電路基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)和簡(jiǎn)單應(yīng)用詳解
電路基礎(chǔ)是學(xué)習(xí)電子技術(shù)的起步知識(shí)。本書(shū)就是為使初學(xué)者從零開(kāi)始,快速掌握電路基礎(chǔ)知識(shí)而編寫(xiě)的。與傳統(tǒng)的電路基礎(chǔ)教材不同的是,本書(shū)擯棄了運(yùn)用高等數(shù)學(xué)以及大量的公式計(jì)算和定量分析的講法,注重定性和概念,注重基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐,并配合計(jì)算機(jī)仿真軟件的仿真實(shí)驗(yàn),使基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)做到不枯燥、不深?yuàn)W。
電路及其基本物理量
電流流過(guò)的回路叫做電路,又稱導(dǎo)電回路。最簡(jiǎn)單的電路,是由電源、負(fù)載、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)等元器件組成。電路導(dǎo)通叫做通路。只有通路,電路中才有電流通過(guò)。電路某一處斷開(kāi)叫做斷路或者開(kāi)路。如果電路中電源正負(fù)極間沒(méi)有負(fù)載而是直接接通叫做短路,這種情況是決不允許的。另有一種短路是指某個(gè)元件的兩端直接接通,此時(shí)電流從直接接通處流經(jīng)而不會(huì)經(jīng)過(guò)該元件,這種情況叫做該元件短路。開(kāi)路(或斷路)是允許的,而第一種短路決不允許,因?yàn)殡娫吹亩搪窌?huì)導(dǎo)致電源、用電器、電流表被燒壞。
電路(英語(yǔ):Electrical circuit)或稱電子回路,是由電器設(shè)備和元器件, 按一定方式連接起來(lái),為電荷流通提供了路徑的總體,也叫電子線路或稱電氣回路,簡(jiǎn)稱網(wǎng)絡(luò)或回路。如電源、電阻、電容、電感、二極管、三極管、晶體管、IC和電鍵等,構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)、硬件。負(fù)電荷可以在其中流動(dòng)。
第二節(jié) 電阻及電阻定律
電阻(Resistance,通常用“R”表示),在物理學(xué)中表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大,表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體,電阻一般不同,電阻是導(dǎo)體本身的一種特性。電阻將會(huì)導(dǎo)致電子流通量的變化,電阻越小,電子流通量越大,反之亦然。
導(dǎo)體的電阻R跟它的長(zhǎng)度L成正比,跟它的橫截面積S成反比,還跟導(dǎo)體的材料有關(guān)系,這個(gè)規(guī)律就叫電阻定律(law of resistance),公式為R=ρL/S 。其中ρ:制成電阻的材料電阻率,L:繞制成電阻的導(dǎo)線長(zhǎng)度,S:繞制成電阻的導(dǎo)線橫截面積,R:電阻值。
公式:R=ρL/S,R=U/I
ρ——制成電阻的材料電阻率,國(guó)際單位制為歐姆 · 米(Ω · m) ;
L——繞制成電阻的導(dǎo)線長(zhǎng)度,國(guó)際單位制為米(m);
S——繞制成電阻的導(dǎo)線橫截面積,國(guó)際單位制為平方米(m2) ;
R——電阻值,國(guó)際單位制為歐姆,簡(jiǎn)稱歐(Ω);
U——電壓值,國(guó)際單位制為伏特,簡(jiǎn)稱伏(v);
I——電流值,國(guó)際單位制為安培,簡(jiǎn)稱安(A)。
其中:
ρ叫電阻率:某種材料制成的長(zhǎng)1米、橫截面積是1平方米的導(dǎo)線的電阻,叫做這種材料的電阻率。是描述材料性質(zhì)的物理量。國(guó)際單位制中,電阻率的單位是歐姆·米,常用單位是歐姆·平方毫米/米。與導(dǎo)體長(zhǎng)度L,橫截面積S無(wú)關(guān),只與物體的材料和溫度有關(guān),有些材料的電阻率隨著溫度的升高而增大,有些反之。
電阻率
1.電阻率ρ不僅和導(dǎo)體的材料有關(guān),還和導(dǎo)體的溫度有關(guān)。在溫度變化不大的范圍內(nèi),:幾乎所有金屬的電阻率隨溫度作線性變化,即ρ=ρo(1+at)。式中t是攝氏溫度,ρo是O℃時(shí)的電阻率,a是電阻率溫度系數(shù)。
⒉由于電阻率隨溫度改變而改變,所以對(duì)于某些電器的電阻,必須說(shuō)明它們所處的物理狀態(tài)。如一個(gè)220 V -100 W電燈燈絲的電阻,通電時(shí)是484歐姆,未通電時(shí)只有40歐姆左右。
⒊電阻率和電阻是兩個(gè)不同的概念。電阻率是反映物質(zhì)導(dǎo)電性能好壞的屬性,電阻是反映物體對(duì)電流阻礙作用的屬性。
電阻率是一個(gè)反應(yīng)材料導(dǎo)電性能的物理量。
電阻率數(shù)值上等于單位長(zhǎng)度、單位截面的某種物質(zhì)的電阻,其倒數(shù)為電導(dǎo)率。電阻率與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積等因素?zé)o關(guān),是導(dǎo)體材料本身的電學(xué)性質(zhì),由導(dǎo)體的材料決定,且與溫度有關(guān)。
電阻率在國(guó)際單位制中的單位是Ω·m,讀作歐姆米,簡(jiǎn)稱歐米。常用單位為“歐姆·厘米”。
電阻率較低的物質(zhì)被稱為導(dǎo)體,常見(jiàn)導(dǎo)體主要為金屬,而自然界中導(dǎo)電性最佳的是銀。其他不易導(dǎo)電的物質(zhì)如玻璃、橡膠等,電阻率較高,一般稱為絕緣體。介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì) (如硅) 則稱半導(dǎo)體。
第三節(jié) 導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體和超導(dǎo)體
導(dǎo)體是善于導(dǎo)電的物體,即是能夠讓電流通過(guò)材料;不善于導(dǎo)電的物體叫絕緣體。(并不是能導(dǎo)電的物體叫導(dǎo)體,不能導(dǎo)電的物體叫絕緣體,這是一般人常犯的錯(cuò)誤)金屬導(dǎo)體里面有自由運(yùn)動(dòng)的電子,導(dǎo)電的原因是自由電子.半導(dǎo)體隨溫度升高其電阻率逐漸變小,導(dǎo)電性能大大提高,導(dǎo)電原因是半導(dǎo)體內(nèi)的空穴和電子對(duì)。在科學(xué)及工程上常用利用歐姆來(lái)定義某一材料的導(dǎo)電程度。
能夠讓電流通過(guò)的材料,導(dǎo)體依其導(dǎo)電性還能夠細(xì)分為超導(dǎo)體、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、及絕緣體。在科學(xué)及工程上常用利用歐姆來(lái)定義某一材料的導(dǎo)電程度。它們使電力極容易地通過(guò)它們。
當(dāng)電流在導(dǎo)體內(nèi)流過(guò)時(shí),事實(shí)上是因?yàn)閷?dǎo)體內(nèi)的自由電荷(在金屬中的自由電荷是電子,而在溶液中的自由電荷則為陰、陽(yáng)離子)產(chǎn)生漂移而造成的,根據(jù)材料的不同,自由電荷的漂移方式也不相同:在超導(dǎo)體中,電子幾乎不受原子核的干擾而能夠快速移動(dòng);而在導(dǎo)體內(nèi)電子的移動(dòng)受限于該材料所造成的電子海的能階大小;而在半導(dǎo)體內(nèi),電子能夠移動(dòng)是因?yàn)殡娮?空穴效應(yīng);而絕緣體則是電子受限于分子所構(gòu)成的共價(jià)鍵,使得電子要脫離原子是一件非常困難的事。因此,沒(méi)有絕對(duì)絕緣的絕緣體,只要有足夠大的能量(例如高壓電)就可以使電子得以通過(guò)某絕緣體。
而在溶液中的電子流動(dòng)是因?yàn)殡x子游動(dòng)而造成的,能夠讓電流通過(guò)的溶液稱為電解質(zhì)溶液。不善于傳導(dǎo)電流的物質(zhì)稱為絕緣體(Insulator),絕緣體又稱為電介質(zhì)引。它們的電阻率極高。絕緣體的定義:不容易導(dǎo)電的物體叫做絕緣體。 絕緣體和導(dǎo)體,沒(méi)有絕對(duì)的界限。絕緣體在某些條件下可以轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體。這里要注意:導(dǎo)電的原因:無(wú)論固體還是液體,內(nèi)部如果有能夠自由移動(dòng)的電子或者離子,那么他就可以導(dǎo)電。沒(méi)有自由移動(dòng)的電荷,在某些條件下,可以產(chǎn)生導(dǎo)電粒子,那么它也可以成為導(dǎo)體
絕緣體的種類很多,固體的如塑料、橡膠、玻璃和陶瓷等;液體的如各種天然礦物油、硅油、三氯聯(lián)苯等;氣體的如空氣、二氧化碳、六氟化硫等。在通常情況下,氣體是良好的絕緣體。在某些特殊條件下,絕緣體也會(huì)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體。
絕緣體在某些外界條件,如加熱、加高壓等影響下,會(huì)被“擊穿”,而轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體。在未被擊穿之前,絕緣體也不是絕對(duì)不導(dǎo)電的物體。如果在絕緣材料兩端施加電壓,材料中將會(huì)出現(xiàn)微弱
的電流。
絕緣材料中通常只有微量的自由電子,在未被擊穿前參加導(dǎo)電的帶電粒子主要是由熱運(yùn)動(dòng)而離解出來(lái)的本征離子和雜質(zhì)粒子。絕緣體的電學(xué)性質(zhì)反映在電導(dǎo)、極化、損耗和擊穿等過(guò)程中。
絕緣體是一種可以阻止熱(熱絕緣體)或電荷(電絕緣體)流動(dòng)的物質(zhì)。電絕緣體的相對(duì)物質(zhì)就是導(dǎo)體和半導(dǎo)體,他們可以讓電荷通暢的流動(dòng)(注:嚴(yán)格意義上說(shuō),半導(dǎo)體也是一種絕緣體,因?yàn)樵诘蜏叵滤麜?huì)阻止電荷的流動(dòng),除非在半導(dǎo)體中摻雜了其他原子,這些原子可以釋放出多余的電荷來(lái)承載電流)。術(shù)語(yǔ)電絕緣體與電介質(zhì)有相同的意思,但是兩種術(shù)語(yǔ)分別用在不同的領(lǐng)域中。
一個(gè)完全意義上的熱絕緣體,根據(jù)熱力學(xué)第二定律是不可能存在的。然而,有一些材料(如二氧化硅)就非
常接近真正的電絕緣體,從而產(chǎn)生了閃存技術(shù)。一個(gè)更大類別的材料,如,橡膠和很多的塑料,對(duì)于家庭和辦公室配線來(lái)說(shuō)都是"完美”的,沒(méi)有安全性方面的隱患, 并且效率也很高。
在沒(méi)有發(fā)明出更好的合成(物理或化學(xué)反應(yīng))物質(zhì)前,在大自然的固有物質(zhì)中,云母和石棉都可以作為很好的熱和電絕緣體。
半導(dǎo)體(semiconductor),指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體(conductor)與絕緣體(insulator)之間的材料。半導(dǎo)體在收音機(jī)、電視機(jī)以及測(cè)溫上有著廣泛的應(yīng)用。
半導(dǎo)體:電阻率介于金屬和絕緣體之間并有負(fù)的電阻溫度系數(shù)的物質(zhì)稱為半導(dǎo)體:
室溫時(shí)電阻率約在1mΩ·cm~1GΩ·cm之間(上限按謝嘉奎《電子線路》取值,還有取其1/10或10倍的;因上角標(biāo)暫不可用,暫用當(dāng)前方法描述),溫度升高時(shí)電阻率則減小。半導(dǎo)體材料很多,按化學(xué)成分可分為元素半導(dǎo)體和化合物半導(dǎo)體兩大類。鍺和硅是最常用的元素半導(dǎo)體;化合物半導(dǎo)體包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物(砷化鎵、磷化鎵等)、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物( 硫化鎘、硫化鋅等)、氧化物(錳、鉻、鐵、銅的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體(鎵鋁砷、鎵砷磷等)。除上述晶態(tài)半導(dǎo)體外,還有非晶態(tài)的玻璃半導(dǎo)體、有機(jī)半導(dǎo)體等。
本征半導(dǎo)體:不含雜質(zhì)且無(wú)晶格缺陷的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。在極低溫度下,半導(dǎo)體的價(jià)帶是滿帶(見(jiàn)能帶理論),受到熱激發(fā)后,價(jià)帶中的部分電子會(huì)越過(guò)禁帶進(jìn)入能量較高的空帶,空帶中存在電子后成為導(dǎo)帶,價(jià)帶中缺少一個(gè)電子后形成
一個(gè)帶正電的空位,稱為空穴。導(dǎo)帶中的電子和價(jià)帶中的空穴合稱電子- 空穴對(duì),均能自由移動(dòng),即載流子,它們?cè)谕怆妶?chǎng)作用下產(chǎn)生定向運(yùn)動(dòng)而形成宏觀電流,分別稱為電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電。這種由于電子-空穴對(duì)的產(chǎn)生而形成的混合型導(dǎo)電稱為本征導(dǎo)電。導(dǎo)帶中的電子會(huì)落入空穴,電子-空穴對(duì)消失,稱為復(fù)合。復(fù)合時(shí)釋放出的能量變成電磁輻射(發(fā)光)或晶格的熱振動(dòng)能量(發(fā)熱)。在一定溫度下,電子- 空穴對(duì)的產(chǎn)生和復(fù)合同時(shí)存在并達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,此時(shí)半導(dǎo)體具有一定的載流子密度,從而具有一定的電阻率。溫度升高時(shí),將產(chǎn)生更多的電子- 空穴對(duì),載流子密度增加,電阻率減小。無(wú)晶格缺陷的純凈半導(dǎo)體的電阻率較大,實(shí)際應(yīng)用不多。
第四節(jié) 電荷和電場(chǎng)
第五節(jié) 電容器
電容器通常簡(jiǎn)稱其為電容,用字母C表示。定義1:電容器,顧名思義,是‘裝電的容器’,是一種容納電荷的器件。英文名稱:capacitor。電容是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一,廣泛應(yīng)用于電路中的隔直通交,耦合,旁路,濾波,調(diào)諧回路, 能量轉(zhuǎn)換,控制等方面。定義2:電容器,任何兩個(gè)彼此絕緣且相隔很近的導(dǎo)體(包括導(dǎo)線)間都構(gòu)成一個(gè)電容器。
通用公式C=Q/U平行板電容器專用公式:板間電場(chǎng)強(qiáng)度E=U/d ,電容器電容決定式 C=εS/4πkd
隨著電子信息技術(shù)的日新月異,數(shù)碼電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度越來(lái)越快,以平板電視(LCD和PDP)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等產(chǎn)品為主的消費(fèi)類電子產(chǎn)品產(chǎn)銷量持續(xù)增長(zhǎng),帶動(dòng)了電容器產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)。并帶動(dòng)了相關(guān)材料、設(shè)備行業(yè)的發(fā)展,已經(jīng)成為全球電容器生產(chǎn)大國(guó)。
在直流電路中,電容器是相當(dāng)于斷路的。電容器是一種能夠儲(chǔ)藏電荷的元件,也是最常用的電子元件之一。
這得從電容器的結(jié)構(gòu)上說(shuō)起。最簡(jiǎn)單的電容器是由兩端的極板和中間的絕緣電介質(zhì)(包括空氣)構(gòu)成的。通電后,極板帶電,形成電壓(電勢(shì)差),但是由于中間的絕緣物質(zhì),所以整個(gè)電容器是不導(dǎo)電的。不過(guò),這樣的情況是在沒(méi)有超過(guò)電容器的臨界電壓(擊穿電壓)的前提條件下的。我們知道,任何物質(zhì)都是相對(duì)絕緣的,當(dāng)物質(zhì)兩端的電壓加大到一定程度后,物質(zhì)是都可以導(dǎo)電的,我們稱這個(gè)電壓叫擊穿電壓。電容也不例外,電容被擊穿后,就不是絕緣體了。不過(guò)在中學(xué)階段,這樣的電壓在電路中是見(jiàn)不到的,所以都是在擊穿電壓以下工作的,可以被當(dāng)做絕緣體看。
在交流電路中,因?yàn)殡娏鞯姆较蚴请S時(shí)間成一定的函數(shù)關(guān)系變化的。而電容器充放電的過(guò)程是有時(shí)間的,這個(gè)時(shí)候,在極板間形成變化的電場(chǎng),而這個(gè)電場(chǎng)也是隨時(shí)間變化的函數(shù)。實(shí)際上,電流是通過(guò)場(chǎng)的形式在電容器間通過(guò)的。
第二章 電路基本定律
第一節(jié) 歐姆定律和焦耳定律
在同一電路中,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻阻值成反比,這就是歐姆定律,基本公式是I=U/R。歐姆定律由喬治·西蒙·歐姆提出,為了紀(jì)念他對(duì)電磁學(xué)的貢獻(xiàn),物理學(xué)界將電阻的單位命名為歐姆,以符號(hào)Ω表示。
由歐姆定律I=U/R的推導(dǎo)式R=U/I或U=IR不能說(shuō)導(dǎo)體的電阻與其兩端的電壓成正比,與通過(guò)其的電流成反比,因?yàn)閷?dǎo)體的電阻是它本身的一種屬性,取決于導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積、材料和溫度、濕度(初二階段不涉及濕度),即使它兩端沒(méi)有電壓,沒(méi)有電流通過(guò),它的阻值也是一個(gè)定值。(這個(gè)定值在一般情況下,可以看做是不變的,但是對(duì)于光敏電阻和熱敏電阻來(lái)說(shuō),電阻值是不定的。對(duì)于有些導(dǎo)體來(lái)講,在很低的溫度時(shí)存在超導(dǎo)的現(xiàn)象,這些都會(huì)影響電阻的阻值。)
導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與導(dǎo)體的電阻成反比。(表達(dá)式:I=U:R)
焦耳定律是定量說(shuō)明傳導(dǎo)電流將電能轉(zhuǎn)換為熱能的定律。內(nèi)容是:電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電的時(shí)間成正比。焦耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式:Q=I^2;×Rt(適用于所有電路);對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出:Q=W=PT;Q=UIT;Q=(U^2/R)T
電流所做的功全部產(chǎn)生熱量,即電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,這時(shí)有Q=W(在純電阻電路中)。電熱器和白熾電燈屬于上述情況。
在串聯(lián)電路中,由于通過(guò)導(dǎo)體的電流相等,通電時(shí)間也相等,根據(jù)焦耳定律可知電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體的電阻成正比。
在并聯(lián)電路中,由于導(dǎo)體兩端的電壓相等,通電時(shí)間也相等,根據(jù)焦耳定律可知電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體的電阻成反比。
電熱器:利用電流的熱效應(yīng)來(lái)加熱的設(shè)備,電爐、電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤爐等都是常見(jiàn)電熱器。電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體,發(fā)熱體是由電阻率大,熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上制成。
焦耳定律是定量說(shuō)明傳導(dǎo)電流將電能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能的定律。
非純電阻電路:Q=I^2Rt
純電阻電路:Q=u^2/R t=I^2Rt=W=Pt=U I t(電能只轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)
電路圖是很多同學(xué)在學(xué)習(xí)物理科目時(shí)比較頭疼的一個(gè)環(huán)節(jié),想當(dāng)年小編就是敗在了電路圖上才選擇了學(xué)文科!下文有途網(wǎng)小編給大家整理了電路圖的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)方法,供參考!
1如何三步看懂電路圖
1、根據(jù)由大到小,由粗到細(xì)的順序識(shí)讀各種電路圖
一般的電路圖主要有整機(jī)或系統(tǒng)方框圖、板塊或系統(tǒng)電路原理圖、印刷電路板圖和板塊連線圖等類型。這些電路圖各有各的用途和特點(diǎn),但又有內(nèi)在聯(lián)系。在識(shí)讀這些電路圖時(shí),可以按照由大到小、由粗到細(xì)的順序來(lái)識(shí)讀。這個(gè)順序符合人們認(rèn)識(shí)事物的一般規(guī)律,實(shí)踐證明是行之有效的辦法,可使初學(xué)者少走許多彎路。
2、根據(jù)基本電路程式可以識(shí)讀電路方框圖(系統(tǒng)、板塊或整機(jī))
整機(jī)電路圖有幾種類型,其中組成方框圖是其它類型電路圖的基礎(chǔ),也是識(shí)讀電路圖的基礎(chǔ)。方框圖又有整機(jī)簡(jiǎn)化方框圖、整機(jī)詳細(xì)方框圖、板塊組成方框圖及系統(tǒng)方框圖等類型。有時(shí),讀者手邊資料不全,可能沒(méi)有上述各種方框圖,或者方框圖類型不全,為了正確、深入地讀圖,讀者應(yīng)當(dāng)畫(huà)出參考性組成方框圖。
根據(jù)基本電路程式,可畫(huà)出電路方框圖。根據(jù)整機(jī)電路原理圖的電路程式可畫(huà)出整機(jī)組成方框圖,根據(jù)板塊電路圖的電路程式可畫(huà)出板塊系統(tǒng)組成方框圖,根據(jù)系統(tǒng)電路圖的電路程式可畫(huà)出系統(tǒng)方框圖。電路組成方框圖不反映電路的具體結(jié)構(gòu),主要是反映電路的功能,反映信號(hào)的變換過(guò)程,反映各級(jí)電路或各系統(tǒng)電路之間的聯(lián)系,反映各種信號(hào)的來(lái)龍去脈。實(shí)際上,看電路圖的重要任務(wù)之一,就是研究分析傳輸信號(hào)的內(nèi)容、種類、波形及它們的變換規(guī)律。繪制方框圖的過(guò)程是認(rèn)識(shí)電路的實(shí)踐過(guò)程,是分析研究電路的一個(gè)實(shí)踐階段,可為深入識(shí)讀實(shí)用電路圖奠定思想和物質(zhì)基礎(chǔ)。所畫(huà)方框圖可反映讀者識(shí)讀結(jié)果和水平。
3、根據(jù)整機(jī)信號(hào)變換原理來(lái)剖析實(shí)用電路原理圖(系統(tǒng)、板塊及整機(jī))
在識(shí)讀方框圖基礎(chǔ)上,還必須進(jìn)一步識(shí)讀具體的實(shí)用電路原理圖。欲真正理解電路原理圖,必須結(jié)合整機(jī)的基本原理來(lái)進(jìn)行識(shí)讀,也就是說(shuō),要分析通過(guò)什么具體電路來(lái)完成信號(hào)處理過(guò)程,為什么使用該電路完成此功能,而不是使用其它別的電路。
根據(jù)電路功能的粗細(xì)、大小,可將實(shí)用電路圖分為單元電路圖、系統(tǒng)電路圖、板塊電路圖及整機(jī)電路圖等。由于集成化水平日益提高,大量的單元電路已進(jìn)入集成芯片內(nèi),因而目前剖析實(shí)用電路圖主要是剖析系統(tǒng)電路圖和板塊電路圖。實(shí)際上,識(shí)讀系統(tǒng)電路和板塊電路主要是識(shí)讀集成電路,即識(shí)讀集成塊的類型功能、信號(hào)處理過(guò)程以及引出腳的功能,還要識(shí)讀各集電電路之間的聯(lián)系、集成電路與外圍電路或元件的聯(lián)系等。
2零基礎(chǔ)學(xué)電路圖的基礎(chǔ)
1.在常溫下,硅二極管的門檻電壓約為0.5V,導(dǎo)通后在較大電流下的正向壓降約為0.7V;鍺二極管的門檻電壓約為0.1V,導(dǎo)通后在較大電流下的正向壓降約為0.2V。
2、二極管的正向電阻小;反向電阻大。
3、二極管的最主要特性是單向?qū)щ娦?。PN結(jié)外加正向電壓時(shí),擴(kuò)散電流大于漂移電流,耗盡層變窄。
4、二極管最主要的電特性是單向?qū)щ娦?,穩(wěn)壓二極管在使用時(shí),穩(wěn)壓二極管與負(fù)載并聯(lián),穩(wěn)壓二極管與輸入電源之間必須加入一個(gè)電阻。
5、電子技術(shù)分為模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩大部分,其中研究在平滑、連續(xù)變化的電壓或電流信號(hào)下工作的電子電路及其技術(shù),稱為模擬電子技術(shù)。
6、PN結(jié)反向偏置時(shí),PN結(jié)的內(nèi)電場(chǎng)增強(qiáng)。PN具有具有單向?qū)щ娞匦浴?/p>
7、硅二極管導(dǎo)通后,其管壓降是恒定的,且不隨電流而改變,典型值為0.7伏;其門坎電壓Vth約為0.5伏。
8、二極管正向偏置時(shí),其正向?qū)娏饔啥鄶?shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成。
9、P型半導(dǎo)體的多子為空穴、N型半導(dǎo)體的多子為自由電子、本征半導(dǎo)體的載流子為電子—空穴對(duì)。
10、因摻入雜質(zhì)性質(zhì)不同,雜質(zhì)半導(dǎo)體可為空穴(P)半導(dǎo)體和電子(N)半導(dǎo)體兩大類。
一、起因
轉(zhuǎn)眼大學(xué)畢業(yè)4年多了,一直從事消費(fèi)電子行業(yè)。雖然做的還算比較前沿的東西,但是還是喜歡自己搗鼓點(diǎn)東西(簡(jiǎn)單一點(diǎn)的東西),這不,就重新學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)。以后就在這里記錄學(xué)習(xí)成長(zhǎng)的過(guò)程吧,給自己一點(diǎn)時(shí)間,看自己能走多遠(yuǎn)。
二、參考方向
1.電流
習(xí)慣上規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鲗?shí)際方向,后續(xù)在電路分析方法經(jīng)常要選擇參考方向(戴維南網(wǎng)孔,支流分析)
電流方向和參考方向一致,i>0,與參考方向相反則i<0.
2.電壓
電壓的實(shí)際方向是正電荷在電場(chǎng)中的受電場(chǎng)力作用移動(dòng)方向。選擇參考點(diǎn)后,后面就不不要更改了,
參考方向時(shí)可以任意選定的,任意選定一個(gè)點(diǎn)即行為“+”,那么另一點(diǎn)的極性為“-”,這就是參考極性,則從“+”到“-”的方向即為電壓參考方向,后續(xù)用基爾霍夫電壓定律(KVL)時(shí),有很大用處。
如上圖中的(a)參考方向和實(shí)際方向一致,則是關(guān)聯(lián)參考方向,(b)由電流方向可以看出實(shí)際電源極性是由右向左的,但是我們選擇的方向是左向右,那么這個(gè)就是負(fù)電壓了。
三、 電阻電流的把戲
1.電阻串、并聯(lián)
電阻串聯(lián)電阻 R=R1+R2,并聯(lián)電阻R=(R1xR2)/(R1+R2),太小兒科了吧,請(qǐng)自己記住它,這將會(huì)后續(xù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。
2.電阻電路等效化簡(jiǎn)(星型連接和三角形連接)
好吧,上面電阻串并聯(lián)也是簡(jiǎn)化的一種,這里重點(diǎn)介紹星型網(wǎng)絡(luò)和三角形連接網(wǎng)絡(luò)的電阻。下圖左側(cè)是Y電路,右側(cè)是三角形電路
一上來(lái)看到這樣的連接,我是一臉懵逼,但不用證明,只需要記住公式公式即可:
左右兩個(gè)電路是可以等效轉(zhuǎn)換的,所謂等效即為:左右各個(gè)端點(diǎn)的電壓和電流是一樣的,如果他們等效的話則有:
【1】(Y電路轉(zhuǎn)換成三角形)
R12 = (R1R3 + R2R3 + R3R1) / R3
R23 = (R1R3 + R2R3 + R3R1) / R1
R31 = (R1R3 + R2R3 + R3R1) / R2
【2】(三角形轉(zhuǎn)換成Y電路)
R1 = R12R31 /(R12+R23+R31)
R2 = R12R23 /(R12+R23+R31)
R3 = R31R23 /(R12+R23+R31)
【3】小試牛刀
下圖中實(shí)線標(biāo)注的是一種三角變換方法(一看數(shù)字利于計(jì)算),我的方法是圖中虛線標(biāo)注出來(lái)的,按著上面的公司計(jì)算吧(如果有電壓的話,可以計(jì)算出每個(gè)點(diǎn)的電壓)
我的解答:
四、 電壓源和電流源
1.了解
分析電路時(shí),會(huì)遇到電壓源和電流源。電壓源與二端元件并聯(lián),可以等效為電壓源。等效電路如下圖所示:
電流源與二端元件串聯(lián),可以等效為電流源,可以忽略這個(gè)電阻,等效電路如下所示:
2.電壓源和電流源等效轉(zhuǎn)換
如果說(shuō)兩種電路等效的話,那么對(duì)外部提供的電壓和電流不變化,即下圖中的ab口的電壓和電流保持不變
上圖中的Is 為電源短路電流Rs為內(nèi)阻。如果想讓它倆等效,則:
Is = Us/Rs
Rs = Rs'
這在后面電路分析時(shí),用到的特別多,掌握吧。