电子电路基础

电子电路基础知识--测试第一篇电子电路基础知识一、判断题（正确的打√，错误的打×）1、射极输出器不具有电压放大作用。

（√）2、普通二极管反向击穿后立即损坏，因为击穿是不可逆的。

（√）3、在三种功率放大电路中，效率最高是的甲类功放。

（×）说明：效率最高是的乙类功放.4、逻辑电路中“1”比“0”大。

（×）说明：逻辑电路中“1”与“0”不存在大小之分。

5、石英晶体振荡器的主要优点是振荡频率稳定性高。

（√）6、直流放大器只能放大直流信号。

（√）7、在基本放大电路中，若静态工作点选择过高，容易出现饱和失真。

（√）8、振荡器的负载变动将影响振荡频率稳定性（×）9、直流放大器是放大直流信号的，它不能放大交流信号（√）10、差动放大器如果注意选择元件，使电路尽可能对称，可以减小零点漂移（√）11、放大器具有正反馈特性时，电路必然产生自激振荡（×）12、多级放大器的通频带比组成它的各级放大器的通频带窄，级数愈少，通频带愈窄（×）说明：级数愈少，通频带愈宽。

13、晶体三极管的发射区和集电区是由同一类型半导体构成的，所以e极和c极可以互换使用（×）14、在外电场作用下，半导体中同时出现电子电流和空穴电流。

（×）15、少数载流子是自由电子的半导体称为P型半导体。

（×）16、晶体二极管击穿后立即烧毁。

（×）17、用万用表测二极管正向电阻，插在万用表标“+”号插孔的测试棒（通常是红色棒）所连接的二极管的管脚是二极管正极，另一为负极。

（×）18、晶体三极管的发射区和集电区是由同一类半导体（P型或N型）构成的，所以极e和c极可以互换使用。

（×）19、PNP三极管处于截止状态时，发射结正偏（×）20、晶体三极管具有能量放大功能。

（×）21、当集电极电流值大于集电极最大允许时，晶体三极管一定损坏。

电子电路基础入门电子电路是现代科技的基石，涉及到我们生活中的各个方面，从手机到电视，从汽车到家电。

学习电子电路的基础知识可以帮助我们更好地理解和应用这些电子设备。

在本文中，我将介绍一些基础的电子电路知识以及学习电子电路的步骤。

一、电子电路的基本概念和分类1.1 电子电路的基本概念电子电路由电子器件组成，通过电流和电压的相互作用来实现信息的传输和处理。

1.2 电子电路的分类电子电路可分为模拟电路和数字电路两类。

模拟电路处理连续信号，数字电路处理离散信号。

二、学习电子电路的步骤学习电子电路需要系统地掌握一系列的理论知识，并通过实践加深理解。

下面是学习电子电路的基本步骤：2.1 掌握基本的电路理论基础了解电流、电压、电阻、电感和电容等基本概念，掌握欧姆定律、基尔霍夫定律、瞬态分析和频率响应等基本理论。

2.2 学习电子器件的基本原理和特性学习并理解二极管、晶体管、场效应管等常见电子器件的原理、特性以及应用。

2.3 学习电路分析和设计的方法学习基本的电路分析方法，包括节点分析法、支路电压法和基尔霍夫定律等。

同时，学习电路设计的基本流程，包括需求分析、电路拓扑设计、元器件选型和电路仿真等。

2.4 进行电路实验实践通过搭建实际电路并进行实验验证，加深对理论知识的理解，并培养动手能力和解决问题的技巧。

2.5 学习电路设计工具的使用学习使用相关的电路设计工具，如仿真软件、布局设计软件和印制电路板制作软件等，提高电路设计和制作的效率。

2.6 深入学习特定领域的电子电路知识根据个人兴趣和需求，进一步学习特定领域的电子电路知识，如信号处理、功率电子和微电子等。

三、学习电子电路的注意事项学习电子电路需要一定的耐心和细心，在学习过程中需要注意以下几点：3.1 多做习题和实验通过多做习题和实验，巩固所学知识，并培养解决问题的能力。

3.2 注意实际应用场景学习电子电路时，要结合实际应用场景来理解知识，增强实际应用的能力。

3.3 多与他人交流和研讨与他人交流和研讨可以帮助我们更好地理解和应用电子电路知识，同时也可以了解到不同的思路和技巧。

电子电路知识入门基础教学电子电路是指由一个或多个电子元器件，如电阻、电容、电感、半导体（如晶体管、集成电路）等，连接起来构成的电路。

它是一种由若干个电子元件组成的电路，通过控制、调节电路中电流的流动来达到预期的功能。

它的作用是使电子元件之间能够对信号进行有效地检测、处理和传输，以满足系统的要求。

二、电子电路的基本原理电子电路的运行原理是电子元件之间有因果关系，互相影响，从而形成电力能量的传输。

当电子元件上的电流变化时，它就会产生电压变化，然后被其它元件感知并发生变化。

在电路中，每一部分的电子元件都起着一定的作用，形成了一个完整的系统，有效实现了电子信号的传输和处理。

三、电子电路常见元件电子电路中最常见的元件有电阻、电容、电感、晶体管、集成电路、光耦合器和变压器等。

1、电阻：电阻是电路中最常见的一种电子元件，它能阻抗电流流动，阻碍电路中的电流通过，从而实现对电流的控制。

2、电容：电容是一种电子元件，它能储存电荷，电荷的多少可以控制电压的变化，从而实现对电压的控制。

3、电感：电感是一种电子元件，它能在电路中形成电磁耦合，从而实现对电流及电压的控制。

4、晶体管：晶体管是一种电子元件，它能像开关一样控制电流的通断，从而实现信号的控制。

5、集成电路：集成电路是一种电子元件，它是由大量晶体管和其他元件集成在一块半导体基材上，可以实现特定功能，从而实现芯片功能。

6、光耦合器：光耦合器是一种电子元件，它能将电路中的电能转换为光能，然后再将光能转换为电能，从而实现信号的传输和处理。

7、变压器：变压器是一种电子元件，它能将输入电磁能量转换为输出电能，从而实现电压的变化，这样可以满足系统的电压需求。

四、电子电路设计原则1、设计原则：在电子电路设计中，应遵循“精确、简洁、熟悉、安全”的原则，即在设计过程中，要考虑电路的有效性和安全性，让电路可以有效地发挥作用，从而获得良好的实际效果。

2、电路的结构：在电子电路的设计中，应当考虑电路的结构，使电路简单易懂，便于系统的维护和后期的升级。

电子电路基础知识入门电子电路是电子技术的基础，它涉及到电子元件的组合和连接，以产生特定的电信号。

如果你对电子电路的了解还很有限，不用担心，本文将为你介绍电子电路的基础知识和入门步骤。

一、什么是电子电路- 电子电路是利用导电材料和电子元件来实现特定功能的电路系统。

它由多个电子元件组成，包括电阻、电容、电感、二极管、三极管等。

二、了解电子元件1. 电阻- 电阻是电子元件中的一种，用于限制电流流动的大小。

它的单位是欧姆(Ω)，常用的有固定电阻和可变电阻。

2. 电容- 电容是电子元件中的一种，用于存储电荷。

它的单位是法拉(F)，常用的有固定电容和可变电容。

3. 电感- 电感是电子元件中的一种，利用磁场储存能量。

它的单位是亨利(H)，常用的有固定电感和可变电感。

4. 二极管- 二极管是电子元件中的一种，它只允许电流在一个方向上通过，具有整流的功能。

5. 三极管- 三极管是电子元件中的一种，它可以放大电流和电压信号。

三、电路基础知识1. 电路的分类- 电路可以分为模拟电路和数字电路两种。

- 模拟电路是用来处理模拟信号的电路，它可以处理连续变化的信号。

- 数字电路是用来处理数字信号的电路，它处理离散的信号。

数字电路常用于计算机、通信等领域。

2. 电路中的电流和电压- 电路中的电流表示电荷的流动，单位是安培(A)。

- 电路中的电压表示电荷的能量，单位是伏特(V)。

3. 电路图的表示方法- 电路图用来表示电子元件之间的连接关系以及其对电流和电压的影响。

- 电路图中使用符号来表示电子元件，例如电阻用矩形表示，电容用两条平行线表示。

四、学习电子电路的步骤1. 学习电子电路的基础理论知识- 了解电子元件的分类、特性以及在电路中的作用。

- 学习电流、电压、功率等基本概念。

- 掌握电路分析的方法和技巧。

2. 进行实验- 实验是学习电子电路的重要手段。

- 首先，准备实验所需的电子元件和仪器设备。

- 按照电路图的要求，连接电子元件，观察实验现象。

第一章习题解答题1.1 电路如题图1.1所示，试判断图中二极管是导通还是截止，并求出ＡＯ两端的电压ＵＡＯ。

设二极管是理想的。

解：分析：二极管在外加正偏电压时是导通，外加反偏电压时截止。

正偏时硅管的导通压降为0.6～0.8V 。

锗管的导通压降为0.2～0.3V 。

理想情况分析时正向导通压降为零，相当于短路；反偏时由于反向电流很小，理想情况下认为截止电阻无穷大，相当于开路。

分析二极管在电路中的工作状态的基本方法为“开路法”，即：先假设二极管所在支路断开，然后计算二极管的阳极（P 端）与阴极（N 端）的电位差。

若该电位差大于二极管的导通压降，该二极管处于正偏而导通，其二端的电压为二极管的导通压降；如果该电位差小于导通压降，该二极管处于反偏而截止。

如果电路中存在两个以上的二极管，由于每个二极管的开路时的电位差不等，以正向电压较大者优先导通，其二端电压为二极管导通压降，然后再用上述“开路法”法判断其余二极管的工作状态。

一般情况下，对于电路中有多个二极管的工作状态判断为：对于阴极（N 端）连在一起的电路，只有阳极（P 端）电位最高的处于导通状态；对于阳极（P 端）连在一起的二极管，只有阴极（N 端）电位最低的可能导通。

图（a ）中，当假设二极管的VD 开路时，其阳极（P 端）电位P U 为-6V ，阴极（N 端）电位N U 为-12V 。

VD 处于正偏而导通，实际压降为二极管的导通压降。

理想情况为零，相当于短路。

所以V U AO 6-=；图（b ）中，断开VD 时，阳极电位V U P 15-=，阴极的电位V U N 12-=， ∵ N PUU < ∴ VD 处于反偏而截止∴ VU AO 12-=； 图（c ），断开VD1,VD2时∵ V U P 01= V U N 121-= 11N P U U > V U P 152-= V U N 122-= 22N P U U<∴ VD1处于正偏导通，VD2处于反偏而截止V U AO 0=；或，∵ VD1，VD2的阴极连在一起∴ 阳极电位高的VD1就先导通，则A 点的电位V U AO 0=，而 A N P U UV U =<-=2215∴ VD2处于反偏而截止 图（d ），断开VD1、VD2，∵ V U P 121-= V U N 01= 11N P U U < V U P 122-= VU N 62-= 22N P U U <；∴ VD1、VD2均处于反偏而截止。

通信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）漂移运动：由于内建电场的吸引，个别少数载流子受电场力的作用与多子运动方向相反作运动。

电子电路知识入门基础教学电子电路技术是电子技术和电子产品设计、制造等领域的基础理论和实践技术，它涉及一系列技术和方法，广泛应用于电子设备的研发、生产、使用以及维护等。

由于电子电路技术的广泛涉及，其学习难度也极高，成为入门和学习电子领域的必修课程。

下面就电子电路知识入门基础教学进行介绍，供大家参考。

一、电子电路基础知识（1）电子电路组成元件：电路组成元件可分为控制元件、驱动元件、接口元件和保护元件4大类。

其中控制元件是电路的核心，包括电子器件、电子元件，如晶体管、集成电路以及数字电路、模拟电路等；驱动元件用于提供负载电压，可用于改变信号的幅值和频率，如三极管、可控硅、开关电源等；接口元件用于连接输入输出，通常由按钮、拨码开关、插座、接线柱等组成；保护元件用于保护电路不受外部潮流、电压等损害，常用保护元件有电容、电感、湿式、熔断器等。

（2）电子电路基本知识：电子电路的基本知识包括电路分类、电路定律、电路结构、电路分析及对应电子器件等内容。

这些知识是学习电子电路技术的基础，也是入门时必须掌握的基础知识。

二、电子电路原理及常用技术（1）电路原理：电路的基本原理是一系列的电力学、电磁学和信号分析理论。

学习电子电路时首先要了解电荷、电流、电压、电阻、电容、电感等基本概念和它们之间的相互关系，以及运用这些基本概念构成的电路的规律。

（2）电子电路常用技术：电子电路常用技术包括测试技术、安装技术和维护技术等。

其中测试技术可以用于检测电子电路的状态，如可以采用电气测试仪、仪表和电路分析仪等方法对电路中的信号及电源的状态进行检测；安装技术可以用于在电路板上安装和更换电子元件，采用焊接方式，用螺丝钉和水晶胶固定电子元件等；维护技术可以用于电子电路维护和维修，一些复杂的工作可以使用故障排除等软件进行排错检测。

三、电子电路设计技术（1）设计流程：电子电路的设计一般应遵循需求分析和具体设计两个步骤。

需求分析时进行需求定义、设计概要以及设计约定等；而具体设计时则要完成电路原理图、电路板布局及电路代码等。

一、三极管的简单检测方法（经验判断）1.冒状的三极管：对于这种冒状三极管，一般都有个凸出的部分，则突出部分对应为E极，然后B极应该为中间的引脚，另外一脚则为C 极；2.普通的三极管：对于这种三极管，首先用数字万用表检测出B极（万用表打到导通挡，若测得某一引脚与其他两引脚的压降为无穷大，调换表笔，测得此引脚与其他两引脚都存在一定的压降，则可判定此引脚为B极），检测出B极后，将万用表打到导通挡（即二极管挡），分别测量另外两支引脚对B极的正向偏压，其中偏压较大的为E极，偏压较小的为C极；（注：一般三极管若检测出B极在一端，则另一端为E极，中间为C极）二、电容的串、并联：1.电容串联电路的基本特征：a):电容串联后总电容的倒数等于各电容容量的倒数之和，即1/C=1/C1+1/C2+…,这一点与电阻并联电路相同。

（记住一个特例：当两个容量相等电容串联后，其总的电容容量为原来单个电容容量的一半。

）b):在电容串联电路中，容量大的电容两端电压小，容量小的电容两端电压大（由Q=C*U，存储在串联电路中各个电容的电荷量Q相等，所以容量越大，电容两端电压越小。

），当某个电容的容量远大于其他电容时，该电容相当于通路，此时电路中起决定性作用的是容量小的电容。

c):两只有极性电解电容顺串联的结果仍然为一只有极性的电容，总电容的容量减小，总电容的耐压提高；逆串联后电容没有极性，两根引脚可以任意接入电路中。

2.电容并联电路的基本特征：a):电容并联电路中的总电容等于各电容的容量之和，即总容量C= C1+C2+…，这一点与电阻串联特性相似。

b)：电容并联电路中各电容上电压相等，各电容支路中，大容量电容支路中的电流大，小容量电容支路中的电流小。

（因为并联电路两端电压相等，容量大容抗小，电流大）说明：（平板电容公式为c=εs/4πkd.平行板电容器的电容c跟介电常数ε成正比，跟正对面积成s正比,跟极板间的距离d成反比，其中式中的k是静电力常量。

电子电路设计入门电子电路设计是电子工程中非常重要的一项技术，它涉及到电路原理、元器件选择、电路设计方法等方面的知识。

对于初学者来说，掌握电子电路设计的基本原理和方法是非常关键的。

本文将介绍电子电路设计的入门知识，并探讨一些实用的设计技巧。

一、电子电路基础知识在学习电子电路设计之前，我们首先需要了解一些基础知识。

电子电路是由电子元器件（如电阻、电容、电感等）组成的，通过这些元器件可以实现信号的处理和控制。

同时，电子电路中也会涉及到各种信号源和信号处理器件，例如放大器、滤波器等。

在电子电路设计中，我们需要了解以下几个基本概念：1. 电压（Voltage）：电路中的电势差，用于表示电路中的电子能量变化情况。

2. 电流（Current）：电子在电路中的流动状态，用于表示电子在电路中的数量变化情况。

3. 电阻（Resistance）：阻碍电流流动的物理特性，用于限制电流的大小。

4. 电容（Capacitance）：存储电荷的能力，用于实现信号的延时和滤波。

5. 电感（Inductance）：通过电磁感应作用产生感应电动势，用于存储磁场能量。

二、电子电路设计流程在进行电子电路设计时，我们通常会按照以下流程进行：1. 确定需求：明确电路设计的功能和性能要求，例如放大、滤波、控制等。

2. 元器件选择：根据需求选择合适的电子元器件，例如放大器、运算放大器、滤波器等。

3. 电路设计：根据所选元器件的特性和需求，设计出符合要求的电路框图。

4. 电路模拟：使用电路模拟软件对设计的电路进行仿真，以验证其性能和功能。

5. 电路实现：根据设计结果，制作实际的电路板并进行焊接和组装。

6. 电路测试：对实际制作的电路进行测试，验证其性能和功能是否符合设计要求。

7. 优化调试：根据测试结果对电路进行优化和调试，以达到更好的性能和稳定性。

8. 文档记录：对电路设计和测试结果进行详细的记录，方便以后的参考和改进。

三、电子电路设计实例为了更好地理解电子电路设计的过程和方法，我们可以通过一个实例来进行说明。

单项选择题5、图示电路是（B ）电路。

16、图示电路是（A ）电路。

7、电路如题图所示，电路引入(B )负反馈。

（2 分）11、电路如题图所示，电路引入( C )负反馈。

12、电路如题图所示，电路引入( D )负反馈。

13、电路如题图所示，电路引入(B )负反馈。

14、电路如题图所示，电路引入(A )负反馈。

6、电路如题图所示，电路引入( B )负反馈。

1、当PN结外加正向电压时，内外电场方向（A）。

A．相反B．相同C．不确定2、当温度升高时，二极管的反向饱和电流（A）。

3、基本微分电路的电容器接在运放电路的（C）。

A．反向输入端B．同向输入端C．反向端与输出端之间D．输出端4、负反馈使放大电路增益下降，增益稳定性(A )。

A．提高B．下降C．不变D．不确定6、锗二极管的死区电压是（A）。

（2 分）A．0.1~0.2V B．0.5V C．0.7V D．0.6V9、在本征半导体中掺入5价元素就成为（B）型半导体。

A．P型半导体B．N型半导体C．PN结D．纯净半导体10、为了稳定三极管放大电路静态工作点，采用（C ）负反馈。

A．电流负反馈B．电压负反馈C．直流负反馈D．交流负反馈14、在固定偏置放大电路中，调大偏置电阻Rb的数值，容易出现（B ）失真。

A．饱和B．截止C．低频D．交越15、欲将方波转换成三角波，应选用（B ）。

A．微分运算电路B．积分运算电路C．差分输入运算电路D．乘法电路16、当PN结外加反向电压时，扩散电流（B ）漂移电流，耗尽层变宽。

A．大于B．小于C．等于D．不确定17、在杂质半导体中，多数载流子的浓度取决于（C ）（2 分）A．晶体缺陷B．温度C．杂质浓度D．掺杂工艺18、二极管两端电压大于（B ）时，二极管才导通。

（2 分）A．击穿电压B．死区电压C．饱和电压D．放大电压19、在固定偏置放大电路中，调小偏置电阻Rb的数值，将使静态工作点（A ）。

（2 分）A．升高B．降低C．不变D．不定20、负反馈使放大电路增益( A)。

2022 电路原理一、 绪论1.1 EECS:1.2 电路的组成:源(发电厂,光电池,麦克风等),负荷(电动机,扬声器,屏幕等),能量和信号处理电路(变压器,放大器等),导线与开关(输电线路,电路板等). 1.3 电路的变量:1.3.1 电流current:电荷的时间变化率(单位时间内从A 到B 的正电荷量)I =dQ dt1.3.2 电压voltage:电场力移动单位电荷做的功(电场力将正电荷从A 移动到B 所作的功)(电位的降低)Uab =dW abdq=−Uba =φa −φb1.3.3电位potential:从某点到参考节点的电压参考点(reference point)的电位是零.两点间的电压等于两点之间的电位差.两点间的电压与参考节点的选取无关.1.3.4 电动势eletromotive force:非电场力将单位正电荷从B 移动到A 所作的功(电位的升高)e BA =dW BAdq=φA −φB1.4 变量的大小写:不变的量大写,可能变化的量小写. 1.5 电压和电流的参考方向:电压或电流的方向未知;电压或电流的方向随时间变化.表示电流参考方向的两种方法：箭头；双下标(i AB )-参考方向从A 指向B二端元件上电压参考方向和电流参考方向之间的关系关联参考方向associated reference directions:u =Ri 均正端流入,负端流出非关联参考方向non-associated reference directions:u =−Ri1.6 电路的功率Power:单位时间内从A 到B 所做的功(元件吸收)P =dw dt =dw dq dq dt=ui1.6.1功率的计算:或全部按关联方向进行计算电阻总是吸收功率,电源可能吸收也可能发出功率.电路中被吸收功率之和一定等于发出功率之和.1.7总结:电压,电流都是参考方向;电动势是电源的本质参数;电压-电流有关联/非关联两种情况—功率有两种计算方法二、 电阻电路的基本分析方法:2.1 电阻器(Resistor): 2.1.1 电阻符号:2.1.2 G 电导(Conductance):G =1RUnit:S(西)(Siemens 西门子) 2.1.3 欧姆定律:电压电流采用关联参考方向:u =RiR- resistence Unit-Ω(欧姆)电压电流采用非关联参考方向:u =−Ri or i =−Gu2.1.4 开路与短路:当R=0(G=∞),视其为短路.u=0,i 由外电路决定； 当R=∞(G=0),视其为开路,i=0,u 由外电路决定电阻消耗的功率:p 吸=ui =i 2R =u2RP 发=ui =(−Ri )i =u(−u R )=−i 2R =−u2R阻值和功率是电阻器最重要的两大指标.R =ρL S2.2 独立电源(independent source):2.2.1 理想独立电压源(ideal independent voltage source):电路符号:特性:独立电压源两端的电压与电路其余部分无关.独立电压源的电流由外电路决定直流:u s为常数(Us)正弦交流:u s随时间变化,可以表示为u s=U m sinϖtu-i特性:零值电压源等效于零值电阻,等效于短路线.2.2.2理想独立电流源(independent current source):电路符号:特性:流经独立电流源的电流与电路的其余部分无关电流源上的电压由外电路决定直流:i s为常数(Is)正弦交流:i s随时间变化,可以表示为i s=I s sinωtu-i特性:零值电流源等效于零值电导(无穷大电阻),等效于开路线.2.2.3独立电源的短路和开路:理想电流源不能被开路(Is=C(C≠0));理想电压源不能被短路(Us=C=C(C≠0)).2.2.4独立电源的功率:先算支路量(电压U,电流I),再算功率(P).2.2.5实际电源:2.3受控元件:2.3.1受控电阻:开关:端口(port):端口由两个接线端构成,且满足如下条件:从一个接线端流入的电流等于从另一个接线端流出的电流二端元件自然构成一端口理想开关的u-i特性:一个压控电阻的实例:MOSFETU DS较小时,MOSFET等效为电阻;U DS较大时,MOSFET等效为电流源.2.3.2受控电源(Dependent source):定义:受控电压源:该电压源的电压由电路中某电压或电流控制.受控电流源:该电流源的电流由电路中某电压或电流控制.线性受控源的分类:压控电流源(Voltage Controlled Current Source(VCCS)):流控电流源(Current Controlled Current Source(CCCS)):流控电压源(Current Controlled Voltage Source(CCVS)):压控电压源(Voltage Controlled Voltage Source(VCVS)):进一步讨论:受控源不是二端元件;独立源电压/电流由电源本身决定,而受控源电压/电流直接由控制量决定独立源是真正电路中的”源”,受控源在电路中是能量或信号处理元件. 2.4基尔霍夫定律(Kirchhoff’s Laws):2.4.1术语:支路(branch):若干元件无分叉地首尾相连构成一个支路(b)节点(node):3个或更多支路的连接点(n)路径(path):两个节点间包含的支路回路(loop):由支路组成的闭合路径(l)网格(mesh):平面电路中不与其余支路相交的回路也有教材认为:二端元件构成一个支路;两个元件之间的接线端构成一个节点2.4.2Kirchhoff’s Current Laws(KCL):∑i(t)=0流出节点的电流的代数和为零/流入节点的电流的代数和为零∑i in(t)=∑i out(t)注意事项:只适用于集总参数电路;对有参考方向的电流仍然有效广义KCL:2.4.3Kirchhoff’s Voltage Laws(KVL):∑u(t)=0回路中所有电压(降)的代数和为零两种方向:顺时针/逆时针∑u drop(t)=∑u rise(t)广义KVL:电路中任意两点间的电压等于两点间任意一条路径经过的各元件电压的代数和U AB(沿l1)=U AB(沿l2)电压的唯一性:U AB=U2+U3U AB=U s1+U1−U S2−U4对于外部电路而言,电流源串联元件与否无影响2.52b法求解电路:b各独立元件约束,n-1个独立KCL,b-n+1个独立KVL;三、电路的等效变换:3.1电阻等效变换:3.1.1串并联可能改变的量应当以斜体表示.二端网络:与外部只有两个接线端相连的网络.无独立源二端网络:网络内部没有独立源的二端网络一个无独立源二端电阻网络可以用端口的入端电阻来等效:两个电路等效:两个电路u-i关系的形式和参数均一样电阻元件串联(无分叉的首尾相接):等效电阻Req:等效的相对性:除了选定电路之外的电路来说,这两个电路是等效的(相同的u-i形式和参数),对于被等效的两个电路内部来说,并没有什么关系.串联电阻元件的分压:电阻越大,压降越大.Us:电压形式表示的信号源负载电阻R L相对越大,负载上得到的信号越大电压源内阻R S相对越小,为负载提供信号的能力越强(带载能力强) 并联电阻元件(元件共用两个接线端):并联电阻器的分流:电导越大(电阻越小),电流越大Is:电流形式表示的信号源负载电阻R L相对越小,负载上得到的信号越大电流源内阻R S相对越大,为负载提供信号的能力越强串并联的判断:方法1:节点的移动,元件的拉伸方法2:去掉已知(串联短路,并联开路)3.1.2平衡电桥等电位点:A-B间(开路)电压为0等电位点间接任意电阻(含开短路)不影响电路的电压电流分布3.1.3Y-∆变换∆倾向于使用广义KCL,Y倾向于使用广义KVL来进行判断.化成相同的形式,比较对应的参数用∆参数表示Y:用Y参数表示∆:总结:∆型,Y型网络的变形:3.1.4含受控源二端网络的入端电阻求入端等效电阻—求端口上的电压电流关系—加压求流/加流求压加压求流:等效于把理想电压源短路进行运算加流求压:等效于把理想电流源开路进行计算3.1.5总结3.2电源等效变换3.2.1理想独立源等效变换理想独立源的串联:和电流源串联的任何元件(在不违背KCL和KVL的前提下)都对外等效为电流源,仅改变电流源的电压/功率理想独立源的并联:和电压源并联的任何元件(在不违背KCL和KVL的前提下)都对外等效为电压源,仅改变电压源的电流/功率3.2.2实际独立源等效变换实际独立电压源:i与u是非关联:i从正端流出,负端流入;u从正端至负端存在压降/将Us与Rs看成单个元件进行判断实际独立电流源:电源等效变换:例子:和电流源串联等效于电流源—电压源转换成电流源—电流源叠加—均分电流电流源转换成电压源—KVL电阻匹配四、运算放大器4.1运算放大器(Operational Amplifier)及其外特性4.1.1电路符号:a:反相输入inverting input, u-b:同相输入noninverting input, u+u d=u+-u-;o:输出output,u o±V CC:供电电压working voltageA:开环电压增益open-loop voltage gain, 10^5~10^8Op Amp需要直流电源供电才能工作本质上说就是将u d放大A倍输出为u o对于图二,省略供电模块,使用KCL时要加上供电端4.1.2运算放大器外特性:在可接受的误差范围内,常常将非线性化为线性进行分析分三个区域:线性工作区:|u d |<U ds ,则u o =Au d 正向饱和区: u d >U ds ,则u o =U sat 反向饱和区: u d <−U ds ,则u o =−U sat运算放大器消耗的功率一般小于W 运算放大器的输入和输出电阻:MΩ和Ω4.1.3 电压型信号处理电路3个最重要的性质:电压放大倍数:A u =u o u i输入电阻:从u 1两端向输出端看的等效电阻(接或不接负载)( MΩ级) 输出电阻:从u o 两端向输入端看的等效电阻(u s 短路)( Ω级)4.1.4 电路模型:模型抽象化:Ri:运算放大器两输入端间的输入电阻(MΩ) Ro:运算放大器的输出电阻(Ω)工程观点:与运算放大器连接的电阻保持在KΩ级:输入电阻(KΩ)很大--∞;输出电阻(Ω)很小—0负反馈电路:工程观点:A 足够大u 0u i =−R f R i原有的直接接在信号源与负载间的问题:ui 的取值范围太小—允许输入电压范围小不同的Op Amp 的A 差别很大—设计好的放大器只能针对某个Op Amp 使用 Op Amp 的A 随温度变化较大—设计好的放大器只能在某个温度下使用 三个问题全被解决4.2理想运算放大器(Ideal Op Amp)及其外特性4.2.1电路符号:4.2.2电压转移特性(外特性):在线性放大区,将运放电路作如下的理想化处理:A→∞:u0为线性区(如10V)→u0=A u d→u d→0→(虚短):负相输入端与正相输入端等电位.R i→∞从输入端看进去,元件相当于开路(虚断):负相输入端与正相输入端无电流4.3负反馈理想运算放大器电路分析4.3.1电压跟随器:分析:虚短→A点电位为ui→B点电位为ui→C点电位为ui(uo)(放大倍数) 将运算放大器改画:输入电阻:从ui两端向输出端看的等效电阻→开路→无穷大(则无所谓接/不接负载) 输出电阻:从uo两端向输入端看的等效电阻→电压源置零→加流求压→uo=0综上,其参数指标:电压放大倍数:1输入电阻:无穷大输出电阻:0应用:要满足:u 2=R 2R 1+R 2u 1需要使用电压跟随器:从A-B 往电压跟随器看,其电阻无穷大,则分压由R2决定;从C 往电压跟随器看,其输出电阻为0,则负载获得R2全部分压.说明:电压型信号处理电路的输入电阻越大越好:因为电压跟随器从前级采样电压,其输入电阻越大,对前级的影响越小(1/∞为0,不影响前级分压);电压型信号处理电路的输出电阻越小越好,当输出电阻小至0时,不受任何负载影响,亦即不会与负载进行分压4.3.2反相比例放大器:信号接在反相输入端与地,反馈Rf接在反相输入端,形成负反馈虚短:u+=u−=0虚断:i−=0,i+=0,i2=i1i1=u1R1,i2=−u oR f因此:u o=−R f R1u i注意:当Rf和R1确定后,为使uo不超过饱和电压(即保证工作在线性区),对ui有一定的限制Rf接在输出端和反相输入端,称为负反馈负反馈的噪声抑制作用:输出端有微小正扰动→u-端有微小正扰动→u+-u-变小→输出值变小4.3.3同相比例放大器:信号接在同相输入端,反馈Rf接在反相输入端,形成负反馈虚断:i+=i−=0虚短:由于i+=0,因此u+=u i,u−=u+由于i−=0,因此A点以上无分压,则A点电压为:u i=u A=R2R1+R2u ou o=(1+R1R2)u i4.3.4反相加法器:虚短:i+=i−=0虚断:u C=u B=u A=0对C点使用KCL:i1+i2+i3=i f,又因为uc为零,因此u1 R1+u2R2+u3R3=−u oR fu o=−(R fR1u1+R fR2u2+R fR3u3)4.3.5改进的减法器:在同相输入端加装一个简单分压器分析:u=R fR1+R fu2u1−u R1=u−u oR f即:u o=−R fR1(u1−u2)4.3.6电流源:分析:由于没有电流,因此u A=u B=u c=u i,也即i=u iR1,因此流过负载R L的电流完全由ui决定,与R L的值无关i=u i R14.3.7负电阻:负反馈电路:u2=−Ri2欧姆定律u1=u2虚短R1i1=R2i2虚短,虚断,KVL因为虚短,A,B,C三点可看成一点;从ABC三点其中一点到D运用KVL进行求解即:R1=u1i1=−R1R2R五、二端口网络(Two-Port Network):5.1二端口网络的参数和方程(根据给定电路求二端口参数):5.1.1定义:端口(port):端口由两个接线端构成,且满足如下条件:从一个接线端流入的电流等于从另一个接线端流出的电流(端口条件)二端口(two-port):当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称此电路为二端口网络.二端口网络的两个端口之间一般不能有支路直接相连,否则可能破坏端口条件导致二端口不能成立回忆一端口网络的电压电流关系:应当用两个电压电流关系方程来描述二端口网络,用两个物理量来表示另外两个物理量5.1.2 用电压表示电流:G 参数和方程i 1=G 11u 1+G 12u 2 i 2=G 21u 1+G 22u 2即:i 1i 2=G 11G 12G 21G 22 u 1u 2G 参数的实验测定:一侧接电源,另一侧短路G 11=i 1u 1|u 2=0 自电导G 12=i 1u 2|u 1=0 转移电导G 21=i 2u 1|u 2=0 转移电导G 22=i 2u 2|u 1=0 自电导G 为短路电导参数矩阵5.1.3互易二端口:激励无论加在哪侧,另一侧产生的响应都一样因此,互易二端口网络四个参数中只有三个是独立的.由线性电阻组成的二端口→互易定理→互易二端口例子:u1直接接在Gb上,形成非关联流入节点的电流等于流出节点的电流G =[G a +G b−G b−G b G b +G c]对于A,B 两点,运用KCL 和KVL 进行求解i 1=u 1G a +(u 1−u 2)G b KCL(A),KVL(A →B)i 2=u 2G c +(u 2−u 1)G b5.1.4 对称二端口:两个端口的外特性完全一样对称二端口只有两个参数是独立的 结构对称的二端口→对称二端口5.1.5含受控源的二端口网络:求解G11时,对A点进行KCL；求解G21时,对B点进行KCL;求解G12与G21时,零值电流源等效于开路等效于G=0;5.1.6用电流表示电压:R参数和方程称R为开路电阻参数矩阵R参数的实验测定:一端加电流源,另一端开路。