一周搞定系列之模电全集

一周搞定系列之模电数电主讲老师：XXXX适合人群1、对于初学者，和对硬件有些了解，但对于应用却不知如何入手的人2、适合一些偏软件的同学，对于硬件电路却不是很清晰的。硬件的重要性1、搞开发设计不是像搞开发板那样，什么电路都给你搭好了，然后再写程序，去控制它，那么这种能力只能说你能玩好它。2、项目开发是必须需要硬件支持的，如果你连硬件都看不懂，就别说团队合作和软件设计了。一周搞定系列之C语言一周搞定系列之电路基础一周搞定系列之模电数电一周搞定系列之51单片机一周搞定系列之JAVA基础一周搞定系列之ARM基础更多资源(视频、资料、程序)会继续推出…更多学习资源发布学习视频资料文档练习题目参考程序1、公司论坛2、115网盘掌握基本元器件的一些特性并会使用它们掌握基本电路的组成并会搭建小部分模块电路，了解每个器件在电路中的功能自己会设计一些简单的电路视频目的模电数电课程学习1、要多实践，勤于动手3、要有敢于去解决问题的恒心，要把问题的出现当作财富。2、要踏实，一个脚印一根钉，不可浮躁4、要虚心向他人求教，相互多交流，从别人的想法中加深对知识的理解课程特点：这是一门实践性很强的课程。学习要求：视频特点1、主要包括理论介绍和应用2、对于每个知识点都会通过Multism仿真，进行测试为以后的应用打好基础重点目录第一章基本元器件介绍第二章基本电路的分析与验证第三章实际电路应用具体个章内容介绍请看随视频一起下载的模数电大纲主讲老师：刘志顺源享科技真诚奉献一周搞定系列之模电数电第一章基本元器件介绍1、二极管一、什么是二极管定义：二极管就是半导体材料被封装之后，在PN结两端加上两个正负极引线制作而成。一般二极管符号二极管实物特性：单向导通性、伏安特性怎么用？一、二极管测试1、电路图总结:1、电路中二极管导通之后，所分电压值为0.7V。2、发光二极管导通之后为分压值1~2v，电流范围为5~20mA3、二极管反相不导通，但是当所给的电压值超过它的反向击穿电压时，那么二极管也将导通，（应用中要注意二极管的反向最大电压值，防止二极管烧坏）4、当正向电压很小时，二极管不导通，当电压至少达到0.5V以上时，二极管才导通。1.2.5稳压二极管一、什么是稳压二极管(a)符号DZ能够稳定一定电压的二极管二、实行稳压的条件1、工作在反向击穿状态2、反向电压应大于稳压电压稳压电路+R-IR+-RLIOVOVIIZDZUOUI基本电路的稳压过程稳压电路的搭建：需要多大电阻呢？1、稳压的基本电路2、电流范围为4~8mA总结：1、稳压二极管的使用形式为稳压二极管和电阻进行串联2、稳压二极管要达到比较好的稳压效果，一定要注意稳压电流的选取。3、在电路应用中一定要注意串联电阻阻值选择。下面两种稳压电路的区别（UZ＝3V）UIuO1DZR(a)(b)UIuO2RDZR4500ΩD2ZPD3.0562R5100ΩR6500ΩD3ZPD3.071012整流二极管1.特点用于把交流电变成脉动直流电2.那什么是交流变脉动直流呢？开关二极管它是电路上为进行“开”、“关”作用而特殊设计的二极管。它由导通变为截止或由截止变为导通所需的时间比一般二极管短功能：应用：在电路中主要防止反向电流烧坏一些精密器件起保护作用。2、电容电容的作用旁路、去耦、滤波、和储能的作用。什么是电容它有两个电极板，和中间所夹的介质封装而成，具有特定功能的电子器件。1、旁路的作用1、使输入电压均匀化，减小噪声对后级的影响。2、进行储能，当外界信号变化过快时，及时进行电压的补偿。2、去耦（退耦）电容作用1、去耦电容和旁路电容的作用是差不多的，都有滤除干扰信号的作用，只是旁路电容针对的是输入信号，而去耦电容针对的是输出信号。2、去耦电容一般比较大10uF或更大，旁路电容一般根据谐振频率是0.1uF或0.01uF。3、滤波和储能滤波作用滤除杂波，大电容滤低频，小电容滤高频储能作用收集电荷应用：例如：给时钟芯片DS1302供电3、电容在电路中连接问题注意：耐压值防止短接铝电解电容瓷片电容独石电容常用电容极性判断：铝电容：长脚为正极，短接为负极，或者电容上标有银色负号的一边为负极，瓷片电容和独石电容无极性，但设备生产中也有工艺要求。电容应用总结1、电源上的电容作用一般是滤除电源电压的波动。小电容滤高频，大电容滤低频，并且还提供一定的电压储备，以备后续电路的需要2、对于一些干扰性强的环境，电容的加入可以减少很多电路控制上不必要的麻烦，在使用电容时，还要注意耐压值和反接问题。3、电容使用的取值大小可以参考别人的一些电路，很多都是工程上的一些经验第一章基本元器件介绍3、晶体三极管3、晶体三极管它是一种利用输入电流控制输出电流的电流控制型器件。三极管的结构图什么是晶体三极管由半导体组成具有三个电极的晶体管ecbecbNPN放大状态、模样和结构怎样？PNP三极管的特点：三种工作状态：饱和状态、截止状态1、怎么让它工作在放大状态呢？条件：发射结正偏，集电结反偏（UBUE,UCUB）ecbNPN2、怎么让它工作在截止状态呢？条件：发射结反偏或两端电压为零3、怎么让它工作在饱和状态呢？条件：发射结和集电结均为正偏。工作在各个状态有什么特点呢？在电路中怎么去实现呢？三极管各种状态的测试总结：放大状态：IB=1、IB一定时，IC的大小与UCE无关饱和状态：特点：BBECCRUVIB=βICIE=(1+β)IC截止状态：特点：集电极和发射极之间相当于开路工作状态：IB=0，IC=0，IE=IB+IC=0；特点：工作状态：2、IC的大小只受IB控制IB和IC都很大，IC不受IB的控制，UCE两端电压很小，相当于导线，工程上我们认为硅饱和导通的UCE的压降为0.3V，锗管为0.1V三极管主要参数1、共发射极电流放大系数4.集电极——发射极间反向击穿电压V(BR)CEO3.集电极最大允许耗散功率PCM2.集电极最大允许电流ICM三极管放大系数一般为10~100。应用中一般取30~80为宜那么一个实际三极管参数到底什么样呢？ecbNPN第一章基本元器件介绍4、场效应管Q12N6659V13VV210VXMM1XMM22XMM3501什么是场效应管？它是一种电压控电流的器件。它有三个电极栅极（G）,漏极（D），源级（S）绝缘栅型场效应管怎么用？GSDOV2GSUV3V5.3V4DImA/15105DSU/V恒流区.（特点：当UDS比较小时，ID随UGS的变化而变化）（特点：ID不随UDS变化，只随UGS增大而增大）（3）截止区（特点：当UDS增大到一定值时，场效应管被击穿，ID突然增大，如无限流措施，管子将烧坏，在场效应管使用中一定要注意，防止管子击穿）特点：如果长时间工作在此区域，没有很好的散热措施，很可能由于功率较大，造成管子烧坏。所以在使用中也要注意。管子的散热和最大功率可变电阻区截止区击穿区过损耗区总结（1）可变电阻区（2）恒流区（特点：UGS小于1.5V，ID=0，场效应管不导通）（4）击穿区（5）过损耗区37三极管特点电流控制器件（基极电流控制晶体管导电能力）输入阻抗不高噪声高场效应管特点电压控制器件（用电压产生电场来控制器件的导电能力）输入阻抗极高噪声小缺点速度慢三极管和场效应管的比较反应速度较快结构分类第一章基本元器件介绍5、光耦什么是光耦？光耦实现了是一种“电—光—电”的转换。光耦实物光耦结构图光耦器件怎么用呢？应用要注意什么？光耦测试U1TLP521-12134VCC5VR1175ΩVCCVDD5V2R2350ΩVSS0VLED1J1Key=SpaceXMM218VSSVDD340第一章基本元器件介绍6、发声器件发声器件的作用作为电子讯响器，运用其发声特性，作为提示或播放等功能。发声器件的介绍图1图2图1为喇叭，无极性器件（没有正负之分），无源蜂鸣器（内部没有振荡源），所以直流不能驱动，需要2KHZ~5KHZ的方波才能使其发出声响。图2为蜂鸣器，有极性（长脚为正，短接为负），有源蜂鸣器（内部含有震荡源），当给予1.5V~15V的电压后，就会发出声响。第一章基本元器件介绍7、继电器什么是继电器？它是一种“自动开关”，通过低电压、小电流去控制高电压、大电流。1、常开触点2、常闭触点继电器术语（用在开关速度要求不高的场合）应用：继电器实物分析123456引脚图实物图驱动电压5VDC：30V,3AAC：220V,3A在使用中一定要注意这些参数，既要达到一定的驱动电压，也要防止器件烧毁。1、驱动电压2、可以承受的控制信号量值注意：继电器测试电路J1Key=SpaceVCC12VVCCV1220Vrms60Hz0°40R21kΩXSC1ABExtTrig++__+_5KK1EMR121A05010第一章基本元器件介绍8、数码管什么是数码管？实物图示意图共阴结构图共阳结构图通过控制不同的LED点亮来显示所需要的字符，（如1~F）数码管实验电路R21kΩJ2VCC12VU1ABCDEFGCKHXMM5VCCR31kΩR41kΩR51kΩR61kΩR71kΩR81kΩR91kΩ12131415161718192021232425262722280第一章基本元器件介绍9、瞬态电压抑制器（TVS）什么是瞬态电压抑制器直插式贴片式它具体有什么样的作用呢？1、加在信号和电源线上，能防止微处理器，人体静电、交流浪涌或噪声，导致处理器的失灵。它是一种二极管形式的高效能的保护器件，防止瞬态高能量时冲击时，保护精密器件免受各种浪涌脉冲的损坏。2、能释放超过10000V，60A以上的脉冲，并能持续10ms，而一般的TTL器件，遇到30ms的10V脉冲时，便会导致损坏，所以利用TVS是既可以防止器件损坏，也可以防止总线之间开关引起的干扰。3、将TVS放置在信号线和地之间，能避免数据及控制总线受到不必要噪声的影响。典型应用电路第二章基本电路验证与分析1、基本放大电路+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE基本放大器的电路是什么样子呢？各部分有什么作用呢？1、为电路供能2、为电路提供合适的静态工作点为电路提供合适的静态电流把放大的电流信号，转换为电压信号C1和C2为隔直通交作用2、对于三极管放大电路的设计，基极电阻取值Rb一般为几十到几百千欧。集电极电阻Rc一般为几千到几十千欧。各器件的取值范围怎样呢？1、三极管放大电路是小信号的放大，常用器件最大通过的电流也只有几百毫安，所以输入信号不能太大3、C1、C2作为隔直通交的电容，取值一般为几微法到几十微法+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE那么实际应用要注意什么呢？uce为什么会被反相呢？uBE=UBEQ+uiiB=IBQ+ibiC=ICQ+icuCE=Vcc-iCRCuCE=Vcc-(ICQ+ic)RC=UCEQ+(-icRC)uCE=UCEQ+uce+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE分析：总基极电压总基极电流总集电极电流总的uCE化简又由那么uo=uce=-icRC出现这些情况的原因是什么呢？交流负载线t00tCiCiCEuCEuQCQI交流负载线t00tCiCiCEuCEuQBQICQI截止失真饱和失真饱和区放大区截止区怎么取好Q值？Q值也就是（静态工作点）它与那些因素有关呢？当电路没有加入信号源时，直流电源VCC为电路提供的静态值，它包括IB、IC、UCE+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEUCE=VCC-ICRC要取好IB、IC、UCE我们要控制好哪些参数呢？+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE条件：与RB的关系增大RB,Q点下移,减小RB,Q点上移。问题：UCE=VCC-ICRC与VCC的关系+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–