1、第一章 電路模型與基爾霍夫定律第二章 電阻電路基本分析方法與定理第三章 動態(tài)電路時域分析第四章 正弦穩(wěn)態(tài)電路分析第五章 基本半導(dǎo)體器件第六章 基本放大電路第七章 集成運(yùn)算放大電路第八章 負(fù)反饋放大電路第九章 直流穩(wěn)壓電源第十章 波形產(chǎn)生與整形電路X電路與電子學(xué)基礎(chǔ)第1頁1-1 電路與電路模型1-2 電路分析中基本變量 1、電流、電壓及它們參考方向 2、關(guān)聯(lián)參考方向 3、功率X1-3 基爾霍夫定律 1、KCL（節(jié)點(diǎn)或封閉面） 2、KVL1-4 直流電路基本元件 電阻、獨(dú)立源（理想、實(shí)際）、受控源第一章 電路模型與基爾霍夫定律第2頁基爾霍夫電流定律(KCL)對于任一集總電路中任一節(jié)點(diǎn)，在任一時刻，

2、流入（或流出）該該節(jié)點(diǎn)全部支路電流代數(shù)和為零。XKCL 也適合用于廣義節(jié)點(diǎn)（封閉面）。第3頁基爾霍夫電壓定律(KVL) 對任一集總電路中任一回路，在任一時刻，沿該回路全部支路電壓降代數(shù)和為零：X即：第4頁2-1 等效概念及等效變換分析 1、電阻串聯(lián)與分壓公式 2、電阻并聯(lián)與分流公式 3、電源等效變換X2-2 復(fù)雜電路系統(tǒng)分析方法 1、支路電流法 2、節(jié)點(diǎn)電壓法第二章 電阻電路基本分析方法與定理2-3 電路分析基本定理 1、疊加定理 2、替換定理 3、戴維南定理和諾頓定理 4、最大功率傳輸定理 5、對偶特征第5頁X對外電路等效：對外VCR曲線完全相同。實(shí)際電壓源實(shí)際電流源實(shí)際電壓源/實(shí)際電流源第

3、6頁節(jié)點(diǎn)電壓法列寫規(guī)則X節(jié)點(diǎn)電壓法列寫規(guī)則：本節(jié)點(diǎn)電壓乘以本節(jié)點(diǎn)自電導(dǎo)，加上相鄰節(jié)點(diǎn)電壓乘以本節(jié)點(diǎn)與相鄰節(jié)點(diǎn)之間互電導(dǎo)，等于流入本節(jié)點(diǎn)全部電流源電流代數(shù)和。第7頁節(jié)點(diǎn)電壓法幾個特殊情況（1）若支路為電壓源與電阻串聯(lián)，則可等效為電流源與電阻并聯(lián)。（2）若電路中含有電流源與電阻串聯(lián)支路，則在列節(jié)點(diǎn)方程時不考慮此電阻。（3） 若電路中含有理想電壓源支路，則設(shè)其支路電流i為未知量，同時增列一個電壓源支路電壓與相關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓方程。（4）當(dāng)電路中含有受控源時，把受控源看成獨(dú)立源對待，按普通規(guī)則列寫?yīng)毩⒐?jié)點(diǎn)電壓方程。設(shè)法以節(jié)點(diǎn)電壓表示受控源控制量，即每個控制量對應(yīng)一個輔助方程。第8頁疊加定理疊加定理：在由線性

4、電阻、線性受控源和獨(dú)立電源組成電路中，任一元件電流(或電壓)能夠看成是電路中每一個獨(dú)立電源單獨(dú)作用于電路時，在該元件產(chǎn)生電流(或電壓)代數(shù)和。單獨(dú)作用含義：指某一獨(dú)立源作用時，其它獨(dú)立源不作用，即置零。即獨(dú)立電壓源短路，獨(dú)立電流源開路。X第9頁戴維寧定理與諾頓定理X第10頁計(jì)算 簡單電阻電路情況，用串并聯(lián)。含受控電源情況戴維寧等效電阻 計(jì)算X外加電壓法開路電壓短路電流法外加電壓法開路電壓短路電流法第11頁此時負(fù)載得到最大功率為：由線性含源二端網(wǎng)絡(luò)傳遞給可變負(fù)載 功率為最大條件是：負(fù)載 應(yīng)與戴維寧等效電阻 相等。X最大功率傳輸定理第12頁3-2 動態(tài)元件基本特征 1、電容元件 2、電感元件X3-

5、4 一階電路零輸入響應(yīng) 1、一階RC電路零輸入響應(yīng) 2、一階RL電路零輸入響應(yīng)第三章 動態(tài)電路時域分析3-5 一階電路零狀態(tài)響應(yīng) 1、一階RC電路零狀態(tài)響應(yīng) 2、一階RL電路零狀態(tài)響應(yīng)3-6 一階電路全響應(yīng)3-7 一階電路三要素法3-7 換路定則及初始值確定第13頁初始值：在換路瞬間，電路中一些電量會突然發(fā)生改變，而換路后這一瞬間這些電量值稱為初始值。X初始值計(jì)算初始值步驟：1、畫出 等效電路，其中，在直流激勵下電容相當(dāng)于開路，電感相當(dāng)于短路，并依據(jù)該電路計(jì)算初始狀態(tài) 和 ；2、依據(jù)換路定則， ；3、畫出 等效電路，其中電容用電壓值為 電壓源代替，電感用電流值為 電流源代替；4、依據(jù) 等效電路

6、，用分析直流方法計(jì)算電路中其它變量初始值。第14頁零狀態(tài)響應(yīng) (z.s.r)：動態(tài)元件初始儲能為零時，僅由外加激勵引發(fā)響應(yīng)（充電過程）。零輸入響應(yīng)(z.i.r)：外加激勵為零時，僅由動態(tài)元件非零初始狀態(tài)引發(fā)響應(yīng)（放電過程）。全響應(yīng)：動態(tài)元件處于非零初始狀態(tài)時，電路在外加激勵作用下響應(yīng)，是零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)之和。X穩(wěn)態(tài)響應(yīng)：電路到達(dá)新穩(wěn)定狀態(tài)時一直存在響應(yīng)。暫態(tài)響應(yīng)：含有指數(shù)形式，伴隨時間增加逐步趨于零響應(yīng)。響應(yīng)強(qiáng)制分量：形式由激勵決定那部分響應(yīng)。響應(yīng)自由分量：形式由電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)決定那部分響應(yīng)。第15頁零輸入響應(yīng)X不但適合用于狀態(tài)變量，也適合用于非狀態(tài)變量。只適合用于狀態(tài)變量。零狀態(tài)響

7、應(yīng)第16頁X一階電路三要素法在直流激勵下，需要求一階動態(tài)電路中任一支路電壓、電流時，只需知道待求量初始值、穩(wěn)態(tài)值和電路時間常數(shù)三個量就能夠求得該量解，這種方法就成為三要素法。暫態(tài)響應(yīng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)不但適合用于狀態(tài)變量，也適合用于非狀態(tài)變量。對于狀態(tài)變量第17頁時間常數(shù)：電壓、電流衰減快慢取決于時間常數(shù)大小， 越大，衰減越慢，反之則越快。X時間常數(shù)計(jì)算方法：依據(jù)電路，利用公式 和 計(jì)算。對于復(fù)雜電路，利用戴維南定理或諾頓定理將除動態(tài)元件以外電路用戴維南等效電路或諾頓等效電路替換，由此能夠確定R為戴維南等效電阻或諾頓等效電阻。第18頁4-1 正弦穩(wěn)態(tài)信號基本概念 1、正弦信號有效值 2、正弦信號相位差X

8、4-2 正弦信號相量表示法 1、正弦信號相量表示第四章 正弦穩(wěn)態(tài)電路分析4-3 正弦電路相量分析法 1、相量形式KCL、KVL 2、電阻、電感、電容元件相量模型 3、相量歐姆定理普通形式、阻抗和導(dǎo)納第19頁4-4 正弦電路功率 1、瞬時功率 2、平均功率（有功功率）和無功功率 3、視在功率與功率因數(shù)X4-7 RLC電路諧振 1、RLC串聯(lián)諧振 2、RLC并聯(lián)諧振第四章 正弦穩(wěn)態(tài)電路分析4-6 傳輸函數(shù)與濾波基本知識第20頁正弦信號有效值X周期性電流 有效值等于周期性電流瞬時值平方在一個周期內(nèi)平均值再取平方根，即方均根值。正弦電流信號 有效值正弦電壓信號 有效值任一正弦信號有效值總為其振幅0.7

9、07倍。第21頁電路中量符號表示示例符號說明純直流量 ， 變量名與角標(biāo)都大寫純交流量 ， 變量名與角標(biāo)都小寫正弦信號振幅 , 或者 ,變量名大寫，角標(biāo)是m有效值 ， 或者 ， 變量名大寫，或變量名大寫角標(biāo)小寫有效值/振幅相量 ， 或者 ,變量名大寫，頭部帶點(diǎn)帶直流分量交流總量 ， 變量名小寫，角標(biāo)大寫慣用電路變量符號表示第22頁兩個同頻率正弦量：定義相位差 ：二者同相二者反相正弦信號相位差二者正交X超前 相位滯后 相位第23頁相量形式KCL：X相量形式KVL：電阻元件復(fù)數(shù)歐姆定律（相量形式）：電容元件復(fù)數(shù)歐姆定律（相量形式）：第24頁電感元件復(fù)數(shù)歐姆定律（相量形式）： 支路阻抗： （單位：歐姆

10、）一個無源線性支路，在關(guān)聯(lián)參考方向下：串聯(lián)阻抗：并聯(lián)導(dǎo)納： 支路導(dǎo)納：（單位：西門子）第25頁依據(jù)KCL、KVL、歐姆定律及電路元件VCR相量形式，利用相量并引用阻抗和導(dǎo)納，則正弦穩(wěn)態(tài)電路計(jì)算能夠仿照電阻電路處理方法進(jìn)行。這種利用相量對正弦穩(wěn)態(tài)電路進(jìn)行分析方法稱為相量法。相量分析方法時域模型 相量模型X第26頁相量法解題步驟(1) 寫出已知正弦量相量。(2) 作出原電路相量模型，求出電路中各相量間關(guān)系。(3) 依據(jù)所求得相量，寫出對應(yīng)正弦量。X相量分析方法第27頁X相量圖法相量圖法：先定性地畫出相量圖，然后依據(jù)圖形特征處理問題一個方法。有時只需計(jì)算有效值和相位差，對這類問題，更適合于用相量圖法

11、求解。(1)串聯(lián)電路通常以電流作為參考相量，并聯(lián)電路通常以電壓作為參考相量，參考相量初相為零。(2) 測量儀表讀數(shù)為有效值。(3) 依據(jù)電路元件VCR確定各相量間相位關(guān)系。(4) 依據(jù)實(shí)部、虛部正負(fù)確定相量所在象限，從 而確定相位角。第28頁功率X瞬時功率，關(guān)聯(lián)參考方向時：平均功率:單位：W（瓦特）支路平均功率實(shí)際上是描述電阻成份所消耗功率。無功功率：單位：VAR（乏）無功功率僅與支路中等效電抗成份相關(guān)，反應(yīng)了支路電抗成份與外電路交換能量最大速度。視在功率：單位：伏安(VA)電路功率因數(shù)：第29頁5-1 半導(dǎo)體基本理論 1、P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體 2、PN結(jié)X5-3 晶體三極管 1、工作原理

12、2、特征曲線 3、低頻小信號電路模型第五章 基本半導(dǎo)體器件5-2 晶體二極管 1、工作原理及伏安特征 2、穩(wěn)壓二極管第30頁N型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中摻入五價元素（如磷、銻）后會出現(xiàn)多出電子，從而形成以自由電子為主載流子，空穴為少數(shù)載流子，這種半導(dǎo)體叫做N型半導(dǎo)體。P型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中摻入三價元素（如硼、銦等），形成多出空穴，從而形成以空穴為主載流子，電子為少數(shù)載流子，這種半導(dǎo)體叫做P型半導(dǎo)體。三價雜質(zhì)原子空穴被填補(bǔ)后變成負(fù)離子五價雜質(zhì)原子缺乏自由電子后變成正離子第31頁P(yáng)N結(jié) 因?yàn)闈舛炔睿琋區(qū)多子（電子）向P區(qū)擴(kuò)散，從而形成帶正電區(qū)域。一樣，P區(qū)多子（空穴）向N區(qū)擴(kuò)散，使得P區(qū)有多出電

13、子，從而形成帶負(fù)電荷區(qū)域。最終在PN結(jié)處形成空間電荷區(qū)（N正P負(fù)），該電荷區(qū)形成內(nèi)電場，方向由N區(qū)指向P區(qū)，恰好阻止擴(kuò)散繼續(xù)。伴隨擴(kuò)散繼續(xù)，內(nèi)電場也逐步加強(qiáng)，最終到達(dá)擴(kuò)散與阻止擴(kuò)散平衡狀態(tài)，于是空間電荷區(qū)寬度穩(wěn)定下來，能夠認(rèn)為載流子被耗盡，所以空間電荷區(qū)也稱為耗盡層。第32頁P(yáng)N結(jié)加正向電壓正向?qū)偃缭赑N結(jié)兩端外加電壓，將破壞原來平衡狀態(tài)，半導(dǎo)體器件上施加外電壓稱為偏置電壓。當(dāng)電源正極接到PN結(jié)P端，負(fù)極接到PN結(jié)N端，稱為正向偏置電壓。此時外加電場與內(nèi)電場方向相反，將多數(shù)載流子推向空間電荷區(qū)，外加電場減弱了內(nèi)電場（耗盡層變窄），引發(fā)載流子擴(kuò)散運(yùn)動連續(xù)進(jìn)行，從而形成正向電流，PN結(jié)導(dǎo)通。第

14、33頁P(yáng)N結(jié)加反向電壓反向截止當(dāng)電源正極接到PN結(jié)N端，負(fù)極接到PN結(jié)P端，稱為反向偏置電壓。此時外加電場與內(nèi)電場方向相同，使內(nèi)電場加強(qiáng)（耗盡層變寬），深入阻止載流子擴(kuò)散，阻止電流形成，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。第34頁2.二極管伏安特征(正向特征) 當(dāng)正向電壓很小，不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場影響是，二極管展現(xiàn)很高電阻特征，其正向特征起始電流幾乎為零，該段區(qū)域稱為死區(qū)； 伴隨外加正向偏置電壓升高，當(dāng)電壓足以克服內(nèi)電場影響時，正向電流開始上升，二極管開始導(dǎo)通；正向?qū)妷海?普通按照硅管0.7V。 外加正向偏置電壓超出死區(qū)電壓后，二極管內(nèi)電場被大大減弱，正向電流增加很快，與正向偏置電壓近似成正比，伏安特征

15、曲線近似成一條直線，該段區(qū)域稱為線性區(qū)； 反向截止； 反向擊穿；第35頁穩(wěn)壓二極管 穩(wěn)壓二極管工作在擊穿區(qū)。因?yàn)辇R納擊穿效應(yīng)，在維持一定電流條件下，二極管反向偏置電壓會穩(wěn)定在一個固定數(shù)值，當(dāng)反向偏置電壓撤消后，能恢復(fù)原來狀態(tài) 。主要用于電壓限制和調(diào)整，也可作為電路過電壓保護(hù)器件。穩(wěn)壓二極管電路符號：第36頁三極管工作原理對發(fā)射結(jié)（be結(jié)）施加正向偏置電壓，be結(jié)導(dǎo)通，大量自由電子因擴(kuò)散運(yùn)動越過發(fā)射結(jié)抵達(dá)基區(qū)，產(chǎn)生由e向b電子流。發(fā)射區(qū)不停從電源得到補(bǔ)充電子，連續(xù)擴(kuò)散運(yùn)動形成發(fā)射極電 。對集電結(jié)（bc結(jié)）施加反向偏置電壓，集電極就含有很強(qiáng)a電子吸收能力。因?yàn)榛鶇^(qū)很薄，由發(fā)射區(qū)抵達(dá)基區(qū)電子小部分被

16、基極空穴復(fù)合，因?yàn)榛鶇^(qū)接電源正極，電源將電子吸收，相當(dāng)于電源向基區(qū)連續(xù)提供空穴，形成基極電流 。 發(fā)射極 集電極第37頁三極管工作原理在一定范圍內(nèi)，集電極電流與基極電流保持了比較固定百分比關(guān)系，在此范圍內(nèi)，基極電流越大，集電極電流就越大，表現(xiàn)出三極管放大特征。自由電子從發(fā)射區(qū)抵達(dá)基區(qū)，基區(qū)很薄，又因?yàn)榧姌O含有很強(qiáng)電子吸收能力，所以抵達(dá)基區(qū)大部分電子在外電場作用下越過集電結(jié)抵達(dá)集電區(qū)，漂移運(yùn)動形成集電極電流 。因?yàn)榧姌O所搜集電子數(shù)大于進(jìn)入基極電子數(shù)，所以集電極電流大于基極電流。 發(fā)射極 集電極第38頁(2) 當(dāng)UCE變大，使集電極反偏后，集電結(jié)內(nèi)電場很大，能將從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)自由電子中絕大

17、部分拉到集電區(qū)，從而形成了集電極電流IC。基區(qū)復(fù)合降低，一樣UBE下IB減小，特征曲線右移。(1) 當(dāng)UCE=0V時，發(fā)射極與集電極短路，相當(dāng)于并聯(lián)兩個二極管正向特征曲線。UCE = 0VUCE 1V(3) 當(dāng)UCE1V時，集電極已經(jīng)反偏，若再增大UCE，只要UBE不變則IB基本不變。第39頁輸出特征曲線IC = f (UCE ) | IB = 常數(shù)IB與IC親密相關(guān)，IB不一樣對應(yīng)不一樣曲線。對于某一曲線，當(dāng)UCE從零逐步增大，集電結(jié)電場隨之增強(qiáng)，搜集基區(qū)自由電子能力也逐步增大，所以IC也就逐步增大。當(dāng)UCE增大到一定數(shù)值時，集電結(jié)電場足以將基區(qū)絕大部分自由電子都搜集到集電極，UCE再增大，

18、搜集能力也不能顯著提升為表現(xiàn)為曲線幾乎平行與橫軸。第40頁輸出特征曲線輸出特征曲線三個區(qū)域:1、截止區(qū)：IC靠近零區(qū)域，相當(dāng)IB=0曲線下方。其特征是發(fā)射極電壓小于死區(qū)電壓，集電結(jié)反向偏置。此時IB=0 ， ICICEO 。其中ICEO稱為穿透電流，即基極開路（ IB=0 ）時，在集電極電源作用下集電極和發(fā)射極之間形成電流，ICEO值很小，通常忽略不計(jì)。第41頁輸出特征曲線輸出特征曲線三個區(qū)域:2、放大區(qū)（線性區(qū)）：IC平行于UCE軸區(qū)域，曲線基本平行等距。其特征是發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。此時IC幾乎僅僅決定于IB，而與UCE無關(guān)，集電極電流IC與基極電流IB成百分比： 第42頁輸出特

19、征曲線輸出特征曲線三個區(qū)域:3、飽和區(qū)：曲線上升和彎曲部分區(qū)域。其特征是發(fā)射結(jié)與集電結(jié)均處于正向偏置。臨界飽和：UCE = UBE，即UCB =0，集電區(qū)搜集擴(kuò)散到基區(qū)自由電子能力大大減弱，IB對IC控制作用不復(fù)存在，三極管放大作用消失；過飽和狀態(tài)： UCE UBE， IC不但與IB相關(guān)，而且顯著隨UCE增大而增大，三極管放大作用消失。第43頁6-1基本共射放大電路 1、靜態(tài)分析，包含估算法和圖解法 2、動態(tài)分析，包含圖解法和微變等效電路法 3、失真種類、原因、改進(jìn) 4、分壓偏置放大電路靜態(tài)分析6-2其它放大電路 1、射極輸出器靜態(tài)分析和動態(tài)分析、特點(diǎn)6-4多級放大電路與頻率特征 1、多級放大電路組成 2、頻率特征，尤其是高頻區(qū)和低頻區(qū)特征和原因 6-5差分放大電路 1、靜態(tài)分析、特點(diǎn)X第六章 基本共射放大電路第44頁6-1基本共射放大電路 1、組成和各元件作用 2、靜態(tài)分析，包含估算法和圖解法；動態(tài)分析，包含圖解法和微變等效電路法 3、失真種類、原因、