电工复习文字资料

第二章电路的瞬态过程一、储能元件1.电容串联：1𝐶=1𝐶1+1𝐶2+⋯并联：C=C1+C2+…2.电感与电容等效规则相反二、换路定则内容：换路瞬间，电容电压𝑢𝐶不变；电感电流𝑖𝐿不变三、电压电流初始值的确定方法：由换路定则确定t=0时刻𝑢𝐶、𝑖𝐿，再在此条件下求其他电压电流注意电容电感有初始储能理想电压源理想电流源无初始储能短路断路四、一阶电路瞬态分析的三要素法1.公式：(f(t)=f(∞)+(𝑓(0+)−f(∞))𝑒−𝑡𝜏𝑓(0+)初始值f(∞)稳态值τ时间常数RC电路：τ=RC（R：电路的戴维宁等效电阻；单位：欧姆、F）RL电路：τ=𝐿𝑅（单位：H）注意：主要用三要素法求动态原件相关物理量，非动态原件可用KCL\KVL等解答2.三种响应1）零输入响应：无电源，有初始储能2）零状态响应：无初始储能，有电源3）全相应：有电源，有初始储能第三章正弦交流电路一、相关概念1.瞬时值：u、i（小写）2.幅值：𝑈𝑚、𝐼𝑚（大写）3.有效值：U、I二、表达方法1.三角函数形式：2.相量形式：正弦量（最大值或有效值）大小+初相位转化：I∠φ=I（cos𝜑+𝑗sin𝜑）运算：加减——转化为复数形式计算乘除——模相乘，复角相加±j：模长为1，复角为±90°三、功率1.瞬时功率：P=ui2.平均功率（有功功率）：P=UIcos𝜑3.无功功率：Q=UIsin𝜑4.视在功率：S=UI四、各元件在电路中的比较电阻R电感L电容CRLC串联欧姆定律U=RIU=j𝑋𝐿I感抗U=-j𝑋𝐶IZ=R+j(𝑋𝐿−𝑋𝐶)瞬时功率P=UI(1-cos2𝑤𝑡)P=UIsin2𝑤𝑡P=UIsin2𝑤𝑡P=UIcos𝜑-UIcos(2𝑤𝑡+𝜑)平均功率P=UI00P=UIcos𝜑无功功率Q=UI=I2XLQ=UI=I2XCQ=UIsin𝜑视在功率S=PS=QS=QS=UI第四章三相电路一、相关概念1.电压相电压uP：电源端线与中线之间的电压线电压uL：任意两根端线之间的电压2.电流相电流iP：每相负载中流过的电流线电流iL：端线中流过的电流二、三相电源1.星形连接三个相电压对称，相差120°线电压：相电压的√3倍，相位为30°2.三角形连接相电压=线电压三、三相负载1.星形连接相电流=线电流中线电流=三个线电流之和（三相四线制）用相量形式计算2.三角形连接负载相电压=电源线电压线电流：相电流的√3倍，相位为-30°四、三相功率各项负载的功率之和第五章常用电子元器件一、半导体与PN结1.半导体性质（使导电能力增强）1)热敏特性2)光敏特性3)参杂特性2.PN结1)相关概念本征半导体：硅锗载流子：空穴自由电子复合：自由电子填补空穴N型半导体：掺杂5价磷元素。多子—自由电子，易失去，成正电荷P型半导体：掺杂3价硼元素。多姿—空穴，易得电子，成负电荷2)PN结的形成：交界面处两种多子浓度差异大，互相进入对方领域复合，在交界面处留下不能移动的正、负离子，形成一个空间电荷区。（内电流方向：N→P）3)PN结的单向导电性正向导通：外加正向电压，电流P→N。使空间电荷区变窄，内电场减小，多子扩散运动增强反向截至：外加反向电压，电流N→P。使空间电荷区变宽，内电场增大，扩散电流趋近于0，而少子漂流运动增强，形成漂移电流（但很小）反向击穿：反向电压增大到一定程度，反向电流急剧增大二、三极管1.基本结构，两个PN结背对背，三个掺杂区（集电区，基区，发射区）三个电极（集电极C，基极B，发射极E）两个结（集电结，发射结）硅—NPN;锗—PNP特点发射区掺杂浓度高于集电区，远高于基区基区薄且掺杂浓度低集电区面积大于发射区，远大于基区发射区、集电区是同型半导体，但面积、掺杂浓度均不同，故E、C不能调换2.电流分配IE=IB+ICIC≈IE＞＞IB3.工作状态的判断电极偏置电位电流关系集电结发射结VBVCIBICIE截止区反偏反偏非正UCC000放大区反偏正偏0.7左右UCES~UCC0~IBSßIB≈IC饱和区正偏正偏0.7左右UCES≥IBS小于ßIB＜（1+ß）IB正常工作时UBE（发射结电压）：NPN—0.6~0.7；PNP--（-0.3~-0.2）4.特性曲线1)输入特性2)输出特性5.主要参数放大倍数直流：交流：IBS：发射极开路ICS：基极开路ICS=（1+ß）IBS三、二极管1.半导体二极管1)结构：一个PN结2)伏安特性（单向导电性）正向特性死区电压：硅—0.5V；锗—0.2V导通压降：硅—0.6~0.7；锗—0.2~0.3反向特性反向击穿电压：UBR近似伏安特性：截止：外电压小于导通电压，电流为零导通：正向压降恒为UD理想伏安特性（电源电压远大于导通电压）：截至：反向电阻无穷大，相当于断路导通：忽略正向压降和电阻，相当于短路3)主要参数最大整流电流IOM：最大正向平均电流最高反向工作电压URWM：反向击穿电压的一半最大反向电流IRM：最高反向工作电压下的电流4)二极管的应用整流作用半波整流全波整流钳位和隔离限幅作用保护作用2.稳压二极管1)伏安特性2)主要参数稳定电压UZ：反向击穿后二极管两端正常工作电压稳定电压IZ和稳定电流最大值：工作于稳定电压下的电流值。不能超过最大值，故须限流电阻电压温度系数：温度变化1℃时，稳压值变化的百分比动态电阻RZ：反向击穿区稳定工作时，端电压变化量与相应电流变化量的比值（越小，稳压性越好）最大允许耗散功率：PZM=UZ*IZMAX3.发光二极管正向导通时发光两种接法共阴极：某一字段接高电位时发光共阳极：某一字段接低电位时发光第六章基本放大电路一、温度对放大电路的影响1.对静态工作点（温度升高时）发射结电压UBE下降。输入特性曲线左移放大倍数ß增大。反向饱和电流ICBO增大。IB=0的输出特性曲线上移综上，温度升高对晶体管的集中表现为，集电极电流IC增大。导致静态工作点不稳定，易饱和失真2.应对措施—分压式偏置共发射极放大电路1)结构：UCC经两个电阻RB1、RB2串联分压；发射极通过一个电阻RE接地；RE两端并联一旁路电容（为交流电流提供一条阻抗近似为零的通路）2)工作原理：（发射极电流负反馈）3.多级放大电路1)相关参数放大倍数：乘积输入电阻：第一级的输入电阻输出电阻：末级的输出电阻2)类别阻容耦合优点：各级放大电路之间被电容隔开，无直流通路，静态工作点相互独立缺点：不适合放大缓慢变化的信号、直流信号；不能适应集成化要求直接耦合优点：与上一条缺点相对应缺点：静态工作点相互影响，可能无法正常工作；零点漂移（输入电压为零时，输出电压偏离零点，随时间缓慢随机波动的现象）三、差分放大电路1.组成2.工作原理3.抑制零点漂移的作用4.静态工作点的计算（重点：发射极电流为2倍）第七章集成运算放大器一、理想运放1.组成：输入级、中间级、输出级、偏置电路2.电压传输特性反相输入：反相输入端与地之间输入信号同相输入：同相输入端与地之间输入信号差分输入：都输入信号3.特点开环差模电压放大倍数AUO→∞（uo=Au0(u+-u-)）差模输入电阻rid→∞开环输出电阻RO→0共模抑制比KCMBB→∞4.理想运放工作在线性区和非线性区的特点线性区（引入负反馈）虚短：反相输入端与同相输入端点位相等虚地：有一端接地，两端电位都为0虚断：两输入端输入电流为0非线性区（开环/只引入正反馈）同相输入端电压大，输入电压为正饱和值反相输入端电压大，输入电压为负饱和值饱和区虚断二、负反馈1.反馈类型的判断正负反馈：瞬时极性法对级间反馈：假设输入电压瞬时极性，最后与输入信号比较对单级：连接反相输入端—负反馈；连接同相输入端—正反馈电压—电流反馈：看与输出端连接方式反馈元件直接连接到输出端，或输出电压的分压电阻上，则为电压反馈，反之为电流反馈串联—并联反馈：看与输入端反馈元件同输入信号源侧输入端相连—并联反馈，反之则为串联反馈2.负反馈对放大电路性能的影响1）降低放大倍数2）提高放大倍数的稳定性3)改善非线性失真4)对输入电阻—串联增大，并联减小5)对输出电阻—“电压“减小（接近理想电压源），”电流“增大（接近理想电流源）6)展宽通频带三、运算电路1.比例运算反向输入比例运算结构：反相输入端输入信号，同相端接地；输出端与反相输入端引回负反馈输出电压的计算：uo=−𝑅𝐹𝑅1𝑢𝑖同相输入端电阻：R2=R1//RF特点：输出电压稳定；输出电阻低；较强的带负载能力同相输入比例运算结构：同相输入端输入信号，反相端接地；输出端与反相输入端引回负反馈输出电压的计算：uo=(1+𝑅𝐹𝑅1)𝑢𝑖同相输入端电阻：同上电压跟随器：去掉反相输入端，uo=ui特点：输出电压稳定；输入电阻高、输出电阻低；带负载能力强2.加法运算结构：同相输入端接地，反相输入端有多个信号输出电压：多个反向输入电压相加静态平衡电阻：多个反向输入电阻与RF并联优点：改变其中某一路输入端的电阻值时，不影响其他各路3.减法运算结构：两个输入端均有信号输入输出电压：同相输入端电压-反向输入端电压（注意：同相输入端电压是R3分得电压）4.积分运算结构：反相输入端输入电压，同相端接地；将反馈电阻改为电容输出电压：uo=−1𝑅1𝐶𝐹∫𝑢𝑖𝑑𝑡5.微分运算结构：同上；有反馈电阻和电容输出电压：ui=−RFC1𝑑𝑢𝑖𝑑𝑡四、电压比较器1.基本电压比较器2.限幅电压比较器3.滞回电压比较器五、矩形波发生器振荡周期的估算：T=2RFCln(1+2𝑅1𝑅2)第八章数字逻辑基础知识一、进制的换算n进制→10进制：从左到右，依次乘以进制的幂（由高到低）10进制→2进制：依次除以二，由上到下取余数二、相关概念8421码逻辑变量：ABC逻辑函数：Y=F(A,B,C)最小项三、基本逻辑运算与、或、非、与非同或：Y=AB+𝐴̅𝐵̅=𝐴⊙𝐵异或：Y=𝐴̅𝐵+𝐴𝐵̅=𝐴⊕𝐵四、逻辑代数的基本公式五、逻辑函数式的化简1.公式法2.卡诺图—无论什么形式的逻辑函数都可以展开成唯一标准的最小项之和形式）注意圈越大越好、圈数越少越好多少个圈-化简后多少项每个圈必须包含新的1注意单独的1（无法化简，自称一项）最简与或表达式不一定唯一六、逻辑函数表示方法的相互转换1.真值表→逻辑函数表达式挑出使函数值唯一的最小项卡诺图化简相加2.函数式→逻辑图根据变量数列出变量取值组合，画出真值表将组合依次带入函数式，求出对应函数值由真值表写卡诺图（或直接将函数式整理为最小项之和，以此画出卡诺图）化简变换为与非逻辑式3.逻辑图→函数式一级一级写出运算式整理化简第九章组合逻辑电路—门电路一、设计组合逻辑电路步骤：逻辑功能→真值表→函数式→按要求化简→逻辑电路图二、集成逻辑电路1.加法器（S—和；C—进位）半加器：不考虑低位进位全加器：考虑集成加法器：从左至右依次为高位到低位，进位端相互连接（几位数相加则需要几个全加器）2.编码器二进制编码器：8线（输入端，十进制0-7）—3线（输出端，二进制000-111）3.译码器二进制译码器：3线—8线74LS138译码器任意三变量逻辑函数4线—16线译码器4.数据选择器5.数据分配器第十章双稳态触发器零、相关概念1.触发器功能存储数据，记忆信息2.特点具有两个自行保持的稳定状态，用来表示逻辑状态的0和1根据不同的输入信号可以置成0和1状态输入端有效信号消失后，触发器新置的状态能够保留下来一、RS触发器（功能—置0、置1、保持）1.类别1)基本RS触发器2)同步RS触发器2.结构RD直接复位端，低电平有效（只要它0时，输出为0）SD直接置位端，低电平有效（只要它为0，输出为