目录
第一章直流稳压电源 (2)
摘要 (2)
1．设计目的..................................................................................... . (2)
2．所需元器件..................................................................... .. (2)
3.电路的工作原理……………………………………………..............................2--4
4.测量数据................................................................................... .. (4)
5.安装与调试................................................................................... . (5)
6.心得体会................................................................................... .. (5)
第二章声光控延时开关 (6)
1．设计目的................................................................................... (6)
2．所需元器件................................................................................... .. (6)
3.电路的工作原理 (7)
--8
4.测量数据……………………………………………................................ ...........8--9
5.心得体会
..................................................................................... . (9)
第三章九路抢答器 (10)
1．设计目的................................................................................... .. (10)
2．所需元器件................................................................................... . (10)
3.电路的工作原理……………………………………………............................10--12
4.测量数据……………………………………………................................ ........12--13
5.心得体会................................................................................... .. (14)
参考文献................................................................................... .. (14)
1
第一章直流稳压电源
摘要：
本直流稳压电源是根据模拟电子技术的知识设计而成，用来测量直流电压，测量范围为0～+12V。直流稳压是一种当电网电压波动或
温度负载改变时，能保证输出电压基本不变的电源。其电源电路包括电源变压器，直流电路，滤波电路，稳压电路四个环节。
关键词：直流电源整流滤波稳压
一．设计目的
1.学习直流稳压电源的设计与调试方法。
2.掌握直流稳压电源有关参数的测试方法。
3.理解直流稳压电源的工作原理，以及电路的各个极点的工作状态。二．所需元器件
(1) 12V变压器一个带插头，电路面包板一个
(2)电容：2200uF一个，470uF一个，10uF一个，瓷片电容104的二个,LM317一个,220Ω电阻一个,1KΩ电阻二个,4.7KΩ电位器一个,1N4007型号二极管4个，1N4148型号二极管2个，LED灯二个，鳄鱼夹一对，导线若干根。
三．电路的工作原理
220V市电经变压器变压(降压)、二极管桥式整流、电容C1滤波后送人LM317第3脚(输入端)，第2脚输出稳定的直流电压。第1脚为调整端，调整端与输出端之间为1.25V的基准电压。为了保证稳压器的输出性能，R2阻值应小于240Ω。为了使输出电压可调，调整端与地之间接可变电阻器R3，改变R3阻值即可改变输出电压。
2
C2用于滤除由市电引入的高频干扰，选用瓷介电容器。C1 (2200uF)组成电容滤波电路，C
μF)用于旁路基准电压的纹波电压，提高稳压电源的纹波3(0.1
抑制性能。在使用中，若负载为500-5000PF的容性负载，稳压器的输出端会发生自激现象，电解电容器C4(4700μF)正是为此而设，再则可进一步改善输出电压的纹波。D5、D6是保护二极管，若输入端发生短路，C4的放电电流会反向流LM317，有可能被冲击损坏，D5的接人可旁路反向冲击电流，使LM317得到保护。同理若输出端短路，C3上的放电电流被D6短路起到保护作用。图中的R1与LED1为工作指示，当电源线插上市电插座后，若变压、整流、滤波、稳压正常时，发光二极管LED1发光，R2为LED1的限流电阻。发光二极管LED2也为工作指示的作用。
直流稳压电源主要由四部分组成：电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。
1．电源变压器：将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压，一般次级电压较小。
2．整流电路：将变压器次级交流电压变成单向的直流电压，它包含直流成份和许多谐波分量。
3．滤波电路：滤除脉动电压中的谐波分量，输出比较平滑的直流电压。该电压往往随电网电压和负载电流的变化而变化。
3
4．稳压电路：它能在电网电压和负载电流的变化时，保持输出
直流电压的稳定。它是直流稳压电源的重要组成部分，决定着直流电源的重要性能指标。
直流稳压电源电路图
四．测量数据
1.变压器副边电压U2=1
2.16V
2.整流滤波后的电压Uc=1
3.32V
3.输出电压U0的调节范围 1.25V～11.96V
4.电源内阻 R S=△U/△I=(
5.08-4.89)V/(51.9-43.1)mA=21.59Ω
5.纹波电压（或示波器或交流毫伏表） 4.36mV
4
五．安装与调试
经过电路板的设计、元件的安装、焊接的学习，现在可以自行按电路要求进行制作。
找一块单面敷铜板，把所有元件(二极管与电阻器为卧式)及变压器都设计、安装在这块板上，LM317外配散热器使用，注意散热器要放在电路板边沿或放在离其他元件较远的版面上，可调电阻器也要方便调节。待所有元件焊接好之后，再将变压器的引线头及电源线接头从印制板正面穿过板再在焊盘一面焊接在电路板上。
检查元器件焊接无误后，用万用表电阻RX10档测试电源输出正、负端间电阻值，应有几十至几百Ω阻值(不能为0)。此后可将变压器的电源线插头插入220V的交流电源插座上，印制板上发光管发亮，表明电源接通。再用万用表直流电压档接在电源输出正、负端上，调节可变电阻器，用万用表测电源输出电压应随之可变，即制作结束。六．心得体会
通过本次实践电路设计，掌握了直流稳压电源的电子电路的设计与制作，使我学会了如何去检查电路中的错误。在接电路的过程中要仔细并且得有耐心，在检查错误时要更耐心。在实验测试时，应保持冷静，要有条理，遇问题时要联系书本知识积极思考，同时记录好实验数据，这样才能在实验后进行数据分析和总结。通过这次课程实践设计，加强了焊接能力和检查线路错误的能力，同时大大加强了我的
5
动手实践能力。在老师的细心地指导下，及在同学的帮助下，使我顺利的完成本次课程实践设计。
第二章声光控延时开关
一．设计目的
1.学会选择电路元器件参数。
2.更加深刻理解声光控延时开关的工作原理，以及电路中数据的测试。
3.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
二．所需元器件
CD4011一个，瓷片电容104，103各一个，电解电容10uF一个，电阻200K二个，10K一个，1M二个，4.7K一个，200Ω一个，光敏电阻一个，1N4148二极管二个，LED发光二极管一个，9013三极管一个，麦克风一个。
6
三．电路的工作原理
声光控延时开关的电路原理图见图所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路CD4011，其内部含有4个独立的与非门D 1～
D4，使电路结构简单，工作可靠性高。
顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启"，若干分钟后延时开关“自动关闭"。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元。
声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒接收并转换成电信号，为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻RL等元件组成光控电路，R3和RL组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，RL两端的电压高，即为高电平间，改变C3的值，可改变延时时间，满足不同目的。D3和D4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。当C3充电到一定电平时，信号经与非门D3、D4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；C 3充满电后，当放电到一定电平时，经与非门D3、D4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。
7
声光控延时开关的电路图
四．测量数据
1.发光管工作电流测量I F=9.22mA
2.延时时间的测量及计算
测量值:t=0.4s 计算值:t=RC=0.37s
8
3.与非门输出高低电平值
与非门D1 D2 D3 D4
电平值 4.97～3.32V 4.97～1.43V 4.96～3.53V 0～3.13V
4.光控，声控，触摸灵敏度的调整
光控声控触摸
2.16～2.58V 0.05～0.85V 0.02～0.40V
五．心得体会
在老师的细心地指导下，及在同学的帮助下，使我顺利的完成本次课程实践电路设计
在实验测试时，应保持冷静，要有条理，遇问题时要联系书本知
识积极思考，同时记录好实验测量数据，这样才能在实验后进行数据分析和总结。通过这次实践电路设计，学到了很多同时大大加强了我的动手实践能力。
9
第三章九路抢答器
一．设计目的
(1). 掌握九路数显抢答器组合，各单元电路的作用、译码器、显示器的逻辑功能；
(2). 学会九路数显抢答器的电器原理图；
(3). 掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接；
二．所需元器件
（1）CD4511一个，5V共阴数码管 1个，NE555定时器 1个，触点开关10个，蜂鸣器一个。
（2）10kΩ电阻 7个，1kΩ电阻2个，2kΩ电阻 1个，100kΩ电阻 1个，300Ω电阻 7个，100kΩ电位器1个，100μF电解电容 1个，0.01μF瓷片电容 1个，0.1μF瓷片电容 1个，1N4148二极管17个，9014三极管2个，导线若干。
三．抢答器工作原理
优先表决电路时用来判断哪一个预定状态优先发生电路，如判断赛者谁先达到终点，智力竞赛中谁先抢答等。该电路时用4D触发器和非门组成的，CP脉冲电路由555电路提供，按钮为抢答人按钮，APACE按钮为主持人复位按钮。当无人抢答时，FDSA均为低电平，
这时触发器CP端吕然有连续脉冲输入，但CD4511的输出端均为
10
零，数码管不亮，蜂鸣器输入端为低电平，所以不响。当有人抢答时，例如D键被按下时，在CP脉冲作用下，Q1立变为1，数码管被点亮，同时4与非门输出端为高电平，蜂鸣器发声，在经反向后，控制从555来的脉冲平能再作用到触发器，即使其他抢答者按下按钮也将不起作用。主持人可能通过按钮SPACE,使电路恢复正常状态，并为下一次抢答作好准备。
CD4511的工作原理：双列直插16脚分装，它将BCD标准代码变换成驱动七段数码管所需的信号。其中四线A~D为BCD码输入端。高电平有效。A为低位输入端，D为高位端。七段a~g输出高电平以驱动共阴极数码管发光。LE为锁存控制端，高点平时能够锁存输入的BCD码。LT为灯测试反相控制端，BI为消隐反相控制端。
抢答器的核心电路图（1）
抢答器讯响电路图（2）
四．测量数据
1.锁存信号的变化:0.10～3.12V
2.按下复位键，复位信号的变化: 0～4.96V
3.报警电路，NE555的3脚输出信号波形，频率，如何调节频率
答：调节电位器可以调节频率。
12
NE555的3脚输出信号波形
4.分别按下各抢答按钮，CD4511的DCBA各引脚电位值的变化
电位值D(V) C(V) B(V) A(V)
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。
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
模拟电路基础知识大全 一、填空题:(每空1分共40分) 1、PN结正偏时(导通),反偏时(截止),所以PN结具有(单向)导电性。 2、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)。 3、所谓理想二极管,就是当其正偏时,结电阻为(零),等效成一条直线;当其反偏时,结电阻为(无穷大),等效成断开; 4、三极管是(电流)控制元件,场效应管是(电压)控制元件。 5、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)。 6、当温度升高时,晶体三极管集电极电流Ic(增大),发射结压降(减小)。 7、三极管放大电路共有三种组态分别是(共集电极)、(共发射极)、(共基极)放大电路。 8、为了稳定三极管放大电路的静态工作点,采用(直流)负反馈,为了稳定交流输出电流采用(交流)负反馈。 9、负反馈放大电路和放大倍数AF=(A/1+AF),对于深度负反馈放大电路的放大倍数AF= (1/F )。 10、带有负反馈放大电路的频带宽度BWF=(1+AF)BW,其中BW=(fh-fl ), (1+AF )称为反馈深度。
11、差分放大电路输入端加上大小相等、极性相同的两个信号,称为(共模)信号,而加上大小相等、极性相反的两个信号,称为(差模)信号。 12、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。 13、OCL电路是(双)电源互补功率放大电路; OTL电路是(单)电源互补功率放大电路。 14、共集电极放大电路具有电压放大倍数(近似于1 ),输入电阻(大),输出电阻(小)等特点,所以常用在输入级,输出级或缓冲级。 15、差分放大电路能够抑制(零点)漂移,也称(温度)漂移,所以它广泛应用于(集成)电路中。 16、用待传输的低频信号去改变高频信号的幅度称为(调波),未被调制的高频信号是运载信息的工具,称为(载流信号)。 17、模拟乘法器输出与输入的关系式是U0=(KUxUy ) 1、1、P型半导体中空穴为(多数)载流子,自由电子为(少数)载流子。 2、PN结正偏时(导通),反偏时(截止),所以PN结具有(单向)导电性。 3、反向电流是由(少数)载流子形成,其大小与(温度)有关,而与外加电压(无关)。 4、三极管是(电流)控制元件,场效应管是(电压)控制元件。 5、当温度升高时,三极管的等电极电流I(增大),发射结压降UBE(减小)。
硬件设计检查列表——Check List 产品名称开发代号 PCB P/N PCB 版本 PCBA P/N PCBA 版本 产品功能简述： 原理图设计部分（参考《电路原理图设计规范》） 1.电路图图幅选择是否合理。（单页，多页）是?否?免? 2.电路图标题栏、文件名是否规范。是?否?免? 3.元件大小、编号、封装是否有规律，是否符合要求。是?否?免? 4.元器件标注（名称，标称值，单位，型号，精度等）是否符合要求是?否?免? 5.元器件摆放和布局是否合理、清晰。是?否?免? 6.器件间连线是否正确，规范。是?否?免? 7.电气连线交叉点放置是否合理。是?否?免? 8.重要的电气节点是否明确标示。是?否?免? 9.重要网络号是否标准清晰。是?否?免? 10.是否对特殊部分添加注释。是?否?免? 11.零件选型是否符合要求（零件封装，可购买性，电压电流是否满足等）。是?否?免? 12.是否设计测试点，Jump点。是?否?免? 13.是否符合ESD保护设计要求。是?否?免? 14.是否符合EMI/EMC设计要求。是?否?免? 15.是否有过流、过压保护设计。是?否?免? 16.元器件选项是否能满足功能设计的功耗，电压，电流的要求。是?否?免? 17.时钟晶振电容是否匹配，晶振选项是否正确(有源、无源)。是?否?免? 18.I/O口开关量输入输出是否需要隔离。是?否?免? 19.上拉、下拉电阻设计是否合理。是?否?免? 20.是否进行过DRC检查。是?否?免? 21.是否存在方框图。是?否?免? 22.是否标注模块名称。是?否?免? 23.原理图层级结构是否合理、清晰。是?否?免? 24.标注部分字体、大小是否合理。是?否?免? 25.零件选型的可采购性。是?否?免? 26.零件选型的可生产性。是?否?免?Designed by：Checked by：Approved by：
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）
一个硬件电子工程师应掌握的二十种基本模拟电路一、桥式整流电路 1、二极管的单向导电性： 伏安特性曲线：理想开关模型和恒压降模型： 2、桥式整流电流流向过程：输入输出波形： 3、计算：Vo, Io,二极管反向电压。 二、电源滤波器 1、电源滤波的过程分析：波形形成过程： 2、计算：滤波电容的容量和耐压值选择。 三、信号滤波器 1、信号滤波器的作用：与电源滤波器的区别和相同点： 2、LC 串联和并联电路的阻抗计算，幅频关系和相频关系曲线。 3、画出通频带曲线。 计算谐振频率。
四、微分和积分电路 1、电路的作用，与滤波器的区别和相同点。 2、微分和积分电路电压变化过程分析，画出电压变化波形图。 3、计算：时间常数，电压变化方程，电阻和电容参数的选择。 五、共射极放大电路 1、三极管的结构、三极管各极电流关系、特性曲线、放大条件。
2、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。 3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算 六、分压偏置式共射极放大电路 1、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。 2、电流串联负反馈过程的分析，负反馈对电路参数的影响。 3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算。 七、共集电极放大电路(射极跟随器)
1、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。电路的输入和输出阻抗特点。 2、电流串联负反馈过程的分析，负反馈对电路参数的影响。 3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算 八、电路反馈框图 1、反馈的概念，正负反馈及其判断方法、并联反馈和串联反馈及其判断方法、电流反馈和电压反馈及其判断方法。 2、带负反馈电路的放大增益 九、二极管稳压电路
电子电路基础知识点总结 1、 纯净的单晶半导体又称本征半导体，其内部载流子自由电子空 穴的数量相等的。 2、 射极输出器属共集电极放大电路，由于其电压放大位数约等于 1，且输出电压与输入电压同相位，故又称为电压跟随器 （ 射极跟随器 ）。 3、理想差动放大器其共模电压放大倍数为 0,其共模抑制比为乂。 般情况下，在模拟电器中，晶体三极管工作在放大状态，在 数字电器中晶体三极管工作在饱和、截止状态。 限幅电路是一种波形整形电路， 因它削去波形的部位不同分为 4、 5、 上限幅、 下限幅和双向限幅电路。 6、 主从 JK 触发器的功能有保持、计数、置 0、置 1 。 7、 多级放大器的级间耦合有阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。 8、 带有放大环节串联稳压电路由调整电路、基准电路、取样电路 和比较放大电路分组成。 9、 时序逻辑电路的特点是输出状态不仅取决于当时输入状态，还 与输出端的原状态有关。 10、 当PN 结外加反向电压时，空间电荷区将变宽。反向电流是由 少数载流子形成的。
11、 半导体具有热敏性、光敏性、力敏性和掺杂性等独特的导电 特性。 12、 利用二极管的单向导电性，可将交流电变成脉动的直流电。 13、 硅稳压管正常工作在反向击穿区。在此区内，当流过硅稳压 管的电流在较大范围变化时，硅稳压管两端的电压基本不变。 电容滤波只适用于电压较大，电流较小的情况，对半波整流 电路来说，电容滤波后，负载两端的直流电压为变压级次级电压的 倍，对全波整流电路而言较为倍。 15、处于放大状态的NPN 管，三个电极上的电位的分布必须符合 UC>UB>UE 而PNP 管处于放大状态时，三个电极上的电位分布须符合 UE>UE>UC 总之，使三极管起放大作用的条件是：集电结反偏，发射 结正偏。 16、 在 P 型半导体中，多数载流子是空穴，而 N 型半导体中，多 数载流子是自由电子。 晶体管放大器设置合适的静态工作点，以保证放大信号时， 三极管应始终工作在放大区。 般来说，硅晶体二极管的死区电压大于锗管的死区电压。 14、 17、 二极管在反向截止区的反向电流基本保持不变。 18、 当环境温度升高时，二极管的反向电流将增大。 19、 20、
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。
电路图：用规定的符号表示电路连接情况的图。填写以下电路图符号： 二、探究不同物质的导电性能 四、电压 1 电压的作用 1 ）电压是形成电流的原因：电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。电源是 提供电压的装置。 （2）电路中获得持续电流的条件：①电路中有电源（或电路两端有电压）；②电路是 连通的。 、认识电路 1. 电路的基本组成： 将其他能转化为电能的装置 用电器——将电能转化为其他形式能的装置 开关——控制电路的通断 导线——起连接作用，传输电能 2. 电源 开关 灯泡 变阻器 电流表 电压表 3. 电路的连接方式：串联和并联 1. 导体：容易导电的物体。如：常见金属、 酸碱盐的水溶液、人体、大地、石墨等。 容易导电的原因：有大量的自由电荷。 具体情况：金属中有大量的自由电子；酸碱 盐的水溶液中有大量的自由离子） 2. 绝缘体：不容易导电的物体。如：油、酸碱盐的晶体、陶瓷、橡胶、纯水、空气等。 不容易导电的原因：几乎没有自由电荷。 3. 良好的导体和绝缘体都是理想的电工材料，导体和绝缘体没有明显的界限。 三、电流 1. 电流的形成：电荷的定向移动形成电流。（在金属导体中，能够做定向移动的是自由电 子；在酸 碱盐溶液中，能够做定向移动的是正离子和负离子） 2. 电流的方向：正电荷定向移动的方向为电流方向。按照这个规定， 负电荷定向移动的方 向和电流方向相反。 3. 电流用字母 I 表示，国际单位是安培，简称安，符号 A 。 比安小的单位还有毫安（mA 和微安（卩A ）: 1A=10 mA 1 mA=10 3 卩 A 4. 实验室常用的电流表有两个量程：0— 0.6A （分度值0.02A ）； 0—3A （分度值 0.1A ）
经验分享：硬件电路怎么设 计
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
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。
一、认识电路 1. 电路的基本组成： 电源——将其他能转化为电能的装置用电器——将电能转化为其他形式能的装置开关——控制电路的通断导线——起连接作用，传输电能 2. 电路图：用规定的符号表示电路连接情况的图。填写以下电路图符号： 电源开关灯泡变阻器电流表电压表 3. 电路的连接方式：串联和并联 二、探究不同物质的导电性能 1. 导体：容易导电的物体。如：常见金属、酸碱盐的水溶液、人体、大地、石墨等。 容易导电的原因：有大量的自由电荷。（具体情况：金属中有大量的自由电子；酸碱盐的水溶液中有大量的自由离子） 2.绝缘体：不容易导电的物体。如：油、酸碱盐的晶体、陶瓷、橡胶、纯水、空气等。 不容易导电的原因：几乎没有自由电荷。 3.良好的导体和绝缘体都是理想的电工材料，导体和绝缘体没有明显的界限。 三、电流 1. 电流的形成：电荷的定向移动形成电流。（在金属导体中，能够做定向移动的是自由电 子；在酸碱盐溶液中，能够做定向移动的是正离子和负离子） 2. 电流的方向：正电荷定向移动的方向为电流方向。按照这个规定，负电荷定向移动的方 向和电流方向相反。 3. 电流用字母I表示，国际单位是安培，简称安，符号A。 比安小的单位还有毫安（mA）和微安（μA）：1A=103 mA 1 mA=103μA 4. 实验室常用的电流表有两个量程：0—0.6A（分度值0.02A）；0—3A（分度值0.1A） 四、电压 1电压的作用 （1）电压是形成电流的原因：电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。电源是提供电压的装置。 （2）电路中获得持续电流的条件：①电路中有电源（或电路两端有电压）；②电路是连通的。
硬件电路原理图设计审核思路和方法 1、详细理解设计需求，从需求中整理出电路功能模块和性能指标要 求； 2、根据功能和性能需求制定总体设计方案，对CPU进行选型，CPU 选型有以下几点要求： a）性价比高； b）容易开发：体现在硬件调试工具种类多，参考设计多，软件资源丰富，成功案例多； c）可扩展性好； 3、针对已经选定的CPU芯片，选择一个与我们需求比较接近的成功 参考设计，一般CPU生产商或他们的合作方都会对每款CPU芯片做若干开发板进行验证，比如440EP就有yosemite开发板和 bamboo开发板，我们参考得是yosemite开发板，厂家最后公开给用户的参考设计图虽说不是产品级的东西，也应该是经过严格验证的，否则也会影响到他们的芯片推广应用，纵然参考设计的外围电路有可推敲的地方，CPU本身的管脚连接使用方法也绝对是值得我们信赖的，当然如果万一出现多个参考设计某些管脚连接方式不同，可以细读CPU芯片手册和勘误表，或者找厂商确认；另外在设计之前，最好我们能外借或者购买一块选定的参考板进行软件验证，如果没问题那么硬件参考设计也是可以信赖的；但要注意一点，现在很多CPU 都有若干种启动模式，我们要选一种最适合的启动模式，或者做成兼容设计；
4、根据需求对外设功能模块进行元器件选型，元器件选型应该遵守 以下原则： a）普遍性原则：所选的元器件要被广泛使用验证过的尽量少使用冷偏芯片，减少风险； b）高性价比原则：在功能、性能、使用率都相近的情况下，尽量选择价格比较好的元器件，减少成本； c）采购方便原则：尽量选择容易买到，供货周期短的元器件； d）持续发展原则：尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件；e）可替代原则：尽量选择pin to pin兼容种类比较多的元器件；f）向上兼容原则：尽量选择以前老产品用过的元器件； g）资源节约原则：尽量用上元器件的全部功能和管脚； 5、对选定的CPU参考设计原理图外围电路进行修改，修改时对于每 个功能模块都要找至少3个相同外围芯片的成功参考设计，如果找到的参考设计连接方法都是完全一样的，那么基本可以放心参照设计，但即使只有一个参考设计与其他的不一样，也不能简单地少数服从多数，而是要细读芯片数据手册，深入理解那些管脚含义，多方讨论，联系芯片厂技术支持，最终确定科学、正确的连接方式，如果仍有疑义，可以做兼容设计；这是整个原理图设计过程中最关键的部分，我们必须做到以下几点： a）对于每个功能模块要尽量找到更多的成功参考设计，越难的应该越多，成功参考设计是“前人”的经验和财富，我们理当借鉴吸收，站在“前人”的肩膀上，也就提高了自己的起点；
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。
硬件电子电路基础关于本课程 § 4—2乙类功率放大电路 § 4—3丙类功率放大电路 § 4—4丙类谐振倍频电路 第五章正弦波振荡器 § 5—1反馈型正弦波振荡器的工作原理 § 5— 2 LC正弦波振荡电路 § 5— 3 LC振荡器的频率稳定度 § 5—4石英晶体振荡器 § 5— 5 RC正弦波振荡器
第一章半导体器件 §1半导体基础知识 §1PN 结 §-1二极管 §1晶体三极管 §1场效应管 §1半导体基础知识 、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） 、半导体的导电特性本征半导体一一纯净、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 ?掺杂一一管子 *温度--- 热敏元件 ?光照——光敏元件等 2、半导体中的两种载流子一一自由电子和空穴 ?自由电子——受束缚的电子（一） ?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。女口：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。女口：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
第一章 电路的基础知识 1.1电路的组成 一、授课章节 1.1电路的组成 二、学时安排 2学时 三、教学目标 1.了解电路的概念和电路的基本组成，理解各部分的作用； 2.理解电路模型的概念； 3.能够识别和画出电路图中常用的图形符号； 4.能够画出简单电路的电路图。 四、教学重点、难点分析 重点： 1.电路的基本组成及作用。 2.电路模型的概念。 难点： 电路模型的概念。 五、教具 演示实验设备、电化教学设备。 六、教学方法 讲授法，多媒体课件，理实一体化。 七、教学过程 Ⅰ.导入
手电筒是人们常用的一种照明工具，手电筒的外形及其分解图如图1.1所示。 1.观察现象，提出问题 试用导线将小灯泡、干电池及开关连接起来。闭合开关，小灯泡就持续发光，如图1.2（a）所示；断开开关，小灯泡就熄灭了，如图1.2（b）所示，这是为什么呢？ 2.分析解决问题 小灯泡持续发光，表示有持续电流通过小灯泡的灯丝，这个持续电流是由干电池提供的，像干电池这样能提供持续电流的装置，称为电源。电源有两个极，一个正极，一个负极。电源的作用是在电源内部不断地使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，对外持续供电。 从能量转化的角度来看，电源是把其他形式的能量转化为电能的装置。 提问：常见的电源有哪些？ 归纳总结：干电池、蓄电池→→将化学能转化为电能 发电机→→将机械能转化为电能 Ⅱ.新课 一、电路的组成 通过上述观察分析可知：要使小灯泡持续发光，灯丝中就必须有持续电流通过。因此所谓电路就是电流流通的闭合路径。 提问：通过手电筒电路的实例分析，电路应该由哪几部分组成呢？ 归纳总结：电路由电源、负载、连接导线、控制和保护装置四部分组成。 （1）电源——向电路提供能量的设备。它能把其它形式的能转换成电能。
江西理工大学应用科学学院
目录 一、设计任务与要求 (1) 二、总体框图 (2) 三、选择器件 (5) 四、功能模块 (6) 1.Songer模块 (6) 1.1NoteTabs模块 (6) 1.2ToneTaba模块 (11) 1.3Speakera模块 (13) 2.div模块 (16) 3.七段译码器模块 (18) 五、总体设计电路图 (21) 1.顶层设计的电路原理图 (21) 2.顶层设计的仿真结果 (23) 3.电路的管脚图 (23) 六、结束语 (24) 七、心得体会 (25)
硬件电子琴电路设计 一、设计任务与要求 使用FPGA设计一模拟电子琴键，实现电子琴按键的DO，Re，Mi，Fa，Sol，La，Si等中音以及相应的高音。 二、总体框图 系统设计方案： 方案一： 采用单个的逻辑器件组合实现。这样虽然比较直观，逻辑器件分工鲜明，思路也比清晰，一目了然。但是由于元器件种类、个数繁多，而过于复杂的硬件电路也容易引起系统的精度不高、体积过大等不利因素。例如八个不同的音符是由八个不同的频率来控制发出的，而采用方案一就需要运用不同的分频器来对信号进行不同程度的分频。所用仪器之多显而易见。 方案二： 采用VHDL语言编程来实现电子琴的各项功能。系统主要由电子琴发声模块、选择控制模块和储存器模块组成。和 方案一相比较，方案二就显得比较笼统，只是把整个系统分 为了若干个模块，而不牵涉到具体的硬件电路。但是我们必 须看到用超高速硬件描述语言VHDL的优势，它不仅具有良 好的电路行为描述和系统描述的能力而且通俗易懂。经过对
以上两种方案的分析、比较和总结，我们选用方案二来进行八音符电子琴的设计。 (2)．ToneTaba模块：是乐曲简谱码对应的分频预置数查找表电路，其中设置了乐曲的全部音符所对应的分频置数，每一音符的停留时间由音乐节拍和音调发生器模块NoteTabs 的CLK的输入频率决定，这些值由对应于ToneTaba的4