第4章电路基础
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电路与电子技术基础第4章习题参考答案
τ=
L 1 = R0 7
(s)
利用三要素公式，可得
i (t ) = 4 + (0 − 4)e −7t = 4(1 − e −7 t ) ( A)
4-4 电路如题图 4-3(a)所示，i(t)=10mA、R=10kΩ、L=1mH。开关接在 a 端为时已久， 在 t=0 时开关由 a 端投向 b 端，求 t≥0 时，u(t)、iR(t)和 iL(t)，并绘出波形图。
《电路与电子技术基础》第四章参考答案
第6页
u c (t ) = U oc (1 − e τ )(V)
根据已知条件，得：Uoc=20V，τ=2s。因为τ=R0C，所以 R0=2/0.2=10Ω 当电容 C=0.05F 时，时间常数τ=10×0.05=0.5s。电容电压初始值为 uc(0+)=5V，稳态值 为 uc(∞)=20V，由三要素公式，可以得到全响应
u c (0 _ ) = 1 × 2 = 2(V)
开关闭合后
u c (0 + ) = u c (0 _ ) = 2(V)
τ = R0 C = (2 // 1) × 3 = 2(s)
u c (∞) = 1 × (1 // 2) =
所以
2 (V) 3
− t
u c (t ) = u c (∞) + (u c (0) − u c (∞))e 2 2 + (2 − )e −0.5t 3 3 2 − 0.5t − 0.5t = 2 e2 ) 1 3 + 3 (1 − e 14243 零输入响应 =
uc (0) = 3 × 2 = 6(V)
当开关投向 b 时电容电压的初始值
uc (0 + ) = uc (0 − ) = 6(V)
电工基础 第4章正弦交流电
1．瞬时值、最大值和有效值 ．瞬时值、 把任意时刻正弦交流电的数值称为瞬时值，用小写字母表示，如i、u及e 表示电流、电压及电动势的瞬时值。瞬时值有正、有负，也可能为零。 最大的瞬时值称为最大值（也叫幅值、峰值）。用带下标的小写字母表 示。如Im、Um及Em分别表示电流、电压及电动势的最大值。 正弦量的有效植： Im Um Em I= U = E= 2 2 2 例4.1 已知某交流电压为V，这个交流电压的最大值和有效值分别为多少？ 解：最大值 有效值
u = U m sin(ωt + u )
i = I m sin(ωt + i )
4．1．2正弦交流电的基本特征和三要素 ． ． 正弦交流电的基本特征和三要素
两个同频率正弦量的相位角之 差或初相位角之差，称为相位 相位 差，用 表示。 图4.3中电压u和电流i的相位差 为
= (ωt + u ) (ωt + i ) = u i
第4章 正弦交流电路 章
4．1交流电路中的基本物理量 ． 交流电路中的基本物理量 4．2正弦量的相量表示 4．3电路基本定律的相量形式 4．4 电阻、电感、电容电路 4．5 谐振电路 ． 4．6正弦交流电路中的功率 ． 正弦交流电路中的功率
第4章 正弦交流电路 章
4．1交流电路中的基本物理量 ． 交流电路中的基本物理量
U m = 220 2V = 311.1V
U= U m 220 2 = V = 220V 2 2
4．1．2正弦交流电的基本特征和三要素 ． ． 正弦交流电的基本特征和三要素
2．频率与周期 ． 正弦量变化一次所需的时间（秒）称为周期T，如图4.2所示。每秒内变化 的次数称为频率f，它的单位是赫兹（Hz）。 频率是周期的倒数，即
u = U m sin(ωt + u )
i = I m sin(ωt + i )
4．1．2正弦交流电的基本特征和三要素 ． ． 正弦交流电的基本特征和三要素
两个同频率正弦量的相位角之 差或初相位角之差，称为相位 相位 差，用 表示。 图4.3中电压u和电流i的相位差 为
= (ωt + u ) (ωt + i ) = u i
第4章 正弦交流电路 章
4．1交流电路中的基本物理量 ． 交流电路中的基本物理量 4．2正弦量的相量表示 4．3电路基本定律的相量形式 4．4 电阻、电感、电容电路 4．5 谐振电路 ． 4．6正弦交流电路中的功率 ． 正弦交流电路中的功率
第4章 正弦交流电路 章
4．1交流电路中的基本物理量 ． 交流电路中的基本物理量
U m = 220 2V = 311.1V
U= U m 220 2 = V = 220V 2 2
4．1．2正弦交流电的基本特征和三要素 ． ． 正弦交流电的基本特征和三要素
2．频率与周期 ． 正弦量变化一次所需的时间（秒）称为周期T，如图4.2所示。每秒内变化 的次数称为频率f，它的单位是赫兹（Hz）。 频率是周期的倒数，即
第4章 三极管及放大电路基础1
与 的关系
IC IC ICBO I E ICBO IC I B ICBO
(1 ) IC I B ICBO
I CBO IC IB 1 1
IE
N
P
N
I'C ICBO IC
IC I B (1 ) ICBO
共射直流电流放大倍数： IC I B 1.7 42.5 0.04 共射交流电流放大倍数： IC I B 2.5 1.7 40 0.06 0.04 说明： 例：UCE=6V时： 曲线的疏密反映了 的大小； IC(mA ) 160mA 电流放大倍数与工作点的位置有关； I 5 140mA CM 120mA 交、直流的电流放大倍数差别不大， 4 100mA 今后不再区别；
3 80mA
___
4. 集电极最大电流ICM 当值下降到正常值的三分之二时的 集电极电流即为ICM。
IC
2.5 2 1.7
1 0 2 4 6 8
IB 40mA
IB=60mA 20mA IB=0 10 UCE(V)
六、主要参数
5. 集-射极反向击穿电压U(BR)CEO 手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。 6. 集电极最大允许功耗PCM 集电极电流IC 流过三极管， 所发出的焦耳热为： PC =ICUCE 导致结温 上升，PC 有限制， PCPCM 7. 频率参数
扩散 I C 复合 I B
IC
C
N
IB
P N
EC
或者 IC≈IB
I E IC I B (1 ) I B
EB
E
IE
二、电流放大原理
电路与电子技术基础第四章习题答案
a b i (t ) iR(t) R + u(t) (a) 题图 4-3 i L (t ) L 0 -100V (b) 习题 4-4 电路及波形图 t 0 -10mA (c) t uL 10mA i
解：本题是求零输入响应，即在开关处于 a 时，主要是电感储能，当开关投向 b 后， 讨论由电感的储能所引起的响应。所以对图(a)t≥0 时的电路可列出 di L L + Ri L = 0 t≥0 dt 及 iL(0)=i(t)=10(mA) 其解为： i L (t ) = 10e
而
t≥0
i R (t ) = −i L (t ) = −10e −10 t (mA)
7
t≥0
其波形图见图(b)、图(c)所示。 4-5 电路如题图 4-4 所示，开关接在 a 端为时已久，在 t=0 时开关投向 b 端，求 3Ω电 1Ω a b 阻中的电流。 i (t ) 解：因为 u c (0) = 3 × 2 = 6(V ) （注意：当稳态以后电容为开路，所以流过 1 3A Ω和电容串联支路的电流为零， 因此电容两端的电 压就是并联支路 2Ω支路两端的电压） 当开关投向 b 时电流的初始值为
S 12Ω + 24V iL 4H 6Ω
题图 4-1
习题 4-2 电路
解：由于电路原已达稳态，电感两端电压为 0，合上开关 S 后，加在 6Ω电阻两端电压也为 0，该电阻中电流为 0，电路直接进入稳态，故电感电流为合上开关 S 前的稳态电流，即： iL(t)=24V/12Ω=2A。 用三要素公式可以得到同样的结果，电感电流初始值 iL(0+)=2A，稳态值 iL(∞)=2A，时间常 数τ=L/R=4/(12//6)=1s，所以：
当 t=0 时，开关打开，由于电感电流、电容电压均不跃变，有： i L (0 + ) = i L (0 − ) = 0.03( A) 1k u c (0 + ) = u c (0 − ) = 120(V ) 当 t≥0 时，根据基尔霍夫定律有
解：本题是求零输入响应，即在开关处于 a 时，主要是电感储能，当开关投向 b 后， 讨论由电感的储能所引起的响应。所以对图(a)t≥0 时的电路可列出 di L L + Ri L = 0 t≥0 dt 及 iL(0)=i(t)=10(mA) 其解为： i L (t ) = 10e
而
t≥0
i R (t ) = −i L (t ) = −10e −10 t (mA)
7
t≥0
其波形图见图(b)、图(c)所示。 4-5 电路如题图 4-4 所示，开关接在 a 端为时已久，在 t=0 时开关投向 b 端，求 3Ω电 1Ω a b 阻中的电流。 i (t ) 解：因为 u c (0) = 3 × 2 = 6(V ) （注意：当稳态以后电容为开路，所以流过 1 3A Ω和电容串联支路的电流为零， 因此电容两端的电 压就是并联支路 2Ω支路两端的电压） 当开关投向 b 时电流的初始值为
S 12Ω + 24V iL 4H 6Ω
题图 4-1
习题 4-2 电路
解：由于电路原已达稳态，电感两端电压为 0，合上开关 S 后，加在 6Ω电阻两端电压也为 0，该电阻中电流为 0，电路直接进入稳态，故电感电流为合上开关 S 前的稳态电流，即： iL(t)=24V/12Ω=2A。 用三要素公式可以得到同样的结果，电感电流初始值 iL(0+)=2A，稳态值 iL(∞)=2A，时间常 数τ=L/R=4/(12//6)=1s，所以：
当 t=0 时，开关打开，由于电感电流、电容电压均不跃变，有： i L (0 + ) = i L (0 − ) = 0.03( A) 1k u c (0 + ) = u c (0 − ) = 120(V ) 当 t≥0 时，根据基尔霍夫定律有
电路分析基础第五版第4章
中产生的电流；
产生的电流。
即：由两个激励产生的响应可表示为每一个激 励单独作用时产生的响应之和。这就是电路理 论中的“叠加性”。
叠加定理：在线性电路中，求某支路(元件)的电压 或电流(响应)等于每个独立源(激励)分别单独作用 时，在该支路产生电压或电流的代数和。
适用范围：多电源激励线性电路。
分析方法： （1）设电压、电流的参考方向。 （2）画子图：每个独立源单独作用时的电路图。 电压源不作用视为短路，电流源不作用视为开路， 其它线性元件照搬。
6
先求出ab支路（ 电流ix 所流经的支路）以外电
a ix
b
18V 20
路其余部分就端口ab而
6
3
言的戴维宁等效电路。
c
o (a)
3
6
+
a + uoc - b
18V
6
3
（1）求开路电压uoc， 即断开ab支路后，求 ab之间的电压，如图 （b）所示。
o (b)
uoc = uab=uao- ubo
设想音频放大器（功放）提供恒定功率，
思考
若同时外接多个扬声器，那么以不同的方
式连接，会有什么样的音响效果?
另外，当人们在收听音乐时，偶尔会发生
生失真现象.这又是什么引起的，该如何遭
免呢?
§4-1 叠加定理
线性电路— 由线性元件和独立源构成的电路。
1、线性电路的齐次性 齐次定理：线性电路中所有激励（独立源） 都增大或缩小K倍（K为实常数），响应也将 同样增大或缩小K倍。
利用叠加定理分别求出 1
电压源和电流源单独作
用时的短路电流 isc和isc
如图(b)、(c)所示。
a
电路分析基础第4章 相量法(2h)
Im
U 2
U
U 1
41.9
60 30
Re
U
Im
U 2
首
U 1
60 尾
41.9
相 接
30
Re
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第4章 正弦稳态电路分析
4.3 基尔霍夫定律的相量形式和基本
元件伏安关系的相量形式
一. 电阻 i(t)
+
uR(t) R -
•
I
+
•
UR
R
-
相量模型
已知 i(t) 2I cos(wt y i )
设 i(t)=Imcos(w t+ )
I
1 T
T 0
I
2 m
cos2
(
wt
Ψ
) dt
def
I
1 T i 2 (t )dt
T0
cos2 ( wt Ψ ) 1 cos2(wt Ψ )
2
I 0.707Im Im 2I
i(t) Im cos(wt Ψ ) 2I cos(wt Ψ )
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u2 (t) 4 2cos(314t 60o ) V
U1 630o V U 2 460o V
U U1 U 2 630 460 5.19 j3 2 j3.46
7.19 j6.46 9.6441.9o V
u(t) u1(t) u2 (t) 9.64 2cos(314 t 41.9o ) V
dt
C 相量形式：
•
U Uy u
•
IC
wCUy u
π 2
1 相量关系：
(完整版)数字电路基础-阎石第五版-第4章
用与或非门实现
AG R 00 01 11 10
01 0 1 0
Z (RAG RAG RAG)
10 1 1 1
4.3 若干常用的组合逻辑电路
§4.3.1 编码器
编码：用二进制代码来表示某一信息（文 字、数字、符号）的过程。
实现编码操作的电路称为编码器。
编
高？低？
码 器
码？
一、二进制编码器 输入端：2n
(A B)CI
AB
S A B CI CO (A B)CI AB
S A B CI CO (A B)CI AB
这是一个全 加器电路
§4.2.2 组合逻辑电路的设计方法
根据实际逻辑问题
步骤：
确定输入、输出 列出真值表
最简单逻辑电路
设计
选择所需
门电路
写出表达式
并简化
画逻辑电路图
根据设
计要求
分析题意，将设计 要求转化为逻辑关
形式变换
系，这一步为设计
组合逻辑电路的根关据键设计所用
芯片要求
例1：设计三人表决电路（A、B、C）。每人 一个按键，如果同意则按下，不同意则不按。 结果用指示灯表示，多数同意时指示灯亮， 否则不亮。用与非门实现.
解:
1.首先指明逻辑符号取“0”、“1”的含义。三 个按键A、B、C按下时为“1”，不按时为“0”。 输出量为 L，多数赞成时是“1”，否则是“0”。
(( DC A) (DCB) (DCB))
解： Y2 ((DBA)(DC)) DBA DC
Y1 ((DCA)(DCB)(DCB)) DCA DCB DCB
Y0 ((DB)(DC)) DB DC
由真值表知：该电路可用来判别输入的4位二 进制数数值的范围。
《电路分析基础》_第4章
RO
+
– B
40 RO 8 // 10 4.44 9
A
10 280 uoc 10 ( 20 10) 15.6V 10 8 18
此例从一个侧面证明了戴维南定 理的正确性。也反映了其简便性。
RO
4.44
15.6V B
uoc
+
–
戴维南定理也可以在单口外加电流源i ，用叠加定理计算端 口电压表达式的方法证明。
—
i NS
+ –
a
+
RO
u
b 含源单口网络的VCR表达式：
uoc
–
b
u =K1+K2i = uoc+ Roi
其中：
uoc等于该网络NS的端口开路电压;
a + u
—
i RO
+ –
i
NS
a
+
端口开路时： i =0 u = uoc
u
uoc
–
b
b
RO等于该网络中所有独立源置零时所得网络NR 的等效电阻Rab。 独立源置零
I
+ +
I
º +
5V _
5V _
º
5V _
与电压源并联的元件称为多余元件，多余元件的存在与否并 不影响端口电压的大小，端口电压总等于电压源电压。
us
is
提示：多余元件的存在会使电压源的电流有所改变，但电压源 的电流可为任意值。
总结：一个理想电压源与任何一条支路并联后，对外 等效为理想电压源。 i
（3）外加电压源，求入端电流：
网孔法列方程
( R1+R2 )I + R1IS = - US - U
电路理论基础第四章习题解答西安电子科技大学出版社
习题四1．用叠加定理求图题4-1所示电路中的电流i R 。
图题4-1解： A 2电流源单独作用时：A i R 12101010'−=×+−=V 80电压源单独作用时：i A i R 4101080''=+=原电路的解为：A i i i R R R 341'''=+−=+=2．用叠加定理求图题4-2所示电路中的电压u ab 。
4图题4-2解：V 24电压源单独作用时：Ω6Ω=+×==46126126//121RV R R u ab 1224411'=×+=A 3电流源单独作用时：Ω4Ω6''A i 13623611214161''=×=×++=V i u ab 6616''''=×=×= 原电路的解为：V u u u ab ab ab 18612'''=+=+=3．用叠加定理求图题4-3所示电路中的电流i 。
6A图题4-3解： A 6电流源单独作用时：ΩΩ6A i 4612612'−=×+−= V 36电压源单独作用时：Ω6Ω6ΩΩA i 261236''−=+−=原电路的解为：()()A i i i 624'''−=−+−=+=4．图题4-4所示电路中，R =6Ω，求R 消耗的功率。
图题4-4解： 将R 支路以外的部分看作一个二端电路。
可采用叠加原理求oc u ：12⎟⎠⎞⎜⎝⎛++××+×+=26363212636oc u V 1688=+=求其等效电阻：eqRΩ=++×=426363eq R 原电路简化为：Ri=eq R u oc =RA R R u i eq oc R 6.14616=+=+=W R i P R R 36.1566.122=×=×=5．图题4-5所示电路中， R 1=1.5Ω R 2=2Ω，求（a ）从a、b 端看进去的等效电阻；（b ）i 1与i s 的函数关系。
电路分析基础第四章4-4,5,6
例 例4-6-2 如图所示电路，试问当电阻 R 等于何值时？它可获
4 6
得最大功率， 最大功率等于多少。
2
i
2 2
2i 4 I
4i
U
解：
Uoc = 2i-2i+6 = 6V
R0
R R0 4Ω
Uoc
R
P
UOC 2
62
4R0 4 4
2.25W
4i 2I 8i 0
2i 6I 10i U
dP dRL
d dRL
(
uS2 RL RS RL
)
2
uS2
(
RS
RL )2 2RL (RS ( RS RL )4
RL
)
uS2 ( RS (RS
RL ) RL )3
0
RS RL 0， RL RS
最大功率传递定理的表述
若一个实际电源模型为一个可变负载电阻RL提供
能量。只有当负载电阻RL等于电源内电阻Rs时,负
Uoc' R 0 'R 3
R 3 rm R 0 'R 3
Uoc'
I sc
R
R3 3 (R
rm 0 'rm
)
U
oc
'
R0
Uoc I sc
R 3 (R 0 'rm ) R0 'R 3
I2
U2 Uoc R0 r0 R2
(R0'R3 )U2 (R 3 rm )Uoc' R3 (R0'rm ) (r0 R2 )(R 0'R3 )
I a 3I1 6I3 I1 2I3
I 6Ω
8 3
A
电子电工学——模拟电子技术 第四章 双极结型三极管及发达电路基础
4.1 双极结型三极管BJT
(Bipolar Junction Transistor)
又称半导体三极管、晶 体管，或简称为三极管。
分类： 按材料分：硅管、锗管 按结构分：NPN型、PNP型 按频率分：高频管、低频管 按功率分：小功率、大功率
半导体三极管的型号
国家标准对半导体三极管的命名如下:
3 D G 110 B
c
e V VCE
VCC
V
VBE
也是一组特性曲线
实验电路
1.共射极电路的特性曲线
输入特性 :iB=f(vBE)|vCE=const
(1)VCE=0V时，发射结和集电结均正偏，输入特性相当于两个PN结并联
(2)VCE=1V时，发射结正偏，集电结反偏，收集电子能力增强，发射极发
射到基区的电子大部分被集电极收集，从而使得同样的VBE时iB减小。
ICEO (1 )ICBO 值愈大，则该管的 ICEO 也愈大。
３．极限参数
(1) 集电极最大允许电流 ICM
过流区
当IC过大时，三极管的值要 iC
减小。在IC=ICM时，值下降 ICM
到额定值的三分之二。
PCM = iCvCE
(2) 集电极最大允许耗散功率 PCM
将 iC 与 vCE 乘 积 等 于 规 定 的 PCM 值各点连接起来，可得 一条双曲线。
利用IE的变化去控制IC，而表征三极管电流控制作用的参 数就是电流放大系数 。
共射极组态连接方式
IE UBE
+ Uo
-
49 IC 0.98(mA)
IB
20( A)
共射极接法应用我们得到的结论：
１、从三极管的输入电流控制输出电流这一点看来，这两 种电路的基本区别是共射极电路以基极电流作为输入控制 电流。 ２、共基极电路是以发射极电流作为输入控制电流。
电路分析基础第04章 电路定理
这个定理实质上是功率守恒的数学表达式，它表明 任何一个电路的全部支路吸收的功率之和恒等于零。
特勒根定理2： 如果有两个具有n个结点和b条支路的电路，它们具 有相同的图，但由内容不同的支路构成。假设各支 路电流和电压都取关联参考方向，并分别用 (i1,i2,…,ib), (u1,u2,…ub)和 (i1 , i2 , , ib ), (u1 , u2 , , ub ) 表示两电路中b条支路的电流和电压，则在任何时间t， 有
戴维宁定理也称为等效电压源定理
1
Ns
1′
外 电 路
Req + uoc -
1
1′
外 电 路
1
Ns
1′
+ uoc -
1
No
Req
1′
注意: uoc 的方向
例:
1A
I
利用戴维宁定理求电流I
a
电压源置零,用短路替代 电流源置零,用开路替代
变成无源
b
Req + 1V a
Req=2Ω b Uab=4V
I 1A
等效电阻
Req
Req=16+20//5 =20kΩ
i
电阻R的改变不会影响原一端口的戴维宁等效电路， R吸收的功率为 U2 R
p i2R
oc
( Req R) 2
R变化时，最大功率发生在dp/dR=0的条件下。 这时有R=Req 。 本题中， Req=20kΩ，故R=20kΩ时才能获得最大功率， 2 uoc pmax 0.2mW 4Req
( 2)
i
(1) 1
10i
(1) 1
i1
( 2)
10i
( 2) 1
+
特勒根定理2： 如果有两个具有n个结点和b条支路的电路，它们具 有相同的图，但由内容不同的支路构成。假设各支 路电流和电压都取关联参考方向，并分别用 (i1,i2,…,ib), (u1,u2,…ub)和 (i1 , i2 , , ib ), (u1 , u2 , , ub ) 表示两电路中b条支路的电流和电压，则在任何时间t， 有
戴维宁定理也称为等效电压源定理
1
Ns
1′
外 电 路
Req + uoc -
1
1′
外 电 路
1
Ns
1′
+ uoc -
1
No
Req
1′
注意: uoc 的方向
例:
1A
I
利用戴维宁定理求电流I
a
电压源置零,用短路替代 电流源置零,用开路替代
变成无源
b
Req + 1V a
Req=2Ω b Uab=4V
I 1A
等效电阻
Req
Req=16+20//5 =20kΩ
i
电阻R的改变不会影响原一端口的戴维宁等效电路， R吸收的功率为 U2 R
p i2R
oc
( Req R) 2
R变化时，最大功率发生在dp/dR=0的条件下。 这时有R=Req 。 本题中， Req=20kΩ，故R=20kΩ时才能获得最大功率， 2 uoc pmax 0.2mW 4Req
( 2)
i
(1) 1
10i
(1) 1
i1
( 2)
10i
( 2) 1
+
《电路理论基础》学习指导(李晓滨)第4章
. 戴维南定理 戴维南定理：一个由线性电阻元件、线性受控源和独立 源构成的线性有源二端电阻网络N，对外部电路而言，可等 效为一个电压源和一个线性电阻元件串联的电路(称为二端网 络N的戴维南等效电路)。其中电压源的电压等于网络N的端 口开路电压uoc，串联的电阻等于网络N中所有独立源置零时 所得网络N0的端口等效电阻Req。 戴维南定理可用图4-2说明。在求解外电路M时，图4-2(a) 所示原电路可等效为图4-2(b)所示电路，其中开路电压uoc及 等效电阻Req分别由图4-2(c)及图4-2(d)所示的电路求得。
iˆ1 i2
第4章 电路定理 图 4-4
第4章 电路定理 互易定理形式2：将电流源激励和电压响应互换位置， 若电流激励值不变，则电压响应值不变。如图4-5(a)、(b)所 示两个电路中，在图示参考方向下，若它们的电流源is相等， 则有
uˆ1 u2
图 4-5
第4章 电路定理
互易定理形式3：将电流源激励、电流响应换成电压源 激励、电压响应，并将响应和激励的位置互换。若互换前 后激励的数值相等，则互换前后响应的数值相同。如图4-6 所示，在图示参考方向下，若图(a)中的is与图(b)中的us数 值相等，则有
第4章 电路定理
2. 替代定理 替代定理：在有唯一解的集总参数电路中，若已知其中 第k条支路的端电压为uk(或已知其端电流为ik)，用us=uk的电 压源(或is=ik的电流源)替代该条支路，若替代后的电路也具 有唯一解，则替代前后各支路的电流和电压不变。替代定理 中的支路可推广到二端网络。在图4-1(a)中，将二端网络Nk 看做广义支路，若已知Nk的端电压或端电流，则可用电压源 替代Nk，如图4-1(b)所示；或用电流源替代Nk ，如图4-1(c)所 示。若替代前后电路具有唯一解，则替代前后各支路的电流 和电压不变。
iˆ1 i2
第4章 电路定理 图 4-4
第4章 电路定理 互易定理形式2：将电流源激励和电压响应互换位置， 若电流激励值不变，则电压响应值不变。如图4-5(a)、(b)所 示两个电路中，在图示参考方向下，若它们的电流源is相等， 则有
uˆ1 u2
图 4-5
第4章 电路定理
互易定理形式3：将电流源激励、电流响应换成电压源 激励、电压响应，并将响应和激励的位置互换。若互换前 后激励的数值相等，则互换前后响应的数值相同。如图4-6 所示，在图示参考方向下，若图(a)中的is与图(b)中的us数 值相等，则有
第4章 电路定理
2. 替代定理 替代定理：在有唯一解的集总参数电路中，若已知其中 第k条支路的端电压为uk(或已知其端电流为ik)，用us=uk的电 压源(或is=ik的电流源)替代该条支路，若替代后的电路也具 有唯一解，则替代前后各支路的电流和电压不变。替代定理 中的支路可推广到二端网络。在图4-1(a)中，将二端网络Nk 看做广义支路，若已知Nk的端电压或端电流，则可用电压源 替代Nk，如图4-1(b)所示；或用电流源替代Nk ，如图4-1(c)所 示。若替代前后电路具有唯一解，则替代前后各支路的电流 和电压不变。
电子电路基础习题册参考答案-第四章
第四章集成运算放大器的应用§4-1 集成运放的主要参数和工作点= 1、理想集成运放的开环差模电压放大倍数为 Aud=∞，共模抑制比为 KCMR ∞，开环差模输入电阻为 ri= ∞，差模输出电阻为 r0=0 ，频带宽度为 Fbw=∞。
2、集成运放根据用途不同，可分为通用型、高输入阻抗型、高精度型和低功耗型等。
3、集成运放的应用主要分为线性区和非线性区在分析电路工作原理时，都可以当作理想运放对待。
4、集成运放在线性应用时工作在负反馈状态，这时输出电压与差模输入电压满足关系；在非线性应用时工作在开环或正反馈状态，这时输出电压只有两种情况；+U0m 或 -U0m 。
5、理想集成运放工作在线性区的两个特点：（1） up=uN ，净输入电压为零这一特性成为虚短，（2） ip=iN，净输入电流为零这一特性称为虚断。
6、在图4-1-1理想运放中，设Ui=25v,R=Ω，U0=,则流过二极管的电流为 10 mA ，二极管正向压降为 v。
7、在图4-1-2所示电路中，集成运放是理想的，稳压管的稳压值为，Rf=2R1则U0=-15 V。
二、判断题1、反相输入比例运算放大器是电压串联负反馈。
（×）2、同相输入比例运算放大器是电压并联正反馈。
（×）3、同相输入比例运算放大器的闭环电压放大倍数一定大于或等于1。
（√）4、电压比较器“虚断”的概念不再成立，“虚短”的概念依然成立。
（√）5、理想集成运放线性应用时，其输入端存在着“虚断”和“虚短”的特点。
（√）6、反相输入比例运算器中，当Rf=R1，它就成了跟随器。
（×）7、同相输入比例运算器中，当Rf=∞，R1=0，它就成了跟随器。
（×）三、选择题1、反比例运算电路的反馈类型是（B ）。
A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈2、通向比例运算电路的反馈类型是（A ）。
A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电压串联正反馈3、在图4-1-3所示电路中，设集成运放是理想的，则电路存在如下关系（ B ）。
第四章三极管及放大电路基础
N
P
N
IE
I EN
e
I
EP
Re
VEE
b IB
IC c
VCC
Rc
+ +
载流子运动过程
(2) 复合（基区参杂浓度很低）
发射区的电子注入基区后，少数将与基区的空穴复合掉， 形成IBN。
N
P
N
IE
I
EN
IC
e
c
Re
VEE
b IB
VCC
Rc
+ +
载流子运动过程
(3) 收集（集电区面积大）
因为集电结反偏，收集扩散到集 集电区及基区的少数载流子形成
4. 放大作用
IE +iE e
c IC +iC
+
vI -
VEB+vEB
b IB +iB
+ vO RL
1k -
VEE
VCC
图 03.1.05 共基极放大电路
若 vI = 20mV 使 iE = -1 mA， 当 = 0.98 时， 则 iC = iE = -0.98 mA， vO = -iC• RL = 0.98 V，
3DKG23 250W 30A
注：*为 f
VRCBO V
20 40 45 40 300 25 400
VRCEO V 12 24
30 250 15 325
VREBO V
4
I C BO μA
≤6 ≤6 0.1 0.35 ≤2mA ≤0.1
fT MHz *≥ 8 *≥ 8 100
300 8
4.1 BJT
动态是放大的对象和预期的结果
电路分析基础第四章(李瀚荪)
I
a
I I I1 R1 IS R R
R1
IS
a + U1 _ (2)由图(a)可得：
R1 IS I
a
I I1
R
R1
IS
R
(b)
b
(c) b
I R1 IS－I 2A－6A －4A U1 10 I R3 A 2A R3 5
理想电压源中的电流 I U 1 I R3－I R1 2A－(－4)A 6A 理想电流源两端的电压 U IS U R2 IS RI R2 IS 1 6V 2 2V 10V
I
– 2V 2
I
试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示 例 3： 电路中1 电阻中的电流。 2
+ 6V 3 2A 6 + 4V 4 1 I
解：统一电源形式
2 3 2A 2A 6 1A 4 1 I 2 2 4 I 1
4A
1A
解：
2 2 4 I 1 + 8V -
+ US1_ _ US2 + + US3 _ +
US = US1 US2 + US3
电源与等效电源参考 方向一致为+,反之为-
US_
4. 理想电流源并联 IS = IS1IS2 + IS3
IS1
IS2
IS3
IS
5. 电压源并联
(1)
+ 5V _
+ 5V _
+ 5V _
不允许，违背KVL
(2)
一些简单的等效规律和公式电源两种模型之间的等效变换电源两种模型之间的等效变换iriririr电压源电压源等效变换条件等效变换条件电流源电流源等效变换时两电源的参考方向要一一对应等效变换时两电源的参考方向要一一对应理想电压源与理想电流源之间无等效关理想电压源与理想电流源之间无等效关电压源和电流源的等效关系只对外电路而言电压源和电流源的等效关系只对外电路而言对电源内部则是不等效的
a
I I I1 R1 IS R R
R1
IS
a + U1 _ (2)由图(a)可得：
R1 IS I
a
I I1
R
R1
IS
R
(b)
b
(c) b
I R1 IS－I 2A－6A －4A U1 10 I R3 A 2A R3 5
理想电压源中的电流 I U 1 I R3－I R1 2A－(－4)A 6A 理想电流源两端的电压 U IS U R2 IS RI R2 IS 1 6V 2 2V 10V
I
– 2V 2
I
试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示 例 3： 电路中1 电阻中的电流。 2
+ 6V 3 2A 6 + 4V 4 1 I
解：统一电源形式
2 3 2A 2A 6 1A 4 1 I 2 2 4 I 1
4A
1A
解：
2 2 4 I 1 + 8V -
+ US1_ _ US2 + + US3 _ +
US = US1 US2 + US3
电源与等效电源参考 方向一致为+,反之为-
US_
4. 理想电流源并联 IS = IS1IS2 + IS3
IS1
IS2
IS3
IS
5. 电压源并联
(1)
+ 5V _
+ 5V _
+ 5V _
不允许，违背KVL
(2)
一些简单的等效规律和公式电源两种模型之间的等效变换电源两种模型之间的等效变换iriririr电压源电压源等效变换条件等效变换条件电流源电流源等效变换时两电源的参考方向要一一对应等效变换时两电源的参考方向要一一对应理想电压源与理想电流源之间无等效关理想电压源与理想电流源之间无等效关电压源和电流源的等效关系只对外电路而言电压源和电流源的等效关系只对外电路而言对电源内部则是不等效的
中南大学电路理论基础课件电路第4章
证得 ia = ia1 + ia2 + ia3 即回路电流满足叠加定理
6
推广到 有l 个回路 , 其第 j 个回路的回路电流：
第j列
R11 us11 R1l
R j1 u sjj R jl
i j Rl1
u sll Δ
R ll
Δ Δ 1 ju s1 1 Δ Δ 2 ju s2 2 Δ Δ jju sj j Δ Δ lju sll
R5 I5 R6
解： 法一：分压、分流。 法二：电源变换。
法三：用齐性原理（单位电流法）
设 I 5 =1A
U =33
K = Us / U =120/33
I5= K I 5
16
可加性： (结合齐性原理及叠加原理理解)
k1 us1 R k1 r1 k2 us2 R k2 r2
k1 us1
k1 r1+ k2 r2
Us"= -10I1"+U1”
= -10 (-1.6)+9.6=25.6V
共同作用： Us= Us' +Us"= -6+25.6=19.6V
15
齐性原理：当电路中只有一个激励(独立源)
时，则响应(电压或电流)与激励成正比。
us
R
r
kus R kr
例 4-4： R1
+ Us
–
+ U R2 -
R3 R4
R2
C +_ D
Uoc
U
R3
R4
B
Uoc UAD UDB
U R2 U R4 R1 R2 R3 R4
电路分析基础第四章
开路电压
等效电阻
二、戴维南定理证明：
置换
叠加
线性含源
线性或非线性
u ' = uoc
N中所有独立源产生的电压 电流源开路
' ''
u '' = − Rabi
电流源产生的电压 N0中所有独立源为零值
u = u + u = uoc − Rabi
u = uoc − Rabi
含源线性单口网络N可等效为 电压源串联电阻支路
Rab = 6 + 15 //(5 + 5) = 6 + 6 = 12Ω
Rcd = 5 //(15 + 5) = 4Ω
例3：试求图示电阻网络的Rab和Rcd。
Rab = 8 + {4 //[2 + 1 + ( 2 // 2)]} = 8 + {4 // 4} = 10Ω
Rcd = ( 2 // 2) + {1 //[4 + 2 + ( 2 // 2)]} = 1 + (1 // 7) = 1.875Ω
例5：求图中所示单口网络的等效电阻。
u R i = = ( μ + 1) R i
例6：求图所示单口网络的等效电阻。
u R Ri = = i 1+α
例7：求图示电路输入电阻Ri，已知α =0.99。
1. 外施电源法 2. 电源变换法
Ri = 35Ω
三、含独立源单口网络的等效电路：
1. 只含独立源、电阻，不含受控源 只含独立源、电阻不含受控源的网络，端口 VCR为u=A+Bi，u和i关联时，B为正。 2. 含受控源的有源单口网络 含受控源、独立源、线性电阻的网络，端口 VCR为u=A+Bi，B可正可负。 等效为电压源串联电阻组合或电流源并联电阻组合。
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4. 8—3二进制优先编码器74148
功能表： EI 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 I0 × 1 × × × × × × × 0 I1 × 1 × × × × × × 0 1 I2 × 1 × × × × × 0 1 1 I3 × 1 × × × × 0 1 1 1 I4 × 1 × × × 0 1 1 1 1 I5 × 1 × × 0 1 1 1 1 1 I6 × 1 × 0 1 1 1 1 1 1 I7 I0 × 1 0 1 1 1 1 1 1 1 A2 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 A1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 A0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 S 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 E0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
第四章 常用组合模块电路及应用
编码器
Байду номын сангаас
译码器
数据选择器和数据分配器
算术运算电路
数据比较器
奇偶发生/校验电路
中规模组合模块电路综合应用
4.1 编码器
编码器定义和功能 8线—3线 二进制编码器 8421BCD码编码器 8—3二进制优先编码器74148 扩展应用 习题与答案
方案二：
译码器功能扩展
用3-8译码器74138和2-4译码器74139扩展成5-32译码器。
返回
5. 译码器应用—产生逻辑函数
3-8译码器表达式：
Yi G1 (G2 A G2B ) mi mi
任何逻辑函数都可表示成最小项之和形式：
F
m m Y
i i
i
所以可以用译码器和与非门实现逻辑函数。一般，n个 输入端的译码器可实现n变量的逻辑函数。
m(1,2,4,7) m m m m m(1,2,3,7) m m m m
1 2 4 1 2 3
7
7
把译码器输入A2、A1、A0分别接全减器 的输入Ai、Bi、Ci-1 ，则输出表达式变为：
Di m1 m2 m4 m7 Y1 Y2 Y4 Y7 Ci m1 m2 m3 m7 Y1 Y2 Y3 Y7
D0 D1
…
8~3
编 码 器
A B C
D7
n ≤ 2m N = 8 , m =3 8=23
表达式：
C D 4 D5 D6 D7 B D 2 D3 D6 D7 A D1 D3 D5 D7
C D4 D4 D6 D7 B D 2 D3 D 4 D 7 A D1 D 3 D 5 D 7
b CB ACB A b C B A C B A
七段显示译码器表达式
a D C B A C A
b C B A C B A
e C B A
f D C A B AC B
c C B A
d C B A C B A A
译码器实现逻辑函数实例1
实例1：设计用3-8译码器实现全减器功能的电路。 全减器功能表：
Ai Bi Ci-1 Di Ci
0 0 0 0 0
0 0 1 1 1
0 1 0 1 1
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 0
1 1 0 0 0
1 1 1 1 1
实例1表达式及实现
解：表达式
Di Ci
使能信号G1：高电平有效；
G2A、 G2B ：为低电平有效
表达式： Yi G1 (G2 A G2B ) mi 使能信号有效时： Yi mi
74138的符号与引脚排列
74138
符号 引脚排列
返回
4. 译码器功能扩展
2片3—8译码器扩展为4—16译码器
方案一：
译码器功能扩展
2片3—8译码器扩展为4—16译码器
实例1电路
i i i
74138
译码器实现逻辑函数实例2
实例2：用3-8译码器实现多输出函数：
F1 ( A, B, C , D) m(0,4,9,11,13,15)
F2 ( A, B, C , D) m(0,4,5,7,8,10,15)
解：首先用两片3-8译码器扩展成4-16译码器，然 后用4-16译码器实现4变量函数。
返回
3. 8421BCD码编码器
真值表：
D9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 D8 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 D7 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 D6 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 D5 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 D4 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 D3 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 D2 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 D1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 D0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
F1 Y0 Y4 Y9 Y11 Y13 Y15 F2 Y0 Y4 Y5 Y7 Y8 Y10 Y15
实例2电路
I F
2
I F
1
返回
6. 七段数码显示译码器
七段数码显示器：
共阴极接法
共阳极接法
七段译码器功能表
共阴极电路功能表：
十进制 0 数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 a 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 b 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 c 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 d 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 e 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 f 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 g 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1
功 能 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 BI RBI LT 输入 LT 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 X 1 0 RBI 1 X X X X X X X X X X X X X X X X 0 X D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 X 0 X C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 X 0 X B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 X 0 X BI/ 字段 7448功能表 RBO A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 X 0 X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 a 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 b 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 c 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 d 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 e 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 f 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 g 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1
引脚排列 符号
返回
5. 扩展应用
用2片“8~3”优先编码器组成“16~4”优先编码器
I I I I I I I I I I I I I I I 1 I 1 1 1 1 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1
I I I I I I I I I I I I I I I 7 I 6 5 4 3 2 5 2 6 0 7 7 6 5 4 3 2 5 2 6
F1 m0 m4 m9 m11 m13 m15 F2 m0 m4 m5 m7 m8 m10 m15
实例2表达式及实现
把4-16译码器的输入A3、A2、A1、A0分别接A、B、C、 D，则有 Yi= mi ， mi 是A、B、C、D的最小项。
所以：
返回
D0 D1
…
8421 BCD
编 码
D9
A B C D
与或表达式 D D8 D9 C D4 D5 D6 D7 B D2 D3 D6 D7 A D1 D3 D5 D7 D9
与非与非表达式
D D8 D 9 C D 4 D5 D 6 D 7 B D 2 D3 D 6 D 7 A D1 D 3 D 5 D 7 D 9
1
返回
3. 集成3—8译码器74138功能表
G1 1 1 1 1 1 1 1 1 × 0 G2A+G2B 0 0 0 0 0 0 0 0 1 × A2 0 0 0 0 1 1 1 1 × × A1 0 0 1 1 0 0 1 1 × × A0 0 1 0 1 0 1 0 1 × × Y0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Y1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 Y2 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 Y3 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 Y4 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 Y5 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 Y6 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 Y7 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1
EI：输入使能 EO：输出使能 S：状态