模电部分
信号(P3)
信号就是表示消息的物理量,它是运载消息的工具,是消息的载体。
1. 模拟信号
模拟信号是指信号波形模拟着信息的实际变化过程,其主要特征是幅度是连续的,可取无限多个值;而在时间上则可连续,也可不连续。传输、处理模拟信号的电路称为模拟电子线路,简称模拟电路。
2. 数字信号数字信号是指时间和数值上都是不连续变化的信号,即数字信号具有离散性,对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电子线路,简称数字电路。
半导体(P7)
导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体
纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体,硅(Si)和锗(Ge)是两种最常用的本征半导体。
在常温下,由于热运动价电子被激活,有些获得足够能量的价电子会征脱共价键成为自由电子,与此同时共价键中就流下一个空位,称为空穴。这种现象称为本征激发。 能够运动的、可以参与导电的带电粒子称为载流子。本征半导体有两种载流子参与导电,即自由电子和空穴 。
1. N型半导体 在本征半导体硅(或锗,此处以硅为例)中掺入微量的5价元素磷(P)因为电子带负电,所以称为N型半导体。N型半导体中,自由电子是多数载流子(简称多子),空穴是少数载流子(简称少子)。杂质离子带正电。
2. P型半导体 在本征硅中掺入三价元素硼(B),这时半导体中的空穴数远大于自由电子数,因此它是以空穴导电为主的杂质型半导体,因为空穴带正电,所以称为P型半导体。P型半导体中,空穴是多数载流子(多子),自由电子是少数载流子(少子)。杂质离子带负电。
将P型半导体和N型半导体制作在一起,在两种半导体的交界面就出现了电子和空穴的浓度差。P区中的多子(即空穴)将向N区扩散,而N区中的多子(即自由电子)将向P区扩散。扩散运动的结果就使两种半导体交界面附近出现了不能移动的带电离子区,这个空间电荷区就是PN结。
在PN结两端外加电压,称为给PN加上偏置。当P区电位高于N区时称为正向偏置;反之,当N区电位高于P区时称为反向偏置。PN结最重要的特性就是单向导电性。
二极管、伏安特性曲线(P11)
二极管电流i与其外加电压u之间的关系为:
式中IS为反向饱和电流;UT为温度电压当量,常温下,UT ≈26mV。
例2-1(P13)
稳压二极管(P14)
稳压二极管
二极管工作在反向击穿区时,反向电流的变化量 ΔI较大时,管子两端相应的电压变化量ΔU却很小,说明其具有“稳压”特性。
利用这种特性可以做成稳压二极管,简称稳压管。所以,稳压管实质上就是一个二极管,但它通常工作在反向击穿区。但要注意:必须在电路中串接一个限流电阻。
三极管(P16)
半导体三极管又称为晶体三极管、双极型晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT),简称三极管或晶体管。它具有电流放大作用,是构成各种电子电路的基本元件。
三极管共射特性(P19)
1. 输入特性曲线
输入特性是指当UCE一定时,IB与UBE之间的关系曲线,即IB = f(UBE)∣UCE =常数, 如下图所示。
2. 输出特性曲线
输出特性是指当IB一定时,IC与UCE之间的关系曲线,即IC = f(UCE)∣IB =常数。由于三极管的基极输入电流IB对输出电流IC的控制作用,因此不同的IB,将有不同的IC–UCE关系,由此可得下图所示的一簇曲线。
例2-3
有源无源(P35)
动态静态 求q点
动态分析
3-7 3-12 3-13(P58)
多级放大电路的三种耦合方式(P54)
偏置电路电流源(P64)
差分放大电路(P65)
抑制比(P67)
理想运放(P77)
在分析集成运放的各种应用电路时,常常将其中的集成运放看成是一个理想的运算放大器。所谓理想运放就是将集成运放的各项技术指标理想化,即认为集成运放的各项指标为:
开环差模电压增益Aod = ∞;
差模输入电阻Rid = ∞;
输出电阻Ro = 0;
共模抑制比KCMR = ∞;
上限截止频率fH = ∞; 输入失调电压、失调电流以及它们的零漂均为零。
运放的两种工作状态(P78)
1、线性状态
当工作在线性区时,集成运放的输出电压与其两个输入端的电压之间存在着线性放大关系,即:
反馈(P80)
比例运算电路(P86)
反向同向差分(P87)
习题 课后 补充
数电部分
P143. 二、十、十六进制、8421BCD码转换
【例】 将二进制数101.11转换为十进制数。
解: (101.11)2 = 1×22 + 0×21 + 1×20 +
1×2-1 + 1×2-2 =(5.75)10
【例】 将八进制数372.5转换为十进制数。
解: (372.5)8 = 3×82 + 7×81 + 2×80 +
5×8-1 =(250.625)10
【例】 将十六进制数4E6转换为十进制数。
解: (4E6)16 = 4×162 + 14×161 + 6×160
=(1254)10
【例7-1】 把十进制小数0.39转换成二进制小数。
① 要求误差不大于2^-7;② 要求误差不大于0.2%。
解: ① 要求误差不大于2^-7,只需保留至小数点后7位,计算过程如下:
0.39×2 = 0.78……0
0.78×2 =1.56……1
0.56×2 =1.12……1
0.12×2 = 0.24……0
0.24×2 = 0.48……0
0.48×2 = 0.96……0
0.96×2 =1.92……1
因此,(0.39)10 ≈(0.0110001)2
② 由于 ,因此要求误差不大于0.2%,只需保留至小数点后
9位。接(1)的计算过程有:
0.92×2 =1.84……1
0.84×2 =1.68……1
因此,(0.39)10 ≈(0.011000111)2
P157. 基本公式、基本定律、常用公式、反函数
P160. 逻辑函数的公式化简法、卡诺图化简法(参考做过的作业、考试)
P192. 组合电路的设计方法 例9.5 9.6、作业题
P213. 竞争、竞争冒险概念
实际门电路是有延迟的。当输入信号A经反相器G1成为B信号时,这个过程需要经过G1的传输延迟时间,B信号的变化落后于A信号的变化,当A由低电平变为高电平时,B还处于高电平状态,这一瞬间,Y出现了过渡干扰脉冲(又称毛刺)。如图9-53(a)所示。一般来说,当有关门的输入有两个或两个以上信号发生改变时,由于这些信号是经过不同路径传输来的,使得它们状态改变的时刻有先有后,这种时差引起的现象称为竞争。
但是,有竞争现象的电路不一定产生毛刺。仍是图9-52(a)电路,若信号A、B的变化如图9-53(b)所示,虽然两个信号同时向相反方向变化了、门G1、G2具有同样的延迟时间、B信号的变化同样落后于A信号的变化,但由图9-53(b)可以看出,并没有产生瞬态过渡干扰脉冲,即没产生毛刺。可见,电路中有竞争现象只是存在产生干扰脉冲的危险而已,故称之为竞争冒险。
P223. 时序逻辑电路、触发器概念
触发器的功能特点
1)有两个稳定状态——0状态和1状态,因此也称为双稳态触发器。它能存储1位二进制信息。
(2)如果外加输入信号为有效电平,触发器将发生状态转换,即从一种稳态翻转到另一种新的稳态。
为了便于描述,今后把触发器原来所处的稳态用Qn表示,称为现态;而将转换之后的新的稳态用Qn+1表示,称为次态。我们分析触发器的逻辑功能,主要就是分析当输入信号为某一种取值组合时,输出信号的次态Qn+1的值。
(3)当输入信号有效电平消失后,触发器能保持新的稳态。因此说触发器具有记忆功能,是存储信息的基本单元。
结构特点
时序电路由组合电路和存储电路组成。而存储电路是由具有记忆功能的触发器构成。图10-24所示为时序电路的结构方框图,图中X为输入信号,CP为时钟脉冲,Y为输出信号,Q为存储电路的状态输出,W为存储电路的反馈信号。在实用的时序电路中,有时可能没有输入信号X,并且可能以存储电路的状态作为整个电路的输出。
P228. 同步D触发器特性方程
逻辑功能分析及描述:
CP = 0时,门G3、G4被封锁,触发器保持原来状态。
CP = 1时,门G3、G4打开,此时,若D = 0,则G3门输出高电平,G4门输出低电平,触发器被置0;若D = 1,则G3门输出低电平,G4门输出高电平,触发器被置1。也就是说,D是什么状态,触发器就被置成什么状态。所以特性方程为:
Qn+1 = D (CP = 1期间有效)
其真值表如表10-3所列。可见,D触发器只有置0和置1两项功能。
P230. 主从JK触发器特性方程
P296. A/D、D/A转换概念
图中,A/D转换器简称ADC(Analog to Digital Converter),就是把输入的模拟量转换成数字量的接口电路,而D/A转换器简称DAC(Digital to Analog Converter),就是把输入的数字量转换成模拟量(电压或电流)输出的接口电路。它们都是数字系统中必不可少的组成部分。
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