電子技術(shù)基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)

《電子技術(shù)基礎(chǔ)》包括：

第一章：常用半導(dǎo)體器件第二章：基本放大電路第三章：多級(jí)放大電路

第四章：數(shù)制轉(zhuǎn)換與編碼第五章：邏輯門與邏輯代數(shù)基礎(chǔ)第六章：門電路2/5/20231第一章：常用半導(dǎo)體器件第一節(jié)：半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)：半導(dǎo)體二極管第三節(jié)：雙極型晶體管第四節(jié)：場(chǎng)效應(yīng)管2/5/20232第一節(jié)：半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)1、半導(dǎo)體（semiconductor）

硅silicon、鍺germanium；導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間；光敏性、熱敏性、摻雜性）

2/5/202332、本征半導(dǎo)體（intrinsicsemiconductor）純凈的、結(jié)構(gòu)完整的單晶體*本征激發(fā)產(chǎn)生兩種載流子（carrier）：自由電子electrons（負(fù)電）、空穴holes（正電）、

特點(diǎn)：數(shù)目相等；擴(kuò)散（diffusion）運(yùn)動(dòng)——電流、漂移（drift）運(yùn)動(dòng)——電流自由電子和空穴均參與導(dǎo)電——導(dǎo)電特殊性2/5/202343、雜質(zhì)（impurity）半導(dǎo)體*根據(jù)摻入雜質(zhì)元素不同：

P型半導(dǎo)體、N型半導(dǎo)體注意：（1）多子、少子；（2）電中性；（3）多子和少子的濃度2/5/202354、PN結(jié)形成：*多子的擴(kuò)散、少子的漂移*PN結(jié)、空間電荷區(qū)、耗盡層、阻擋層、勢(shì)壘區(qū)PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕汉谋M層的變化

（1）外加正向電壓（正偏）——導(dǎo)通（2）外加反向電壓（反偏）——截止

正偏低阻導(dǎo)通、反偏高阻截止2/5/20236第二節(jié)：半導(dǎo)體二極管

半導(dǎo)體二極管伏安特性(1)正向?qū)ā?2)反向截止、(3)反向擊穿開(kāi)啟電壓Uon:死區(qū)電壓硅管0.5V,鍺管0.1V導(dǎo)通電壓U:硅管0.6~0.8V,鍺管0.1~0.3V——P19表1.2.1溫度對(duì)二極管伏安特性的影響:

溫度每升高1℃，正向壓降減小2~2.5mV

溫度每升高10℃，反向電流約增大一倍U2/5/20237二極管的應(yīng)用：限幅、整流、門電路

穩(wěn)壓管：工作在反向擊穿狀態(tài)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路：串、反、并作業(yè)：其它特殊的二極管：

光電二極管、發(fā)光二極管、變?nèi)荻O管DZIZDZIZDZIZDZIZ2/5/20238第四節(jié)：半導(dǎo)體三極管

三極管的結(jié)構(gòu)三極管的工作原理三極管的特性曲線三極管的主要參數(shù)溫度對(duì)三極管參數(shù)的影響2/5/20239三極管的結(jié)構(gòu)1、三個(gè)電極

(emittercollectorbase)2、三個(gè)區(qū)(region)3、兩個(gè)PN結(jié)4、特點(diǎn)5、符號(hào)集電區(qū)發(fā)射區(qū)基區(qū)PNN2/5/202310三極管的工作原理1、三極管具有放大作用的條件：

發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏

NPN：VC>VB>VEPNP：VE>VB>VC2、內(nèi)部載流子的傳輸3、電流分配原則：IE=IB+ICIC=βIB+ICEO︽βIB4、結(jié)論：雙極型、電流控制、三種連接方式：共射、共集、共基2/5/202311三極管的特性曲線1、共發(fā)射極電路的輸入特性曲線

右移、重疊

2、共發(fā)射極電路的輸出特性曲線飽和區(qū)、放大區(qū)、截止區(qū)（判斷）2/5/202312三極管的主要參數(shù)1、電流放大系數(shù)：α、β2、極間反向飽和電流：

ICBO、ICEO

：小則穩(wěn)定3、極限參數(shù)：

ICM、PCM、V(BR)CEO

決定三極管的安全工作區(qū)2/5/202313溫度對(duì)三極管參數(shù)的影響溫度升高

ICBO升高

VBE降低

β升高2/5/202314

第二章基本放大電路

第一節(jié)：引言放大電路的功能：把微弱的電信號(hào)線性地（不失真）放大為幅度較大的電信號(hào)——amplifier注意：（1）放大電路放大的本質(zhì)是能量控制和轉(zhuǎn)換：斷電不工作（2）放大的對(duì)象是變化量（3）放大的基本特征是功率放大（4）放大電路中必存在能夠控制能量的元件，即有源元件。（5）放大的前提是不失真：合適的區(qū)2/5/202315第二節(jié)：共發(fā)射極電路的分析RBRCTVCCC1C2vivo2/5/202316靜態(tài)分析1、近似估算法2、圖解分析法（已知特性曲線）注意：電路參數(shù)對(duì)Q的影響2/5/202317動(dòng)態(tài)分析1、圖解分析法注意：*疊加、反相、無(wú)波形改變*負(fù)載RL對(duì)電路靜態(tài)、動(dòng)態(tài)的影響*波形的非線性失真：飽和、截止*最大輸出電壓幅值2、微變等效電路法*三極管的H參數(shù)模型*H參數(shù)的確定*用微變等效電路法分析共射電路2/5/202318特點(diǎn)：負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRBRCRL電壓放大倍數(shù)的計(jì)算2/5/202319對(duì)于為放大電路提供信號(hào)的信號(hào)源來(lái)說(shuō)，放大電路是負(fù)載，這個(gè)負(fù)載的大小可以用輸入電阻來(lái)表示輸入電阻的定義：是動(dòng)態(tài)電阻。rbeRBRCRL電路的輸入電阻越大，從信號(hào)源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。輸入電阻的計(jì)算2/5/202320所以：用加壓求流法求輸出電阻：rbeRBRC002/5/202321分壓式偏置電路RB1+VCCRCC1C2RB2CERERLuiuoRE射極直流負(fù)反饋電阻CE

交流旁路電容典型靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路2/5/202322I1I2IBRB1+VCCRCTRB2RE直流通路靜態(tài)分析2/5/202323+VCCuoRB1RCC1C2RB2CERERLuirbeRCRLR'B微變等效電路uoRB1RCRLuiRB2交流通路動(dòng)態(tài)分析2/5/202324RB+VCCC1C2RERLuiuoRB+VCCRE直流通道射極輸出器(共集放大電路)2/5/202325IBIE折算RB+VCCRE直流通道靜態(tài)分析2/5/202326rbeRERLRB電壓放大倍數(shù)2/5/2023271.所以但是，輸出電流Ie增加了。2.輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱電壓跟隨器。結(jié)論：2/5/202328輸入電阻較大，作為前一級(jí)的負(fù)載，對(duì)前一級(jí)的放大倍數(shù)影響較小且取得的信號(hào)大。rbeRERLRB輸入電阻2/5/202329用加壓求流法求輸出電阻。rorbeRERBRSrbeRERBRS電源置0輸出電阻2/5/202330射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。所謂帶負(fù)載能力強(qiáng)，是指當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，放大倍數(shù)基本不變。2/5/202331第七節(jié)：場(chǎng)效應(yīng)管及其放大電路場(chǎng)效應(yīng)管（FET）場(chǎng)效應(yīng)管放大電路2/5/202332場(chǎng)效應(yīng)管（FieldEffectTransistor）場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管的區(qū)別1.晶體管是電流控制元件；場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件。2.晶體管參與導(dǎo)電的是電子—空穴，因此稱其為雙極型器件；場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制電流器件，參與導(dǎo)電的只有多子，因此稱其為單極型器件。3.晶體管的輸入電阻較低，一般102~104；場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻高，可達(dá)107~10124.噪聲低、熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)、易集成。2/5/202333場(chǎng)效應(yīng)管（FET:fieldeffecttransistor）引言（特點(diǎn)、分類）結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（IGFET）FET的特點(diǎn)及主要參數(shù)場(chǎng)效應(yīng)管放大電路：共源極放大電路共漏極放大電路2/5/202334UDD=20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150k50k1M10k10kGDS10k場(chǎng)效應(yīng)管的共源極放大電路2/5/202335sgR2R1RGRL'dRLRDRo=RD=10k2/5/202336共漏放大電路——源極輸出器uo+UDDRSuiC1R1RGR2RL150k50k1M10kDSC2G2/5/202337uo+UDDRSuiC1R1RGR2RL150k50k1M10kDSC2GRiRo

RogR2R1RGsdRLRS微變等效電路動(dòng)態(tài)分析2/5/202338RiRo

RogR2R1RGsdRLRS微變等效電路輸入電阻Ri2/5/202339輸出電阻ro加壓求流法gd微變等效電路ro

roR2R1RGsRS2/5/2023403.1多級(jí)放大電路的耦合方式耦合方式：直接耦合；阻容耦合；變壓器耦合；光電耦合。級(jí)間耦合：級(jí)與級(jí)之間的連接。第三章多級(jí)放大電路2/5/2023413.2多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析在多級(jí)放大器中，由于后級(jí)電路相當(dāng)于前級(jí)的負(fù)載，而該負(fù)載正是后級(jí)放大器的輸入電阻，所以在計(jì)算前級(jí)輸出時(shí)，只要將后級(jí)的輸入電阻作為其負(fù)載，則該級(jí)的輸出信號(hào)就是后級(jí)的輸入信號(hào)。因此，一個(gè)n級(jí)放大器的總電壓放大倍數(shù)Au可表示為

可見(jiàn)，Au為各級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘積。2/5/202342

多級(jí)放大器的輸入電阻就是第一級(jí)的輸入電阻Ri1。不過(guò)在計(jì)算Ri1時(shí)應(yīng)將后級(jí)的輸入電阻Ri2作為其負(fù)載，即

而多級(jí)放大器的輸出電阻就是最末級(jí)的輸出電阻Ron。不過(guò)在計(jì)算Ron時(shí)應(yīng)將前級(jí)的輸出電阻Ro(n-1)作為其信號(hào)源內(nèi)阻，即2/5/2023434.1概述

一、模擬電路和數(shù)字電路的比較

（1）工作信號(hào)：模擬信號(hào)：時(shí)間和數(shù)量上連續(xù)的物理量（熱電偶輸出信號(hào)）。數(shù)字信號(hào)：時(shí)間和數(shù)量上離散的物理量（零件數(shù)）。

（2）管子工作狀態(tài)：如三極管：

模：放大；數(shù)：飽和或截止

（3）分析工具：估算/圖解/等效；邏輯代數(shù)

（4）研究問(wèn)題：放大性能：Q/Au/Ri/Ro；

輸入輸出邏輯功能第四章數(shù)制轉(zhuǎn)換與編碼2/5/202344

二、數(shù)字電路的特點(diǎn)

（1）二進(jìn)制，易實(shí)現(xiàn)

（2）抗干擾能力強(qiáng)，工作可靠；

（3）長(zhǎng)期保存；

（4）集成度高。

三、主要內(nèi)容

（1）數(shù)制和碼制

（2）邏輯代數(shù)：表達(dá)式、真值表、

卡諾圖、邏輯電路圖、波形圖等。

（3）邏輯門2/5/2023454.2幾種常用的數(shù)制

數(shù)制：計(jì)數(shù)體制

每位數(shù)碼的構(gòu)成方法以及進(jìn)位規(guī)則

任意N進(jìn)制數(shù)D=∑Ki×Ni

其中：N——基數(shù)；

Ki——第i位的系數(shù)；

Ni——第i位的權(quán)（N種數(shù)碼）

（1）十進(jìn)制（D:Decimal）

（2）二進(jìn)制（B:Binary）

（3）八進(jìn)制（O:Octal）

（4）十六進(jìn)制（H:Hexadecimal）

2/5/202346（1）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成等值的N進(jìn)制數(shù)（a）整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換:“除基取余法”（b）小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換:“乘基取整法”4.2

不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換2/5/20234745（10）=101101（2），173（10）=10101101（2）2/5/2023480.3125（10）=0.0101（2）

2/5/202349（2）N——十轉(zhuǎn)換

只要將N進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開(kāi)，各項(xiàng)的數(shù)值相加，即可得到十進(jìn)制數(shù)。

例：（1011.01）2

=1×23+0×22+1×21+1×20+

0×2-1+1×2-2

=(11.25)10

2/5/202350（3）二——十六/八轉(zhuǎn)換:4/3位分組法

（4）十六/八——二轉(zhuǎn)換:

（5）八——十六轉(zhuǎn)換:

法1：以二進(jìn)制為橋，4/3位分組法

法2：以十進(jìn)制為橋

2/5/202351十進(jìn)制數(shù)8421碼余3碼無(wú)權(quán)碼2421碼0123456789000000010010001101000101011001111000100100110100010101100111100010011010101111000000000100100011010010111100110111101111編碼：2/5/202352

邏輯：一定的因果關(guān)系。

邏輯代數(shù)是描述客觀事物邏輯關(guān)系的數(shù)學(xué)方法，是進(jìn)行邏輯分析與綜合的數(shù)學(xué)工具。因?yàn)樗怯?guó)數(shù)學(xué)家喬治·布爾(GeorgeBoole)于1847年提出的,所以又稱為布爾代數(shù)。

邏輯代數(shù)有其自身獨(dú)立的規(guī)律和運(yùn)算法則，不同于普通代數(shù)。

“0”和“1”表示兩種不同的邏輯狀態(tài)：是和非、真和假、高電位和低電位、有和無(wú)、開(kāi)和關(guān)等等。

第5章邏輯門與邏輯代數(shù)基礎(chǔ)5.1概述

2/5/2023535.2邏輯代數(shù)中的三種基本運(yùn)算

與（AND）或（OR）

非（NOT）符號(hào)表達(dá)式真值表規(guī)律2/5/202354幾種常用的復(fù)合邏輯運(yùn)算與非 或非 與或非2/5/202355異或門實(shí)現(xiàn)異或邏輯

Y=AB=AB+ABABY0000111011102/5/202356同或Y=A⊙B=AB+ABABY0010101001112/5/202357兩變量的“異或”及“同或”邏輯的真值表如表所示：ABF=A

⊙B0001101101101001A⊙B=2/5/2023585.3邏輯代數(shù)基本定律與公式——10個(gè)1+A=12)A?A=AA+A=A4)A?A=0

5)A+A=12/5/2023596)(A)=A7)A+B?C=(A+B)?(A+C)

(A?B)=A+B

(A+B)=A?B9)A+AB=A+B10)AB+AC+BC=AB+AC2/5/202360基本定理

代入定理

任一邏輯等式中,若變量A全部用同一邏輯式取代,等式仍成立。例:1+=1

摩根定理推廣2/5/202361反演定理

任一邏輯函數(shù)Y中,與和或，0和1，原變量和反變量互換，則得Y。注意：**優(yōu)先順序不能變——括號(hào)、乘、加

**不屬于單變量上的反號(hào)應(yīng)保留不變。2/5/202362

利用對(duì)偶定理，可以使要證明和記憶的公式數(shù)目減少一半?；閷?duì)偶式對(duì)偶定理：若等式Y(jié)=W成立，則等式Y(jié)’=W’也成立。

2/5/202363邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡(jiǎn)法1、邏輯函數(shù)表達(dá)式的不同形式（與或式、或與式、或非或非式、*與非與非式、與或非式）2、化簡(jiǎn)（與項(xiàng)的個(gè)數(shù)少、與項(xiàng)中的變量個(gè)數(shù)少）3、并項(xiàng)法(利用AB+AB’=A)

吸收法(利用A+AB=A)

消項(xiàng)法(利用公式AB+A’C+BC=AB+A’C)

消因子法(利用A+A’B=A+B)

配項(xiàng)法(利用公式A+A=A或A+A’=1)2/5/2023645.4代數(shù)法化簡(jiǎn)函數(shù)式——公式化簡(jiǎn)法5.4.1邏輯函數(shù)的最簡(jiǎn)形式1.化簡(jiǎn)的意義從邏輯問(wèn)題概括出來(lái)的邏輯函數(shù)式，不一定是最簡(jiǎn)式。化簡(jiǎn)電路，就是為了降低系統(tǒng)的成本，提高電路的可靠性，以便用最少的門實(shí)現(xiàn)它們。例如函數(shù):F=AC+B——1與+1或F=ABC’+AB’C+A’BC+A’B+B+BC——3非+5與+1或2/5/2023652.邏輯函數(shù)的五種基本形式與-或表達(dá)式與非-與非表達(dá)式或-與表達(dá)式或非-或非表達(dá)式與-或非表達(dá)式2/5/202366

3、邏輯函數(shù)的最簡(jiǎn)標(biāo)準(zhǔn)

由于與或表達(dá)式最常用，因此只討論最簡(jiǎn)與或表達(dá)式的最簡(jiǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

最簡(jiǎn)與或表達(dá)式為：①與項(xiàng)（乘積項(xiàng)）的個(gè)數(shù)最少；②每個(gè)與項(xiàng)中的變量最少。2/5/202367常用公式化簡(jiǎn)法一、并項(xiàng)法(利用AB+AB’=A)

二、吸收法(利用A+AB=A)

三、消項(xiàng)法(利用公式AB+A’C+BC=AB+A’C)五、配項(xiàng)法(利用公式A+A=A或乘A+A’=1或添多余項(xiàng)AB+A’C+BC)

四、消因子法(利用A+A’B=A+B)

2/5/2023685.5邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)之和表達(dá)式

在n個(gè)變量邏輯函數(shù)中，若m為包含n個(gè)因子的乘積項(xiàng)，而且這n個(gè)變量均以原變量或反變量的形式在m中出現(xiàn)一次，則稱m為該組變量的最小項(xiàng)。

對(duì)n個(gè)變量的邏輯函數(shù)，共有2n個(gè)最小項(xiàng)。最小項(xiàng)：①定義:2/5/202369最小項(xiàng)之和表達(dá)式

任何一個(gè)邏輯函數(shù)都可以表示成若干個(gè)最小項(xiàng)的和，即最小項(xiàng)表達(dá)式，它是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)“與—或”表達(dá)式，而且這種形式是唯一的?！肁+A’=1例1:Y=ABC’+BC=ABC+BC（A+A’）=ABC’+ABC+A’BC=m6+m7+

m3=m(3,6,7)

最小項(xiàng)表達(dá)式2/5/202370化最小項(xiàng)之和表達(dá)式的方法:標(biāo)準(zhǔn)“與—或”表達(dá)式，而且是唯一的。

例1:Y=AB+BC+AC=m(3,5,6,7)

方法1：利用A+A’=1，缺補(bǔ)方法2：利用真值表

例2:Y=A⊕B⊕C=m(1,2,4,7)

2/5/202371邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡(jiǎn)法1、最小項(xiàng)及其性質(zhì)（n個(gè)變量有2n個(gè)最小項(xiàng)、每個(gè)最小項(xiàng)有n個(gè)相鄰項(xiàng)）2、最小項(xiàng)表達(dá)式（唯一）3、卡諾圖化簡(jiǎn)法（三變量、四變量、跨互補(bǔ)可消除、

填、圈、寫）4、包含無(wú)關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)（定義、表示、處理）2/5/202372

變量的卡諾圖ABC0001111001013

24

57

6ABCABCABCABCABCABCABCABC三變量卡諾圖BAC2/5/202373

四變量的卡諾圖注：上與下，左與右，對(duì)稱，相鄰013

2457

6121315

148911

10ABCD0001111000011110ABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCD2/5/202374二、用卡諾圖表示邏輯函數(shù)1）由變量數(shù)選定卡諾圖2）所含最小項(xiàng)對(duì)應(yīng)格填1例：Y=A’B’C’D+A’BD’+ACD+AB’

ABCD000111100001111011111111=m(1,4,6,8,9,10,11,15)

2/5/2023755.6.2用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)依據(jù)：相鄰的2個(gè)最小項(xiàng)求和，可以合并為一項(xiàng)并 消去一對(duì)因子。一、合并最小項(xiàng)的規(guī)則1）兩個(gè)相鄰的最小項(xiàng)可以合并為一項(xiàng),消去一對(duì)因子.例2）四個(gè)相鄰的最小項(xiàng)可以合并為一項(xiàng),消去兩對(duì)因子.3）八個(gè)相鄰的最小項(xiàng)可以合并為一項(xiàng),消去三對(duì)因子.4）2k個(gè)相鄰的最小項(xiàng)可以合并為一項(xiàng),消去k對(duì)因子.

ABC000111100111=B’C(A+A’)=B’CY=A’B’C+AB’C利用A+A’=1的關(guān)系BAC2/5/202376二、卡諾圖法化簡(jiǎn)步驟注：合并及選擇乘積項(xiàng)的原則（1）圈最大（可重圈，但必有一個(gè)新1）（2）圈最少（3）包含所有1（4）檢查冗