电子技术常见知识点.docx

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电子技术常见知识点

电子技术常见知识点

一、二极管

1、二极管符号：

2、二极管的工作特性

（1）二极管具有单向导电性

加正向电压二极管导通将二极管的正极接电路中的高电位，负极接低电位，称为正向偏置（正偏）。

此时二极管内部呈现较小的电阻，有较大的电流通过，二极管的这种状态称为正向导通状态。

加反向电压二极管截止将二极管的正极接电路中的低电位，负极接高电位，称为反向偏置（反偏）。

此时二极管内部呈现很大的电阻，几乎没有电流通过，二极管的这种状态称为反向截止状态。

（2）二极管的特性曲线

正向特性

当正向电压较小时，二极管呈现的电阻很大，基本上处于截止状态，这个区域常称为正向特性的“死区”，一般硅二极管的“死区”电压约为0.5V，锗二极管约为0.2V。

当正向电压超过“死区”电压后，二极管的电阻变得很小，二极管处于导通状态，二极管导通后两端电压降基本保持不变，硅二极管约为0.7V，锗二极管约为0.3V。

反向特性

反向截止区二极管加反向电压时，仍然会有反向电流流过二极管，称为漏电流。

漏电流基本不随反向电压的变化而变化，称为反向截止区。

反向击穿区当加到二极管两端的反向电压超过某一规定数值时，反向电流突然急剧增大，这种现象称为反向击穿现象。

实际应用时，普通二极管应避免工作在击穿范围。

3、二极管的检测

（1）万用表置于R×1k挡。

测量正向电阻时，万用表的黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极。

（2）万用表置于R×1k挡。

测量反向电阻时，万用表的红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极。

（3）根据二极管正、反向电阻阻值变化判断二极管的质量好坏。

4、光电二极管的检测

使光电二极管处于反向工作状态，即万用表黑表笔接光电二极管的负极，红表笔接其正极，在没有光照射时，其阻值应在数十kΩ至数百kΩ，该电阻值称为暗电阻。

再将光电二极管移到光线明亮处，其阻值应会大大降低，万用表指示值通常只有数kΩ，该电阻值称为亮电阻。

5、二极管整流电路

（1）半波整流

当输入电压为正半周时，二极管VD因正向偏置而导通，在负载电阻上得到一个极性为上正下负的电压。

当输入电压为负半周时，二极管VD因反向偏置而截止，此期间无电流通过，负载上的电压等于零。

在交流电一个周期内，二极管有半个周期导通，另半个周期截止，在负载电阻RL上的脉动直流电压波形是输入交流电压的一半，故称单相半波整流。

输出电压的极性取决于二极管在电路中的连接方式，如在图中二极管反接时，输出电压的极性也将变反。

（2）桥式整流

U2为正半周时，对VD1、VD3加正向电压，VD1、VD3导通；对VD2、VD4加反向电压，VD2、VD4截止。

电路中构成u2、VD1、RL、VD3通电回路，在RL上形成上正下负的半波整流电压，u2为负半周时，对VD2、VD4加正向电压，VD2、VD4导通；对VD1、VD3加反向电压，VD1、VD3截止。

电路中构成u2、VD2、RL、VD4通电回路，同样在RL上形成上正下负的另外半波的整流电压。

其波形图和全波整流波形图是一样的。

6、滤波

（1）什么是滤波？

整流电路是利用二极管的单向导电性把交流电变为脉动的直流电，其中含有很大的交流成分。

除一些特殊的场合可以作为供电电源使用外，一般不能作为电子电路的供电电源。

这样就必须采取一定的措施，一方面尽量滤除输出电压中的交流成分，另一方面又要尽量保留其中的直流成分，使输出电压接近于理想的直流电压。

滤除它的交流成分就称为滤波，完成这一任务的电路称为滤波电路，也称为滤波器。

（2）滤波的作用

如果将一台用9V电池供电的收录机由交流电供电，则必须利用变压器将交流220V降低为交流13V，然后由二极管桥式整流电路输出为9V左右的直流电。

如图所示。

虽然整流电路输出的9V直流电可以用于收录机，但是收录机会产生令人烦恼的交流噪声。

交流噪声是由施加到收录机的直流脉动电压引起的。

要使收录机无噪声地工作，就必须加装滤波器，以滤除直流脉动电压的交流成分。

（3）常用的滤波电路

滤波器直接接在整流电路后面，通常由电容、电感和电阻按一定的方式组合成多种形式的滤波电路。

如图所示。

（4）电容滤波电路

电路组成。

电容滤波电路是使用得最多也是最简单的滤波电路。

其结构是在整流电路的负载两端并联一较大容量的电解电容器。

利用电容器对电压的充、放电作用使输出电压趋于平滑。

滤波原理

当开关S断开时，没有电容滤波作用，电路为桥式整流。

当开关S闭合时，电容接入电路，使输出电压的脉动成分减小，平均值增大，从而达到滤波的目的。

如图所示。

（5）电感滤波电路

由于电感对于交流呈现一个很大的感抗，能有效地阻止交流电通过，而对于直流的阻抗则很小，使直流容易通过。

因此，交流成分大多降落在电感上，而直流成分则顺利地通过电感流到负载上，于是在负载上获得的输出电压中，交流成分就很小，从而达到滤波的目的。

随着电感量的增加，阻止交流电通过的作用越强，滤波作用也越强，输出电压中的交流成分就越小。

电路如图所示。

二、三极管

1、三级管的符号与结构

2、三极管的三种工作状态

3、三极管的特性曲线

输入特性输出特性

4、三极管的检测

（1）三极管基极和类型判断

万用表置于R×1k挡。

用万用表的第一根表笔依次接三极管的一个引脚，而第二根表笔分别接另两根引脚，以测量三极管三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值。

当第一根表笔接某电极，而第二根表笔先后接触另外两个电极均测得较小电阻值时，则第一根表笔所接的那个电极即为基极b。

如果接基极b的第一根表笔是红表笔，则可判定三极管为PNP型；如果是黑表笔接基极b，则可判定三极管为NPN型。

（2）集电极和发射极的判断

对PNP管，将红表笔接假设的集电极，黑表笔接假设的发射极，用手指在集电极和基极之间加入人体电阻，观察指针摆动幅度。

然后调换假设再测一次，比较两次指针摆动的幅度，摆动幅度大的一次说明正确，红表笔接的是集电极，黑表笔接的是发射极。

对NPN型管的集电极和发射极的判断方法，原理与上同，测试时只要将两支表笔对调，用同样的方法、步骤即可得到正确的结果，黑表笔接的是集电极，红表笔接的是发射极。

5、共射极基本放大电路

（1）元件的作用

①三极管VT——起放大作用。

工作在放大状态，起电流放大作用，因此是放大电路的核心元件。

②电源VCC——直流电源，其作用一是通过Rb和Rc为三极管提供工作电压，保证发射结正偏、集电结反偏；二是为电路的放大信号提供能源。

③基极电阻Rb——是使电源E供给放大管的基极b提供一个合适的基极电流Ib（又称为基极偏置电流），并向发射结提供所需的正向电压UBE，以保证三极管工作在放大状态。

该电阻又称为偏流电阻或偏置电阻。

④集电极电阻Rc——是使电源E供给放大管的集电结所需的反向电压UCE，与发射结的正向电压UBE共同作用，使放大管工作在放大状态；另外还使三极管的电流放大作用转换为电路的电压放大作用。

该电阻又称为集电极负载电阻。

⑤耦合电容C1和C2——分别为输入耦合电容和输出耦合电容；在电路中起隔直流通交流的作用，因此又称为隔直电容。

其能使交流信号顺利通过，同时隔断前后级的直流通路以避免互相影响各自的工作状态。

由于C1和C2的容量较大，在实际中一般选用电解电容器，因此使用时应注意其极性。

（2）静态工作点设置的必要性：

使输出达到最大不失真，避免产生截止失真和饱和失真。

6、工作点稳定的三极管放大电路

当温度升高时，分压式偏置放大电路稳定工作点的过程可表示为：

7、多级放大电路

常用的耦合方式有阻容、变压器和直接耦合三种

三、集成运放

1、反馈

反馈是指将放大电路的输出信号的一部分或全部返回到输入端，并与输入信号叠加的过程。

2、反馈的判别

（1）有无反馈的判别

（2）电压反馈、电流反馈的判别

电压反馈：

反馈信号取自放大电路的输出电压vo，反馈信号是与输出电压成正比。

电流反馈：

反馈信号取自放大电路的输出电流io，反馈信号是与输出电流成正比。

（3）串联反馈、并联反馈判别

串联反馈：

在放大电路的输入回路中，反馈信号vf与外输入电压vi串联后加至放大器件的输入端。

串联反馈信号在输入端以电压形式出现。

并联反馈：

在放大电路的输入回路中，反馈信号if与输入电流ii并联后加至放大器的输入端。

并联反馈信号在输入端以电流形式出现。

（4）、正负反馈的判断

通常采用瞬时极性法来判别正反馈与负反馈，具体方法是：

a．先假定输入信号的瞬时极性，然后根据放大电路输入与输出信号的相位关系确定输出信号和反馈信号的瞬时极性。

b．根据反馈信号与输入信号的连接情况，确定反馈极性。

（5）交流反馈、直流反馈的判别

在放大电路中存在着直流分量和交流分量，若反馈回来的信号是交流量，则称之为交流反馈，交流负反馈能改善放大电路的交流性能；若反馈回来的信号是直流量，则称之为直流反馈，直流负反馈主要用于稳定放大器的静态工作点。

负反馈的四种组态

3、集成运算放大器

（1）集成运算放大器的符号

（2）三种比例运算电路

其中反向比例运算电路中，当RF=R1时，放大倍数为1，相位相反，此时电路也叫做反相器。

在同相比例运算电路中，当RF=0时，放大倍数为1，相位相同，此时电路也叫电压跟随器。

（3）加法运算电路

输入输出电压关系

如果取　　　　　　　　　　，则

（4）减法运算电路

四、信号处理电路

1、滤波器介绍

滤波器：

是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无用频率信号得电子装置。

应用：

自动控制、仪表测量和无线电通信等领域中。

滤波器的分类

按信号性质:

模拟滤波器和数字滤波器

按处理方法:

硬件滤波器和软件滤波器

按构成器件:

无源滤波器：

由R、C和L等无源器件构成的滤波器。

有源滤波器：

由有源器件加上R、C和L等无源器件构成的滤波器。

2、低通滤波器

最简单的低通滤波器由电阻和电容构成

无源低通滤波器

其中，

fo称为低通滤波器的通带截止频率。

这种无源RC低通滤波器的主要缺点是电压放大倍数低，通带电压放大倍数只有1。

同时带负载能力差，若在输出端并联一个负载电阻，除了使电压放大倍数降低以外，还将影响通带截止频率fo的值。

利用集成运放与RC低通电路一起，可以组成有源滤波器，以提高通带放大倍数和带负载能力，如4.1-2所示。

图4.1-2一阶低通滤波器

其中，

为了使滤波特性更接近理想情况，可以采用二阶低通滤波器，如图4.1-3所示。

图4.1-3二阶低通滤波器

其中，

电路中的第一级电容C可以不接地改接到输出端，这种接法相当于在二阶有源滤波电路中引入了一个反馈，其目的是为了使输出电压在高频段迅速下降，但在接近通带截止频率f0的范围内又不至于下降太多。

从而有利于改善滤波特性。

2、高通滤波器（HPF）

如果将低通滤波器中起滤波作用的电阻和电容的位置互换，即可组成相应的高通滤波器。

例如，图4.1-4示出了无源高通滤波器的电路图。

图4.1-4一阶高通滤波器

此高通电路的通带截止频率为

图4.1-5有源高通滤波器

为了克服无源滤波器电压放大倍数低以及带负载能力差的缺点，同样可以利用集成运放与RC电路结合，组成有源高通滤波器。

3、带通滤波器（BPF）

带通滤波器的作用是只允许某一段频带内的信号通过，而将此频带以外的信号阻断。

将低通滤波器和高通滤波器串联起来，即可获得带通滤波电路，其原理示意图如图4.1-6。

图4.1-6有源带通滤波器

其中

Auo=1+Rf/R1B=（3-Auo）fo=（2-RF/R1）fo

4、带阻滤波器（BEF）

带阻滤波器的作用与带通滤波器相反，即在规定的频带内，信号被阻断，而在此频带之外，信号能顺利通过。

将低通滤波器和高通滤波器并联在一起，可以形成带阻滤波电路，其原理示意图如图4.1-7所示。

图4.1-7有源带阻滤波器

其中

Aup=1+Rf/R1B=f2-f1=2（2-Aup）f0