大功率电子电气设备的电路隔离技术
1 引言
电路隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果。在采用了电路隔离的措施以后，绝大多数电路都能够取得良好的抑制噪声的效果，使设备符合电磁兼容性的要求。电路隔离主要有：模拟电路的隔离、数字电路的隔离、数字电路与模拟电路之间的隔离。所使用的隔离方法有：变压器隔离法、脉冲变压器隔离法、继电器隔离法、光电耦合器隔离法、直流电压隔离法、线性隔离放大器隔离法、光纤隔离法、A/D转换器隔离法等。
数字电路的隔离主要有：脉冲变压器隔离、继电器隔离、光电耦合器隔离、光纤隔离等。其中数字量输入隔离方式主要采用脉冲变压器隔离、光电耦合器隔离；而数字量输出隔离方式主要采用光电耦合器隔离、继电器隔离、高频变压器隔离（个别情况下采用）。
模拟电路的隔离比较复杂，主要取决于对传输通道的精度要求，对精度要求越高，其通道的成本也就越高；然而，当性能的要求上升为主要矛盾时，应当以性能为主选择隔离元器件，把成本放在第二位；反之，应当从价格的角度出发选择隔离元器件。模拟电路的隔离主要采用变压器隔离、互感器隔离、直流电压隔离器隔离、线性隔离放大器隔离。
模拟电路与数字电路之间的隔离主要采用模/数转换装置；对于要求较高的电路，除采用模/数转换装置外，还应在模/数转换装置的两端分别加入模拟隔离元器件和数字隔离元器件。
2 模拟电路的隔离
一套控制装置或者一台电子电气设备，通常包含供电系统，模拟信号测量系统，模拟信号控制系统。而供电系统又可分为交流供电系统和直流供电系统，交流供电系统主要采用变压器隔离，直流供电系统主要采用直流电压隔离器隔离。模拟信号测量系统相对来说比较复杂，既要考虑其精度，频带宽度的因素，又要考虑其价格因素；对于高电压、大电流信号，一般采用互感器（电压互感器、电流互感器）隔离法，近年来，又出现了霍尔变送器，这些元器件都是高电压、大电流信号测量常规使用的元器件；对于微电压、微电流信号，一般采用线性隔离放大器。模拟信号控制系统与模拟信号测量系统的隔离类似，一般采用变压器、直流电压隔离器。
2.1 供电系统的隔离
2.1.1 交流供电系统的隔离
由于交流电网中存在着大量的谐波，雷击浪涌，高频干扰等噪声，所以对由交流电源供电的控制装置和电子电气设备，都应采取抑制来自交流电源干扰的措施。采用电源隔离变压器，可以有效地抑制窜入交流电源中的噪声干扰。但是，普通变压器却不能完全起到抗干扰的作用，这是因为，虽然一次绕组和二次绕组之间是绝缘的，能够阻止一次侧的噪声电压、电流直接传输到二次侧，有隔离作用。然而，由于分布电容（绕组与铁心之间，绕组之间，层匝之间和引线之间）的存在，交流电网中的噪声会通过分布电容耦合到二次侧。为了抑制噪声，必须在绕组间加屏蔽层，这样就能有效地抑制噪声，消除干扰，提高设备的电磁兼容性。图1（a）、（b）所示为不加屏蔽层和加屏蔽层的隔离变压器分布电容的情况。
图1 变压器隔离
在图1（a）中，隔离变压器不加屏蔽层，C12是一次绕组和二次绕组之间的分布电容，
在共模电压u1C的作用下，二次绕组所耦合的共模噪声电压为u2C，C2E是二次侧的对地电容，则从图可知二次侧的共模噪声电压u2C为：
u2C=u1CC12/（C12＋C2E）
在图1（b）中，隔离变压器加屏蔽层，其中C10、C20分别代表一次绕组和二次绕组对屏蔽层的分布电容，ZE是屏蔽层的对地阻抗，C2E是二次绕侧的对地电容，则从图可知二次侧的共模噪声电压u2C为：
u2C=〔u1CZE/（ZE＋1/jωC10）〕〔C2E/（C20＋C2E）〕
由于C2是屏蔽层的对地阻抗，在低频范围内，ZE《（1/jωC10），所以u2C→0。由此可见，采取屏蔽措施后，通过隔离变压器的共模噪声电压被大大地削弱了。
随着技术的进步，国外已研制成功了专门抑制噪声的隔离变压器（NoiseCutoutTransformer，简称NCT），这是一种绕组和变压器整体都有屏蔽层的多层屏蔽变压器。这类变压器的结构，铁心材料，形状及其线圈位置都比较特殊，它可以切断高频噪声漏磁通和绕组的交链，从而使差模噪声不易感应到二次侧，故这种变压器既能切断共模噪声电压，又能切断差模噪声电压，是比较理想的隔离变压器。
2.1.2 直流供电系统的隔离
当控制装置和电子电气设备的内部子系统之间需要相互隔离时，它们各自的直流供电电源间也应该相互隔离，其隔离方式如下：第一种是在交流侧使用隔离变压器，；第二种是使用直流电压隔离器（即DC/DC变换器），。
（a）交流侧隔离
（b）直流隔离
图2 直流电源系统的隔离
1 引言
电路隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果。在采用了电路隔离的措施以后，绝大多数电路都能够取得良好的抑制噪声的效果，使设备符合电磁兼容性的要求。电路隔离主要有：模拟电路的隔离、数字电路的隔离、数字电路与模拟电路之间的隔离。所使用的隔离方法有：变压器隔离法、脉冲变压器隔离法、继电器隔离法、光电耦合器隔离法、直流电压隔离法、线性隔离放大器隔离法、光纤隔离法、A/D转换器隔离法等。
数字电路的隔离主要有：脉冲变压器隔离、继电器隔离、光电耦合器隔离、光纤隔离等。其中数字量输入隔离方式主要采用脉冲变压器隔离、光电耦合器隔离；而数字量输出隔离方式主要采用光电耦合器隔离、继电器隔离、高频变压器隔离（个别情况下采用）。
模拟电路的隔离比较复杂，主要取决于对传输通道的精度要求，对精度要求越高，其通道的成本也就越高；然而，当性能的要求上升为主要矛盾时，应当以性能为主选择隔离元器件，把成本放在第二位；反之，应当从价格的角度出发选择隔离元器件。模拟电路的隔离主要采用变压器隔离、互感器隔离、直流电压隔离器隔离、线性隔离放大器隔离。
模拟电路与数字电路之间的隔离主要采用模/数转换装置；对于要求较高的电路，除采用模/数转换装置外，还应在模/数转换装置的两端分别加入模拟隔离元器件和数字隔离元器件。
2 模拟电路的隔离
一套控制装置或者一台电子电气设备，通常包含供电系统，模拟信号测量系统，模拟信号控制系统。而供电系统又可分为交流供电系统和直流供电系统，交流供电系统主要采用变压器隔离，直流供电系统主要采用直流电压隔离器隔离。模拟信号测量系统相对来说比较复杂，既要考虑其精度，频带宽度的因素，又要考虑其价格因素；对于高电压、大电流信号，一般采用互感器（电压互感器、电流互感器）隔离法，近年来，又出现了霍尔变送器，这些元器件都是高电压、大电流信号测量常规使用的元器件；对于微电压、微电流信号，一般采用线性隔离放大器。模拟信号控制系统与模拟信号测量系统的隔离类似，一般采用变压器、直流电压隔离器。
2.1 供电系统的隔离
2.1.1 交流供电系统的隔离
由于交流电网中存在着大量的谐波，雷击浪涌，高频干扰等噪声，所以对由交流电源供电的控制装置和电子电气设备，都应采取抑制来自交流电源干扰的措施。采用电源隔离变压器，可以有效地抑制窜入交流电源中的噪声干扰。但是，普通变压器却不能完全起到抗干扰的作用，这是因为，虽然一次绕组和二次绕组之间是绝缘的，能够阻止一次侧的噪声电压、电流直接传输到二次侧，有隔离作用。然而，由于分布电容（绕组与铁心之间，绕组之间，层匝之间和引线之间）的存在，交流电网中的噪声会通过分布电容耦合到二次侧。为了抑制噪声，必须在绕组间加屏蔽层，这样就能有效地抑制噪声，消除干扰，提高设备的电磁兼容性。图1（a）、（b）所示为不加屏蔽层和加屏蔽层的隔离变压器分布电容的情况。
图1 变压器隔离
在图1（a）中，隔离变压器不加屏蔽层，C12是一次绕组和二次绕组之间的分布电容，在共模电压u1C的作用下，二次绕组所耦合的共模噪声电压为u2C，C2E是二次侧的对地电容，则从图可知二次侧的共模噪声电压u2C为：
u2C=u1CC12/（C12＋C2E）
在图1（b）中，隔离变压器加屏蔽层，其中C10、C20分别代表一次绕组和二次绕组对屏蔽层的分布电容，ZE是屏蔽层的对地阻抗，C2E是二次绕侧的对地电容，则从图可知二次侧的共模噪声电压u2C为：
u2C=〔u1CZE/（ZE＋1/jωC10）〕〔C2E/（C20＋C2E）〕
由于C2是屏蔽层的对地阻抗，在低频范围内，ZE《（1/jωC10），所以u2C→0。由此可见，采取屏蔽措施后，通过隔离变压器的共模噪声电压被大大地削弱了。
随着技术的进步，国外已研制成功了专门抑制噪声的隔离变压器（NoiseCutoutTransformer，简称NCT），这是一种绕组和变压器整体都有屏蔽层的多层屏蔽变压器。这类变压器的结构，铁心材料，形状及其线圈位置都比较特殊，它可以切断高频噪声漏磁通和绕组的交链，从而使差模噪声不易感应到二次侧，故这种变压器既能切断共模噪声电压，又能切断差模噪声电压，是比较理想的隔离变压器。
2.1.2 直流供电系统的隔离
当控制装置和电子电气设备的内部子系统之间需要相互隔离时，它们各自的直流供电电源间也应该相互隔离，其隔离方式如下：第一种是在交流侧使用隔离变压器，；第二种是使用直流电压隔离器（即DC/DC变换器），。
（a）交流侧隔离
（b）直流隔离
图2 直流电源系统的隔离
2.2 模拟信号测量系统的隔离
对于具有直流分量和共模噪声干扰比较严重的场合，在模拟信号的测量中必须采取措施，使输入与输出完全隔离，彼此绝缘，消除噪声的耦合。隔离对系统有如下好处：——防止模拟系统干扰，尤其是电力系统的接地干扰进入逻辑系统，导致逻辑系统的工作紊乱；
——在精密测量系统中，防止数字系统的脉冲波动干扰进入模拟系统，尤其是前置放大部分，因为前置放大部分的信号非常微弱，较小的骚扰波动信号就会把有用信号淹没。
2.2.1 高电压、大电流信号的隔离
高电压、大电流信号采用互感器隔离，其抑制噪声的原理与隔离变压器类似，这里不再赘述。互感器隔离的应用。
2.2.2 微电压、微电流信号的隔离
微电压、微电流模拟信号的隔离系统相对来说比较复杂，既要考虑其精度，频带宽度的因素，又要考虑其价格因素。一般情况下，对于较小量的共模噪声，采用差动放大器或仪表放大器就能够取得良好的效果，但对于具有较大量的共模噪声，且测量精度要求比较高的场合，应该选择高精度线性隔离放大器，如BB公司的ISO106，其主要参数如下：——交流耐压3 5kV/1min，60Hz；
——直流耐压4 95kV；
——冲击耐压8kVPK/10s；
——非线性误差0.007％；
——隔离噪声抑制比交流130dB，直流160dB。
ISO106的优秀参数，使其大量地应用于精密测量系统中，线性隔离放大器的应用。
2.3 模拟信号控制系统的隔离
如前所述，模拟信号控制系统的隔离与模拟信号测量系统的隔离类似，即交流信号一般采用变压器隔离，直流信号一般采用直流电压隔离器或线性隔离器隔离。
3 数字电路的隔离
与模拟系统类似，一套控制装置，或者一台电子电气设备，通常所包含的数字系统有：数字信号输入系统，数字信号输出系统。数字量输入系统主要采用脉冲变压器隔离，光电耦合器隔离；而数字量输出系统主要采用光电耦合器隔离，继电器隔离，个别情况也可采用高频变压器隔离。
3.1 光电耦合器隔离
这种隔离方法是用光电耦合器把输入信号与内部电路隔离开来，或者是把内部输出信号与外部电路隔离开来，。
目前，大多数光电耦合器件的隔离电压都在2.5kV以上，有些器件达到了8kV，既有高压大电流大功率光电耦合器件，又有高速高频光电耦合器件（频率高达10MHz）。常用的器件如：4N25，其隔离电压为5.3kV；6N137，其隔离电压为3kV，频率在10MHz以上。
3.2 脉冲变压器隔离
脉冲变压器的匝数较少，而且一次绕组和二次绕组分别绕于铁氧体磁芯的两侧，这种工艺使得它的分布电容特小，仅为几个pF，所以可作为脉冲信号的隔离元件。脉冲变压器传递输入、输出脉冲信号时，不传递直流分量，因而在微电子技术控制系统中得到了广泛的应用。一般地说，脉冲变压器的信号传递频率在1kHz～1MHz之间，新型的高频脉冲变压器的传递频率可达到10MHz。图5（a）是脉冲变压器的示意图。脉冲变压器主要用于晶闸管（SCR）、大功率晶体管（CTR）、IGBT等可控器件的控制隔离中。图5（b）是脉冲变压器的应用实例。
3.3 继电器隔离
继电器是常用的数字输出隔离元件，用继电器作为隔离元件简单实用，价格低廉。图6是继电器输出隔离的实例示意图。在该电路中，通过继电器把低压直流与高压交流隔离开来，使高压交流侧的干扰无法进入低压直流侧。
4 模拟电路与数字电路之间的隔离
一般地说，模拟电路与数字电路之间的转换通过模数转换器（A/D）或数模转换器（D/A）来实现。但是，若不采取一定的措施，数字电路中的高频振荡信号就会对模拟电路带来一定的干扰，影响测量的精度。为了抑制数字电路对模拟电路带来的高频干扰，一般须将模拟地与数字地分开布线，参见图7（a）。这种布线方式不能彻底排除来自数字电路的高频干扰，要想排除来自数字电路的高频干扰，必须把数字电路与模拟电路隔离开来，常用的隔离方法是在A/D转换器与数字电路之间加入光电耦合器，把数字电路与模拟电路隔离开，参见图7（b）。但这种电路还不能从根本上解决模拟电路中的干扰问题，仍然存在着一定的缺陷，这是因为信号电路中的共模干扰和差模干扰没有得到有效的抑制，对于高精密测量的场合，还不能满足要求。对于具有严重干扰的测量场合，可采用图7（c）所示的电路。在该电路中，把信号接收部分与模拟处理部分也进行了隔离，因为在前置处理级与模数转换器（A/D）之间加入线性隔离放大器，把信号地与模拟地隔开，同时在模数转换器（A/D）与数字电路之间采用光电耦合器隔离，把模拟地与数字地隔开，这样一来，既防止了数字系统的高频干扰进入模拟部分，又阻断了来自前置电路部分的共模干扰和差模干扰。当然，这种系统的造价较高，一般只用于高精度的测量系统中。
数模转换（D/A）电路的隔离与模数转换（A/D）电路的隔离类似，因而所采取的技术措施也差不多，图7（d）是数模转换（D/A）电路的隔离方法之一。
5 结语
以上对电子电路的电气隔离问题作出了概括性的论述，在产品的研制实践中，还要对电子电气设备的内部噪声及外部干扰进行全面的分析，结合“接地问题”，“屏蔽问题”，选择合理的隔离方式及其恰当的隔离部位，进行统一部署，才能设计出满足电磁兼容性要求的合格产品，造福于社会。
对电子电气电路的各种隔离进行了详尽的分析讨论，提出了抑制干扰而采取的电气隔离的技术措施，从而保证电气设备的正常工作。 关键词：电子；电路；电气隔离；干扰；电磁兼容 Technologies of Circuit Isolation in Electronic and Electrical Equipments HUANG Yao-feng, WANG Chuan-liang, ZHANG Chao-qun Abstract:The many isolation technologies of the electronic and electrical circuit are put forward and analyzed,discussed in detail. So the normal operation of the electronic and electrical equipments are guaranted. Keywords:Electron; Circuit; Electrical isolation; Interference; Electromagnatic compatibility 电路隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果。在采用了电路隔离的措施以后，绝大多数电路都能够取得良好的抑制噪声的效果，使设备符合电磁兼容性的要求。电路隔离主要有：模拟电路的隔离、数字电路的隔离、数字电路与模拟电路之间的隔离。所使用的隔离方法有：变压器隔离法、脉冲变压器隔离法、继电器隔离法、光电耦合器隔离法、直流电压隔离法、线性隔离放大器隔离法、光纤隔离法、A/D转换器隔离法等。 数字电路的隔离主要有：脉冲变压器隔离、继电器隔离、光电耦合器隔离、光纤隔离等。其中数字量输入隔离方式主要采用脉冲变压器隔离、光电耦合器隔离；而数字量输出隔离方式主要采用光电耦合器隔离、继电器隔离、高频变压器隔离（个别情况下采用）。 模拟电路的隔离比较复杂，主要取决于对传输通道的精度要求，对精度要求越高，其通道的成本也就越高；然而，当性能的要求上升为主要矛盾时，应当以性能为主选择隔离元器件，把成本放在第二位；反之，应当从价格的角度出发选择隔离元器件。模拟电路的隔离主要采用变压器隔离、互感器隔离、直流电压隔离器隔离、线性隔离放大器隔离。 模拟电路与数字电路之间的隔离主要采用模/数转换装置；对于要求较高的电路，除采用模/数转换装置外，还应在模/数转换装置的两端分别加入模拟隔离元器件和数字隔离元器件。
《电路与电子技术基础》2004~2005学年第二学期期末考试试卷（A） 时间：120分钟 班级学号姓名成绩 【注意事项】 1.答题用黑色或兰色钢笔与圆珠笔，作图可以用铅笔； 2.除可以携带指定的文具用品（钢笔、圆珠笔、铅笔、橡皮、绘图仪器、无存储功能的计算器）外，其他物品不准带入考场（手机必须关机，参考资料与书包全部放到教室前面）； 3.遇有试卷字迹不清、卷面缺损等问题，可以先举手，经监考人员同意后方可提问。 一、单项选择题（本题共40分，每题2分，将你认为正确的选项对应的字母填在括号内） 1．测得一放大电路中三极管各极电压如考试题图1所示：该管为（）。 A. PNP型硅管 B. NPN型硅管 C. PNP型锗管 D. NPN型锗管 2．正常工作状态下的稳压二极管，处于伏安特性曲线中的（）。 A. 正向特性工作区 B. 反向击穿区 C. 正向特性非工作区 D. 特性曲线所有区域 3．组合逻辑电路的设计是指（）。 A. 已知逻辑要求，求解逻辑表达式并画逻辑图的过程 B. 已知逻辑要求，列真值表的过程 C. 已知逻辑图，求解逻辑功能的过程 4．考试题图2所示电路的u S (t) = 2 cos t V，则电感电流 i L(t)的初相等于（）。 A. 26.6° B. －26.6° C. 63.4° D. －63.4° 5．电流并联负反馈对放大器的输入、输出的电阻的影响是（）。 A. 减小输入电阻及输出电阻 B. 减小输入电阻、增大输出电阻 C. 增大输入电阻、减小输出电阻 D. 增大输入电阻及输出电阻 6．考试题图3所示电路中的电压U为（）。 A. 5V B. -5V C. 10V D. 7V 7．TTL与非门中多余的输入端应接电平是（）。 考试题图3 ① -2V ③-2.2V -8V 考试题图1 考试题图2 u s(t
EMC中的隔离技术 嘉兆科技 1 引言 电力电子设备包括两部分，即变换部分与控制部分。前者属于功率流强电范畴，后者属于信息流弱电范畴。一般情况下前者是主电磁干扰源，后者是被干扰对象。为了使电力电子设备可靠地运行，除了解决变换部分与控制部分之间的电气隔离外，还要解决控制部分的抗电磁干扰的问题，特别是当变换部分处于高电压、强电流、高频变换情况下尤其重要。抗干扰问题实质上是解决电力电子设备的电磁兼容问题。 隔离技术是电磁兼容性中的重要技术之一。下面将电磁兼容中的隔离技术分为磁电、光电、机电、声电和浮地等几种隔离方式加以叙述。 2 磁电隔离技术 2.1 利用变压器实现磁电隔离的基本原理 变压器主要由绕在共同铁心上的两个或多个绕组组成。当在一个绕组上加上交变电压时，由于电磁感应而在其它绕组上感生交变电压。因此变压器的几个绕组之间是通过交变磁场互相联系的，在电路上是互相隔离的。其隔离的介电强度取决于几个绕组之间以及它们对地的绝缘强度。 2.2 理想变压器的特性 理想变压器是假定变压器绕组的电阻为零；变压器的漏磁为零；铁心的损耗为零以及铁心的导磁率为无穷大。 2.2.1 电压关系 E1=4.44fN1Φm （1） E1/E2=U1/U2=N1/N2=n （2）
式中：E1——变压器原边的感应电势；E2——变压器副边的感应电势； U1——变压器原边的电压； U2——变压器副边的电压； N1——变压器原边绕组的匝数； N2——变压器副边绕组的匝数；f——变压器原边电压的频率； Φm——变压器铁心中磁通的峰值；n——变压器原副边绕组的匝数比。2.2.2 电流关系 I1/I2=N2/N1=1/n （3） 式中：I1——变压器原边的电流； I2——变压器副边的电流。 2.2.3 功率关系 P1=P2=U1I1=U2I2 （4） 式中：P1——变压器原边的输入功率；P2——变压器副边的输出功率。 2.2.4 阻抗关系
《电路与电子技术基础》参考解答 习题七 7-1 什么是静态工作点如何设置静态工作点若静态工作点设置不当会出现什么问题估算静态工作点时，应根据放大电路的直流通路还是交流通路 答：所谓静态工作点就是输入信号为零时，电路处于直流工作状态，这些直流电流、电压的数值在三极管特性曲线上表示为一个确定的点，设置静态工作点的目的就是要保证在被被放大的交流信号加入电路时，不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置，集电结反向偏置的三极管放大状态。 可以通过改变电路参数来改变静态工作点，这就可以设置静态工作点。 若静态工作点设置的不合适，在对交流信号放大时就可能会出现饱和失真（静态工作点偏高）或截止失真（静态工作点偏低）。 估算静态工作点是根据放大电路的直流通路。 7-2 试求题图7-1各电路的静态工作点。设图中的所有三极管都是硅管。 解：图(a)静态工作点 V R I U U mA I I A mA I c c cc ce b c b 3.14101107.9247.9194.050194194.010 1207 .024333 =???-=-==?===≈?-=-βμ 图(b)和图(c)的发射结反向偏置，三极管截止，所以I b =0，I c =βI b ≈0，三极管工作在截止区，U ce ≈U cc 。 图(d)的静态工作点 c R e R b 3V 6V R e R b 1 R e
) 1.3712(]10)212(1065.212[)]()6(6[65.226026.01 65.21027 .06333 --=?+??--=+----≈=≈=≈+= =?-= -e c c ce e c e b e R R I U mA I I A mA I I mA I μβ 依此I c 电流，在电阻上的压降高于电源电压，这是不可能的，由此可知电流要小于此值，即三极管工作在饱和状态。 图(e)的静态工作点 V R I U U mA I I I I mA I V U e e cc ce e b e c e B 3.161021085.3240475.01 8085.3185.310 27.08810310)6030(24333 3 3=???-=-==+=+=≈=?-==???+= -β 7-3 放大电路的输入电阻与输出电阻的含义是什么为什么说放大电路的输入电阻可以用来表示放大电路对信号源电压的衰减程度放大电路的输出电阻可以用来表示放大电路带负载的能力 答：输入电阻就是将放大电路看为一个四端元件，从输入端看入的等效电阻。即输入端的电压与输入端的电流之比。输出电阻也是将放大电路看作一个四端元件，从输出端看的等效电阻。即戴维南等效电路的内阻。 因为信号源为放大电路提供输入信号，由于信号源内阻的存在，因此当提供给放大电路的信号源是电压源串电阻的形式时，输入电阻越大，则放大电路对信号源的衰减越小；若信号源是电流源与电阻并联，则输入电阻越小，放大电路对信号源的衰减越小。 放大电路我们可以根据戴维南等效电路将其化简为一个电压源与电阻的串联形式，输出电阻可以看作一个电源的内阻，因此，输出电阻越小，放大电路的带负载能力越强。 请参看下图，可以增强对上面文字描述的理解。
第5章基本放大电路 习题解答 【5-1】填空、选择正确答案 1．对于阻容耦合放大电路，耦合电容器的作用是 A．将输入交流信号耦合到晶体管的输入端； √B．将输入交流信号耦合到晶体管的输入端，同时防止偏置电流被信号源旁路； C．将输入交流信号加到晶体管的基极。 2．在基本放大电路中，如果集电极的负载电阻是R c，那么R c中： A．只有直流； B．只有交流； √ C．既有直流，又有交流。 3．基本放大电路在静态时，它的集电极电流是（）；动态时，在不失真的条件下，它的集电极电流的平均值是（）。（I CQ，I CQ） 4．下列说法哪个正确： A．基本放大电路，是将信号源的功率加以放大； √B．在基本放大电路中，晶体管受信号的控制，将直流电源的功率转换为输出的信号功率； C．基本放大电路中，输出功率是由晶体管提供的。 5．放大电路的输出电阻越小，放大电路输出电压的稳定性（）。（越好） 6．放大电路的饱和失真是由于放大电路的工作点达到了晶体管特性曲线的（）而引起的非线性失真。（饱和区） 7．在共漏基本放大电路中，若适当增加g m，放大电路的电压增益将（）。（基本不增加） 8．在共射基本放大电路中，若适当增加，放大电路的电压增益将（）。（基本不增加） 9．在共漏（或共射）基本放大电路中，适当增大R d（或R c），电压放大倍数和输出电阻将有何变化。 √ A．放大倍数变大，输出电阻变大； B．放大倍数变大，输出电阻不变； C．放大倍数变小，输出电阻变大； D．放大倍数变小，输出电阻变小。 10．有两个电压放大电路甲和乙，它们本身的电压放大倍数相同，但它们的输入输出电阻不同。对同一个具有一定内阻的信号源进行电压放大，在负载开路的条件下测得甲的输出电压小。哪个电路的输入电阻大？（对放大电路输出电压大小的影响，一是放大电路本身的输入电阻，输入电阻越大，加到放大电路输入端的信号就越大；二是输出电阻，输出电阻越小，被放大了的信号在输出电阻上的压降就越小9，输出信号就越大。在负载开路的条件下，也就是排除了输出电阻的影响，只剩下输入电阻这一个因素。甲、乙两个放大电路电压放大倍数相同，甲的输出小，说明甲的输入电阻小，乙的输入电阻大。） k负载电阻后，输出 11．某放大电路在负载开路时的输出电压的有效值为4V，接入3Ω 电压的有效值降为3V，据此计算放大电路的输出电阻。( ) k； √A．1Ω k； B．1.5Ω k； C．2Ω k。 D．4Ω 12．有一个共集组态基本放大电路，它具有如下哪些特点：( ) A．输出电压与输入电压同相，电压增益略大于1；
广东省高级技工学校江门分校 2013～2014学年第一学期期末考试试卷 考试科目：电路与模拟电子技术 类别：理论 试卷适用专业（计算机应用与维修） 考核时间：90分钟 一、填空题（本大题共12小题，每空1分，共35分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1、用戴维南定理求等效电路的电阻时，对原网络内部电压源作_短路_处理，电流源作__开路_处理。 2、理想电压源输出的 _电压 值恒定，输出的 电流由它本身和外电路共同决定；理想电流源输出的 电流 值恒定，输出的 电压 由它本身和外电路共同决定。 3、已知正弦交流电压()V 60314sin 22200+=t u ，它的最大值为__311伏_，有效值为_220V ，角频率为___314弧度每秒，相位为__314t+60o_，初相位为_60o__。 4、电阻元件上的电压、电流在相位上是 _同相 关系；电感元件上的电压、电流相位 _相差90° ；且电压_滞后 电流；电容元件上的电压、电流相位 __90° ，且电压 _超前 电流。 5、电感元件能存储_磁场_能 6．PN 结正偏时_导通_，反偏时__截止_，所以PN 结具有_单向导电性。 7．漂移电流是反向_电流，它由_少数载流子形成，其大小与_温度_有关，而与外加电压_无关__。 8．三极管放大电路共有三种组态分别是_共射__、_共基、__共集_放大电路。 9．为了消除乙类互补功率放大器输出波形的__交越_失真，而采用_甲乙_类互补功率放大器。 10．三极管具有放大作用外部电压条件是发射结_正偏_，集电结__反偏_。 总 分 题 号 一 二 三 四 核分人 题 分 得 分 评卷人
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/7912844626.html, 数字电子电路的调试方法与技术分析 作者：张晓军 来源：《科学与财富》2016年第16期 摘要：数字电子电路的调试，就是运用数字电子的技术，进行电路的检测，检验其是否 符合设计要求。数字电子电路的调试，是电子技术实践中十分重要和关键的一部分。只有通过检验电路符合各项技术规定的要求，方且能够确保电路正常工作。基于此，本文就电子电路的调试方法与技术分析进行讨论。 关键词：数字；电子电路；调试方法；调试技术 数字电子电路的调试的最主要和最根本的目的就是要检查其电路是否得以正常运行，并检查其设计是否符合各种规定。还要通过一些调整，才能发现原本设计中存在的问题，采用一定的技术手段将其修改后，使电路达到最终的规定得以运行，这才是最终的目标，也是实现数字电子电路功能完善的重要保证。 一、常用的数字电子电路调试的方法与技术 1.1 通电前的调试 完成电路中所有的连线连接工作后，对电路进行检查是相当必要的环节，尤其是通电之前，首先应该做的就是检查线路的连接是不是正确，应该进行仔细认真的对电路的检查，主要是对线路的多线、错线、杂线以及少线进行检查。引起多连的因素有很多，但最主要的原因是在更改旧线的时候没有去掉原来的线，或者是在接线的时候将引脚看错，也会导致多线的发生，在实践过程中，这种情况往往很容易发生，但是却不易被发现，因此，大多数工作人员在线路调试的时候，都会误以为电路产生问题，是其他的原因造成的。 为了让这种误判的情况再次出现，经常在检查过程中使用的方法有：第一、认真地将实际的电路与电路原理图进行对比，检查单元组件的引脚是否正确连接，从而提高电路接线的正确率；第二，将连接好的线路对应着相应的电路图逐一地进行认真地检查，避免各个电路出现错线、少线甚至是多线的情况。 1.2 通电后的调试观察 首先要对电源电压进行精准地测量，看这个电压是否能够与电路相匹配，即是否大于或者小于电路所需要的电压，电压必须要与电路所需要的电压相匹配。测量无误后，将此电压加入数字电子电路中，需要注意的是，在测试的过程中一定不能接入信号源。电源接通后，首先要做的就是要观察是否有气味、冒烟、电源短路。元件过热等异常现象的发生，而不是急于观察结果或测试数据，若出现这些异常的现象，一定要立刻关闭电源，检查线路为什么出现这些故
谈电子电气设备的电路隔离技术 电路隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果，使电子电气设备符合电磁兼容性的要求。电路隔离主要有：模拟电路的隔离、数字电路的隔离、数字电路与模拟电路之间的隔离。所使用的隔离方法有：变压器隔离法、脉冲变压器隔离法、继电器隔离法、光电耦合器隔离法、直流电压隔离法、线性隔离放大器隔离法、光纤隔离法、A/D转换器隔离法等等。下文就模拟电路的隔离和数字电路隔离技术的相关内容进行简要分析。 标签：电子电气；设备；电路隔离技术 1、电子电气设备隔离技术概述 电子电气设备隔离技术主要分为两种，一种是模拟电路隔离技术，另一种是数字电路隔离技术。这些技术可以有效提高其运行成效，并帮助达到预期的隔离目的。两者的使用，能够有效增强噪音干扰隔离效果，并减少对于电子电气设备的影响。 1.1数字电路隔离技术的概念 数字电路隔离技术主要就是利用广电耦合、继电器、光纤等隔离方式，发挥其相应的作用，技术人员要利用数字量输入隔离的方式，对广电耦合器进行全面的隔离，从而提升继电器隔离的工作质量。 1.2模拟电路隔离技术概念 应用该类隔离技术，需要对传输通道进行分析，逐渐提升传输通道的精确度，在其性能与发展存在矛盾的时候，就要进行分析，并且科学选择隔离元器件，同时还要全面考虑传输通道的运行成效。 传统的隔离元器件难以满足其低造价的使用需求，因此，企业需要科学应用模拟电路的隔离方式，利用互感器隔离技术、直流电压隔离技术、线性隔离技术等，对其进行全面处理。企业在应用模拟电路与数字电路隔离技术的过程中，需要重视模拟与数字转换装置的设置，对于运行质量要求较高的电路而言，需要重视装置两端隔离元器件的质量，逐渐提升其运行可靠性，以达到预期的隔离目的。 2、模拟电路的隔离 一套控制装置或者一台电子电气设备，通常包括供电系统、、模拟信号控制系统模拟信号测量系统。而供电系统又可分为交流供电系统和直流供电系统，交流供电系统主要采用变压器隔离，直流供電系统主要采用的是直流电压隔离器隔离。模拟信号测量系统相对比较复杂，既需要考虑其精度以及频带宽度的因素，又要考虑其价格因素。对于高电压、大电流信号，一般采用互感器（电压互感器、
《电路与电子技术基础》2004~2005学年第 二学期期末考试试卷（A ） 时间：120分钟 班级 学号 姓名 成绩 【注意事项】 1.答题用黑色或兰色钢笔与圆珠笔，作图可以用铅笔； 2.除可以携带指定的文具用品（钢笔、圆珠笔、铅笔、橡皮、绘图仪器、无存储功能的计算器）外，其他物品不准带入考场（手机必须关机，参考资料与书包全部放到教室前面）； 3.遇有试卷字迹不清、卷面缺损等问题，可以先举手，经监考人员同意后方可提问。 一、单项选择题（本题共40分，每题2分，将你认为正确的选项对应的字母填在括号内） 1．测得一放大电路中三极管各极电压如考试题图1所示：该管 为（C ）。 A. PNP 型硅管 B. NPN 型硅管 C. PNP 型锗管 D. NPN 型锗管 2．正常工作状态下的稳压二极管，处于伏安特性曲线中的（ B ）。 A. 正向特性工作区 B. 反向击穿区 C. 正向特性非工作区 D. 特性 ①② 1
曲线所有区域 3．组合逻辑电路的设计是指（ A ）。 A. 已知逻辑要求，求解逻辑表达式并画逻辑图的过程 B. 已知逻辑要求，列真值表的过程 C. 已知逻辑图，求解逻辑功能的过程 4．考试题图2所示电路的u S (t ) = 2 cos t V ， 则电感电流i L (t )的初相等于（ D ）。 A. 26.6° B. －26.6° C. 63.4° D. －63.4° 5．电流并联负反馈对放大器的输入、输出的电阻的影响是（ B ）。 A. 减小输入电阻及输出电阻 B. 减小输入电阻、增大输出电阻 C. 增大输入电阻、减小输出电阻 D. 增大输 入电阻及输出电阻 6．考试题图3所示电路中的电压U 为（ C ）。 A. 5V B. -5V C. 10V D. 7V 7．TTL 与非门中多余的输入端应接电平是（ C ）。 A. 低 B. 地 C. 高 D. 悬空 8．考试题图4所示电路的节点电压方程为（ ）。 考试题图3 考试题图2 u s (
第五章 电路的暂态分析 5.1 题5.1图所示各电路在换路前都处于稳态，求换路后电流i 的初始值和稳态值。 解：（a ）A i i L L 326)0()0(===-+， 换路后瞬间 A i i L 5.1)0(2 1 )0(== ++ 稳态时，电感电压为0， A i 32 6== （b ）V u u C C 6)0()0(==-+， 换路后瞬间 02 ) 0(6)0(=-= ++C u i 稳态时，电容电流为0， A i 5.12 26 =+= （c ）A i i L L 6)0()0(11==-+，0)0()0(22==-+L L i i 换路后瞬间 A i i i L L 606)0()0()0(21=-=-=+++ 稳态时电感相当于短路，故 0=i （d ）2 (0)(0)6322 C C u u V +-==?=+ 换路后瞬间 6(0)63 (0)0.75224 C u i A ++--= ==+ (a)(b) (d) (c) C C 2Ω L 2 +6V - 题5.1图 i
稳态时电容相当于开路，故 A i 12 226 =++= 5.2 题5.2图所示电路中，S 闭合前电路处于稳态，求u L 、i C 和i R 的初始值。 解：换路后瞬间 A i L 6=，V u C 1863=?= 06=-=L R i i 03 18 63=-=-=C L C u i i 0==+R C L Ri u u ，V u u C L 18-=-= 5.3 求题5.3图所示电路换路后u L 和i C 的初始值。设换路前电路已处于稳态。 解：换路后，0)0()0(==-+L L i i ， 4mA 电流全部流过R 2，即 (0)4C i mA += 对右边一个网孔有： C C L u i R u R +?=+?210 由于(0)(0)0C C u u +-==，故 2(0)(0)3412L C u R i V ++==?= 5.4 题5.4图所示电路中，换路前电路已处于稳态，求换路后的i 、i L 和 u L 。 解：对RL 电路，先求i L (t)，再求其它物理量。 10 (0)(0)0.520 L L i i A +-== = 电路换路后的响应为零输入响应 2 0.140||(2020) L S R τ===+，故 A e e i t i t t L L 10/5.0)0()(--+==τ 换路后两支路电阻相等，故 3Ω +u L - 题5.2图 C 题5.3图 C +u L - i L 题5.4图
《电路与电子技术基础》参考解答 习题一 1-1 一个继电器的线圈，电阻为48Ω，当电流为0.18A 时才能动作，问线圈两端应施加多大的电压？ 答：根据欧姆定律可得：U=IR=0.18*48=8.64V 1-2 一个1000W 的电炉，接在220V 电源使用时，流过的电流有多大？ 答：由电路的功率计算公式可知：P=UI ，所以A 55.4220 1000===U P I 1-3 求题图1-1(a)、(b)电路得U ab 。 解：（1）图(a)，由a 到b 的电压降U ab =U ac +U cb ，假定电流方向如图所示，沿a —电池—c —a 回路逆时针方向绕行一周，电压方程式为： -6+4I+2I=0 即得：I=1A 则U ac =2(-I)=-2V （或者U ac =-6+4I=-2V ） 对于cb 支路：因为构不成回路，所以电流为零。故：U cb =4V # 所以：U ab =U ac +U cb =-2+4=2V # （2）图(b)，由a 到b 的电压降U ab =U ac +U cb ，假定电流方向如图所示，与(a)同理在回路中列出电压方程为： -3+1I+2I=0 即得：I=1A 则U ac =1(-I)=-1V （或者U ac =-3+2I=-1V ） 对于cb 支路：因为构不成回路，所以电流为零。故：U cb =8V 所以：U ab =U ac +U cb =-1+8=7V # 1-7 电路如题图1-2所示，求 （1）列出电路得基尔霍夫电压定律方程； （2）求出电流 （3）求U ab 及U cd 解：（1）假设电流的参考方向如图所示，对于db 支路，因为不构成回路，支路电流等于零， U db =10V 由a 点出发按顺时针方向绕行一周的KVL 电压方程式为：2I+12+1I+2I+2I+1I-8+2I=0 得：10I+4=0 # （2）求电流 由上面得回路电压方程式得： )A (4.010 4 -=- =I # 6V I 2Ω a 4Ω b c 4V 2Ω (a) I 1Ω 2Ω 3V c a 8V 5Ω b (b) 题图1-1 习题1-3电路图 I 12V 1Ω 2Ω 10V 2Ω a b c d 4Ω 2Ω 2Ω 8V 1Ω 题图1-2 习题1-7电路图
、单选（87 分） 1、数字电路中使用的是（A） A 、 二进制 B 、 八进制 C 、 十进制 D 、±7X1^ 2、维持阻塞型D触发器的状态由CP （A）时D的状态决定。A 、 上升沿 B 、 下降沿 C 、 商电平 D 、 低电平 3、二极管或门的两输入信号AB=（A）时，输出为低电平。A 、0 B 、1 C 、10 D 、11 4、如果触发器的次态仅取决于CP （A）时输入信号的状态，就可以克服空 翻。 A 、 上（下）沿 B 、 高电平 C 、 低电平 D 、 无塚定 5、欲在一串幅度称的脉;中信号中，剔除幅度不够大的脉;中，可用（A）电 路。 A 、 施密特鹼器 B 、 単稳态触发器C 、多谐振荡器
D、集成时器 6、改变（A）值，不会改变555 构成的多谐振荡器电路的振荡频率。 A、电隣CC B、电阻R1 C、电阻R2 D、电容C 7、把数字輙换成为相应甌星 的（A）. A、数-模转换 B、DAC C、A/D 转换器 D、ADC 8、n 位DAC 最大的输出电压 uOmax%（ A ）UD. A、 （2n-1） B、2n C、2n+1 D、（2n + 1） 9、DAC 单位量化电压的大1 涪于Dn 为（）时，DAC输出的樹以电压 值。 A、1 B、n C、2n-1 D、2n 10 、 用不同数制的数字来表示2004 ,最少的是（A）. A、
C、八进制 D、 11、如果把触发器的啊入濶妾到 F ,该触发器掘换成（）触发器。 A、 D B、T C、RS D、「 正确答室:A 12、组合电路设计的结果一1￡^^到（）. A、逻辑电路图 B、电路的逻辑功能 C、电路的真值表 D、逻辑函数式 正确答室:A 13、程序控制中，常用（）电路作定时器。 A、计数器 13、程序控制中，常用（）电路作定时器. A、计数器 B、I:嚴器 C、译码器 D、编码器正确答室:A
第五章习题 1．题图5-1所示电路是用两片555构成的脉冲发生器，试画出Y 1和Y 2两处的输出波形，并标注主要参数（参数只需估算）。 R 1 C 133k R 233k 10 题图5-1 2．题图5-2所示的 555定时器构成的单稳态触发器及输入v I 的波形，求： （1）输出信号v O 的脉冲宽度T W ； （2）对应v I 画出v C 、v O 的波形，并标明波形幅度。 v I /V CC /3 v I v O 题图5-2 3．由555定时器组成的多谐振荡器如图5-3所示，已知V DD =12V 、C =0.1μF、R 1=15k Ω、 R 2=22k Ω。试求：（1）多谐振荡器的振荡周期；（2）画出的v C 和v O 波形。 v O /V v C /V 00 t R C v v O R 题图5-3
4．由555定时器、3位二进制加计数器、理想运算放大器A 构成如题图5-4所示电路。设计数器初始状态为000，且输出低电平V OL =0 V ，输出高电平V OH =3.2 V ，R d 为异步清零端，高电平有效。 （1）说明虚框（1）、（2）部分各构成什么功能电路？（2）虚框（3）构成几进制计器？ （3）对应CP 画出v O 波形，并标出电压值。 题图5-4 5．用集成芯片555构成的施密特触发器电路及输入波形i v 如题图5-5所示，要求： （1）求出该施密特触发器的阈值电压V T ＋、V T －；（2）画出输出v o 的波形。 v I /V t v O /V v v O 题图5-5 6．用集成定时器555构成的电路及可产生的波形如题图5-6（a ）、（b ）所示，试回答： （1）该电路的名称；（2）指出（b ）图中v C 波形是1～8引脚中，哪个引脚上的电压波形； （3）求出矩形波的宽度t W 。
《 电路与电子技术 》计算题 1.在图所示电路中，求各支路电流。 解： I 2 = 4A I 3 = I 1 + I 2 I 3 = I 1 + 4 R 1 * I 1 + I 3*R 3 = 10 联立求解，得I 1 = 2A I3 = 6A 2．电路如题图所示，已知CC U ＝12V , 1B R ＝68kΩ, 2B R ＝22kΩ, C R ＝3kΩ，E R ＝2kΩ， L R ＝6kΩ晶体管β＝60。 （其中C be I r 26 200β+≈进行计算）。 （1）计算静态值B I ，C I ，CE U （BE U ＝0.7V ）； （2）画出微变等效电路，求电压放大倍数? u A 、输入电阻i r 和输出电阻o r 解：（1） I BQ = (V CC - U BEQ ) / R b = (12 - 0.7)/ 68 * 103
= 17μA I CQ = βI BQ = 60 * 0.17 = 10 mA U CEQ = V CC - I CQ * C R = 12 - 10* 3 = -18V U CEQ << U BEQ , 即V C < V B 《电路与电子技术基础》2004~2005学年第?二学期期末考试试卷（A ） 时间：120分钟 班级 学号 姓名 成绩 【注意事项】 1.答题用黑色或兰色钢笔与圆珠笔，作图可以用铅笔； 2.除可以携带指定的文具用品（钢笔、圆珠笔、铅笔、橡皮、绘图仪器、无存储功能的计算器）外，其他物品不准带入考场（手机必须关机，参考资料与书包全部放到教室前面）； 3.遇有试卷字迹不清、卷面缺损等问题，可以先举手，经监考人员同意后方可提问。 一、单项选择题（本题共40分，每题2分，将你认为正确的选项对应的 字母填在括号内） 1．测得一放大电路中三极管各极电压如考试题图1所示：该管为（C ）。 A. PNP 型硅管 B. NPN 型硅管 C. PNP 型锗管 D. NPN 型锗管 2．正常工作状态下的稳压二极管，处于伏安特性曲线中的（ B ）。 A. 正向特性工作区 B. 反向击穿区 C. 正向特性非工作区 D. 特性曲线所有区域 3．组合逻辑电路的设计是指（ A ）。 A. 已知逻辑要求，求解逻辑表达式并画逻辑图的过程 B. 已知逻辑要求，列真值表的过程 C. 已知逻辑图，求解逻辑功能的过程 4．考试题图2所示电路的u S (t ) = 2 cos t V ，则电感电流 i L (t )的初相等于（ D ）。 A. 26.6° B. －26.6° C. 63.4° D. －63.4° 5．电流并联负反馈对放大器的输入、输出的电阻的影响 是（ B ）。 A. 减小输入电阻及输出电阻 B. 减小输入电阻、增大输出电阻 C. 增大输入电阻、减小输出电阻 D. 增大输入电阻及输出电阻 6．考试题图3所示电路中的电压U 为（ C ）。 A. 5V B. -5V C. 10V D. 7V 7．TTL 与非门中多余的输入端应接电平是（ C ）。 A. 低 B. 地 C. 高 D. 悬空 8．考试题图4所示电路的节点电压方程为（ ）。 A. 11112111R U I U R R s s +=???? ??+ B. 1111 321 111R U I U R R R s s +=???? ??++ 考试题图 3 ① 1 考试题图2 u s (t 5.1 (a)因为基极通过R b 与发射极等电位，发射结零偏，所以不能放大 (b) 没有基极电阻，不能放大 (c)因为基极电位高于发射极电位，使发射结反偏，所以不能放大 (d)因为基极在动态时将交流电源短路，所以不能放大 (e)因为当电路工作在动态时，C将交流电源短路，所以不能放大 (f)可以 (g)因为电容C阻直导交，所以当工作在静态时，集电极无电位，故不能放大 (h)当工作在动态时，输出被短路，所以不能放大 5.2 (a)放大(b)饱和(c)截止(d)放大 5.3 (1)I BQ =-0.13mA I CQ =? I BQ =-5.2mA U CEQ =-8.2V (2)若管子坏了，换上?=80的晶体管，则I CQ =? I BQ =-11.2mA, U CEQ=-0.8V<0 所以电路工作在饱和区，不能达到放大效果 5.4 (1) I BQ =0.0314mA I CQ =?I BQ =1.53mA U CEQ =8.94V改为：I BQ =0.0314mA I CQ =? I BQ =1.57mA U CEQ =8.86V (2)u A.=-43改为：-44 R i=1.1KΩR o=2 KΩ (3)u i 的有效值大于25.2mV时将出现失真，首先出现截止失真 5.5 (1) I BQ =20.4μA I CQ =? I BQ =1.632mA U CEQ ≈4V (2) u A.= -13.6 R i=1.6KΩR o=3.3 KΩ (3)U max o =3V (4)R b =122KΩ 5.6 (1) I BQ =24μA I EQ =1.224mA I CQ =? I BQ =1.2mA U CEQ =16.8V (2) u A.= -62.5 R i=1.2KΩR o=3 KΩ (3)U max o =1.8V U max i =28.8mV 所以U i 有效值大于28.8mV时将首先出现截止失真 5.7 (1) I BQ =20μA I CQ =? I BQ =1mA U CEQ ≈3.6V (2) u A.= -12.7 R i=5.8KΩR o=6 KΩ (3) 若C e 开路，则u A.= -1.21 R i=10.3KΩR o=6 KΩ 5.8 (1) I BQ =96μA I CQ =? I BQ =7.68mA U CEQ ≈-4.06V 电路与电子技术基础复习题 一、基本概念题： 1、电路包括电源、负载和中间环节三个组成部分。 2、电源或信号源的电压或电流，称为激励，它推动电路的工作；由它在电路各部分产生的电压和电流称为响应。 3、习惯上规定正电荷运动的方向为电流的实际方向。 4、选定同一元件的电流参考方向与电压参考方向一致，称为关联参考方向。选定同一元件的电流参考方向与电压参考方向相反，称为非关联参考方向。 5、若电阻元件的伏安特性可以用一条通过平面坐标原点的直线来表征，称为线 性电阻元件。若电阻元件的伏安特性可以用一条通过、平面坐标原点的曲线来表征，就称为非线性电阻元件。 6、在电压和电流的关联参考方向下，欧姆定律表示为u=Ri 。 在电压和电流的非关联参考方向下，欧姆定律表示为u=-Ri 。 7、基尔霍夫电流定律(KCL)：任何时刻，对任一节点，所有支路电流的代数和恒 等于零。 基尔霍夫电压定律（KVL）：任何时刻，沿任一回路各支路电压的代数和恒等于零。 8、下图所示电路中，I1=2 A，I2=3 A, I3=-2 A；I4=-3A 。 9、下图所示电路中，已知I1=1 A，I2=10A，I3=2 A，I4=-13A 。 10、1度=1KWh=3.6×106 J 11、将放大电路中的一部分或全部回送到输入回路的过程称为反馈。 12、整流的目的是将交流电变成直流电。 13、串联型稳压电路中的调整管必须工作在放大状态。 14、多级放大电路中输入信号为零时，输出信号电压不为零的现象称为零点漂 移，能够抑制此现象的放大电路是差动放大电路。 15、在时间上和数值上均作连续变化的电信号称为模拟信号；在时间上和数值 上离散的信号叫做数字信号。 16、数字电路中机器识别和常用的数制是二进制。 17、（365）10＝（101101101）2＝（555）8＝（16D）16 18、在正逻辑的约定下，“1”表示高电平，“0”表示低电平。 19、数字电路中，输入信号和输出信号之间的关系是逻辑关系，所以数字电路 也称为逻辑电路。在逻辑关系中，最基本的关系是与逻辑、或逻辑 隔离技术的研究与应用 系电子信息工程系（宋体三号）专业姓名 班级学号_______________ 指导教师职称 指导教师职称 设计时间2012.9.15－2013.1.4 摘要 随着半导体集成电路技术的不断发展，要求在有限的晶圆表面做尽可能多的器件，晶圆表面的面积变得越来越紧张，器件之间的空间也越来越小，因此对器件的隔离工艺要求越来越高。 本课程设计主要介绍了半导体制造工艺中隔离技术的作用和发展，简单描述了结隔离、介电质隔离、局部氧化隔离工艺和浅沟槽隔离等常用隔离技术。由于集成电路的发展，其他的隔离技术已不适应现在的半导体工艺，本文以浅槽隔离技术工艺为重点详细介绍了隔离技术在半导体中的应用浅沟道隔离是目前大规模集成电路制造中用于器件隔离的主要方法。 关键词：结隔离，介电质隔离，局部氧化隔离工艺，STI 目录 摘要 (2) 目录 (3) 第1章绪论 (4) 1.1集成电路工艺技术概述 (4) 1.2隔离技术简介 (4) 第2章隔离技术的原理 (6) 2.1隔离技术的原理 (6) 2.2隔离技术的新发展 (6) 第3章隔离技术的工艺及发展 (7) 3.1结隔离 (7) 3.2介电质隔离 (8) 3.3局部氧化隔离（LOCOS）工艺 (9) 3.4浅沟槽隔离（STI）工艺简介 (11) 第4章浅沟槽隔离技术 (14) 4.1浅沟槽隔离技术(ST工)在半导体器件中的作用 (14) 4.2浅沟槽隔离刻蚀步骤 (15) 4.2.1隔离氧化层成长 (15) 4.2.2氮化物淀积 (15) 4.2.3光刻掩膜 (15) 4.2.4浅沟槽刻蚀 (16) 4.3隔离技术的关键工艺 (16) 4.3.1氧化和氮化硅生长 (16) 4.3.2沟壑(Trench)光刻与刻蚀 (16) 4.3.3二氧化硅CMP (17) 总结与展望 (19) 参考文献 (20) 致谢 (21) 习题 5.1试判断如题5.1 图所示的各电路能否放大交流电压信号？为什么？ 题5.1图 解：(a)能(b)不能(c)不能(d)能 5.2已知如题5.2图所示电路中，三极管均为硅管，且β=50，试估算静态值I B 、I C 、U CE 。解：（a）751)501(1007.012=×++?=B I （μA）75.3==B C I I β（mA） 825.3)1(=+=B E I I β（mA） 75.01825.3275.312=×?×?=CE U (V) (b)CC B C C B B BE ()U I I R I R U =+×++CC BE B C 120.716(1)200(150)10 B U U I R R β??===++++×（μA） C B 0.8I I β==(mA)CE 12(0.80.016)10 3.84U =?+×=(V) 5.3晶体管放大电路如题5.3图所示，已知U CC =15V ，R B =500k Ω，R C =5k Ω，R L =5k Ω， β=50，r be =1k Ω。 （1）求静态工作点；（2）画出微变等效电路；（3）求电压放大倍数A u 、输入电阻r i 、输出电阻r o 。 题5.2图题5.3图 解：(1)CC BE B B 1530500 U U I R ?=≈=（μA）C B 5030 1.5I I β==×=(mA) CE CC C C 15 1.557.5 U U I R =??=?×= (V) 第5章基本放大电路119 (2)(3)C L u be //125R R A r β=?=?i B be //1R R r =≈(KΩ) O C 5R R ==(KΩ) 5.4 在题5.3图的电路中，已知I C =1.5mA ，U CC =12V ，β=37.5，r be =1k Ω，输出端开路，若要求u A =-150，求该电路的R B 和R C 值。 解：由于C L C u be be //150R R R A r r ββ=?=?=?C u be 150R A r β ==则C 1501437.5 R ×==(KΩ)CC B 6B 12300 (K ?)4010 U R I ?===×5.5试问在题5.5 图所示的各电路中，三极管工作在什么状态？ 题5.5图 解：(a)B 60.12 (mA)50I ==12121 CS I ==(mA) 江苏广播电视大学开放教育本科入学水平测试 计算机科学与技术专业《数字电子电路基础》练习题（二） 一、填空题（每空2分，共30分） 1．二极管的单向导电性是外加正向电压时，二极管 ，外加反向电压时，二极管 。2．（11100）2=（ ）10=（ ）8。 3．TTL 三态门的输出有三种状态：高电平、低电平和 状态。 4．数值比较器是指能判别两个或多个二进制数 或是否 的电路。 5．时序逻辑电路的特点是时序电路某一时刻的输出不仅取决于该时刻 的状态，还与 有关。 6．若要构成五进制计数器，最少用 个触发器，它有 个无效状态。 7．同步RS 触发器的特性方程为1+n Q = ，其约束方程是 。 8．存储器的容量为1024×8位的RAM ，该存储器有 根地址线，有 根数据线。 二、单项选择题（每题2分，共20分） 1．三极管开关应用时，相当于开关断开时，该三极管处于 。 A ． 放大区 B ． 饱和区 C ． 截止区 2．)(D A C B A Y +?+=的对偶式是 。 A ．D A C B A Y +?+=')( B ．AD C B A Y +?+=' C ．))(( D A C B A Y ++=' 3．逻辑函数中的最小项 。 A ．任何两个不同的最小项乘积为1 B ．任何两个不同的最小项乘积为0 C ．任何两个不同的最小项乘积为1或0 4．COMS 与非门多余输入端应该 。 A ．接地 B ．接电源电压 C ．悬空 5．编码电路和译码电路中， 电路的输出是二进制代码。 A ．编码 B ．译码 C ．编码和译码 6．在以下各种电路中，属于时序电路的有 。 A ．加法器 B ．数据选择器 C ．计数器 7．经过有限个CP ，可由任意一个无效状态进入有效状态的计数器是 自启动的计数器。 A ．能 B ．不能 C ．不一定能 8．JK 触发器当J=K=0时，=+1n Q 。 A ．0 B ．1 C ．n Q 9．施密特触发器常用于对脉冲波形的 。 A ．延时和定时 B ．计数与寄存 C ．整形与变换 10．从电路结构上来说，几乎所有的ROM 都含有存储矩阵、地址译码器和 。 A ．读写电路 B ．输出缓冲器 C ．数据选择器 三、计算题（共5分） 将下列逻辑函数化简成最简与或表达式 )11,10,9,8,1,0(),,,(m D C B A F ∑= 三、计算、分析、设计题（每小题9分，共45分） 12 F 2 F 1《电路与电子技术基础》期末考试卷以及答案
电路与电子学基础-科学出版社课后参考答案第五章答案
电路与电子技术基础复习题
隔离技术的研究与应用
《电工与电子技术基础》第5章基本放大电路习题解答(重庆科技学院免费版)
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