第3章 基本电子器件
ES艾默生说明书
UNIDRIVE ES 电梯专用变频器用户手册E1-20030818-C-1.0 (BOM：31010957)E m e r s o n I n d u s t i a l A u t o m a t i o n一般信息因用户疏忽或不当安装或不当调节设备操作参数，或将变频器与不适配的电机搭配使用所导致的任何后果，厂家概不负责。
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如有疑问，请咨询我公司。
环境声明我公司致力于降低工厂及产品（在整个生命周期内）对环境的影响。
为此，我公司应用了“环境管理系统(EMS)”（Environmental Management System），该系统通过ISO14001认证。
关于EMS的详细信息、我公司的环保政策或其它，请与我们联系，或访问.我公司生产的变频器在长期使用中，可以节能、减少原材料的消耗及浪费。
该产品的上述优点远远抵消了它生产过程中及报废时对环境的影响。
当产品到达服务年限后，可将其方便的拆卸成几大部件，便于循环利用。
该产品大部分部件都是卡入式安装，拆卸时不需使用工具，其它部分用螺钉紧固，方便拆卸。
实际上，各部分零件皆可循环利用。
数字电路第六版第03章
L=Y
TG1 L
TG2
3.3 CMOS逻辑门电路的不同输出结构及参数
3.3.1 CMOS逻辑门电路的保护和缓冲电路 3.3.2 CMOS漏极开路和三态门电路 3.3.3 CMOS逻辑门电路的重要参数
3.3 CMOS逻辑门电路的不同输出结构及参数
3.3.1 CMOS逻辑门电路的保护和缓冲电路
采用缓冲电路能统一参数，使不同内部逻辑集成逻辑门电路 具有相同的输入和输出特性。
NMOS门 PMOS门 CMOS门
3.1 逻辑门电路简介
3.1.1 各种逻辑门电路系列简介
1.CMOS集成电路: 广泛应用于超大规模、甚大规模集成电路
4000系列
速度慢 与TTL不兼容 抗干扰 功耗低
74HC 74HCT
速度加快 与TTL兼容 负载能力强 抗干扰 功耗低
74VHC 74VHCT
速度两倍于74HC 与TTL兼容 负载能力强 抗干扰 功耗低
1 0 导通 截止 截止 导通 1
1 1 导通 截止 导通 截止 0
或非门 A L AB B
N输入的或非门的电路? 输入端增加有什么问题?
3.2 基本CMOS逻辑门电路
3.2.3 其他基本CMOS逻辑门电路 3. CMOS异或门
3.2 基本CMOS逻辑门电路
3.2.3 其他基本CMOS逻辑门电路 3. CMOS异或门
CMOS门电路是以MOS管为开关器件
MOS管的分类： 增强型
MOS 耗尽型
N沟道 P沟道 N沟道
P沟道
3.2 基本CMOS逻辑门电路
3.2.1 MOS管及其开关特性
d
衬底 g
B
s
N沟道增强型MOSFET
有沟通：导通 无沟道：截止
(电脑硬件知识)第3章 主板
时钟频率与周期的定义如下：f = 1/T 频率表示时钟脉冲在1秒内重复的次数。在CPU中，频率 的常用单位是MHz，即每秒钟发生100万个脉冲； GHz 即每 秒钟发生10亿个脉冲。与之对应，周期的常用单位是微秒 （μs）和纳秒（ns）。
3．按主板芯片组分类 图3-3所示为最常见的由两片芯片组组成的主板的 功能示意图。芯片组厂家提供的功能示意图常常 采用如图3-4所示的形式（Intel X38+ICH9芯片组 功能架构图）。
（1）北桥芯片（North Bridge Chipset） NorthBridge）是主板芯片组中起主导作用 的最重要的组成部分，也称为主桥 （HostBridge）。它主要负责CPU与内存之 间的数据交换，并控制AGP、PCIE数据在 其内部的传输，是主板性能的主要决定因 素。一般来说，芯片组的名称就是以北桥 芯片的名称来命名的。主流的有P45、P43、 X48、790GX、790FX、780G等等。 NVIDIA还有780i、790等。
3.2.11 板载网卡控制芯片 网卡芯片一般在主板后部的I/O面板上的RJ45接口附近，网卡芯片较大，如图3-17所示。
3.2.12 I/O及硬件监控芯片 I/O（Input/Output，输入/输出）芯片的功能主要 是提供一系列输入/输出的接口。部分I/O芯片还 能提供系统监控、检测功能，可以用来监控受监 控对象的温度、转速、电压等。I/O芯片比较大， 一般位于主板的边缘，如图3-18所示。
4．按是否为整合型主板分类 整合型（All-In-One）主板，又称集成型主板或一 体化主板，即主板上整合了视频处理功能的主板。 显示卡的功能一般集成到北桥芯片中，集成显示 卡的一个重要特点就是显示缓存共享主存。 5．按生产主板的厂家分类 生产主板芯片组的厂家虽然只有Intel、AMD-ATi、 nVEDIA、VIA等几家，但生产主板的厂家却很多， 市场上常见的主板品牌有：华硕、微星、技嘉、 精英、昂达、升技、七彩虹、华擎、斯巴达克、 富士康、双敏、映泰、梅捷、捷波、磐正、磐英、 顶星、致铭、盈通等。
第3章 场效应管及其基本放大电路 参考答案
第 3章 场效应管及其基本放大电路3.1填空题（1）按照结构，场效应管可分为 。
它属于 型器件，其最大的优点是 。
（2）在使用场效应管时，由于结型场效应管结构是对称的，所以 极和 极可互换。
MOS 管中如果衬底在管内不与 极预先接在一起，则 极和 极也可互换。
（3）当场效应管工作于恒流区时，其漏极电流D i 只受电压 的控制，而与电压 几乎无关。
耗尽型D i 的表达式为 ，增强型D i 的表达式为 。
（4）一个结型场效应管的电流方程为2GS D 161mA 4U I=×− ，则该管的DSS I = ，p U = 。
（5）某耗尽型MOS 管的转移曲线如习题3.1.5图所示，由图可知该管的DSS I = ，p U = 。
（6）N 沟道结型场效应管工作于放大状态时，要求GS 0u ≥≥ ，DS u > ；而N 沟道增强型MOS 管工作于放大状态时，要求GS u > ，DS u > 。
（7）耗尽型场效应管可采用 偏压电路，增强型场效应管只能采用 偏置电路。
（8）在共源放大电路中，若源极电阻s R 增大，则该电路的漏极电流D I ，跨导m g ，电压放大倍数 。
（9）源极跟随器的输出电阻与 和 有关。
答案：（1）结型和绝缘栅型，电压控制，输入电阻高。
（2）漏，源，源，漏，源。
（3）GS u ，DS u ，2GS D DSS P 1u i I U =− ，2GS D DO T 1u i I U=−。
（4）16mA ，4V 。
（5）习题3.1.5图4mA ，−3V 。
（6）p U ，GS p u U −，T U ，GS T u U −。
（7）自给，分压式。
（8）减小，减小，减小。
（9）m g ，s R 。
3.2试分别画出习题3.2图所示各输出特性曲线在恒流区所对应的转移特性曲线。
解：3.3在带有源极旁路电容s C 的场效应管放大电路如图3.5.6（a ）所示。
若图中的场效应管为N 沟道结型结构，且p 4V U =−，DSS 1mA I =。
电子技术习题册第5版答案
电子技术习题册第5版答案电子技术习题册第5版答案电子技术是现代社会中不可或缺的一部分，它广泛应用于通信、计算机、医疗、汽车等各个领域。
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第一章：基础电路分析1. 电流是电子在导体中的流动，其大小与电子的数量和速度有关。
2. 电压是电子的能量，表示电子在电路中的压力差。
3. 电阻是电子流动的阻碍，其大小与导体的材料和几何形状有关。
4. 欧姆定律描述了电流、电压和电阻之间的关系，即V=IR。
5. 串联电路中，电流相等，电压之和等于总电压。
6. 并联电路中，电压相等，电流之和等于总电流。
第二章：放大器1. 放大器是一种能够增加电信号幅度的电路。
2. 放大器的增益表示输入信号和输出信号之间的比例关系。
3. 放大器可以分为电压放大器、电流放大器和功率放大器。
4. 共射放大器是一种常见的三极管放大器，其输入电压与输出电压相位相反。
5. 放大器的频率响应描述了其在不同频率下的增益特性。
6. 反馈是一种将输出信号的一部分反馈到输入的技术，可以改善放大器的性能。
第三章：数字电路1. 数字电路使用离散的数字信号进行信息处理和传输。
2. 逻辑门是数字电路的基本组成单元，包括与门、或门、非门等。
3. 逻辑门可以通过布尔代数进行分析和设计。
4. 时序电路是一种根据时钟信号进行同步操作的数字电路。
5. 计数器是一种常见的时序电路，可以实现数字计数功能。
6. 编码器和解码器是数字电路中常用的信号编码和解码器件。
第四章：模拟信号处理1. 模拟信号是连续变化的信号，可以通过模拟电路进行处理。
2. 滤波器是一种常见的模拟信号处理电路，可以去除不需要的频率成分。
3. 放大器在模拟信号处理中起到关键作用，可以增加信号的幅度。
4. 模拟信号处理中的运算放大器可以实现加法、减法、乘法和除法等运算。
5. 模拟信号处理还涉及到采样、保持、多路复用等技术。
第 3 章 逻辑门电路总结
EXIT
逻辑门电路
一、三极管的开关作用及其条件
iC 临界饱和线 M T IC(sat) S
放大区
IB(sat)
uI=UIL
三极管为什么能用作开关？ 饱 Q + 怎样控制它的开和关？ uBE 和 区
O UCE(sat) B uBE < Uth
负载线
A N C
截止区
uCE
三极管关断的条件和等效电路
当输入 uI 为低电平，使 uBE < Uth时，三极管截止。
逻辑门电路
第3章
逻辑门电路
概 述 三极管的开关特性
TTL 集成逻辑门 CMOS 集成逻辑门 集成逻辑门的应用
本章小结
EXIT
逻辑门电路
3.1
主要要求：
概 述
了解逻辑门电路的作用和常用类型。 理解高电平信号和低电平信号的含义。
EXIT
逻辑门电路
一、门电路的作用和常用类型
按逻辑功能不同分 指用以实现基本逻辑关系和 门电路 (Gate Circuit) 常用复合逻辑关系的电子电路。 与门 或门 非门 异或门 与非门 或非门 与或非门 按电路结构不同分
上例中三极管反相 器的工作波形是理想波 形，实际波形为 ：
t
UCE(sat) O
EXIT
逻辑门电路
二、三极管的动态开关特性
uI
UIH
UIL O iC 0.9IC(sat) IC(sat) 0.1IC(sat) O uO VCC ton toff t
uI 正跳变到 iC 上升到 0.9IC(sat) 所需的时间 ton 称 为三极管开通时间。
逻辑门电路
(2) 对应输入波形画出输出波形 三极管截止时， iC 0，uO +5 V 三极管饱和时， uO UCE(sat) 0.3 V
常用电子材料及电子元器件
时，选择的刃口直径必须大于导线的直径，反之，可能会切伤导线或切断导线。
2．1．3 各种螺丝刀
1、螺丝刀 螺丝刀是用于旋紧或拧松各种螺丝钉的一种工具。根据螺丝钉头部的形式不
同，螺丝刀可分为平口或十字。不管那种形式的螺丝刀，都有各种尺寸规格可供选择。为了
防止触电，螺丝刀的手柄都是由塑料或木质材料组成。
2、无感改锥 无感改锥是种专门用来调试电感或变压器慈芯用的无感螺丝刀，它的旋竿
绝缘材料的电阻率一般都大于 109Ω/cm，在电子制作过程中非常重要，尤其各种绝缘 板、绝缘纸、绝缘套管等应用更为普遍。
1、绝缘板 主要有热塑性绝缘材料做的适合于不受热、不受力的绝缘部件，例如护套、 护罩、仪器面板等。有热固性层压材料制作的各种厚度的层压纸板。有由环氧树脂材料材 料制作的各种绝缘板。
在电子产品的制作和维修中，有时需要把已焊接好的焊点和元器件拆除，这就要用到 吸锡器。吸锡器是用来吸除焊点存锡的一种工具。拆装电子元器件时，先用电烙铁熔化焊点， 再用吸锡器将焊锡吸除，则电子元器件即可被拔出。
2．2 常用电子制作材料
一些常用的电子材料在设计、安装电子产品时也是非常重要的。掌握这些材料的性能特 点及其选用的常识，对电子产品的设计、安装具有重要意义。
3、 线扎
4、 粘合剂 5、 热熔胶
2．3 常用电子元器件
2.3.1 电阻器 1、电阻器的命名方法
根据国家标准 GB2470—81 的规定，电阻器的型号由以下几部分组成。
区别代号（用大写字母表示） 序号（用数字表示） 分类（多数用数字表示，个别用字母表示，见表2—1） 材料（用字母表示，见表2—2） 主称（用字母表示，R 一般电阻，W 电位器，M 敏感电阻）
2.1.1.a 普通的电工刀 2、 试电笔又叫测电笔、电笔，主要用于测试 500V 以下电线、用电器和电器设备是否 带电，是一种辅助的安全工具。常见的测电笔有钢笔式和螺丝刀式两种。试电笔测试电压的 范围通常在 60～500V 之间，试电笔由笔尖金属体、电阻氖管、笔身、小窗、弹簧和笔尾的 金属体组成。如图 2.1.1.b 所示。
电气工程概论第三章-电力电子
电气工程概论
3.1 功率半导体器件
图3-2示出了各种功率半导体器件的工作范围
电气工程概论
3.1 功率半导体器件
二、大功率二极管
大功率二极管属不可控器件，在不可控整流、电感性负载回路 的续流等场合均得到广泛使用。
（一）大功率二极管的结构 大功率二极管的内部结构是一个具有P型、N型半导体、一个PN 结和阳极A、阴极K的两层两端半导体器件，其符号表示如图33(a)所示。 从外部构成看，也分成管芯和散热器两部分。一般情况下， 200A以下的管芯采用螺旋式(图3-3(b) )，200A以上则采用平板 式(图3-3(c) )。
1. 电压参数
（1）断态重复峰值电压UDRM 取断态不重复峰值电压UDSM的90％定义为断态重复峰值电压UDRM， “重复”表示这个电压可以以每秒50次，每次持续时间不大于 10ms的重复方式施加于元件上。
电气工程概论
3.1 功率半导体器件
（2）反向重复峰值电压URRM
取反向不重复峰值电压URSM的90％为定义为反向重复峰值电压 URRM，这个电压允许重复施加。
电气工程概论
3.1 功率半导体器件
三、晶闸管(SCR)
晶闸管是硅晶体闸流管的简称，其价格低廉、工作可靠，尽管 开关频率较低，但在大功率、低频的电力电子装置中仍占主导 地位。 （一）晶闸管的结构 晶闸管是大功率的半导体器件，从总体结构上看，可区分为管 芯及散热器两大部分，分别如图3-7及图3-8所示。
晶闸管常应用于低频的相控电力电子电路，有时也在高频电力电子电路中 得到应用，如逆变器等。在高频电路应用时，需要严格地考虑晶闸管的开 关特性，即开通特性和关断特性。
（1）开通特性 晶闸管由截止转为导通的过程为开通过程。图3-11给出了
电子技术 数字电路 第3章 组合逻辑电路
是F，多数赞成时是“1”， 否则是“0”。
0111 1000 1011
2. 根据题意列出真值表。
1101 1111
（3-13）
真值表
ABCF 0000 0010 0100 0111 1000 1011 1101 1111
3. 画出卡诺图，并用卡 诺图化简：
BC A 00
00
BC 01 11 10
010
3.4.1 编码器
所谓编码就是赋予选定的一系列二进制代码以 固定的含义。
一、二进制编码器
二进制编码器的作用：将一系列信号状态编制成 二进制代码。
n个二进制代码（n位二进制数）有2n种 不同的组合，可以表示2n个信号。
（3-17）
例：用与非门组成三位二进制编码器。 ---八线-三线编码器 设八个输入端为I1I8，八种状态，
全加器SN74LS183的管脚图
14 Ucc 2an 2bn2cn-1 2cn
2sn
SN74LS183
1 1an 1bn 1cn-11cn 1sn GND
（3-39）
例：用一片SN74LS183构成两位串行进位全加器。
D2
C
D1
串行进位
sn
cn
全加器
an bn cn-1
sn
cn
全加器
an bn cn-1
1 0 1 1 1 AB
AC
F AB BC CA
（3-14）
4. 根据逻辑表达式画出逻辑图。 (1) 若用与或门实现
F AB BC CA
A
&
B
C
&
1 F
&
（3-15）
(2) 若用与非门实现
模拟电子技术第三章
2. 输入电阻 3. 输出电阻
Ri = Ri1
Ro = Ron
对电压放大电路的要求： 对电压放大电路的要求：Ri大， Ro小，Au的数值 最大不失真输出电压大。 大，最大不失真输出电压大。
第三章 多级放大电路
分析举例
= β ( R3 ∥ Ri2 ) Au1 rbe1 (1＋β 2 ) ( R6 ∥ RL ) Au 2 = rbe2 + (1＋β 2 ) ( R6 ∥ RL ) A = A A
第三章 多级放大电路
3.1 多级放大电路的耦合方式
将多个单级基本放大电路合理联接， 将多个单级基本放大电路合理联接，构成多级放大电路
组成多级放大电路的每一个基本电路称为一级 一级， 组成多级放大电路的每一个基本电路称为一级， 级间耦合。 级与级之间的连接称为级间耦合 级与级之间的连接称为级间耦合。 四种常见的耦合方式：
R1 R + uI
iC1 T1 Re
Rc
+VCC + uO
uB1 T2 R2
利用热敏三极管补偿零漂
(3) 采用差分放大电路。 ) 采用差分放大电路。
第三章 多级放大电路
3.3.2
差分放大电路
差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路 一、电路的组成
uO T
Re Re
T
V
差分放大电路的组成(a) 图 3.3.2差分放大电路的组成 差分放大电路的组成
选择恰当的变比，可在负载上得到尽可能大的输出功率。 选择恰当的变比，可在负载上得到尽可能大的输出功率。
第三章 多级放大电路
四
光电耦合
光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦合和 传递的，因而其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用。 传递的，因而其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用。
数电-第三章 门电路
三、门电路概述 • 工艺分类 –双极型门电路 双极型门电路 – MOS门电路 门电路 – Bi-CMOS电路 电路 • 基本逻辑门电路 –与门、或门、非门 与门、或门、 与门 • 常用门电路 –与门、或门、非门 与门、 与门 或门、 –与非门、或非门、与或非门、同或、异或 与非门、 与非门 或非门、与或非门、同或、
A B ≥1 L=A+B
逻辑电平关系 正逻辑
真值表
VD1 A VD2 B R Y
A/V B/V Y/V
0 0 3 3 0 3 0 3 0 2.3 2.3 2.3
A B
0 0 1 1 0 1 0 1
Y
0 1 1 1
只有A、B同时为低电平（0V），Y才为低电平 （0V）。即：只有A+B=0，才有Y=0。 只要A、B中有一个为高电平（3V），Y就为高电 平（2.3V），即：只要A+B=1，则Y=1。 这种或门电路同样存在“电平偏离” 这种或门电路同样存在“电平偏离”和带载能力差的问 题
四、二极管或门 或门
VD1 A
Y 2.7V 0V
3V 0V A、B——输入，Y——输出 VD2 B 以A=1为例 设：UIH=3V， UIL=0V 0V 二极管正向导通压降 UDF=0.7V。
R
只要A、B中有一个为高电平（3V）， 则相应的二极管导通， Y就为低电平（2.3V），即：只要A+B=1，则Y=1。 只有A、B同时为低电平（0V），两个二极管均截止。 Y才为低电平（0V）,即：只有A+B=0，才有Y=0 所以：管的截止条件和等效电路 当输入信号uI=UIL=0.3V时（UBE=0.3V<0.5V） i 三极管截止，B=0， iC ≈ 0， uO=UOH=UCC 可靠截止条件为:UBE<0V 截止时，iB、iC都很小，三个极均可看作开路
电子科技大学《微电子器件》课件PPT(3-1)
3.1 双极结型晶体管基础
PN 结正向电流的来源是多子，所以正向电流很大 ；反向 电流的来源是少子，所以反向电流很小。
如果能用其他方法给反偏 PN 结Байду номын сангаас供大量少子，就能提高 反偏 PN 结的电流。
给反偏 PN 结提供少子的方法之一是在其附近制作一个正偏 PN 结，使正偏 PN 结注入的少子来不及复合就被反偏 PN 结收集 而形成很大的反向电流。反向电流的大小取决于其附近正偏 PN 结偏压的大小。
E
CE
C
P NP
NP N
B
B
E
C
E
C
B
B
均匀基区晶体管：基区掺杂为均匀分布。少子在基区主要 作扩散运动，又称为 扩散晶体管。
缓变基区晶体管：基区掺杂近似为指数分布，少子在基区 主要作漂移运动，又称为 漂移晶体管。
0
NE(x)
N+ P
xje
NB(x) NC
xjc
N
0 xje xjc
x
3.1.2 偏压与工作状态
PN P
通过改变正偏 PN 结的偏压来控制其附近反偏 PN 结的电流 的方法称为 双极晶体管效应 ，由此发明的双极结型晶体管获得 了诺贝尔物理奖。
双极结型晶体管 ( Bipolar Junction Transistor ) 简称为双极 型晶体管，或晶体管。
3.1.1 双极结型晶体管的结构
双极型晶体管有两种基本结构：PNP 型和 NPN 型，其结构 示意图和在电路图中的符号如下
定义：发射结正偏，集电结 零偏 时的 IC 与 IE 之比，称为
共基极直流短路电流放大系数，记为 ，即
IC
VEB 0,VCB 0
电子元件原理
电子元件原理电子元件是电子技术中的基本组成部分，是电子设备与系统的核心。
它们在电路中起着各种不同的作用，如控制电流、调节电压、放大信号等。
电子元件原理是指电子元件在电路中的工作原理和特性。
了解电子元件原理对于理解电子技术和进行电子设备设计至关重要。
首先，我们来介绍一些常见的电子元件，如电阻、电容、电感和二极管等。
电阻是用来限制电流的元件，它的工作原理是通过阻碍电流的流动来消耗电能。
电容是用来储存电荷的元件，它的工作原理是在两个导体之间储存电荷。
电感是用来储存磁场能量的元件，它的工作原理是通过电流在导体中产生磁场。
二极管是一种具有非线性特性的元件，它的工作原理是只允许电流在一个方向上通过。
接下来，我们将重点介绍电子元件的工作原理。
电子元件的工作原理可以通过数学模型和实验来描述。
例如，电阻的工作原理可以通过欧姆定律来描述，即电阻的电压和电流成正比。
电容的工作原理可以通过电容器的充放电过程来描述，即电容器储存的电荷与电压成正比。
电感的工作原理可以通过电感器的感应电动势来描述，即感应电动势与电流的变化成正比。
二极管的工作原理可以通过二极管的伏安特性曲线来描述，即二极管的正向导通和反向截止特性。
除了以上介绍的基本电子元件，还有许多其他类型的电子元件，如晶体管、场效应管、三极管等。
它们都有各自特定的工作原理和特性。
了解这些电子元件的工作原理对于进行电子设备设计和故障排除非常重要。
总之，电子元件原理是电子技术的基础，它涉及到电子元件的工作原理和特性。
通过学习电子元件原理，我们可以更好地理解电子技术，并且能够更好地应用电子元件进行电路设计和故障排除。
希望通过本文的介绍，读者能够对电子元件原理有更深入的了解，为今后的学习和工作提供帮助。
电工基础知识
3、如果电路的复阻抗为： Z= R + jX 若已知电路的复导纳为 Y = G + jB
4 、三种基本元件的阻抗和导纳，电路的相量模型
七、单相正弦交流电路的功率 1、瞬时功率
2、有功功率 有功功率指瞬时功率在一个周期内的平均值。
3、无功功率 无功功率反映了电路中的电抗元件（电感和电容）与电源之间互换能量
五、正弦交流电作用下的电容元件
XC
1 C
1 2fC
六、复阻抗、复导纳及其等效互换 1 ．复阻抗
在关联参考方向下端口电压相量与电流相量的比值定义为网络的等效 复阻抗，即
2 ．复导纳 在关联参考方向下端口电流相量与电压相量的比值定义为网络的等效
复导纳。即
G 称电路的电导； B 、 BL 、 BC分别为电路的电纳、感纳和容纳。 它们的单位为西门子，用符号 S 表示。
F=BILsinα ； 4、磁路欧姆定律： 5、电磁感应
M=BISsinα
NI
Rm1 Rm2 ... Rmn
导体切割磁力线—右手定则：e=Bvlsinα
线圈的磁通量变化—楞次定律：
e N
t
6、自感与互感： 7、同名端、涡流、磁滞损耗
eL
L
i t
eM 2
M
i1 t
二、安培环流定律
磁感应强度沿任一闭合环路的环量，等于穿过该环路电流强度代数和的 μ0倍。或者说，磁场强度矢量沿任何闭合路径的线积分，等于贯穿由此路 径所围成面的电流在代数和。
二、支路电流法
三、回路电流法
四、节点电压（位）法
对于两个节点的电路：
UAB=(U1/R1+U2/R2+U3/R3+…)/(1/R1+1/R2+1/R3+…)
第3章场效应管及其放大电路习题解
第3章场效应管及其放大电路习题解3.1教学内容与要求本章介绍了场效应管的结构、类型、主要参数、工作原理及其基本放大电路。
教学内容与教学要求如表1.1所示。
表3.1第3章教学内容与要求3.2内容提要3.1.1场效应晶体管1．场效应管的结构及分类场效应管是利用输入电压产生的电场效应来控制输出电流的，是电压控制型器件。
工作过程中起主要导电作用的只有一种载流子（多数载流子），故又称单极型晶体管。
场效应管有两个PN结，向外引出三个电极：漏极D、栅极G和源极S。
(1)栅源控制电压的极性对JFET，为保证栅极电流小，输入电阻大的特点，栅源电压应使PN结反偏。
N沟道JFET：UGS<0；P沟道JFET：UGS>0。
对增强性MOS管，N沟道增强型MOS管，参加导电的是电子，栅源电压应吸引电子形成反型层构成导电沟道，所以UGS>0；同理，P沟道增强型MOS管，UGS<0。
对耗尽型MOS管，因二氧化硅绝缘层里已经掺入大量的正离子（或负离子：N沟道掺入正离子；P沟道掺入负离子），吸引衬底的电子（或空穴）形成反型层，即UGS=0时，已经存在导电沟道，所以，栅源电压UGS 可正可负。
(2)夹断电压UGS(off)和开启电压UGS(th)对JFET和耗尽型MOS管，当｜UGS｜增大到一定值时，导电沟道就消失（称为夹断），此时的栅源电压称为夹断电压UGS(off)。
N沟道场效应管UGS(off)<0；P沟道场效应管UGS(off)>0。
对增强型MOS管，当UGS增加到一定值时，才会形成导电沟道，把开始形成反型层的栅源电压称为开启电压UGS(th)。
N沟道增强型MOS管UGS(th)>0；P沟道增强型MOS管UGS(th)<0。
(3)栅源电压uGS对漏极电流iD的控制作用场效应管的导电沟道是一个可变电阻，栅源电压uGS可以改变导电沟道的尺寸和电阻的大小。
当uDS=0时，uGS变化，导电沟道也变化但处处等宽，此时漏极电流iD=0；当uDS≠0时，产生漏极电流，iD≠0，沿沟道产生了电位梯度使导电沟道变得不等宽。
电力电子技术课件 第三章 直流调压电路
③逆变系统：
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3.1.4 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）
绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor）简称IGBT， 既具有输入阻抗高、速度快，热稳定性好和驱动电路简单的特点，又具有 通态电压低、耐压高和承受电流大等优点，因此发展迅速，备受青睐。由 于它的等效结构具有晶体管模式，所以称为绝缘栅双极型晶体管。IGBT 于1982年开始研制，1986年投产，是发展最快，使用最广泛的一种混合型 器件。
14
GTR桥臂互锁保护法
若一个桥臂上的两个GTR控制信号重叠或开关器件本身延时过长，则会 造成桥臂短路。为了避免桥臂短路，可采用互锁保护法，即一个GTR关断后， 另一个才导通。采用桥臂的互锁保护，不但能提高可靠性，而且可以改进系 统的动态性能，提高系统的工作频率。
15
3.GTR的应用
①直流传动：
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③专用集成驱动电路
EXB系列IGBT专用集成驱动模块是日本富士公司出品的，它们性 能好、可靠性高、体积小，得到广泛应用。EXB850、EXB851是标准型， EXB840、EXB841是高速型，它们的内部框图如图所示。
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集成驱动器的应用电路，它能 驱动150A/600V、75A/1200V、 400A/600V和300A/1200V的IGBT模 块。EXB850和EXB851的驱动延迟 ≤4μs，因此适用于频率高达10kHz的 开关操作。EXB840和EXB841的驱 动信号延迟≤1μs，适用于高达40kHz 的开关操作。使用中IGBT的栅极都 接有栅极电阻RG，表3.4和3.5分别列 出了EXB850和EXB840驱动电路中 IGBT的栅极串联电阻RG的推荐值和 电流损耗。
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晶体管的导通和截止,电容的充电和放电等-概述说明以及解释
晶体管的导通和截止，电容的充电和放电等-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：晶体管和电容器是电子电路中常见的元件，它们在电路中起着至关重要的作用。
晶体管作为一种半导体器件，能够在不同的电压控制下实现导通和截止的状态，从而实现信号放大、开关控制等功能。
而电容器则是一种储存电荷的器件，能够在电压变化时实现电荷的充放电过程，起到信号滤波、频率调节等作用。
本文主要探讨晶体管的导通和截止，以及电容的充电和放电过程，希望能够更深入地理解这些电子元件的工作原理和应用场景。
1.2 文章结构文章结构部分主要介绍了整篇文章的组织结构和各个部分的内容安排。
文章结构部分的内容如下：文章结构部分主要介绍了本文的整体结构和各个章节的内容。
文章的结构分为引言、正文和结论三个部分。
第一部分是引言部分，其中包括概述、文章结构和目的三个小节。
在概述中，简要介绍了晶体管的导通和截止以及电容的充电和放电等内容。
在文章结构中，详细说明了本文的结构和各个章节的内容安排。
在目的部分，明确了本文的撰写目的和意义。
第二部分是正文部分，包括晶体管的导通、晶体管的截止和电容的充电三个小节。
在这一部分，将详细介绍晶体管导通和截止的原理和应用，以及电容的充电过程和放电过程的相关知识。
第三部分是结论部分，包括总结、应用和展望三个小节。
在总结部分，总结了整篇文章的主要观点和结论。
在应用部分，探讨了晶体管导通和截止以及电容充电和放电在实际应用中的价值和意义。
在展望部分，展望了相关领域未来的发展趋势和研究方向。
1.3 目的目的部分的内容：文章旨在深入探讨晶体管的导通和截止，以及电容的充电和放电等基本电子元件的工作原理和特性。
通过对这些基础知识的深入分析和理解，可以帮助读者更好地理解电子电路的运作原理，为后续学习和应用提供基础支持。
同时，通过分析这些基本元件在电路中的应用场景，可以拓展读者对电子技术的理解和应用，促进电子技术领域的发展和创新。
最终，通过本文的研究和讨论，旨在启发读者对电子元件的探索和认识，为电子技术领域的学习和研究提供有益的参考。
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二极管电路分析举例
导通 截止 若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零， 反向截止时二极管相当于断开。
定性分析：判断二极管的工作状态
否则，正向管压降
硅0.6~0.7V 锗0.2~0.3V
分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位 的高低或所加电压UD的正负。 若 V阳 >V阴或 UD为正( 正向偏置 )，二极管导通 若 V阳 <V阴或 UD为负( 反向偏置 )，二极管截止
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3.4 稳压二极管
1. 符号 2. 伏安特性
I
_
+
UZ
稳压管正常工作 时加反向电压
O
U
稳压管反向击穿后， IZ 电流变化很大，但其 IZ 两端电压变化很小， U Z IZM 利用此特性，稳压管 在电路中可起稳压作 使用时要加限流电阻 用。
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N型半导体和 P 型半导体
Si Si
空穴
Si B–
Si
硼原子 接受一个 电子变为 负离子
掺入三价元素 掺杂后空穴数目大量 增加，空穴导电成为这 种半导体的主要导电方 式，称为空穴半导体或 P型半导体。
在P 型半导体中空穴是多数载 流子，自由电子是少数载流子。
无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。
2 伏安特性
特点：非线性 反向击穿 电压UBR
I
正向特性
P
+
–
N
硅0.6~0.8V 导通压降 锗0.2~0.3V U +N
反向电流 在一定电压 范围内保持 常数。
P
–
硅管0.5V,
死区电压 锗管0.1V。
反向特性
外加电压大于反向击 穿电压二极管被击穿， 失去单向导电性。
外加电压大于死区电 压二极管才能导通。
PN 结变窄
－－－ － － － －－－ － － － －－－ － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + +
P IF + –
内电场 外电场
NБайду номын сангаас
内电场被 削弱，多子 的扩散加强， 形成较大的 扩散电流。
PN 结加正向电压时，PN结变窄，正向电流较 大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。
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三、半导体二极管
1 基本结构
(a) 点接触型 结面积小、 结电容小、正 向电流小。用 于检波和变频 等高频电路。 (b)面接触型 结面积大、 正向电流大、 结电容大，用 于工频大电流 整流电路。
(c) 平面型 用于集成电路制作工艺中。PN结结面积可大可 小，用于大功率整流和开关电路中。
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2. PN 结加反向电压（反向偏置） P接负、N接正
－ － － － － － － － － － － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + +
P
内电场 外电场
N
–
+
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2. PN 结加反向电压（反向偏置） P接负、N接正
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晶体二极管
锗二极管
发光二极管
LED(Light-Emitting-Diode中文意思为 发光二极管)是一种能够将电能转化为 可见光的半导体，它改变了白炽灯钨 丝发光与节能灯三基色粉发光的原理， 而采用电场发光。据分析，LED的特 点非常明显，寿命长、光效高、无辐 射与低功耗。
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二、 N型半导体和 P 型半导体
在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）, 形成杂质半导体。 在常温下即可 变为自由电子 掺入五价元素 掺杂后自由电子数目 Si Si 多 余 大量增加，自由电子导电 电 成为这种半导体的主要导 p+ Si Si 子 电方式，称为电子半导体 或N型半导体。 失去一个 电子变为 正离子 磷原子 在N 型半导体中自由电子 是多数载流子，空穴是少数 载流子。
+ + + + + + + + + + + +
+ + + + + +
+ + + + + +
扩散和漂移 这一对相反的 运动最终达到 动态平衡，空 间电荷区的厚 度固定不变。
浓度差 形成空间电荷区
多子的扩散运动 扩散的结果使空 间电荷区变宽。
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二、PN结的单向导电性
1. PN 结加正向电压（正向偏置） P接正、N接负
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对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和 正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器 件的目的在于应用。 学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况，对 器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似， 以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结果。 对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标，就 不要过分追究精确的数值。 器件是非线性的、特性有分散性、RC 的值有误差、 工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。
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二极管的单向导电性
1. 二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴 极接负 ）时， 二极管处于正向导通状态，二极管正 向电阻较小，正向电流较大。 2. 二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴 极接正 ）时， 二极管处于反向截止状态，二极管反 向电阻较大，反向电流很小。 3. 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失 去单向导电性。 4. 二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反 向电流愈大。
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1. 在杂质半导体中多子的数量与 a （a. 掺杂浓度、b.温度）有关。 2. 在杂质半导体中少子的数量与 b
（a. 掺杂浓度、b.温度）有关。 3. 当温度升高时，少子的数量 c （a. 减少、b. 不变、c. 增多）。 4. 在外加电压的作用下，P 型半导体中的电流 主要是 b ，N 型半导体中的电流主要是 a 。
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二极管的结构示意图
金属触丝 阳极引线 N型锗片 阴极引线
阳极引线 二氧化硅保护层
N型硅
P 型硅
( a) 点接触型
铝合金小球 N 型硅
外壳
阴极引线
阳极引线 PN结 金锑合金 底座
(c ) 平面型
阳极
D 阴极
阴极引线
( d) 符号
( b) 面接触型
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例3：
+ ui –
R D + uo –
8V
已知：ui 18sin t V 二极管是理想的，试画 出 uo 波形。 二极管的用途： 整流、检波、 限幅、钳位、开 关、元件保护、 温度补偿等。
ui 18V 8V
参考点
t
二极管阴极电位为 8 V ui > 8V，二极管导通，可看作短路 uo = 8V ui < 8V，二极管截止，可看作开路 uo = ui
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一、本征半导体
完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征 半导体。
价电子 Si Si
Si 共价健 晶体中原子的排列方式
Si
硅单晶中的共价健结构
共价键中的两个电子，称为价电子。
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本征半导体的导电机理 价电子在获得一定能量 （温度升高或受光照）后， 即可挣脱原子核的束缚，成 Si Si 为自由电子（带负电），同 时共价键中留下一个空位， Si Si 称为空穴（带正电）。 这一现象称为本征激发。 空穴 温度愈高，晶体中产 价电子 生的自由电子便愈多。 在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子 来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当 于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。
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自由电子
本征半导体的导电机理 当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出 现两部分电流 (1)自由电子作定向运动 电子电流 (2)价电子递补空穴 空穴电流 自由电子和空穴都称为载流子。 自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复 合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态 平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。 注意： (1) 本征半导体中载流子数目极少, 其导电性能很差； (2) 温度愈高，载流子的数目愈多,半导体的导电性能 也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。
3.5 半导体三极管
一、基本结构
集电极 C 符号：
C
NPN型
（a. 电子电流、b.空穴电流）
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3.2 PN结
一、PN结的形成
空间电荷区也称 PN 结
少子的漂移运动 内电场越强，漂移运 动越强，而漂移使空间 电荷区变薄。
P 型半导体
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内电场 N 型半导体
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