内容精简(一).

《内容精简(一).》由会员分享，可在线阅读，更多相关《内容精简(一).（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 内容精简（一 ） 电工电子学 朱明：zhuming167865 1 元件器件电路电子电路设备装置 电工电子学 元件：电阻、电容、电感、电压源、电流源等。 器件：电阻器、电容器、电感器、变压器、实际 电压源、实际电流源等。 电路：将器件适当地连接起来构成电路。 电子电路：将电路器件、电子器件（半导体器件 ）适当地连接起来构成电路。 设备装置：由电路或电子电路与其它电气、气动 、液压、机械等部件组成并实现某些特定功能的 装置。 2 元件、器件、模型 3 从能量角度的元件分类 1、恒耗能元件：输入电能，例如：电阻； 2、恒释能元件：输出电能，例如：光伏电池； 3、储能元件：输入输出电能平衡，例如：

2、电容、电感； 4、电源元件：输出或输入电能，例如：电压源、电流源。 思考：电场、磁场、电磁波能是电能吗？ 4 电流实际方向：正电荷的运动方向为 实际电压方向：驱使正电荷远离的为正、吸引正电荷接近的为负 基本物理量：电压、电流、功率 关系：P=U*I Uaba b Uab：表示电压a点为正、b点为负（a点相对b点的电位差） ab Iab Iab：表示电流从a点流向b点 5 电压、电位、电动势的关系 电动势就是发出电能的电压， 出现时通常采用非关联参考方向。 电压就是电位差，电位高低的衡量必须有一个基准点 ：参考电位，即：零电位。 零电位的图形符号： 思考：反电动势如何理解？ 6 1、任意原则则：

3、参考方向任意假定； 2、两种状况：关联联与非关联联， 关联联：与电电阻的实际实际 方向一致， 非关联联：与电电阻的实际实际 情况相反； 3、关联联：P=U*I，R=U/I； 非关联联：P=-U*I，R=-U/I； 4、P0则为输入功率，P0则为耗能电阻，R 0i 0则为输入功率，P0则为耗能电阻，R 0 无源，反映耗能这种物理现象 外部特性概念电路元件或电路某部分端 口处电压与电流之间的关系 外特性 或 伏安特性 i A u + _ US R u = Ri 14 电阻与电导：互为倒数，是同一元件的不同参数 l 短路l 开路 u iu i 15 l 电路符号 C u +q-q q uO 单位：

4、F (法) 电容元件，电容的倒数是什么？ l 线性电容的电压、电流关系 C u i 16 没有电流时电压不变，故称电容为电压记忆元件 l 功率 l 记忆 l 储能 功率有限，电容的储能不能突变，故电容电压不能跃变。 17 电感元件，电感的倒数是什么？ l 电路符号 +- u (t) i L 单位：H (亨) iO +- u (t) i L l 线性电感的电压、电流关系 18 不加电压时电流保持不变，故称电感为电流记忆元件 l 功率 l 记忆 l 储能 功率有限，电感的储能不能突变，故电感电流不能跃变。 19 电容元件与电感元件的比较： 电容 C电感 L 变量 电流 i 磁链 关系式 电压 u

5、电荷 q 若把 u-i，q- ，C-L， i-u互换,可由电容元件的 方程得到电感元件的方程； C 和 L称为对偶元件, 、q等称为对偶元素。 显然，R、G也是一对对偶元素: I=U/R U=I/GU=RI I=GU 20 其两端电压总能保持定值或特定的时间函数。 l 电路符号 理想电压源 l 定义 i + _ l 理想电压源的伏安特性 u i 电压源不能短路！ 21 理想电压源的串联和并联 相同的电压源才能 并联,电源中的电流 不确定。 l串联 + _ uS + _ uS2 + _ + _ uS1 + _ uS l并联 + _ uS + _ uS1 + _ + _ I=？ uS2 22 其输

6、出电流总能保持定值或特定的时间函数。 l 电路符号 理想电流源 l 定义 u + _ l 理想电流源的伏安特性 u i 电流源不能开路！ 23 理想电流源的串联并联 相同的理想电流源才能串 联, 每个电流源的端电压 不能确定 l 串联 l 并联 iS iS1iS2iSn iS iS i iS2 iS1 iS0 =? 24 伏安特性 US 实 际 电 源 I(A) U(V) 0 IS 开路电压 短路电流 实际电源 电流源：内阻越大，负载调整率越小，输出电流越稳定。 电压源：内阻越小，负载调整率越小，输出电压越稳定。 25 us u i O l 实际电压源 i + _ u + _ 内阻 伏安特性

7、26 is u i O l 实际电流源 内阻 伏安特性 u + _ i 27 电压源和电流源的等效变换 等效变换：端口的电压、电流不变。 u=uS Ri ii =iS Giu i = uS/Ri u/Ri 等效的条件 ： iS=uS /Ri ， Gi=1/Ri i Gi + u _ iS i + _ uS Ri + u _ 端口 特性 u = iS/Gi i/Gi 28 理想电压源的转移 US （1） 把理想电压源转移到邻近 的支路，得到电压源和电阻的串 联结构。 （2） 原电压源支路短接， 转移电压源的值等于原电压源 值，方向保证各回路的KVL方 程不变。 US US US US US US

8、 29 理想电流源的转移 iS （1） 把理想电流源沿着包 含它所在支路的任意回路转移 到该回路的其他支路中去，得 到电流源和电阻的并联结构。 （2） 原电流源支路去掉， 转移电流源的值等于原电流源 值，方向保证各结点的KCL 方程不变。 iS iS iS iS 30 电子器件 电子器件：二极管、晶体管； 二极管：整流二极管、稳压二极管 晶体管：三极管、场效应管 三极管：NPN型、PNP型； 场效应管： 1.4 电子器件 31 相关概念 1、半导体材料 2 2、本征、本征半导体 3、杂质半导体：P型、N型； 4、共价键、稳定结构，价电子； 5、载流子：自由电子、空穴； 6、激发、复合、漂移运动

9、、扩散运动； 7、PN结：空间电荷区。 1.4 电子器件 32 符号 P N 正极 负极 ( a ) 负极 正极 ( b ) 1.4 电子器件 半导体二极管 半导体二极管的伏安特性 U I 死区电压 硅管 0.5V,锗 管0.2V。 导通压降: 硅管约0.7V, 锗管约0.3V 。 反向击穿电压UBR 反向漏电流 最大整流电流 33 1、直流电阻RD 1.4 电子器件 半导体二极管-参数 2、交流电阻rD 3、最大整流电流IF 4、最大反向工作电压URM 5、反向电流IR 34 1.4 电子器件 半导体稳压二极管 符号半导体稳压管的伏安特性 P N 正极 负极 ( a ) 负极 正极 ( b

10、) U I 死区电压 硅管 0.5V,锗 管0.2V。 导通压降: 硅管约0.7V, 锗管约0.3V 。 稳定电压UZ 反向漏电流 最大整流电流 35 1.稳定电压UZ 2.额定功耗PZ 1.4 电子器件 半导体稳压二极管-参数 3.稳压电流IZ 4.动态电阻rZ 5.温度系数 36 V Z U i U o R R L I L I Z 1.4 电子器件 半导体稳压二极管稳压电路并联稳压电路 并联稳压电路正常稳压的工作条件 Izmin IZIZmax 37 1.4 电子器件 双极型晶体管-符号、结构与放大原理 ( a ) NPN c e b PNP c e b ( b ) c I C e I E

11、 N P N I B R C U CC U BB R B I CBO 15V b I BN I EP I EN I CN 38 1.4 电子器件 双极型晶体管-工作原理 39 1.4 电子器件 双极型晶体管的特性 输入特性 输出特性 0 0.4 20 0.8 40 60 80 UBE(V ) IB(A) UCE1V 安全 工作区 40 1.4 电子器件 双极型晶体管的三个工作区 截止放大饱饱和 发发射结结反偏正偏正偏 集电结电结反偏反偏正偏 晶体管三个工作区判定 PN结 状态 41 1.4 电子器件 晶体管正常工作时极性与三个脚判别 1、已知三个引脚的电位； 2、中间电位的引脚为基极； 3、电

12、位与中间电位较接近的引脚为发射极； 4、电位与中间电位差距大的引脚为集电极； 5、集电极电位高于发射极时为NPN型管，否则 为PNP型管； 6、晶体管接近饱和时，即集电极电位与基极 电位接近时无法判断极性。 42 1.4 电子器件 双极型晶体管-主要参数 电流放大系数 集电极最大允许电流 ICM 集-射极反向击穿电压 U(BR)EOC 集电极最大允许耗散功率PCM 43 1.4 电子器件 场效应管的分类、符号与结构 按结构特点分：结型（JFET）和绝缘栅型（IGFET） 按导电沟道的不同还可分为：N沟道和P沟道，而绝 缘栅型又可细分为N沟道增强型和耗尽型，P沟道增 强型和耗尽型两种。 S 源极

13、 B 衬底 D 漏极 G 栅极 符号图 栅极 P型硅衬底 源极 漏极 衬底 44 1.4 电子器件 特点 基本上不需要信号源提供电流 输入阻抗很高（可达1091015） 受温度和辐射等外界因素影响小，制造工艺 简单、便于集成化等； 只有多数载流子参与导电，所以又称其为单 极性晶体管 45 1.4 电子器件 绝缘栅型场效应晶体管-结构工作原理 增强型场效应管只有 在只有在UGS UGS（th）时 ，调节UGS，改变导电沟 道的厚度，从而在相同 的UDS 作用下，有效的控 制漏极电流ID的大小。 46 1.4 电子器件 绝缘栅型场效应晶体管-特性曲线 转移特性 N 沟道增强型 MOSFET的转移特

14、性 输出特性 47 1.4 电子器件 1.4.6 绝缘栅型场效应晶体管-特性曲线-输出特性 N沟道增强型MOSFET的输出特性如图所示。它分为恒流 区、可变电阻区、截止区和击穿区。其特点为： （1）夹断区（截止区） 当UGS UGS（th）时，反型层导 电沟道被完全夹断，ID=0，场 效应管处于截止状态。 (2)可变电阻区 在此区域内，UDS很小，导 电沟道主要受UGS的控制。 当UDS较大时，出现夹断区， ID趋于饱和。 (3)恒流区 在一定的UGS下，当UDS增大 道一定程度时，漏极电流急剧 增加，称为场效应管被击穿。 (4)击穿区 48 1.4 电子器件 绝缘栅型场效应晶体管-主要参数

15、当UDS为某一固定数值时，使沟道将漏、源极连结起来 的最小的栅源电压UGS就是开启电压UGS（th）它只适用于增 强型场效应管。 u开启电压UGS（th） 最大漏源电压是指漏极电流开始急剧上升，发生雪 崩击穿时所对应的UDS值。 u最大漏源电压 49 1.4 电子器件 绝缘栅型场效应晶体管-特性曲线 在UDS常数时，漏极电流的微变量与引起这个微变量 的栅源电压的微变量之比称为跨导，即 u低频跨导gm 场效应管的耗散功率等于UDS和ID的乘积，这些耗散在管子中 的功率将变为热能，使管子的温度升高。为了限制它的温度不 要升得太高就要限制它的耗散功率不能超过最大值PDSM。显 然，PDSM受管于的最高工作温度的限制。 u漏极最大耗散功率PDSM 50