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1、一周搞定系列之 模电数电,主讲老师：刘志顺,源享科技 真诚奉献,本视频适合人群,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,公司正在推出,更多资源(视
2、频、资料、程序)，源享科技会继续推出,更多学习资源发布,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
3、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 12v，电流范围为520mA 3、 二极管反相不导通，但是当所给的电
4、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,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48mA,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
5、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,（UZ3V）,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
6、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
7、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,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
8、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）,2、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：,IB=IC,IE=(1+)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
9、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)CEO,3. 集电极最大允许耗散功率PCM,2. 集电极最大允许电流ICM,三极管放大系数 一般为10100。,应用中一般取 3080为宜,那么一个实际 三极管参数到底 什么样呢？,第一章 基本元器件介绍,4、场效应管,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？,（特点：当UDS比较小时，ID随UGS的变
10、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
11、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,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2KHZ5KHZ的方波才能使其发出声响。,图2为蜂鸣器，有极性（长脚为正，
12、短接为负），有源蜂鸣器（内部含有 震荡源），当给予1.5V15V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,1,2,3,4,5,6,引脚图,实物图,驱动电压5V,DC：30V,3A AC：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,第一章 基本元器件介绍,8、数码管,什么是数码管？,实物图
13、,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1F）,数码管实验电路,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
14、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,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、C
15、1、C2作为隔直通交的电容，取值一般为 几微法到几十微法,那么实际应用要注意什么呢？,uce为什么会被反相呢？,uBE=UBEQ+ui,iB=IBQ+ib,iC=ICQ+ic,uCE=Vcc-iCRC,uCE=Vcc-(ICQ+ic)RC=UCEQ+(-icRC),uCE=UCEQ+uce,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,t,0,0,交流负载线,t,0,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
16、流电源VCC为电路提供的静态值，它包括IB 、 IC 、 UCE,UCE=VCC-ICRC,要取好IB 、 IC 、 UCE我们要控制好哪些参数呢？,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,升高VCC,平行右上移,减小VCC,平行左下移,问题：,条件：,UCE=VCC-ICRC,改变 Rc，保持 Rb，VCC ， 不变；,直流负载线斜率改变，则 Q 点向饱和区移近。,与RC的关系,条件：,问题：,增大 Rc ，,UCE=VCC-ICRC,这种电路的不足,如图所示，温度对三极管的影响。,交流负载线,0,温度升高前的输出特性曲线和静态工作点,温度升高后的输出特性曲线和静态工作点,ICB0增加，造成ICQ增加,增加,IBQ增加,这种电路虽然结构简单，但是最大的缺点
