教學(xué)第一章-電路及基本元器件課件

知識(shí)要點(diǎn)電路及基本物理量電路中的基本元器件電壓源和電流源基爾霍夫定律支路電流法電路中電位的計(jì)算返回主目錄第一章電路及基本元器件1PPT課件知識(shí)要點(diǎn)返回主目錄第一章電路及基本元器件1PPT課件知識(shí)要點(diǎn)

電路模型的概念電流、電壓的參考方向功率、電位的計(jì)算電路基本元件的特性基爾霍夫定律及其應(yīng)用2PPT課件知識(shí)要點(diǎn)電路模型的概念2PPT課件1.1電路和電路模型一、電路的組成和作用

電路一般由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)三部分組成。電源是向電路提供電能的設(shè)備，它們可將機(jī)械能、化學(xué)能等轉(zhuǎn)換為電能；負(fù)載為各類用電器，它們吸收電能并將電能轉(zhuǎn)換成光能、熱能和機(jī)械能等；中間環(huán)節(jié)主要起連接和控制作用。3PPT課件1.1電路和電路模型一、電路的組成和作用3PPT課件二、電路模型

實(shí)際電路中元件種類很多，電磁性質(zhì)也比較復(fù)雜。為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化，采用將實(shí)際電路元件理想化的方法，以便突出其主要的電磁性質(zhì)，這就是所謂的理想電路元件。在理想電路元件中主要有理想電阻元件、理想電感元件、理想電容元件、理想電源元件等。由理想電路元件所組成的電路，就是實(shí)際電路的電路模型。

4PPT課件二、電路模型實(shí)際電路中元件種類很多，電磁性質(zhì)也比較復(fù)雜。為常用理想電路元件圖形符號(hào)

5PPT課件5PPT課件1.2電路的基本物理量及其參考方向

一、電流

1、電流的大?。弘姾傻亩ㄏ蛞苿?dòng)就形成了電流，電流的大小為單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某導(dǎo)體橫截面的電荷量，即：

當(dāng)電流的大小、方向均不隨時(shí)間變化時(shí)，稱為直流電流，即：

6PPT課件1.2電路的基本物理量及其參考方向一、電流6PP2、電流的方向

正電荷運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯恼较?。任意選定某一方向作為電流的正方向，稱為電流的參考方向。當(dāng)電流的實(shí)際方向與參考方向一致時(shí)，該電流為正值；當(dāng)電流的實(shí)際方向與參考方向相反時(shí)，該電流為負(fù)值，如圖1-1所示。圖1-17PPT課件2、電流的方向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯恼较颉Ｈ我膺x定某一二、電壓和電動(dòng)勢(shì)

1、電壓電場(chǎng)力把單位正電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)所做的功稱為ab兩點(diǎn)間的電壓，即：電壓的實(shí)際方向是由高電位端指向低電位端。在實(shí)際電路的分析計(jì)算中，也需要引入一個(gè)電壓的參考方向。根據(jù)電壓的參考方向與數(shù)值的正負(fù)就可判斷出電壓的實(shí)際方向，如圖1-2所示。8PPT課件二、電壓和電動(dòng)勢(shì)1、電壓8PPT課件2、電動(dòng)勢(shì)

電動(dòng)勢(shì)描述的是在電源中外力做功的能力，它的大小等于外力在電源內(nèi)部克服電場(chǎng)力把單位正電荷從負(fù)極移動(dòng)到正極所做的功，用字母來(lái)表示。它的實(shí)際方向在電源內(nèi)部是由電源負(fù)極指向電源正極的，如圖1-3所示。

圖1-2

圖1-39PPT課件2、電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)描述的是在電源中外力做功的能力

三、電功率和電能

1、電功率電流通過(guò)電路時(shí)傳輸或轉(zhuǎn)換電能的速率稱為電功率，簡(jiǎn)稱為功率，用符號(hào)p表示。當(dāng)電壓與電流為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，功率的計(jì)算公式為：

當(dāng)電壓與電流為非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，功率的計(jì)算公式為：10PPT課件三、電功率和電能1、電功率10PPT課件2、電能

電路在一段時(shí)間內(nèi)吸收的能量稱為電能。在國(guó)際單位制（SI）中，電能的單位是焦耳（J）。1J等于1W的用電設(shè)備在1s內(nèi)消耗的電能。電力工程中，電能常用“度”作單位，它是千瓦小時(shí)（kWh）的簡(jiǎn)稱，1度等于功率為1kW的用電設(shè)備在1小時(shí)內(nèi)消耗的電能。

11PPT課件2、電能電路在一段時(shí)間內(nèi)吸收的能量稱為電能。在國(guó)際1.2電路中的基本元器件

一、電阻元件

1、電阻和電導(dǎo)

電阻是反映元件對(duì)電流阻礙作用的參數(shù)，電阻元件在電路中的主要特征是消耗電能。電阻的倒數(shù)稱為電導(dǎo)，電導(dǎo)表示了導(dǎo)體的導(dǎo)電能力，用G來(lái)表示，即電導(dǎo)的單位是西門子（S）。12PPT課件1.2電路中的基本元器件一、電阻元件12PPT課件2、伏安特性

在關(guān)聯(lián)參考方向下，流過(guò)線性電阻元件的電流與電阻兩端的電壓成正比，其表達(dá)式為：

u=Ri

線性電阻的電阻值是一個(gè)常數(shù)，所以其伏安特性曲線是一條經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線，如圖1-4所示。圖1-4

13PPT課件2、伏安特性在關(guān)聯(lián)參考方向下，流過(guò)線性電阻元件的常用電阻元件的外形與圖形符號(hào)

14PPT課件常用電阻元件的外形與圖形符號(hào)14PPT課件二、電感元件

電感元件是實(shí)際電感器的理想化模型，它是反映電路器件儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量這一物理性能的理想元件。

如圖1-5所示，一個(gè)電感線圈，當(dāng)電流通過(guò)后，會(huì)產(chǎn)生磁通，若磁通與N匝線圈相交鏈，則線圈的磁鏈：

圖1-5

15PPT課件二、電感元件

電感元件是實(shí)際電感器的理想化模常見(jiàn)電感器的外型和圖形符號(hào)

16PPT課件常見(jiàn)電感器的外型和圖形符號(hào)16PPT課件三、電容元件

電容元件是實(shí)際電容器的理想化模型，它是反映在電路中儲(chǔ)存電場(chǎng)能量這一物理性能的理想元件。我們常將電容元件簡(jiǎn)稱為電容，它也是表征材料（或器件）儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的一種參數(shù)。

電容元件的電容量與電容器上存儲(chǔ)的電荷量q和它兩端的電壓uC的關(guān)系為：

17PPT課件三、電容元件電容元件是實(shí)際電容器的理想化模型，它是常用電容元件的外型與圖形符號(hào)18PPT課件常用電容元件的外型與圖形符號(hào)18PPT課件四、半導(dǎo)體二極管1、半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)

(1)半導(dǎo)體及其特性

導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導(dǎo)體，常用的半導(dǎo)體材料有硅和鍺等。根據(jù)摻雜半導(dǎo)體中導(dǎo)電粒子的不同，半導(dǎo)體可分為N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體的導(dǎo)電粒子主要是自由電子，P型半導(dǎo)體的導(dǎo)電粒子主要是空穴。19PPT課件四、半導(dǎo)體二極管1、半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)19PPT課件(2)PN結(jié)及其特性

一塊P型半導(dǎo)體和一塊N型半導(dǎo)體采用特殊工藝合為一體，則在其交界處就會(huì)形成一種特殊的薄層。這種薄層稱為PN結(jié)，如圖1-6所示。

圖1-620PPT課件(2)PN結(jié)及其特性一塊P型半導(dǎo)體和一塊2、二極管的結(jié)構(gòu)與特性

從PN結(jié)的P區(qū)和N區(qū)各引出一個(gè)電極，再用管殼加以封裝，即構(gòu)成一個(gè)二極管。由P區(qū)引出的電極稱為正極，由N區(qū)引出的電極稱為負(fù)極。二極管具有單向?qū)щ娦?，其?shí)驗(yàn)電路如圖1-7所示。圖1-7

21PPT課件2、二極管的結(jié)構(gòu)與特性從PN結(jié)的P3、二極管的伏安特性曲線（硅管）22PPT課件3、二極管的伏安特性曲線（硅管）22PPT課件五、半導(dǎo)體三極管1、三極管的結(jié)構(gòu)

圖1-823PPT課件五、半導(dǎo)體三極管1、三極管的結(jié)構(gòu)23PPT課件2、三極管的電流放大作用

三極管工作在放大狀態(tài)的條件是：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。

24PPT課件2、三極管的電流放大作用

三極管工作在放大狀(1)電流分配關(guān)系：發(fā)射極電流等于基極電流和集電極電流之和，即：(2)電流比例關(guān)系：IC與IB的比值稱為三極管的共發(fā)射極直流放大系數(shù)，即：(3)電流控制關(guān)系：△

IC與△IB的比值稱為三極管共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)，即：

25PPT課件(1)電流分配關(guān)系：發(fā)射極電流等于基極電流和集電極電流之和，3、三極管的伏安特性曲線

三極管的特性曲線分為輸入特性曲線和輸出特性曲線兩種，如圖1-9所示。圖1-926PPT課件3、三極管的伏安特性曲線三極管的特(1)輸入特性死區(qū)電壓：硅管約為0.5V，鍺管約為0.2V；導(dǎo)通電壓(發(fā)射結(jié))：硅管約為0.7V，鍺管約為0.3V。

(2)輸出特性截止區(qū)：UBE小于死區(qū)電壓，IC≈0，UCE≈UCC，。飽和區(qū)：集電結(jié)正向偏置，UCE＜UBE，IC≈UCC/RC

。放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏

,IC≈βIB。

27PPT課件(1)輸入特性27PPT課件六、MOS型場(chǎng)效應(yīng)晶體管

場(chǎng)效應(yīng)晶體管是利用電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制電流的電壓控制型器件，它的輸入阻抗高且熱穩(wěn)定性好，并且還有制造工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)在放大電路中得到廣泛應(yīng)用。場(chǎng)效應(yīng)晶體管分為結(jié)型（J型）和絕緣柵型（MOS型）兩大類。

28PPT課件六、MOS型場(chǎng)效應(yīng)晶體管場(chǎng)效應(yīng)晶體管是利用電場(chǎng)MOS型場(chǎng)效晶體管的圖形符號(hào)

29PPT課件MOS型場(chǎng)效晶體管的圖形符號(hào)29PPT課件七、晶閘管

晶閘管是一種可控的大功率半導(dǎo)體器件，具有體積小、重量輕、耐壓高、容量大、效率高、控制靈敏等優(yōu)點(diǎn)。晶閘管的外部結(jié)構(gòu)有三個(gè)電極：陽(yáng)極A、陰極K和控制極G（也稱門極），晶閘管的圖形符號(hào)如圖1-10

所示。

圖1-1030PPT課件七、晶閘管晶閘管是一種可控的大功率半八、集成電路集成電路是采用半導(dǎo)體制作工藝，在一塊較小的單晶硅片上制作上許多晶體管及電阻器、電容器等元器件，并按照多層布線或隧道布線的方法將元器件組合成完整的電子電路。集成電路按其功能、結(jié)構(gòu)的不同，可以分為模擬集成電路和數(shù)字集成電路兩大類。集成電路按集成度高低的不同可分為小規(guī)模集成電路(SSI)、中規(guī)模集成電路(MSI)、大規(guī)模集成電路(LSI)和超大規(guī)模集成電路(VLSI)。

31PPT課件八、集成電路集成電路是采用半導(dǎo)體制作工藝，在一塊較小的單晶硅1.3電壓源和電流源一、電壓源1、理想電壓源圖1-11理想電壓源圖1-12理想電壓源的伏安特性曲線32PPT課件1.3電壓源和電流源一、電壓源32PPT課件2、實(shí)際電壓源

U=US-IR0

圖1-13實(shí)際電壓源圖1-14實(shí)際電壓源的伏安特性

33PPT課件2、實(shí)際電壓源33PPT課件二、電流源1、理想電流源圖1-15理想電流源圖1-16理想電流源的伏安特性曲線

34PPT課件二、電流源1、理想電流源34PPT課件2、實(shí)際電流源

I=IS-U/R0

圖1-17實(shí)際電流源圖1-18實(shí)際電流源的伏安特性曲線

35PPT課件2、實(shí)際電流源1.4基爾霍夫定律

一、名詞介紹

1、支路

2、節(jié)點(diǎn)

3、回路

4、網(wǎng)孔

圖1-19復(fù)雜直流電路

36PPT課件1.4基爾霍夫定律一、名詞介紹36PPT課件二、基爾霍夫定律

1、基爾霍夫電流定律（KCL）

基爾霍夫電流定律描述了結(jié)點(diǎn)處各支路電流間的關(guān)系，體現(xiàn)的是電流的連續(xù)性。其內(nèi)容為：對(duì)電路中任一結(jié)點(diǎn)而言，任意時(shí)刻流入該結(jié)點(diǎn)的電流總和等于流出該結(jié)點(diǎn)的電流總和。

或37PPT課件二、基爾霍夫定律1、基爾霍夫電流定律（KCL）37PPTKCL還可以推廣應(yīng)用到電路中任意假想的封閉面（廣義結(jié)點(diǎn)）。即：在任一瞬間通過(guò)任一封閉面的電流的代數(shù)和恒等于零。圖1-20基爾霍夫電流定律推廣

如對(duì)圖1-20（a）中的封閉面得:I1+I2+I3=0

；對(duì)圖1-20（b）中的封閉面得:I1-I2=0

。38PPT課件KCL還可以推廣應(yīng)用到電路中任意假想的封閉面（廣義結(jié)2、基爾霍夫電壓定律（KVL）

基爾霍夫電壓定律描述了電路中任一閉合回路中各部分電壓間的關(guān)系，其內(nèi)容為：任一瞬間，電路的任一閉合回路中，各段電壓的代數(shù)和恒等于零。根據(jù)列回路電壓方程時(shí)，首先設(shè)定回路的繞行方向，并標(biāo)出各支路或元件的電流與電壓參考方向。當(dāng)回路中各段電壓的參考方向與繞行方向一致時(shí)該電壓取正；與回路繞行方向相反時(shí)該電壓取負(fù)。

39PPT課件2、基爾霍夫電壓定律（KVL）基爾霍夫電壓定律描KVL應(yīng)用于電路

(左)R1I1+R3I3-US1=0(右)-R3I3-R2I2+US2=0

40PPT課件KVL應(yīng)用于電路(左)R1I1+R3I3-US1=040PKVL可以推廣應(yīng)用到電路中任一不閉合的假想回路R0I-E+U=0圖1-21基爾霍夫電壓定律的推廣41PPT課件KVL可以推廣應(yīng)用到電路中任一不閉合的假想回路R0I-E+U1.5支路電流法

支路電流法是以支路電流為未知量，利用基爾霍夫定律列寫方程進(jìn)行求解的方法，是分析復(fù)雜電路最基本的方法之一。支路電流法分析問(wèn)題的一般步驟如下：選定各支路電流的參考方向，并在電路圖中標(biāo)明。對(duì)有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路，應(yīng)列出（n-1）個(gè)獨(dú)立結(jié)點(diǎn)電流方程。選定網(wǎng)孔繞行方向，應(yīng)列出b-（n-1）個(gè)獨(dú)立回路電壓方程，b為電路的支路數(shù)。代入數(shù)值，聯(lián)立求解方程組。

42PPT課件1.5支路電流法支路電流法是以支路電流為未知量例：列寫圖1-22中求解支路電流的方程組。

I1R1+I3R3-US3-US1=0

I5R5+I4R4+US3-I3R3=0

-I2R2+US2-I4R4=0圖1-2243PPT課件例：列寫圖1-22中求解支路電流的方程組。

1.6電路中電位的計(jì)算電路中某點(diǎn)的電位是指該點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓。參考點(diǎn)又稱零電位點(diǎn)。電路中各點(diǎn)的電位與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)。由電位的定義可知：電路中a點(diǎn)到b點(diǎn)的電壓就是a點(diǎn)電位與b點(diǎn)電位之差，即：

UAB=VA-VB

44PPT課件1.6電路中電位的計(jì)算電路中某點(diǎn)的電位是指該點(diǎn)與參考點(diǎn)之例：計(jì)算圖1-23中各點(diǎn)的電位。

解：選e點(diǎn)為參考點(diǎn)，Ve=0，則

I=(6+4)/(2+3+4+1)=1AVa=Uae=－3×1+4=1VVb=Vbe=1×(4+1)=5VVc=Uce=1×1=1V

圖1-2345PPT課件例：計(jì)算圖1-23中各點(diǎn)的電位。45PPT課件

在電子電路中，電源的一端通常是接地的，為了作圖簡(jiǎn)便，習(xí)慣上不畫電源，而在電源的非接地端標(biāo)注其電位的數(shù)值。圖1-24（a）、圖1-24（b）是等價(jià)的。

圖1-24電源接地電路

46PPT課件在電子電路中，電源的一端通常是接地的，為了作知識(shí)要點(diǎn)電路及基本物理量電路中的基本元器件電壓源和電流源基爾霍夫定律支路電流法電路中電位的計(jì)算返回主目錄第一章電路及基本元器件47PPT課件知識(shí)要點(diǎn)返回主目錄第一章電路及基本元器件1PPT課件知識(shí)要點(diǎn)

電路模型的概念電流、電壓的參考方向功率、電位的計(jì)算電路基本元件的特性基爾霍夫定律及其應(yīng)用48PPT課件知識(shí)要點(diǎn)電路模型的概念2PPT課件1.1電路和電路模型一、電路的組成和作用

電路一般由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)三部分組成。電源是向電路提供電能的設(shè)備，它們可將機(jī)械能、化學(xué)能等轉(zhuǎn)換為電能；負(fù)載為各類用電器，它們吸收電能并將電能轉(zhuǎn)換成光能、熱能和機(jī)械能等；中間環(huán)節(jié)主要起連接和控制作用。49PPT課件1.1電路和電路模型一、電路的組成和作用3PPT課件二、電路模型

實(shí)際電路中元件種類很多，電磁性質(zhì)也比較復(fù)雜。為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化，采用將實(shí)際電路元件理想化的方法，以便突出其主要的電磁性質(zhì)，這就是所謂的理想電路元件。在理想電路元件中主要有理想電阻元件、理想電感元件、理想電容元件、理想電源元件等。由理想電路元件所組成的電路，就是實(shí)際電路的電路模型。

50PPT課件二、電路模型實(shí)際電路中元件種類很多，電磁性質(zhì)也比較復(fù)雜。為常用理想電路元件圖形符號(hào)

51PPT課件5PPT課件1.2電路的基本物理量及其參考方向

一、電流

1、電流的大小：電荷的定向移動(dòng)就形成了電流，電流的大小為單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某導(dǎo)體橫截面的電荷量，即：

當(dāng)電流的大小、方向均不隨時(shí)間變化時(shí)，稱為直流電流，即：

52PPT課件1.2電路的基本物理量及其參考方向一、電流6PP2、電流的方向

正電荷運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯恼较颉Ｈ我膺x定某一方向作為電流的正方向，稱為電流的參考方向。當(dāng)電流的實(shí)際方向與參考方向一致時(shí)，該電流為正值；當(dāng)電流的實(shí)際方向與參考方向相反時(shí)，該電流為負(fù)值，如圖1-1所示。圖1-153PPT課件2、電流的方向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯恼较颉Ｈ我膺x定某一二、電壓和電動(dòng)勢(shì)

1、電壓電場(chǎng)力把單位正電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)所做的功稱為ab兩點(diǎn)間的電壓，即：電壓的實(shí)際方向是由高電位端指向低電位端。在實(shí)際電路的分析計(jì)算中，也需要引入一個(gè)電壓的參考方向。根據(jù)電壓的參考方向與數(shù)值的正負(fù)就可判斷出電壓的實(shí)際方向，如圖1-2所示。54PPT課件二、電壓和電動(dòng)勢(shì)1、電壓8PPT課件2、電動(dòng)勢(shì)

電動(dòng)勢(shì)描述的是在電源中外力做功的能力，它的大小等于外力在電源內(nèi)部克服電場(chǎng)力把單位正電荷從負(fù)極移動(dòng)到正極所做的功，用字母來(lái)表示。它的實(shí)際方向在電源內(nèi)部是由電源負(fù)極指向電源正極的，如圖1-3所示。

圖1-2

圖1-355PPT課件2、電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)描述的是在電源中外力做功的能力

三、電功率和電能

1、電功率電流通過(guò)電路時(shí)傳輸或轉(zhuǎn)換電能的速率稱為電功率，簡(jiǎn)稱為功率，用符號(hào)p表示。當(dāng)電壓與電流為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，功率的計(jì)算公式為：

當(dāng)電壓與電流為非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，功率的計(jì)算公式為：56PPT課件三、電功率和電能1、電功率10PPT課件2、電能

電路在一段時(shí)間內(nèi)吸收的能量稱為電能。在國(guó)際單位制（SI）中，電能的單位是焦耳（J）。1J等于1W的用電設(shè)備在1s內(nèi)消耗的電能。電力工程中，電能常用“度”作單位，它是千瓦小時(shí)（kWh）的簡(jiǎn)稱，1度等于功率為1kW的用電設(shè)備在1小時(shí)內(nèi)消耗的電能。

57PPT課件2、電能電路在一段時(shí)間內(nèi)吸收的能量稱為電能。在國(guó)際1.2電路中的基本元器件

一、電阻元件

1、電阻和電導(dǎo)

電阻是反映元件對(duì)電流阻礙作用的參數(shù)，電阻元件在電路中的主要特征是消耗電能。電阻的倒數(shù)稱為電導(dǎo)，電導(dǎo)表示了導(dǎo)體的導(dǎo)電能力，用G來(lái)表示，即電導(dǎo)的單位是西門子（S）。58PPT課件1.2電路中的基本元器件一、電阻元件12PPT課件2、伏安特性

在關(guān)聯(lián)參考方向下，流過(guò)線性電阻元件的電流與電阻兩端的電壓成正比，其表達(dá)式為：

u=Ri

線性電阻的電阻值是一個(gè)常數(shù)，所以其伏安特性曲線是一條經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線，如圖1-4所示。圖1-4

59PPT課件2、伏安特性在關(guān)聯(lián)參考方向下，流過(guò)線性電阻元件的常用電阻元件的外形與圖形符號(hào)

60PPT課件常用電阻元件的外形與圖形符號(hào)14PPT課件二、電感元件

電感元件是實(shí)際電感器的理想化模型，它是反映電路器件儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量這一物理性能的理想元件。

如圖1-5所示，一個(gè)電感線圈，當(dāng)電流通過(guò)后，會(huì)產(chǎn)生磁通，若磁通與N匝線圈相交鏈，則線圈的磁鏈：

圖1-5

61PPT課件二、電感元件

電感元件是實(shí)際電感器的理想化模常見(jiàn)電感器的外型和圖形符號(hào)

62PPT課件常見(jiàn)電感器的外型和圖形符號(hào)16PPT課件三、電容元件

電容元件是實(shí)際電容器的理想化模型，它是反映在電路中儲(chǔ)存電場(chǎng)能量這一物理性能的理想元件。我們常將電容元件簡(jiǎn)稱為電容，它也是表征材料（或器件）儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的一種參數(shù)。

電容元件的電容量與電容器上存儲(chǔ)的電荷量q和它兩端的電壓uC的關(guān)系為：

63PPT課件三、電容元件電容元件是實(shí)際電容器的理想化模型，它是常用電容元件的外型與圖形符號(hào)64PPT課件常用電容元件的外型與圖形符號(hào)18PPT課件四、半導(dǎo)體二極管1、半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)

(1)半導(dǎo)體及其特性

導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導(dǎo)體，常用的半導(dǎo)體材料有硅和鍺等。根據(jù)摻雜半導(dǎo)體中導(dǎo)電粒子的不同，半導(dǎo)體可分為N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體的導(dǎo)電粒子主要是自由電子，P型半導(dǎo)體的導(dǎo)電粒子主要是空穴。65PPT課件四、半導(dǎo)體二極管1、半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)19PPT課件(2)PN結(jié)及其特性

一塊P型半導(dǎo)體和一塊N型半導(dǎo)體采用特殊工藝合為一體，則在其交界處就會(huì)形成一種特殊的薄層。這種薄層稱為PN結(jié)，如圖1-6所示。

圖1-666PPT課件(2)PN結(jié)及其特性一塊P型半導(dǎo)體和一塊2、二極管的結(jié)構(gòu)與特性

從PN結(jié)的P區(qū)和N區(qū)各引出一個(gè)電極，再用管殼加以封裝，即構(gòu)成一個(gè)二極管。由P區(qū)引出的電極稱為正極，由N區(qū)引出的電極稱為負(fù)極。二極管具有單向?qū)щ娦裕鋵?shí)驗(yàn)電路如圖1-7所示。圖1-7

67PPT課件2、二極管的結(jié)構(gòu)與特性從PN結(jié)的P3、二極管的伏安特性曲線（硅管）68PPT課件3、二極管的伏安特性曲線（硅管）22PPT課件五、半導(dǎo)體三極管1、三極管的結(jié)構(gòu)

圖1-869PPT課件五、半導(dǎo)體三極管1、三極管的結(jié)構(gòu)23PPT課件2、三極管的電流放大作用

三極管工作在放大狀態(tài)的條件是：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。

70PPT課件2、三極管的電流放大作用

三極管工作在放大狀(1)電流分配關(guān)系：發(fā)射極電流等于基極電流和集電極電流之和，即：(2)電流比例關(guān)系：IC與IB的比值稱為三極管的共發(fā)射極直流放大系數(shù)，即：(3)電流控制關(guān)系：△

IC與△IB的比值稱為三極管共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)，即：

71PPT課件(1)電流分配關(guān)系：發(fā)射極電流等于基極電流和集電極電流之和，3、三極管的伏安特性曲線

三極管的特性曲線分為輸入特性曲線和輸出特性曲線兩種，如圖1-9所示。圖1-972PPT課件3、三極管的伏安特性曲線三極管的特(1)輸入特性死區(qū)電壓：硅管約為0.5V，鍺管約為0.2V；導(dǎo)通電壓(發(fā)射結(jié))：硅管約為0.7V，鍺管約為0.3V。

(2)輸出特性截止區(qū)：UBE小于死區(qū)電壓，IC≈0，UCE≈UCC，。飽和區(qū)：集電結(jié)正向偏置，UCE＜UBE，IC≈UCC/RC

。放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏

,IC≈βIB。

73PPT課件(1)輸入特性27PPT課件六、MOS型場(chǎng)效應(yīng)晶體管

場(chǎng)效應(yīng)晶體管是利用電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制電流的電壓控制型器件，它的輸入阻抗高且熱穩(wěn)定性好，并且還有制造工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)在放大電路中得到廣泛應(yīng)用。場(chǎng)效應(yīng)晶體管分為結(jié)型（J型）和絕緣柵型（MOS型）兩大類。

74PPT課件六、MOS型場(chǎng)效應(yīng)晶體管場(chǎng)效應(yīng)晶體管是利用電場(chǎng)MOS型場(chǎng)效晶體管的圖形符號(hào)

75PPT課件MOS型場(chǎng)效晶體管的圖形符號(hào)29PPT課件七、晶閘管

晶閘管是一種可控的大功率半導(dǎo)體器件，具有體積小、重量輕、耐壓高、容量大、效率高、控制靈敏等優(yōu)點(diǎn)。晶閘管的外部結(jié)構(gòu)有三個(gè)電極：陽(yáng)極A、陰極K和控制極G（也稱門極），晶閘管的圖形符號(hào)如圖1-10

所示。

圖1-1076PPT課件七、晶閘管晶閘管是一種可控的大功率半八、集成電路集成電路是采用半導(dǎo)體制作工藝，在一塊較小的單晶硅片上制作上許多晶體管及電阻器、電容器等元器件，并按照多層布線或隧道布線的方法將元器件組合成完整的電子電路。集成電路按其功能、結(jié)構(gòu)的不同，可以分為模擬集成電路和數(shù)字集成電路兩大類。集成電路按集成度高低的不同可分為小規(guī)模集成電路(SSI)、中規(guī)模集成電路(MSI)、大規(guī)模集成電路(LSI)和超大規(guī)模集成電路(VLSI)。

77PPT課件八、集成電路集成電路是采用半導(dǎo)體制作工藝，在一塊較小的單晶硅1.3電壓源和電流源一、電壓源1、理想電壓源圖1-11理想電壓源圖1-12理想電壓源的伏安特性曲線78PPT課件1.3電壓源和電流源一、電壓源32PPT課件2、實(shí)際電壓源

U=US-IR0

圖1-13實(shí)際電壓源圖1-14實(shí)際電壓源的伏安特性

79PPT課件2、實(shí)際電壓源33PPT課件二、電流源1、理想電流源圖1-15理想電流源圖1-16理想電流源的伏安特性曲線

80PPT課件二、電流源1、理想電流源34PPT課件2、實(shí)際電流源

I=IS-U/R0

圖1-17實(shí)際電流源圖1-18實(shí)際電流源的伏安特性曲線

81PPT課件2、實(shí)際電流源1.4基爾霍夫定律

一、名詞介紹

1、支路

2、節(jié)點(diǎn)

3、回路

4、網(wǎng)孔

圖1-19復(fù)雜直流電路

82PPT課件1.4基爾霍夫定律一、名詞介紹36PPT課件二、基爾霍夫定律

1、基爾霍夫電流定律（KCL）

基爾霍夫電流定律描述了結(jié)點(diǎn)處各支路電流間的關(guān)系，體現(xiàn)的是電流的連續(xù)性。其內(nèi)容為：對(duì)電路中任一結(jié)點(diǎn)而言，任意時(shí)刻流入該結(jié)點(diǎn)的電流總和等于流出該結(jié)點(diǎn)的電流總和。

或83PPT課件二、基爾霍夫定律1、基爾霍夫電流定律（KCL）37PPTKCL還可以推廣應(yīng)用到電路中任意假想的封閉面（廣義結(jié)點(diǎn)）。即：在任一瞬間通過(guò)任一封閉面的電流的代數(shù)和恒等于零。圖1-20基爾霍夫電流定律推廣

如對(duì)圖1-20（a）中的封閉面得:I1+I2+I3=0

；對(duì)圖1-20（b）中的封閉面得:I1-I2=0

。84PPT課件KCL還可以推廣應(yīng)用到電路中任意假想的封閉面（廣義結(jié)2、基爾霍夫電壓定律（KVL）

基爾霍夫電壓定律描述了電路中任一閉合回路中各部分電壓間的關(guān)系，其內(nèi)容為：任一瞬間，電路的任一閉合回路中，各段電壓的代數(shù)和恒等于