心智圖資源庫 模擬電子技術基礎知識圖譜
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編輯於2024-11-17 14:50:50模擬電子技術基礎複習提綱
第一章:緒論
電子技術的發展
電子科技對電腦科技及各領域的推動作用,如通訊、工業、交通、軍事、醫學、消費性電子等方面的應用。
電子元件的發展歷程,從電子管到半導體管再到積體電路的演變,以及各階段的重要發明和發明者。
類比訊號與類比電路
訊號分類:理解數位訊號的離散性和類比訊號的連續性,並知道大多數物理量為類比訊號。
類比電路的定義與作用:將類比訊號處理,最基本的處理是訊號的放大,其他類比電路多以放大電路為基礎。
電子資訊系統的組成
包括類比電子電路、數位電子電路(系統)、感測器接收器等部分,以及各部分的功能和相互關係。
了解訊號在系統中的傳輸、處理過程,如隔離、濾波、放大、運算、轉換、比較、功放等環節。
模擬電子技術基礎課程的特點
工程性:強調定性分析,在滿足基本性能指標的前提下容許存在一定誤差範圍,定量分析為“估算”,抓主要矛盾和矛盾的主要方面,不同條件下構建不同的等效模型。
實務性:掌握常用電子儀器的使用方法、電子電路的測試方法、故障的判斷與排除方法、 EDA 軟體的應用方法。
學習方法和課程目的
學習方法:掌握基本概念、基本電路和基本分析方法,注意定性分析和近似分析的重要性,學會辯證、全面地分析電子電路中的問題,並關注電路中常用定理的應用。
課程目的:掌握基礎知識、理論和技能,具備繼續學習和接受電子技術新發展的能力,將所學知識應用於本專業,培養系統的觀念、工程的觀念、科技進步的觀念和創新意識。
第二章:半導體二極體和三極體
半導體基礎知識
本徵半導體:純淨的具有晶體結構的半導體,其導電性介於導體與絕緣體之間,了解本徵半導體的結構、載子的產生與複合、載流子濃度與溫度的關係等。
雜質半導體:分為n 型半導體(摻入五價元素如磷)與p 型半導體(摻入三價元素如硼),掌握兩種雜質半導體的多數載子與少數載子、導電性與雜質濃度的關係等。
PN 結的形成及其單向導電性:瞭解PN 結的形成過程,包括擴散運動、內電場的產生、漂移運動以及動態平衡的建立;掌握PN 結的單向導電性,正向偏壓時導通,反向偏置時截止。
PN 結的電容效應:了解勢壘電容和擴散電容的概念及其產生的原因。
半導體二極體
二極體的伏安特性:掌握二極體的正向特性(開啟電壓、導通電壓)、反向特性(反向飽和電流、反向擊穿電壓),以及溫度對伏安特性的影響。
二極體的主要參數:如最大整流電流、最高反向工作電壓、反向電流、最高工作頻率等,可理解這些參數的意義和對二極體性能的影響。
二極體的應用:包含整流、限幅、穩壓等電路中的應用,能夠分析簡單的二極體電路。
電晶體
三極管的結構和類型:了解三極管的基本結構、工作原理,以及 NPN 型和 PNP 型三極管的差異。
三極管的電流放大作用:掌握三極體的電流分配關係,並理解電流放大倍率的概念。
三極管的特性曲線:包含輸入特性曲線及輸出特性曲線,理解各區域(截止區、放大區、飽和區)的特性與條件。
三極管的主要參數:如直流電流放大倍率、交流電流放大倍率、穿透電流、集極最大允許電流、集極 - 射極反向擊穿電壓等,了解這些參數的意義和對三極管性能的影響。
第三章:基本放大電路
共射放大電路的組成與工作原理
電路的組成:包括三極管、直流電源、偏壓電阻、耦合電容、負載電阻等元件,理解各元件的作用。
工作原理:分析直流偏壓的作用,使三極管工作在放大區;理解訊號的放大過程,包括輸入訊號的耦合、三極管的電流放大、輸出訊號的耦合等。
放大電路的分析方法
直流分析:計算靜態工作點(IB、IC、UCE),掌握估算法與圖解法。
交流分析:分析交流訊號的放大倍率、輸入電阻、輸出電阻等效能指標,掌握小訊號模型分析法與圖解法。
溫度對靜態工作點的影響:了解溫度升高對三極管參數的影響,以及如何穩定靜態工作點,如引入直流負回饋、採用溫度補償等方法。
三種基本放大電路的特性與應用
共射放大電路:具有較高的電壓放大倍率和電流放大倍率,輸入電阻和輸出電阻適中,應用廣泛。
共集放大電路:電壓放大倍率接近 1,但具有較高的輸入電阻和較低的輸出電阻,常用於訊號的輸入級、輸出級和緩衝級。
共基放大電路:具有較高的頻率響應和較好的相位特性,常用於高頻電路和寬頻帶放大電路。
第四章:整合式運算放大器
整合式運算放大器的簡介
整合運算的結構和特點:了解整合式運算的基本結構,包括輸入級、中間級、輸出級和偏壓電路等部分,以及整合式運算的特點,如高增益、高輸入電阻、低輸出電阻、高共模抑制比等。
整合運算的主要參數:如開環增益、輸入失調電壓、輸入失調電流、共模抑制比、頻寬等,理解這些參數的意義和對整合式運算性能的影響。
理想運算放大器及其分析方法
理想運算放大器的條件:輸入電阻無窮大、輸出電阻為零、開環增益無限大等。
虛短和虛斷的概念:在理想運放的條件下,推導出虛短和虛斷的結論,掌握利用虛短和虛斷分析運放電路的方法。
基本運算電路
比例運算電路:包含反相比例運算電路、同相比例運算電路,掌握其電路結構、運作原理及運算關係。
加法運算電路:了解反相加法運算電路和同相加法運算電路的實現方法和運算關係。
減法運算電路:掌握差分放大電路實現減法運算的原理與分析方法。
積分運算電路和微分運算電路:理解其電路結構和工作原理,以及在訊號處理中的應用。
第五章:回授放大電路
回饋的基本概念和分類
回饋的定義:瞭解回饋的概念,即輸出訊號經由一定的途徑回送到輸入端,對輸入訊號產生影響。
回饋的分類:根據回饋訊號的性質分為直流回饋與交流回饋;根據回饋訊號與輸入訊號的連接方式分為串聯回饋與並聯回饋;根據回饋訊號對淨輸入訊號的影響分為正回饋與負回饋。
負回授放大電路的四種組態
電壓串聯負回授、電壓並聯負回授、電流串聯負回授、電流並聯負回授的電路結構、特性與性能指標,掌握判斷回授組態的方法。
負回授對放大電路性能的影響
提高放大倍率的穩定性、改變輸入輸出電阻、展寬頻帶、減少非線性失真等,並理解這些影響的原理與實際意義。
深度負回饋條件下的放大倍率估算
掌握在深度負回饋條件下,利用虛短和虛斷的概念估算放大倍率的方法。
第六章:訊號的運算與處理
有源濾波器
濾波器的概念與分類:了解濾波器的作用,即對訊號的頻率進行選擇,分為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器。
主動濾波器的結構與工作原理:掌握主動濾波器的基本結構,包括運算放大器和被動元件(電阻、電容),理解其工作原理和頻率響應特性。
濾波器的性能參數:如通帶增益、截止頻率、頻寬、品質因數等,了解這些參數的意義和對濾波器性能的影響。
電壓比較器
電壓比較器的功能:比較兩個輸入電壓的大小,輸出高電位或低電位。
簡單電壓比較器和滯回比較器的電路結構、工作原理和傳輸特性,掌握其分析方法和應用。
非正弦波發生電路
矩形波發生電路:了解矩形波發生電路的基本結構和工作原理,掌握其振盪頻率和占空比的計算方法。
三角波發生電路:理解三角波發生電路的產生原理和電路結構,掌握其輸出波形的特性和頻率的調節方法。
鋸齒波發生電路:知道鋸齒波發生電路的工作原理與應用。
第七章:功率放大電路
功率放大電路的基本要求與分類
基本需求:輸出功率大、效率高、非線性失真小、散熱性能好等。
分類:依功放管的工作狀態分為甲類、乙類、甲乙類功率放大電路,以了解各種類型的特性與應用場合。
乙類雙電源互補對稱功率放大電路
電路結構與工作原理:掌握 OCL 電路的組成與工作原理,瞭解其輸出功率、效率的計算方法。
交越失真及其克服方法:了解交越失真產生的原因,掌握克服交越失真的措施,如採用甲乙類工作狀態。
甲乙類單電源互補對稱功率放大電路
電路結構與工作原理:理解 OTL 電路的組成與工作原理,掌握其輸出功率、效率的估算方法。
自舉電路的作用:了解自舉電路在 OTL 電路中的作用,提高輸出電壓的幅度。
第八章:直流電源
直流電源的組成和各部分的作用
直流電源一般由變壓器、整流電路、濾波電路、穩壓電路等部分組成,以理解各部分的功能與作用。
整流電路
半波整流電路、全波整流電路、橋式整流電路的電路結構、工作原理與輸出波形,掌握其整流電壓、整流電流的計算方法。
濾波電路
電容濾波電路、電感濾波電路、複式濾波電路的工作原理與特點,了解其對輸出電壓的平滑作用和濾波效果。
穩壓電路
穩壓管穩壓電路:掌握其電路結構、工作原理及穩壓性能的分析方法。
串聯型穩壓電路:了解其基本結構與工作原理,掌握輸出電壓的調節範圍與穩壓係數的計算方法。
整合穩壓器:熟悉常用的整合穩壓器的型號和應用,如三端穩壓器等。