第一章1数字电路.ppt

电路基本概念和基本定理 1.1 电路的组成和电路模型 1.2 电压、电流及其参考方向 1.3 欧姆定律和电功率的计算 1.4 基尔霍夫定律 1.5 电路的状态 电路模型 理想电路元件：在一定的条件下，忽略元件的次要因素，突出其主要特性，使其具有某种特定的电磁性能。如电阻、电容、电感、导线等。 电路模型：由理想元件和理想导线组成的电路称为理想电路或电路模型。 电路变量 电流及参考方向 定义为在单位时间内通过导体横截面的电荷量。 i= dq/dt 大写字母I表示方向不随时间变化的直流电流；小写字母i表示大小和方向均随时间而变化的交变电流,单位为安培。 习惯上规定正电荷运动的方向为电流的方向，但在实际电路分析中，流经某个元件或部分电路的电流实际正方向可能暂时无法确定，因此常常规定一个参考正方向，简称参考方向，电流的参考方向一般用箭头表示。 电压 电流或电压的符号 电流或者电压都是有符号的，例如，在关联考方向下，如果U＝2V，I＝2A。在非关联参考方向下就要注意符号的变化。 通常不特别说明，给出的电压或电流是指关联参考方向下。 半导体二极管 6.2.1 基本结构 二极管的结构很简单。将一个PN结用管壳封装起来再引出两个引脚就成为二极管。P区引出端称为阳极；N区引出端称为阴极。。 二极管按制作材料分类，有硅二极管和锗二极管；按结构分类，有点接触型和面接触型两类。 点接触型二极管的PN结结面积较小，只能通过较小的电流，一般用于高频检波或小功率整流；面接触型二极管的PN结结面积较大，能通过较大的电流，一般用于大功率整流。 6.2.2 伏安特性 二极管电压与电流的关系可用伏安平面上的特性曲线来表示。 从图形上看，该特性曲线可分作三段。 1.正向特性： 通常硅管的死区电压约为0.5V；锗管的死区电压约为0.1V。一旦导通后，管中电流随电压近似按指数规律上升。导通后的正向压降变化不大，硅管约0.6~0.8V；锗管约0.2~0.3V。若二极管为理想时，可将该正向压降近似视为零。 2．反向特性： 当二极管施加反向电压时，由于少数载流子的漂移，会形成很小的反向电流。外加电压不太高并且温度一定时，反向电流基本不变，与外加电压大小无关，称为反向饱和电流。硅管的反向饱和电流较小；锗管的反向饱和电流较大。温度升高，反向饱和电流将有所增大。 若二极管为理想时，可将该反向电流近似视为零。 稳压二极管? 稳压二极管是一种特殊的二极管，一般叫做稳压管，它能起到稳定电压的作用，通常用硅管构成。它的伏安特性曲线和电路符号稳压管在正向工作时，和普通二极管相仿，硅稳压管的正向导通电压约0.7V。 半导体三极管 半导体三极管又称晶体管。因为它有两种极性载流子同时参与导电，所以是一种双极性晶体管（BJT）。它是电子电路中最重要的元件。它的主要特点是具有电流放大能力。 按材料分类，有硅三极管和锗三极管。 按结构分类，有NPN 型和PNP 型两种，两者的工作原理相同，区别是电流方向不同。 三极管基本结构 三极管的基本结构可以看成是三层半导体材料结合而成 下一张 上一张 下一张 上一张 ?3.????? 反向击穿： 当二极管施加的反向电压超过一定值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。管子击穿后产生较高热量，如果超过了管子允许的功耗范围，管子将损坏。使管子击穿的反向电压叫反向击穿电压。为了安全，二极管使用时，应把反向工作电压控制在反向击穿电压的一半以内。 6.2.3 主要参数 1．最大整流电流 IDM 这是二极管在长期运行时，允许通过它的最大正向平均电流。使用时，如果流过管子的平均电流超过此值，二极管有可能过热而损坏。 2．最高反向工作电压 U RM 这是指二极管反向工作时允许施加的最大反向电压，超过此值，二极管有可能被击穿损坏。通常将反向击穿电压的一半定为最高反向工作电压。 下一张 上一张 例6-1 有一二极管电路，设二极管是理想器件，分析二极管的导通情况。 （1）UA=UB=0V，UY=? （2）UA=UB=3V，UY=? （3）UA=0V；UB=3V，UY=? 下一张 上一张 下一张 下一张 上一张 * * 电路知识的补充 ? 1.1 电路的组成和电路模型 电路： 各种元件按一定的方式连接起来所构成的电流通路。 两大类：电源电路、信息传递与处理电路。 电路的构成：电源、信号处理、负载三大部分。 电压是电路分析中另一个重要物理量。任意a、b两点间的电压是电场力把单位正电荷从a点移动到b点所做的功，即