Ψ单位Wb，i 单位A，则电感的单 位H。电感单位常用mH，1H=103mH。
根据电磁感应定律，电感中产生的感应电动势
dt
di
L dt
d e L ?=?
=ψ 如图示变量取关联参考方向时，电感两端的感应电压
dt
di L
e u L =?= 上式为电感的伏安特性。在任一瞬时，感应电压与电流的时变率成正比。对于直流电流，感应电压u=0，即电感元件对直流而言相当于短路。
2、电感的能量
理想电感是储存磁能的元件，不耗能。流过电感的电流为i 时，其储存的能量 22
1Li W L =
电感任一时刻的储能多少只取决于该时刻电流的大小，电感能量的储存与释放的过程是电能与磁能的转换过程，是电感与电源能量的互换过程。
三、理想线性电容元件
具有存储电荷性质的元件用电容表示。 1、伏安特性
电容两端加电压u ，电容器充满电荷，其带电量为q ，电容元件的电容定义 为 u
q C =
电量的单位取C，电压单位取V，则电容单位为F。 常用单位μF 和PF，1F=106μF=1012pF。线性电容 元件的电容 C 为常数。当电压变化时，电容的电 量也随之变化。根据电流的定义
dt du
C dt
dq i ==
上式为电容的伏安特性，表明电容两端导线中的电流在任一瞬时与其两端电
压的时变率成正比。对于直流电压，电容电流i=0。即电容元件对直流而言相当于开路。
2、电容的能量
理想电容是以电场形式储能的元件，不耗能。电容两端电压为u 时，其储存 的能量 22
1Cu W C =
电容任一时刻储能多少，取决于该时刻电压的大小。电容能量的储存与释放的过程是电能与电能的转换过程，是电容与电源能量的互换过程。
四、独立电源元件
在电路中能独立提供电能的元件称为独立电源。 1、理想电源
有恒压源（理想电压源）和恒流源（理想电流源）之分。 （1）恒压源
图形符号如图（a）所示，其输出特性（外特
性）曲线如图（b）所示。
特点：①任一时刻输出电压与流过的电
流无关； ②输出电流的大小取决于外电路负载电
（2）恒流源
内阻为无穷大，能提供恒定电流的理想 电源。图形符号如图（c）所示。其输出特性
曲线如图（d）所示。
特点：①任一时刻输出电流与其端电压
无关； ②输出电压的大小取决于外电路负载电
阻的大小。 （c） （d）
2、实际电源的模型
实际电源有内电阻，用理想电源元件和理想电阻元件的组合，表征实际电源的特性。
（1）电压源模型
①图形符号： 恒压源Us 与内电阻
Ro 串联组合如图（a）。
②外特性：电压源输出电压与输出 电流的关系为
o IR U U S ?=
当电源开路时，I=0，输出电压
当电源短路时，U=0，输出电流I=Us/Ro;
当Ro→0时，U→Us，电压源→恒压源，其外特性曲线如图（b）。 （2）电流源模型
①图形符号： 恒流源Is 与内电阻 Ro 并联组合如图（c）。
②外特性：电流源输出电流与输出 电压的关系为 o
R U
I I S ?
= 当电源开路时，I=0，输出电压U=Is·Ro； （c） （d） 当电源短路时，U=0，输出电流I= Is；
当Ro→∞时，I→Is，电流源→恒流源。其外特性曲线如图（d）。 (3) 电压源和电流源的等效变换
一个实际电源可建立电压源和电流源两种电源模型，对同一负载而言这两种模型应具有相同的外特性，即有相同的输出电压和输出电流，根据电压源和电流源的外特性表达式样可得：
R
U I S
S =
或 R I U S S = 即两种电源模型对外电路而言是等效的，可以互相变换，可用图（e）示意。
（e）
注意：
①变换时，恒压源与恒流源的极性保持一致；
②等效关系仅对外电路而言，在电源内部一般不等效； ③恒压源与恒流源之间不能等效变换。
应用电源的等效变换化简电源电路时，还需用到以下概念和技巧： ①与电压源串联的电阻或与电流源并联的电阻可视为电源内阻处理。 ②与恒压源并联的元件和与恒流源串联的元件对外电路无影响，分别作开路和短路处理。
③两个以上的恒压源串联时，可求代数和，合并为一个恒压源；两个以上的恒流源并联时，可求代数和，合并为一个恒流源。
例：试将给定电路(a)化简为电流源。 解：
①去除对外电路没有影响的元件5Ω和3Ω电阻，合并电阻为等效电阻，如图（b）所示。
（a） （b）
②并联电源中的电压源等效变换为电流源，如图（c）所示。
（c） （d）
④电源串联，等效变换电流源为电压源，如图（e）所示。 ⑤合并恒压源，合并与恒压源串联的电阻，如图（f）所示。 ⑥按题目要求变换为电流源，如图（g）所示。
（e） （f） （g）
1.3 基尔霍夫定律
教学时数 1.5学时
本节重点 基尔霍夫定律和定律的推广，定律的应用——节点电压法（弥 尔曼定理）
教学方法 结合实例，讲清难点。
教学手段 传统教学手段与电子课件相结合
教学内容 基尔霍夫定律包括节点电流定律（KCL）和回路电压定律（KVL）， 是电路分析的最基本定律。
解释几个与定律有关的名词术语，以图（a）为例。
节点：三个或三个以上元件的联接点。图中有支路：联接两个节点之间的电路。 共六条支路，每条支路有一个支路电流。 回路：电路中任一闭合路径。 网孔：内部不含支路的单孔回路。
图中有三个网孔回路，并标出了网孔的绕
行方向。 电路中的节点数，支路数和网孔
数满足下式
网孔数=支路数－节点数+1 (a)
一、KCL
又称基尔霍夫第一定律 1、定律表述
任一瞬时流入某一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，即：
∑I 入=∑I 出
移项 ∑I 入－∑I 出=0， 则 ∑I=0
即任一瞬时任一节点上电流的代数和等于零。习惯上流入节点的电流取正号，流出节点的电流取负号。图（a）中节点b 据KCL 有
I 1-I 2-I 3=0
2、定律的推广
KCL 不仅适用于节点，也适用于任一闭合面，又
称为广义节点。
出线端中电流分别为I 1、I 2和I 3，可应用KCL
I 1+I 2－I 3=0
(b)
二、KVL
又称基尔霍夫第二定律 1、定律表述
任一瞬时沿任一闭合回路绕行一周，沿该方向各元件上电压升之和等于电压降之和。即
∑U 升=∑U 降
移项： ∑U 升－∑U 降=0， 可表示为 ∑U=0
即任一瞬时沿任一闭合回路绕行一周，沿绕行方向各部分电压的代数和为零。如（a）图中1
网孔的KCL 方程为
∑U=U s1－I 1R 1－I 3R 3=0 2、定律的推广
KVL 的应用可以推广到开口回路。如图（c） 电路假想为闭合回路，沿绕行方向，据KVL 有
∑U= U AB － U S －I·R = 0 (c)
三、基尔霍夫定律的应用
1、支路电流法
是已知电源激励和电路参数，以各支路电流为未知量，应用KCL 和KVL 列方程，求解出各支路电流的方法。
通过例题说明支路电流法分析电路的方法和步骤：
例：如图（a）已知U S1、U S2、R 1、R 2、R 3、R 4、R 5，用支路电流法求各支路电流。
解：该电路共5条支路，有5个支路电 流，需列出5个独立方程。 电路有三个节点，据KCL 列出的节点
电流方程中，（节点数-1）个方程是独立的。 据KVL 对三个网孔列出的电压方程都是独
点，也可对任一回路列电压方程，但要注意
列出的每一个方程必须是独立的。
（1） 标示各支路电流的参考方向， 选节点，如图（b）。据KCL 列方程： 节点a：I 1-I 3-I 4=0 节点b：I 3+I 2-I 5=0 （2）确定回路绕行方向如图（b），
据KVL 列方程： (b)
网孔Ⅰ：U S1-I 1R 1-I 4R 4=0；
网孔Ⅱ：I 4R 4-I 3R 3-I 5R 5=0； 网孔Ⅲ：I 2R 2+I 5R 5-U S2=0； （3）解联立方程组，即可求得I 1、I 2、I 3、I 4和I 5。 2、节点电压法（弥尔曼定理）
对于只有两个节点、多条支路并联的电路，可以直接用公式求解节点电压。 设节点为A 和B
公式中的分母为各支路除去与恒流源串联的电阻以外的所有电阻的倒数和。分子中第一项为各恒压源和与其串联电阻比值的代数和，恒压源与节点电压方向一致的取正值，反之取负值；第二项为各恒流源的源电流之代数和，恒流源与节
例：图（a），节点电压
1.4 电路的常用定理
教学时数 1.5学时
本节重点 电路的叠加原理，等效电源定理。
本节难点 叠加原理的灵活应用，准确理解戴维南定理的内容。 教学方法 结合实例，讲清难点。
教学手段 传统教学手段与电子课件相结合，电子电路仿真及电路实验与理 论相结合
教学内容
一、叠加原理
原理表述：由多个独立电源共同作用的线性电路中，任一支路的电流（或电压）等于各独立电源分别单独作用时，在该支路中所产生的电流（或电压）的叠加（代数和）。
对不作用电源的处理方法是，恒压源短路，恒流源开路。 通过例题说明应用叠加原理分析电路的方法和步骤。
例：图（a）所示电路，已知：U s =9V，I S =6A，R 1=6Ω，R 2=4Ω，R 3=3Ω，试
用叠加原理求各支路中的电流。
解：（1）在原电路中标示各支路电流的参考方向。
（2）画出各独立电源单独作用的电路图，并用不同标记标示各支路电流的参考方向，该参考方向应与原电流参考方向取为一致。I S 单独作用时，恒压源U s 用短路线代替（U s =0），如图（b）；U S 单独作用时，恒流源I s 用开路（I s =0），如
∑∑
∑+=
k
j i
Si
ab R
I R U U 14
212122
1
1111R R R I I R U R U U S S S S AB +
++??=
路
（3）按（b）图示和（c）图，分别求出各电源单独作用时的各支路电流。 I S 单独作用时，根据分流原理，
A 426A 26363A 613
3
13
12?=+?=′+?=′=×+=
+=
′==′I I I I R R R I I I S S S U S 单独作用时，02=′′I
A 13
69
2131=+=+=
′′=′′R R U I I S
（4）根据叠加原理求出原电路各支路电流
I 1= I 1'+ I 1"=2+1=3A I 2= I 2'+ I 2"=6+0=6A I 3= I 3'+ I 3"=-4+1= –3A
叠加原理是分析线性电路的基础，是处理线性电路的一个普遍适用的规律，灵活运用叠加原理对分析线性电路是非常必要的。
例：试求图(d)电路的路端电压U ab 。
解：恒压源单独作用时，等效电路如图（e）所示：
U ab '= 4V
恒流源单独作用时，等效电路图（f）所示
U ab
"= 5×2=10V 根据叠加原理
U ab = U ab '+ U ab "=4+10=14V
叠加原理只适用于线性电路中电流和电压的计算，不适用于计算功率。
(d) (e) (f)
二、等效电源定理
等效电源定理包括戴维南定理和诺顿定理，当只需计算复杂电路中某一支路的电流时，应用等效电源定理尤为便利。
有源二端网络：含有电源，且有两个出线端的电路。 无源二端网络：不含电源的有两个出线端的电路。 1、 戴维南定理：
定理表述：任一线性有源二端网络对外电路的作用可以用一个恒压源Uo 和电阻Ro 串联的电压源等效代替。其中的Uo 等于该有源二端网络端口的开路电压，Ro 等于该有源二端网络中的独立电源不作用的无源二端网络的输出电阻（入端电阻，内阻）。
独立电源不作用是指去除电源，即恒压源短路，恒流源开路。该定理可通过图示理解。
通过例题说明应用戴维南定理求某一支路电流的方法及步骤。 例：试用戴维南定理求图（a）电路中的电流I。 解：应用戴维南定理分析电路的方法是把摘除待求电流支路的有源二端网络等效为电压源，在等效电源电路中恢复待求电流支路，在该回路中解出电流，其具体方法步骤如下：
（1）画摘除待求电流支路的有源二端网络电路图（b）。 （2）求开路电压Uo。
在（b）图中标示开路电压的参考方向、电位参考点，
V 822186
36
3S S 212b a ab =×?×+=?+=
?==R I U R R R U U U U O
（3）求等效内阻Ro。画去源后的等效电路（c）图，
?=++×=
+=426
36
3)//(321o R R R R （4）画戴维南等效电源和恢复摘除支路的等效电路（d）图； （5）求电流I。在（d）图中标示I 的原方向
?14
48
o o =+=+=
R R U I
(a)原电路 (b)求Uo 电路 (c) 求Ro 电路 (d)求电流I 电路
用戴维南定理求解电路应注意： （1） 每一步均要配以相应的电路图；
（2） 戴维南等效电源的极性应与开路电压Uo 的参考方向保持一致，戴维
南等效电路中电流方向应与原电路待求电流方向保持一致。 2、诺顿定理：
定理表述：任一线性有源二端网络对外电路的作用可以用一个恒流源Is 和电阻Ro 并联的电流源等效代替。其中的Is 等于该有源二端网络端口的短路电流，Ro 等于该有源二端网络中的
独立电源不作用时的入端电阻。
独立电源不作用是指去除电源，即
恒压源短路，恒流源开路。 该定理可用图解表示为 很显然根据电源等效变换关系，可从戴维南定理导出诺顿定理。
1.5 含受控源的电路分析
教学时数 1学时。
本节重点 理解受控电源的模型，了解含受控源电路的分析方法。
本节难点 含受控源电路分析与含独立源电路分析的不同之处。
教学方法 举例说明含受控源电路分析的特殊性。
教学手段 传统教学手段与电子课件结合，上机进行电路仿真分析。
教学内容
一、受控源的类型和符号
在电路中起电源作用，而该电源的电压或电流又受电路中另一个电压或电流的控制，而不能独立存在的电源，称为受控电源（受控源）。
1、电压控制电压源（VCVS）
控制量为U
1，受控量为U
2
，如图（a）所示，输出电压U
2
= μU
1
μ—电压放大系数，是无量纲量。
2、电流控制电压源（CCVS）
控制量为I
1，受控量为U
2
，如图（b）所示，输出电压U
2
=rU
1
r—转移电阻，单位Ω。
3、电压控制电流源（VCCS）
控制量为U
1，受控量为I
2
，如图（c）所示，输出电流I
2
=gU
1
g—转移电导，单位S。
4、电流控制电流源（CCCS）
控制量为I
1，受控量为I
2
，如图（d）所示，输出电流I
2
=βU
1
β—电流放大系数，是无量纲量。
二、含受控源的电路分析
受控源是电源，可以向负载提供电压、电流及能量。从这一点讲，这和独立电源是一样的。但由于它受控于电路中的某一电压或电流，因此，电路分析时又有其特殊性。
注意：
（1）应用叠加原理时，由于受控源不能独立作用，应始终保留在电路中，控 制量的参考方向应始终保持不变（如果改变控制量的方向，则受控量的方向应随之变化）。
例：用叠加原理求图（a）中电流I
1。
解：画独立电源单独作用的电路图（b）和图（c），将受控源保留在电路中。 12V 恒压源单独作用时，据KVL
V 122)31(11
=′+′+I I I 1' =2A
6A 恒流源单独作用时，对左网孔应用KCL 和KVL 有
01)6(32111
=′′+?′′+′′I I I 31
=′′I A 叠加得 132111?=?=′′?′=I I I A
(a) (b) (c)
（2）运用等效电源定理时，用开路短路法计算有源二端网络的内阻。
例：用戴维南定理求图（a）电路中电流I 2。
解：由于受控源的存在，不能去源求网络的等效电阻。
① 求开路电压Uo。摘除R 2支路后电路如图（b）所示，图中 I 1'=0.9 I 1'，所以， I 1'=0。
则 Uo=Us=6V
② 求短路电流Is。等效电路如图（c）所示，根据欧姆定律
A 16
6
1S 1===
′′R U I 根据KCL 1.01.09.0111=′′=′′?′′=I I I I S A 求等效电源的内阻Ro。
?601
.06
S o o ===
I U R ③ 求电流I 2。画戴维南等效电源，恢复R 2支路如图（d）
06.040
606
2o o 2=+=+=
R R U I A
（3）含受控源电路进行电源等效变换时，控制量不能被变换掉。
（4）应用KVL 列回路电压方程时，不能选取含有受控电流源的回路，在这一点上和独立电源电路分析是一样的。
习题：
1-2、1-9、1-15、1-10、1-18、1-19、1-25、1-28、1-34
第2章 暂态电路分析
本章要求 理解动态元件的物理性质及其在电路中的作用，理解电路的暂态和稳态、激励和响应，以及时间常数的物理意义，掌握一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应。了解一阶RC 电路对矩形波的响应。
本章内容 本章主要分析RC 和RL 一阶线性电路的过渡过程，重点是分析电子技术中广泛应用的RC 一阶电路在阶跃电压作用下的过渡过程。了解一阶电路在过渡过程中电压和电流随时间变化的规律，并能确定电路的时间常数、初时值和稳态值三个要素，会用三要素法计算RC 、RL 一阶电路。
本章学时 5学时
2.1 动态元件
本节学时 1学时
本节重点 动态元件电容及电感的外部特性，即电容及电感的伏安关系和能量关系。 教学方法 通过理论推导，导出电容、电感的电压与电流的基本关系和能量关系，着重分析元件的物理性质和在电路中的作用。
教学手段 以传统教学手段与电子课件及EDA 软件相结合的手段，让学生在有限的时间内掌握更多的相关知识。
教学内容
2.1.1 电感元件
电感元件简称电感是用来反映具有存储磁场能量的电路元件。 1.电感
i
L ψ=
2.自感电动势
dt di L dt
d e L ?=ψ
?
=
3.电压与电流的关系
dt
di L
e u L =?= 线性电感两端电压在任意瞬间与di /dt 成正比。对于直流电流，电感元件的端电压为零，故电感元件对直流电路而言相当于短路。
4. 磁场能量
22
1Li W L =
2.1.2 电容元件
电容元件简称电容是用来反映具有存储电场能量的电路元件。
1.电容
u
q C =
L
C
2.电压与电流的关系
dt
du C
i = 线性电容的电流i 在任意瞬间与du /dt 成正比。对于直流电压，电容的电流为零，故电容元件对直流电路而言相当于开路。
3.电场能量
22
1
Cu W C =
2.2 换路定则与初始值的确定
本节学时 1学时
本节重点 换路定则与初时值的确定。
教学方法 由换路瞬间能量不能突变，导出换路定则，由?=0t 时的电路确定电容电压和电感电流的初始值，由+=0t 时的电路确定其它电压和电流的初始值。
教学手段 以传统教学手段与电子课件及EDA 软件相结合的手段，让学生在有限的时间内掌握更多的相关知识。
教学内容
2.2.1换路定则
1.过渡过程的产生原因及条件
换路：电路的接通、断开、短路、电源或电路中的参数突然改变等 能量不能突变：22
1Li W L =
、221
Cu W C =不能突变。
2. 换路定则
)
0()0()
0()0(?+?+==L L C C i i u u
?=0t 表示换路前的终了瞬间，+=0t 表示换路后的初始瞬间。
2.2.2电压和电流初始值的确定
1.首先由换路前?=0t 时的电路求出)0()0(??L C i u 、的值。
2.其次作出换路后初始瞬间+=0t 时的电路。
在+=0t 时的电路中，电容元件视为恒压源，其电压为)0(+C u 。如果0)0(=+C u ，电容元件视为短路。在+=0t 电路中，电感元件视为恒流源，其电流为)0(+L i 。如果0)0(=+L i ，电感元件视为开路。
3．应用电路的基本定律和基本分析方法，在+=0t 时的电路中计算其它各电压和电流的初始值
例2-1 确定图（a ）所示电路在换路后（S 闭合）各电流和电压的初始值。
（a ） （b ）?=0t
（c ）+=0t
例2-1的电路
解：（1）作?=0t 时的电路，如图（b ）所示。在?=0t 时，电路为前一稳态，而直
V
1025)0()0()0(mA
52
1
)0()0(3S =×=====
=??+?+R i u u I i i L C C L L （2）作+=0t 时电路，如图（c ）所示。用基本定律计算其它初始值
mA 10110
)0()0(0
)0(,0)0(2
1?=?=?
===++++R u i u i C C R R V
1025)0()0(mA
155)10(010)0(3S ?=×?=?==????=???=+++R i u i i i I i L L L C R S
注意:计算+=0t 时电压和电流的初始值，需计算?=0t 时的L i 和C u ，因为它们不能突变，是连续的。而?=0t 时其它电压和电流与初始值无关，不必去求，只能在+=0t 的电路中计算。
2.2.3 电路稳态值的确定
当电路的过渡过程结束后，电路进入新的稳定状态，这时各元件电压和电流的值称为稳态值（或终值）。
例2-2 试求图(a)所示电路在过渡过程结束后，电路中各电压和电流的稳态值。
（a ） （b ）t = ∞
例2-2的电路
解：在图2-3（b ）所示t = ∞时的稳态电路中，由于电容电流和电感电压的稳态值为零，所以将电容元件开路，电感元件短路，于是得出各个稳态值：
0)(=∞C i 0)(=∞L u V 842)()(3=×=∞=∞R i u L C A 24
212
)()(31S =+=+=
∞=∞R R U i i L R
本节作业 课本习题2-6、习题2-8。
2.3 RC 暂态电路的分析
本节学时 1学时
本节重点 确定电路的时间常数、初时值和稳态值三个要素，用三要素法计算RC 一阶电路在阶跃电压作用下的响应。理解时间常数的意义。
教学方法 由经典法导出一阶电路的三要素法公式，确定三个要素，掌握RC 一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应。
教学手段 以传统教学手段与电子课件及EDA 软件相结合的手段，让学生在有限的时间内掌握更多的相关知识。
教学内容
2.3.1一阶电路的三要素法公式
图示RC 电路。设在t = 0时开关S 闭合，则可列出回路电压方程
S U u dt
du RC C C
=+ 求解得到一阶RC 电路过渡过程中电容电压的通式，即
[]τ
?+∞?+∞=t C C C C e
u u u t u )()0()()(
三要素法公式的一般形式为：
[]τ
?+∞?+∞=t e
f f f t f )()0()()(
以RC 电路为例，需要指出的是：
1．初始值)0()0(?+=C C u u 。其它电压或电流的初始值可由+0电路中求得。 2．稳态值)(∞C u 。其它电压或电流的稳态值也可在换路后的稳态电路中求得。 3．时间常数τ= RC ，其中R
时间常数τ的物理意义 在RC 电路中，τ愈大，充电或放电就愈慢，τ愈小，
充电或放电就愈快。 在工程上通常认为过渡过程所需时间t = (3～5)τ。 适当调节参数R 和C ，就可控制RC 电路过渡过程
的快慢。
2.3.2 一阶RC 电路的响应
1.
)1()1)(()(S RC
t C C e
U e
u t u ?τ
??=?∞=
RC t
R RC
t RC t C C e U iR t u e R
U e R u dt du C t i ???=
==∞==S S )()()(；
2. RC 电路的零输入响应
RC
t t C C RC
t R RC
t
C C e R
U
e R u dt du C
t i e U iR t u e
U e
u t u ?τ
?+??τ
?+?=?==?====S S 1S )0()()()0()(
3.RC 电路的全响应
全响应=零输入响应+零状态响应。如
)1)(()0()(τ
?
τ
?
+?∞+=t C t C C e u e
u t u
例2-3 图（a ）所示电路原处于稳态，在t = 0时将开关S 闭合，试求换路后电路中所示的电压和电流，并画出其变化曲线。
解：用三要素法求解
RC 电路
② 求)(∞C u 。由图（c ）可得 V 8126
36
)(S 212=×+=+=
∞U R R R u C
③ 求τ。R 应为换路后电容两端的除源网络的等效电阻，见图（d ）可得
K ?426
36
3//321=++×=
+=R R R R S 102105104263??×=×××==τRC
所以电容电压 []V)(48)()0()()(50t t C C C C e e
u u u t u ?τ
?++=∞?+∞=
（2）i C （t ）
电容电流i C （t ）可用三要素法，也可由dt
du C
t i C
C =)(求得 mA)(14
128)0()()(5050t t
t
C C C C e e e R u u dt du C t i ??τ?+?=?=?∞==
（3）求i 1（t ）、i 2（t ）。
电流i 1（t ）
、i 2（t ）可用三要素法，也可有i C （t ）、v C （t ）求得
)mA (
2
341314)()
mA (3
13464821)(50505021505050232t t t C t
t t C C e e e i i t i e e e R u R i t i ???????=?+=
+=+=++×?=+=
例2-3的电压、电流的变化曲线
本节作业 课本习题2-10、习题2-12。
2.4 微分电路与积分电路
本节学时 1学时
本节重点 组成微分电路、积分电路的条件、微分电路、积分电路输出电压与输入
献给那些刚开始或即将开始设计硬件电路的人。时光飞逝，离俺最初画第一块电路已有3年。刚刚开始接触电路板的时候，与你一样，俺充满了疑惑同时又带着些兴奋。在网上许多关于硬件电路的经验、知识让人目不暇接。像信号完整性，EMI，PS设计准会把你搞晕。别急，一切要慢慢来。 1)总体思路。 设计硬件电路，大的框架和架构要搞清楚，但要做到这一点还真不容易。有些大框架也许自己的老板、老师已经想好，自己只是把思路具体实现;但也有些要自己设计框架的，那就要搞清楚要实现什么功能，然后找找有否能实现同样或相似功能的参考电路板(要懂得尽量利用他人的成果，越是有经验的工程师越会懂得借鉴他人的成果)。 2)理解电路。 如果你找到了的参考设计，那么恭喜你，你可以节约很多时间了(包括前期设计和后期调试)。马上就copy?NO，还是先看懂理解了再说，一方面能提高我们的电路理解能力，而且能避免设计中的错误。 3)没有找到参考设计? 没关系。先确定大IC芯片，找datasheet，看其关键参数是否符合自己的要求，哪些才是自己需要的关键参数，以及能否看懂这些关键参数，都是硬件工程师的能力的体现，这也需要长期地慢慢地积累。这期间，要善于提问，因为自己不懂的东西，别人往往一句话就能点醒你，尤其是硬件设计。 4)硬件电路设计主要是三个部分，原理图，pcb，物料清单(BOM)表。 原理图设计就是将前面的思路转化为电路原理图。它很像我们教科书上的电路图。
pcb涉及到实际的电路板，它根据原理图转化而来的网表(网表是沟通原理图和pcb之间的桥梁)，而将具体的元器件的封装放置(布局)在电路板上，然后根据飞线(也叫预拉线)连接其电信号(布线)。完成了pcb布局布线后，要用到哪些元器件应该有所归纳，所以我们将用到BOM表。 5)用什么工具? Protel，也就是altimuml容易上手，在国内也比较流行，应付一般的工作已经足够，适合初入门的设计者使用。 6)to be continued...... 其实无论用简单的protel或者复杂的cadence工具，硬件设计大环节是一样的(protel上的操作类似windwos，是post-command型的;而cadence的产品concept&allegro是pre-command型的，用惯了protel，突然转向cadence的工具，会不习惯就是这个原因)。设计大环节都要有1)原理图设计。2)pcb设计。3)制作BOM 表。现在简要谈一下设计流程(步骤)： 1)原理图库建立。要将一个新元件摆放在原理图上，我们必须得建立改元件的库。库中主要定义了该新元件的管脚定义及其属性，并且以具体的图形形式来代表(我们常常看到的是一个矩形(代表其IC BODY)，周围许多短线(代表IC管脚))。protel创建库及其简单，而且因为用的人多，许多元件都能找到现成的库，这一点对使用者极为方便。应搞清楚ic body，ic pins，input pin，output pin，analog pin，digital pin，power pin等区别。 2)有了充足的库之后，就可以在原理图上画图了，按照datasheet和系统设计的要
实验一、电路模拟基础 概要 该实验包括用户基础界面，ADS文件的创建过程包括建立原理图、仿真控件、仿真、和数据显示等部分的内容。该实验还包括调谐与谐波平衡法仿真的一个简单例子。 目标 ●建立一个新的项目和原理图设计 ●设置并执行S参数模拟 ●显示模拟数据和储存 ●在模拟过程中调整电路参数 ●使用例子文件和节点名称 ●执行一个谐波平衡模拟 ●在数据显示区写一个等式 目录 1.运行ADS (2) 2.建立新项目 (3) 3.检查你的新项目内的文件 (5) 4.建立一个低通滤波器设计 (5) 5.设置S参数模拟 (6) 6.开始模拟并显示数据 (7) 7.储存数据窗口 (9) 8.调整滤波器电路 (10) 9.模拟一个RFIC的谐波平衡 (12) 10.增加一个线标签（节点名称），模拟，显示数据 (16)
步骤 1.运行ADS 在开始菜单中选择“Advanced Design System2005A → Advanced Design System”（见图一）。 图一、开始菜单中ADS 2005A的选项 用鼠标点击后出现初始化界面。 图二、ADS 2005初始化界面 随后，很快出现ADS主菜单。 图三、ADS主菜单
如果，你是第一次打开ADS，在打开主菜单之前还会出现下面的对话框。询问使用者希望做什么。 图四、询问询问使用者希望做什么的对话框 其中有创建新项目（Create a new project）；打开一个已经存在的项目（Open a existing project）；打开最近创建的项目（Open a recently used project）和打开例子项目（Open an example project）四个选项。你可以根据需要打开始当的选项。同样，在主菜单中也有相同功能的选项。如果，你在下次打开主菜单之前不出现该对话框，你可以在“Don’t display this dialog box again”选项前面的方框内打勾。 2.建立新项目 a．在主窗口，通过点击下拉菜单“File→New Project…”创建新项目。 图五、创建新项目对话框 其中，项目的名称的安装目录为ADS项目缺省目录对应的文件夹。（一般安装时缺省目录是C:\user\default，你可以修改，但是注意不能用中文名称或放到中文名称的目录中，因为那样在模拟时会引起错误）。在项目名称栏输入项目名称“lab1”。 对话框下面的项目技术文件主要用于设定单位。在微带线布局时有用，我们选择mil。
电路原理图设计 原理图设计是电路设计的基础，只有在设计好原理图的基础上才可以进行印刷电路板的设计和电路仿真等。本章详细介绍了如何设计电路原理图、编辑修改原理图。通过本章 的学习，掌握原理图设计的过程和技巧。 3.1 电路原理图设计流程 原理图的设计流程如图3-1 所示 . 。 图3-1 原理图设计流程 原理图具体设计步骤： （1 ）新建原理图文件。在进人SCH 设计系统之前，首先要构思好原理图，即必须知道所设计的项目需要哪些电路来完成，然后用Protel DXP 来画出电路原理图。
（2 ）设置工作环境。根据实际电路的复杂程度来设置图纸的大小。在电路设计的整个过程中，图纸的大小都可以不断地调整，设置合适的图纸大小是完成原理图设计的第一步。 （3 ）放置元件。从元件库中选取元件，布置到图纸的合适位置，并对元件的名称、封装进行定义和设定，根据元件之间的走线等联系对元件在工作平面上的位置进行调整和修改使得原理图美观而且易懂。 （4 ）原理图的布线。根据实际电路的需要，利用SCH 提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一幅完整的电路原理图。 （5 ）建立网络表。完成上面的步骤以后，可以看到一张完整的电路原理图了，但是要完成电路板的设计，就需要生成一个网络表文件。网络表是电路板和电路原理图之间的重要纽带。 （6 ）原理图的电气检查。当完成原理图布线后，需要设置项目选项来编译当前项目，利用Protel DXP 提供的错误检查报告修改原理图。 （7 ）编译和调整。如果原理图已通过电气检查，那么原理图的设计就完成了。这是对于一般电路设计而言，尤其是较大的项目，通常需要对电路的多次修改才能够通过电气检查。 （8 ）存盘和报表输出：Protel DXP 提供了利用各种报表工具生成的报表（如网络表、元件清单等），同时可以对设计好的原理图和各种报表进行存盘和输出打印，为印刷板电路的设计做好准备。 3.2 原理图的设计方法和步骤 为了更直观地说明电路原理图的设计方法和步骤，下面就以图3 －2 所示的简单555 定时器电路图为例，介绍电路原理图的设计方法和步骤。
电路知识总结（精简) 1.电流的参考方向可以任意指定,分析时:若参考方向与实际方向一致，则ｉ>0，反之i<0。 电压的参考方向也可以任意指定,分析时：若参考方向与实际方向一致，则u>0反之u<0。?２. 功率平衡 一个实际的电路中,电源发出的功率总是等于负载消耗的功率。?3．全电路欧姆定律:U=E-ＲI ４. 负载大小的意义： 电路的电流越大，负载越大。 电路的电阻越大，负载越小。 5. 电路的断路与短路 电路的断路处:I＝0，U≠0?电路的短路处:U=0，Ｉ≠0 二. 基尔霍夫定律 １．几个概念： 支路：是电路的一个分支。?结点：三条(或三条以上)支路的联接点称为结点。 回路:由支路构成的闭合路径称为回路。?网孔:电路中无其他支路穿过的回路称为网孔。?２．基尔霍夫电流定律： (1) 定义:任一时刻，流入一个结点的电流的代数和为零。?或者说：流入的电流等于流出的电流。?(2) 表达式:ｉ进总和=０ 或： i进=i出?(３）可以推广到一个闭合面。 3．基尔霍夫电压定律?（1) 定义：经过任何一个闭合的路径，电压的升等于电压的降。?或者说:在一个闭合的回路中,电压的代数和为零。 或者说：在一个闭合的回路中,电阻上的电压降之和等于电源的电动势之和。 （２) 表达式：１?或: 2?或： 3 （３) 基尔霍夫电压定律可以推广到一个非闭合回路?三. 电位的概念?（1）定义：某点的电位等于该点到电路参考点的电压。 （2）规定参考点的电位为零。称为接地。?(３) 电压用符号U表示,电位用符号Ｖ表示 (4) 两点间的电压等于两点的电位的差。 （5）注意电源的简化画法。?四. 理想电压源与理想电流源 １．理想电压源?（1）不论负载电阻的大小，不论输出电流的大小,理想电压源的输出电压不变。理想电压源的输出功率可达无穷大。?(2) 理想电压源不允许短路。?2. 理想电流源?（1) 不论负载电阻的大小,不论输出电压的大小，理想电流源的输出电流不变。理想电流源的输出功率可达无穷大。?(2）理想电流源不允许开路。 3．理想电压源与理想电流源的串并联 (1) 理想电压源与理想电流源串联时，电路中的电流等于电流源的电流，电流源起作用。 (２）理想电压源与理想电流源并联时，电源两端的电压等于电压源的电压，电压源起作用。?4. 理想电源与电阻的串并联?(１）理想电压源与电阻并联，可将电阻去掉（断开），不影响对其它电路的分析。 (2) 理想电流源与电阻串联，可将电阻去掉(短路)，不影响对其它电路的分析。?5. 实际的电压源可由一个理想电压源和一个内电阻的串联来表示。 实际的电流源可由一个理想电流源和一个内电阻的并联来表示。 五. 支路电流法 １．意义:用支路电流作为未知量，列方程求解的方法。?2. 列方程的方法：?(1）电路中有b条支路，共需列出b个方程。?（2）若电路中有n个结点,首先用基尔霍夫电流定律列出ｎ-1个电流方程。 （３）然后选ｂ－（ｎ－1)个独立的回路，用基尔霍夫电压定律列回路的电压方程。?3. 注意问题:?若电路中某条支路包含电流源,则该支路的电流为已知，可少列一个方程（少列一个回路的电压方程)。?六. 叠加原理 1. 意义：在线性电路中，各处的电压和电流是由多个电源单独作用相叠加的结果。 ２. 求解方法:考虑某一电源单独作用时,应将其它电源去掉,把其它电压源短路、电流源断开。?3．注意问题：最后叠加时,应考虑各电源单独作用产生的电流与总电流的方向问题。 叠加原理只适合于线性电路，不适合于非线性电路；只适合于电压与电流的计算，不适合于功率的计算。 七．戴维宁定理 1．意义：把一个复杂的含源二端网络，用一个电阻和电压源来等效。 2．等效电源电压的求法： 把负载电阻断开,求出电路的开路电压UOC。等效电源电压UeＳ等于二端网络的开路电压UOC。 3. 等效电源内电阻的求法：?(1) 把负载电阻断开,把二端网络内的电源去掉(电压源短路，电流源断路),从负载两端看进去的电阻,即等效电源的内电阻R0。?(2）把负载电阻断开,求出电路的开路电压UＯＣ。然后,把负载电阻短路,求出电路的短路电流ISC，则等效电源的内电阻等于UOC/ISC。 八．诺顿定理 1．意义：?把一个复杂的含源二端网络，用一个电阻和电流源的并联电路来等效。 2．等效电流源电流ＩeS的求法:?把负载电阻短路,求出电路的短路电流ＩSC。则等效电流源的电流IｅS等于电路的短路电流ISC。?3．等效电源内电阻的求法： 同戴维宁定理中内电阻的求法。 本章介绍了电路的基本概念、基本定律和基本的分析计算方法,必须很好地理解掌握。其中,戴维宁定理是必考内容，即使在本章的题目中没有出现戴维宁定理的内容,在第2章<＜电路的瞬态分析>>的题目中也会用到。?第2章电路的瞬态分析?一. 换路定则：?１．换路原则是: 换路时:电容两端的电压保持不变,Uc(o+) ＝Uc（ｏ-)。 电感上的电流保持不变， Iｃ(o＋)＝ Ic(o-)。?原因是：电容的储能与电容两端的电压有关，电感的储能与通过的电流有关。 2. 换路时,对电感和电容的处理?（1）换路前,电容无储能时，Uc(ｏ+)=0。换路后,Uc(o-)=０，电容两端电压等于零，可以把电容看作短路。 (2）换路前,电容有储能时,Uc(o＋)=U。换路后，Uc（ｏ-)＝U，电容两端电压不变，可以把电容看作是一个电压源。
硬件电子电路基础
第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识 一、什么是半导体 半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物）
二、半导体的导电特性 本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。（略） 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂──管子 ?温度──热敏元件 ?光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 ?自由电子──受束缚的电子（－） ?空穴──电子跳走以后留下的坑（＋） 三、杂质半导体──N型、P型 （前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 ?N型半导体（自由电子多） 掺杂为＋5价元素。如：磷；砷P──＋5价使自由电子大大增加原理：Si──＋4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 ?P型半导体（空穴多） 掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加 原理：Si──＋4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──＋3价 载流子组成：
o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子 结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子； P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结 一、PN结的基本原理 1、什么是PN结 将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。 2、PN结的结构 分界面上的情况： P区：空穴多 N区：自由电子多 扩散运动： 多的往少的那去，并被复合掉。留下了正、负离子。 （正、负离子不能移动） 留下了一个正、负离子区──耗尽区。 由正、负离子区形成了一个内建电场（即势垒高度）。 方向：N--> P 大小：与材料和温度有关。（很小，约零点几伏）
电工基础之家用电路基础知识 目前，我们使用的电源插座大多是单相三线插座或单相二线插座。 单相三线插座中，中间为接地线，也作定位用，另外两端分别接火线和零线，接线顺序是左零右火 火线和零线的区别在于它们对地的电压不同：火线的对地电压等于220V；零线的对地的电压等于零（它本身跟大地相连接在一起的）。 照明电路里的两根电线，一根叫火线，另一根则叫零线。在电工工作中要求火线（相线）直接进开关（用红色），经开关后到灯头的连线称控制线（用白色），不进开关直接接灯头的线为零线（用蓝色），这样接法在关闭电灯后灯头是没有电的，是安全的。
四眼：三相的，三火一零 如果是380V的电压所使用的插头就是四芯的，除了红、绿、蓝三根颜色的线分别接三相火线外，那根黄色的线就是接工作地线（零线） 三眼：单相的，火线、地线、零线 左零(N)右火(L)地中间(PE)（插头背面对着自己本人时） 三相插座怎么接 绿线--地线 红线--火线 蓝线--零线 黄线--零线 两眼：单相的，火线、地线 根据国家标准（GB681）规定，为便于识别成套装置中各种导线的作用和类别，明确规定各类导线的颜色标志如下： 1、黑色——装置和设备的内部布线； 2、棕色——直流电路的正极；
3、红色——交流三相电路的第三相； ——半导体三极管的集电极； ——半导体二极管、整流二极管、晶闸管的阴极； 4、黄色——交流三相电路的第一相 ——半导体三极管的基极； ——晶闸管和双向晶闸管的门极； 5、绿色——交流三相电路的第二相； 6、蓝色——直流电路的负极； ——半导体三极管的发射极； ——半导体二极管、整流二极管、晶闸管的阳极； 7、淡蓝色——交流三相电路的零线或中性线； ——直流电路的接地中间线； 8、白色——双向晶闸管的主电极； ——无指定用色的半导体电路； 9、黄绿双色——安全用的接地线； 10、红、黑色并行——用双芯导线或双根绞线连接的交流电路。
硬件电路设计基础知识 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-
硬件电子电路基础
第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识一、什么是半导体
半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物） 二、半导体的导电特性 本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。（略） 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 掺杂──管子 温度──热敏元件 光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 自由电子──受束缚的电子（－） 空穴──电子跳走以后留下的坑（＋） 三、杂质半导体──N型、P型 （前讲）掺杂可以显着地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 N型半导体（自由电子多） 掺杂为＋5价元素。如：磷；砷 P──＋5价使自由电子大大增加 原理： Si──＋4价 P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成：
o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 P型半导体（空穴多） 掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加 原理： Si──＋4价 B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──＋3价 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子 结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子； P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结 一、PN结的基本原理 1、什么是PN结 将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。
基尔霍夫定律和叠加定理的验证 组长：曹波组员：袁怡潘依林王群梁泽宇郑勋 一、实验目的 通过本次实验验证基尔霍夫电流定律和电压定律加深对“节点电流代数和”及“回路电压代数和”的概念的理解；通过实验验证叠加定理，加深对线性电路中可加性的认识。 二、实验原理 ①基尔霍夫节点电流定律[KCL]：在集总电路中，任何时刻，对任一结点，所有流出结点的支路电流的代数和恒等于0。 ②基尔霍夫回路电压定律[KVL]:在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于0。 ③叠加定理：在线性电阻电路中，某处电压或电流都是电路中各个独立电源单独作用时，在该处分别产生的电压或电流的叠加。 三、实验准备 ①仪器准备 1.0～30V可调直流稳压电源 2.±15V直流稳压电源 3.200mA可调恒流源 4.电阻 5.交直流电压电流表 6.实验电路板 7.导线
②实验电路图设计简图 四、实验步骤及内容 1、启动仪器总电源，连通整个电路，分别用导线给电路中加上直流电压U1=15v，U2=10v。 2、先大致计算好电路中的电流和电压，同时调好各电表量程。 3、依次用直流电压表测出电阻电压U AB、U BE、U ED，并记录好电压表读数。 4、再换用电流表分别测出支路电流I1、I2、I3，并记录好电流读数。 5、然后断开电压U2，用直流电压表测出电阻电压U、BE，用电流表分别测出支路电流I、1并记录好电压表读数。 6、然后断开电压U1，接通电压U2，用直流电压表测出电阻电压U、、BE，用电流表分别测出支路电流I、、1并记录好电压表读数。 7、实验完毕，将各器材整理并收拾好，放回原处。 实验过程辑录 图1 测出U AB= 图2 测出电压U BE=
xxxx交通技术有限公司——原理图设计规范 目录 一、概述...........................................错误!未定义书签。 二、原理图设计.....................................错误!未定义书签。 1、器件选型：..................................错误!未定义书签。（1）、功能适合性：.........................错误!未定义书签。（2）、开发延续性：.........................错误!未定义书签。（3）、焊接可靠性：.........................错误!未定义书签。（4）、布线方便性：.........................错误!未定义书签。（5）、器件通用性：.........................错误!未定义书签。（6）、采购便捷性：.........................错误!未定义书签。（7）、性价比的考虑.........................错误!未定义书签。 2、原理图封装设计：............................错误!未定义书签。（1）、管脚指定：...........................错误!未定义书签。（2）、管脚命名：...........................错误!未定义书签。（3）、封装设计：...........................错误!未定义书签。（4）、PCB封装：............................错误!未定义书签。（5）、器件属性：...........................错误!未定义书签。 3、原理设计：.................................错误!未定义书签。（1）、功能模块的划分：.....................错误!未定义书签。
2．电流方向不随时间而变化的电流叫稳恒电流。（ × ） 3．如果把一个6V 的电源正极接地，则其负极为-6V 。（ √ ） 4．电路中某点的电位值与参考点选择的无关。（ × ） 5．电路中某两点间电压的正负，就是指这两点电位的相对高低。（ √ ） 6．导体的长度增大一倍，则其电阻也增大一倍。（ √ ） 7．电源电动势的大小由电源本身性质决定，与外电路无关。（√ ） 8．公式R U I /=可以写成I U R /=，因此可以说导体的电阻与它两端的电压成正比， 与通过它的电流成反比。（ 91011．当电源的内电阻为零时， ） 14 （ × ） 16（ √ ） 17． 2 1850 W 。（ × ） 19．（ × ） 20．把灯泡会被烧毁。（ × ） D ）。 B ）。 电位 C.电动势 D. 以上三者皆是 3．在电源内部，电动势方向是（ B ）。 A. 从电源正极指向负极 B.从电源负极指向正极 C.没有方向 D. 无法确定 4．如题图1—1所示，a ，b 两点间的电压为（ A ）。 A.1V B.2V C.3V D. 5V 题图1—1 5．关于ab U 与ba U 下列叙述正确的是（ C ） A.两者大小相同，方向一致 B. 两者大小不同，方向一致 C.两者大小相同，方向相反 D.两者大小不同，方向相反
6．一只电阻两端加15V电压时，电流为3A；如果加18V电压，则电流为（ B ）。 A. 1A B. 3.6A C. 6A D. 15A 7．一根导体的电阻为R，若拉长为原来的2倍，则其阻值为（ C ）。 A.2/R B.R2 C.R4 D. R8 8．如题图1—2所示，已知 U>b U，则以下说法正确的为（ D ）。 a 题图1—2 A.实际电压为由a指向b，I>0 B. 实际电压为由b指向a，I<0 C.实际电压为由b指向a，I>0 D. 实际电压为由a指向b，I<0 9.在题图1—3中，当开关S闭合时， U等于（A ）。 ab 题图1—3 10．两个电阻的伏安特性曲线，如题图1—4）。 A. R=6Ωb R=2.5ΩΩa C. R=12 Ωb R=5Ω a 题图1—4 11 B ）。 D.电源内阻为零 13 1.28Ω，电路的电流和端 I= 1A，U=1.28V I= 1A，U=0.22V 14，输出电流为5A，该发电 D. 200V D ）。 D. 电阻加倍 16 C ）。 D. 0.125 A 17.10度电可供220V/40W的灯泡正常发光（ A ）。 A. 20h B. 250 h C. 400 h D. 450 h 18. 灯泡A为“6V/12W”，灯泡B为“9V/12W”，灯泡C为“12V/12W”，它们 都在各自的额定电压下工作，以下说法正确的是（ C ）。 A. 三个灯泡电流相同 B. 三个灯泡电阻相同 C.三个灯泡一样亮 D. 灯泡C最亮 19．在直流供电电网中，由于电压降低致使用电器的功率降低了19%，这时电 网电压比原来的降低了（ D ） A.90% B. 81% C.19% D. 10%
实验一 1. 实验目的 学习使用workbench软件，学习组建简单直流电路并使用仿真测量仪表测量电压、电流。 2.解决方案 1）基尔霍夫电流、电压定理的验证。 解决方案：自己设计一个电路，要求至少包括两个回路和两个节点，测量节点的电流代数和与回路电压代数和，验证基尔霍夫电流和电压定理并与理论计算值相比较。 2）电阻串并联分压和分流关系验证。 解决方案：自己设计一个电路，要求包括三个以上的电阻，有串联电阻和并联电阻，测量电阻上的电压和电流，验证电阻串并联分压和分流关系，并与理论计算值相比较。 3.实验电路及测试数据 4.理论计算 根据KVL和KCL及电阻VCR列方程如下： Is=I1+I2, U1+U2=U3, U1=I1*R1,
U2=I1*R2, U3=I2*R3 解得，U1=10V,U2=20V,U3=30V,I1=5A,I2=5A 5. 实验数据与理论计算比较 由上可以看出，实验数据与理论计算没有偏差，基尔霍夫定理正确； R1与R2串联，两者电流相同，电压和为两者的总电压，即分压不分流； R1R2与R3并联，电压相同，电流符合分流规律。 6. 实验心得 第一次用软件，好多东西都找不着，再看了指导书和同学们的讨论后，终于完成了本次实验。在实验过程中，出现的一些操作上的一些小问题都给予解决了。 实验二 1.实验目的 通过实验加深对叠加定理的理解；学习使用受控源；进一步学习使用仿真测量仪表测量电压、电流等变量。 2.解决方案 自己设计一个电路，要求包括至少两个以上的独立源（一个电压源和一个电流源）和一个受控源，分别测量每个独立源单独作用时的响应，并测量所有独立源一起作用时的响应，验证叠加定理。并与理论计算值比较。 3. 实验电路及测试数据 电压源单独作用：
电路原理图设计步骤 1.新建一张图纸,进行系统参数和图纸参数设置; 2.调用所需的元件库; 3.放置元件,设置元件属性; 4.电气连线; 5.放置文字注释; 6.电气规则检查; 7.产生网络表及元件清单; 8.图纸输出. 模块子电路图设计步骤 1.创建主图。新建一张图纸，改名，文件名后缀为“prj”。 2.绘制主图。图中以子图符号表示子图内容，设置子图符号属性。 3.在主图上从子图符号生成子图图纸。每个子图符号对应一张子图图纸。 4.绘制子图。 5.子图也可以包含下一级子图。各级子图的文件名后缀均是“sch”。 6.设置各张图纸的图号。 元件符号设计步骤 1.新建一个元件库，改名，设置参数； 2.新建一个库元件，改名； 3.绘制元件外形轮廓； 4.放置管脚，编辑管脚属性； 5.添加同元件的其他部件； 6.也可以复制其他元件的符号，经编辑修改形成新的元件； 7.设置元件属性； 8.元件规则检查； 9.产生元件报告及库报告； 元件封装设计步骤 1.新建一个元件封装库，改名; 2.设置库编辑器的参数； 3.新建一个库元件，改名； 4.第一种方法,对相似元件的封装,可利用现有的元件封装,经修改编辑形成； 5.第二种方法,对形状规则的元件封装,可利用元件封装设计向导自动形成； 6.第三种方法,手工设计元件封装： ①根据实物测量或厂家资料确定外形尺寸; ②在丝印层绘制元件的外形轮廓; ③在导电层放置焊盘; ④指定元件封装的参考点 PCB布局原则 1.元件放置在PCB的元件面，尽量不放在焊接面； 2.元件分布均匀，间隔一致，排列整齐，不允许重叠，便于装拆； 3.属同一电路功能块的元件尽量放在一起；
硬件电路板设计规范(总36 页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
0目录 0目录............................................... 错误!未定义书签。
1概述............................................... 错误!未定义书签。 适用范围............................................ 错误!未定义书签。 参考标准或资料 ...................................... 错误!未定义书签。 目的................................................ 错误!未定义书签。2PCB设计任务的受理和计划............................ 错误!未定义书签。 PCB设计任务的受理................................... 错误!未定义书签。 理解设计要求并制定设计计划 .......................... 错误!未定义书签。3规范内容........................................... 错误!未定义书签。 基本术语定义........................................ 错误!未定义书签。 PCB板材要求: ....................................... 错误!未定义书签。 元件库制作要求 ...................................... 错误!未定义书签。 原理图元件库管理规范：......................... 错误!未定义书签。 PCB封装库管理规范............................. 错误!未定义书签。 原理图绘制规范 ...................................... 错误!未定义书签。 PCB设计前的准备..................................... 错误!未定义书签。 创建网络表..................................... 错误!未定义书签。 创建PCB板..................................... 错误!未定义书签。 布局规范............................................ 错误!未定义书签。 布局操作的基本原则............................. 错误!未定义书签。 热设计要求..................................... 错误!未定义书签。 基本布局具体要求............................... 错误!未定义书签。 布线要求............................................ 错误!未定义书签。 布线基本要求................................... 错误!未定义书签。 安规要求....................................... 错误!未定义书签。 丝印要求............................................ 错误!未定义书签。 可测试性要求........................................ 错误!未定义书签。 PCB成板要求......................................... 错误!未定义书签。
“电路基础实验”内容补充说明和要点提示 《实验一 手工焊接训练》 一．实验过程 1. 从PCB 正面（一般是有字的一面）插器件，用烙铁从PCB 板反面焊接焊点。如图所示。 2. 焊接器件后，多余的管腿要剪掉，以免发生短路。 3. 实验室数字多用表的欧姆档的读数说明：选择某一档位，比如10k Ω，表示该档位的量程为10k Ω，即可以测量<10k Ω的电阻值，显示的测量读数的单位是k Ω 4. 电路图中Vcc 和接地符号的说明：Vcc 代表供电电压，这里就是电源的正极；在直流电路中，接地就是接直流电源的负极。 5. 电路图最右边的b 点是一个测试点，另外，图中三极管的基极也用b 表示，这两个点在电路中是不同的点，请注意区分。 5. 三极管管脚辨认方法如图示： 6. 二极管正负极辨认，需要使用数字万用表的欧姆档，注意本实验室的数字万用表的欧姆档，红表笔是高电位，是正极，黑表笔是低电位，是负极。 二．实验报告 本次实验不要求写实验报告。 《实验二 焊接技术训练；表面贴装流水线工艺》 一．实验过程 1. 焊接粗导线最好先上锡。 2. 焊接粗导线不要用烙铁尖端焊，要用烙铁尖端后面的部位焊接，才能给足热量，如图示：
3.表面贴装流水线操作时要注意，不要随便用手去摸PCB板，否则会蹭掉焊锡 膏。 4.贴片元件安装位置要注意，一般的元件（比如电阻、电容） 有两个引出端，但不区分正负极，左右两端要分别贴在焊盘 上，如图所示。注意有文字的一面向上。 二．实验报告 1.本次实验报告内容要求重点在于总结手工焊接的方法，叙述实验中的手工焊 接的过程，遇到了那些问题，如何解决的问题。 2.本次实验报告是课程的第一个实验报告，报告形式要认真，报告整体结构完 整，书写要认真，篇幅得当，不要抄教材。 《实验三、简单电路测量和仪器使用》 一．实验过程 1.教材中的“三、实验内容与步骤”一节实验要求较多，部分内容略去不做， 电阻473表示阻值47×103Ω，电容104表示电容值10×104 pf，注意其单位是pf，第二是直标法，例如2n2表示2.2nf，其中的n表示nf的缩写，n的位 置表示小数点的位置。 3.内容修改：94页，2.（2）只测10V；2.（5）“50V交流电 压档”改为“20V交流电压档” 。 4.接地的说明：接地，就是连接到电路中的电位的参考点； 数字信号发生器需要接地；特别注意示波器也需要接地，即每个探头的上的夹子要接地，如图示。 5.注意示波器探头上的衰减倍数的设置必须要与示波器相 应chanel的衰减倍数设置一致。 6. 校准信号的频率是仪器本身特有的，无需调节。 7.理解波形的各种参数的含义。 8.信号发生器输出波形的大小以示波器实际测量结果为准。 9.pp95关于信号发生器输出阻抗50欧姆的内容不适用于RIGOL的设备。二．实验报告 1.本次实验开始有数据记录，在本次和以后的实验报告正文要写数据分析。不 要用原始记录代替正式报告，也不要在正式报告中写“参见原始记录”。原始记录也要附在正式报告后面上交。 2.画波形图要注意图中的各个要素是否齐全，不能只画简图或者示意图。 3.实验中的原始数据不得用铅笔记录，且经教师签字后，必须与实验报告一并 上交。 4.思考题3改为：解释什么是上升沿触发和下降沿触发。 《实验四、RC串并联网络的相频和幅频特性测试》 一．实验过程
入门电路原理图分析 一、电子电路的意义电路图是人们为了研究和工程的需要，用约定的符号绘制的一种表示电路结构的图形。通过电路图可以知道实际电路的情况。这样，我们在分析电路时，就不必把实物翻来覆去地琢磨，而只要拿着一张图纸就可以了。在设计电路时，也可以从容地纸上或电脑上进行，确认完善后再进行实际安装，通过调试、改进，直至成功。我们更可以应用先进的计算机软件来进行电路的辅助设计，甚至进行虚拟的电路实验，大大提高工作效率。二、电子电路图的分类常遇到的电子电路图有原理图、方框图、装配图和印版图等。1、原理图 原理图就是用来体现电子电路的工作原理的一种电路图，又被叫做“电原理图”。这种图由于它直接体现了电子电路的结构和工作原理，所以一般用在设计、分析电路中。分析电路时，通过识别图纸上所画的各种电路元件符号以及它们之间的连接方式，就可以了解电路的实际工作情况。下图所示就是一个收音机电路的原理图。2、方框图(框图) 方框图是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概 况的电路图。从根本上说，这也是一种原理图。不过在这种图纸中，除了方框和连线几乎没有别的符号了。它和上面的原理图主要的区别就在于原理图上详细地绘制了电路的全
部的元器件和它们连接方式，而方框图只是简单地将电路安装功能划分为几个部分，将每一个部分描绘成一个方框，在方框中加上简单的文字说明，在方框间用连线(有时用带箭头的连线)说明各个方框之间的关系。所以方框图只能用来体现电路的大致工作原理，而原理图除了详细地表明电路的工作原理外，还可以用来作为采集元件、制作电路的依据。下图所示的就是上述收音机电路的方框图。(三)装配图它是为了进行电路装配而采用的一种图纸，图上的符号往往是电路元件的实物的外形图。我们只要照着图上画的样子，依样画葫芦地把一些电路元器件连接起来就能够完成电路的装配。这种电路图一般是供初学者使用的。装配图根据装配模板的不同而各不一样，大多数作为电子产品的场合，用的都是下面要介绍的印刷线路板，所以印板图是装配图的主要形式。在初学电子知识时，为了能早一点接触电子技术，我们选用了螺孔板作为基本的安装模板，因此安装图也就变成另一种模式。如下图：(四)印板图印板图的全名是“印刷电路板图”或“印刷线路板图”，它和装配图其实属于同一类的电路图，都是供装配实际电路使用的。印刷电路板是在一块绝缘板上先覆上一层金属箔，再将电路不需要的金属箔腐蚀掉，剩下的部分金属箔作为电路元器件之间的连接线，然后将电路中的元器件安装在这块绝缘板上，利用板上剩余的金属箔作为元器件之间导电的连线，完成电路的连接。由于这种电路板的一面
电源电路单元 按单元电路的功能可以把它们分成若干类，每一类又有好多种，全部单元电路大概总有几百种。下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。让我们从电源电路开始。 一、电源电路的功能和组成 每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。常见的家用电器中多数要用到直流电源。直流电源的最简单的供电方法是用电池。但电池有成本高、体积大、需要不时更换（蓄电池则要经常充电）的缺点，因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。 电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从 220 伏市电变换成直流电，应该先把220 伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。有的电子设备对电源的质量要求很高，所以有时还需要再增加一个稳压电路。因此整流电源的组成一般有四大部分，见图 1 。其中变压电路其实就是一个铁芯变压器，需要介绍的只是后面三种单元电路。 二、整流电路 整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。 （ 1 ）半波整流 半波整流电路只需一个二极管，见图 2 （ a ）。在交流电正半周时 VD 导通，负半周时 VD 截止，负载 R 上得到的是脉动的直流电
（ 2 ）全波整流 全波整流要用两个二极管，而且要求变压器有带中心抽头的两个圈数相同的次级线圈，见图2 （ b ）。负载 R L 上得到的是脉动的全波整流电流，输出电压比半波整流电路高。 （ 3 ）全波桥式整流 用 4 个二极管组成的桥式整流电路可以使用只有单个次级线圈的变压器，见图 2 （ c ）。负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同。 （ 4 ）倍压整流 用多个二极管和电容器可以获得较高的直流电压。图 2 （ d ）是一个二倍压整流电路。当 U2 为负半周时 VD1 导通， C1 被充电， C1 上最高电压可接近 1.4U2 ；当 U2 正半周时 VD2 导通， C1 上的电压和 U2 叠加在一起对 C2 充电，使 C2 上电压接近 2.8U2 ，是C1 上电压的 2 倍，所以叫倍压整流电路。 三、滤波电路 整流后得到的是脉动直流电，如果加上滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分，就可得到平滑的直流电。 （ 1 ）电容滤波 把电容器和负载并联，如图 3 （ a ），正半周时电容被充电，负半周时电容放电，就可使负载上得到平滑的直流电。
1.1电路硬件设计基础 1.1.1电路设计 硬件电路设计原理 嵌入式系统的硬件设计主要分3个步骤：设计电路原理图、生成网络表、设计印制电路板，如下图所示。 图1-1硬件设计的3个步骤 进行硬件设计开发，首先要进行原理图设计，需要将一个个元器件按一定的逻辑关系连接起来。设计一个原理图的元件来源是“原理图库”，除了元件库外还可以由用户自己增加建立新的元件，用户可以用这些元件来实现所要设计产品的逻辑功能。例如利用Protel 中的画线、总线等工具，将电路中具有电气意义的导线、符号和标识根据设计要求连接起来，构成一个完整的原理图。 原理图设计完成后要进行网络表输出。网络表是电路原理设计和印制电路板设计中的一个桥梁，它是设计工具软件自动布线的灵魂，可以从原理图中生成，也可以从印制电路板图中提取。常见的原理图输入工具都具有Verilog/VHDL网络表生成功能，这些网络表包含所有的元件及元件之间的网络连接关系。 原理图设计完成后就可进行印制电路板设计。进行印制电路板设计时，可以利用Protel 提供的包括自动布线、各种设计规则的确定、叠层的设计、布线方式的设计、信号完整性设计等强大的布线功能，完成复杂的印制电路板设计，达到系统的准确性、功能性、可靠性设计。 电路设计方法(有效步骤) 电路原理图设计不仅是整个电路设计的第一步，也是电路设计的基础。由于以后的设计工作都是以此为基础，因此电路原理图的好坏直接影响到以后的设计工作。电路原理图的具体设计步骤，如图所示。
图1-2原理图设计流程图 （1）建立元件库中没有的库元件 元件库中保存的元件只有常用元件。设计者在设计时首先碰到的问题往往就是库中没有原理图中的部分元件。这时设计者只有利用设计软件提供的元件编辑功能建立新的库元件，然后才能进行原理图设计。 当采用片上系统的设计方法时，系统电路是针对封装的引脚关系图，与传统的设计方法中采用逻辑关系的库元件不同。 （2）设置图纸属性 设计者根据实际电路的复杂程度设置图纸大小和类型。图纸属性的设置过程实际上是建立设计平台的过程。设计者只有设置好这个工作平台，才能够在上面设计符合要求的电路图。 （3）放置元件 在这个阶段，设计者根据原理图的需要，将元件从元件库中取出放置到图纸上，并根据原理图的需要进行调整，修改位置，对元件的编号、封装进行设置等，为下一步的工作打下基础。 （4）原理图布线 在这个阶段，设计者根据原理图的需要，利用设计软件提供的各种工具和指令进行布线，将工作平面上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。 （5）检查与校对 在该阶段，设计者利用设计软件提供的各种检测功能对所绘制的原理图进行检查与校对，以保证原理图符合电气规则，同时还应力求做到布局美观。这个过程包括校对元件、导线位置调整以及更改元件的属性等。 （6）电路分析与仿真 这一步，设计者利用原理图仿真软件或设计软件提供的强大的电路仿真功能，对原理图的性能指标进行仿真，使设计者在原理图中就能对自己设计的电路性能指标进行观察、测试，从而避免前期问题后移，造成不必要的返工。