电工电子三复习

电工电子学（三）复习2第1章直流电路1.1电路的作用和组成1.2电路的基本物理量1.3电路的状态1.4电路中的参考方向1.5理想电路元件1.6基尔霍夫定律1.7支路电流法1.8叠加定理1.9等效电源定理3一、电路的作用、组成二、基本物理量：电位、电流、电压、电动势、功率、电能计算、方向三、电路状态：开路（电流=0），短路(电压=0)I＋－U电源I负载＋－U电流、电压参考方向一致四、理想电路元件理想有源元件理想无源元件（电阻、电容、电感）电压源：电流源：＋－USIS电源/负载状态4五、基尔霍夫定律1、基尔霍夫电流定律（KCL）在电路的任何一个结点上，同一瞬间电流的代数和为零。i＝0推广——广义结点：电路中任何一个假定的闭合面。2、基尔霍夫电压定律（KVL）在电路的任何一个回路中，沿同一方向循行，同一瞬间电压的代数和为零。u＝0推广：任何一个假想闭合的一段电路。5六、支路电流法(1)确定支路数，选择各支路电流参考方向。(2)确定结点数，列出独立的KCL方程。(3)确定余下所需的方程式数，列出KVL方程。(4)解方程，求出各支路电流的数值。标记在电路图中n个结点只能列n-1个KCL方程6七、叠加定理叠加定理:在含有多个有源元件的线性电路中，任一支路的电流和电压等于电路中各个有源元件分别单独作用时在该支路产生的电流和电压的代数和。注意：（1）某一有源元件单独作用时，应将其他电压源短路，电流源开路。（2）最后叠加时，注意分量的参考方向是否和总量一致。7八、等效电源定理有源二端网络R1＋－R2ISUSR0＋－UeS戴维宁等效电源R0IeS诺顿等效电源UeS＝UOC(开路电压)R0=UOCISC(除源后端口等效电阻)IeS＝ISC(短路电流)IeS=UeSR0戴维宁诺顿：891011121314第3章交流电路3.1正弦交流电的基本概念3.2正弦交流电的相量表示法3.3单一参数交流电路3.4串联交流电路3.5并联交流电路3.6交流电路的功率3.7电路的功率因数151、正弦交流电i=Imsin(ωt+ϕ)ω=2πf，I=Im√2U=Um√22、正弦交流电的向量表示瞬时值---小写u、i有效值---大写U、I复数、相量---大写+“.”U最大值---大写+下标mU=a+jb=c(cosψ+jsinψ)=cejψ=cψI16163、单一参数正弦交流电路电路参数电路图（正方向）复数阻抗电压、电流关系瞬时值有效值相量图相量式功率有功功率无功功率RiuiRuR设则tUusin2tIisin2IRURIUUIu、i同相UI0LiudtdiLuCiudtduCiLjjXLcjCjjXC11设则tIisin2)90sin(2tLIu设则tUusin2)90sin(12tCUiLXIXULLCXIXUCC1UIu领先i90°UIu落后i90°LjXIUCjXIU00LXIUI2CXIUI2基本关系4、串联交流电路17uCuL+uRLCi+++uRZ=R+j(XL－XC)2222)(CLXXRXRIUZ阻抗模:阻抗角:=arctan(X/R)=ϕu－ϕiZIUZXRU=ZIZUI（交流电路欧姆定律）18IURULUCUUCULUCUUX=UL+UCIULUR＝0电路呈阻性90＜＜0电路呈容性电容性电路0＜＜90电路呈感性电感性电路IULUCUCUURUX=UL+UC5、阻抗串联电路6、并联交流电路19IＵ1Ｕ2ＵZ1Z2－＋++=∑Ri＋j∑XiZ=∑ZiU=ZIIZUZ=Z1∥Z2R1R2+LCUII1I2Z1Z27、交流电路的功率有功功率:P=UIcos=∑Pi=∑UiIicosi无功功率:Q=UIsin=∑Qi=∑UiIisini视在功率：S=UI=√P2+Q2≠∑Si=∑UiIi20PQS8、电路的功率因数21PSλ==cosU＋－iLRCC=(tan1tan)PωU2提高功率因素方法：并联补偿电容。功率因数角、阻抗角、电压电流相位差232425w04.100)3040cos(55.58cosUIPw-04.100)3040(cos7.115cos222ZIRIP或VarPQ86.274)70tan(4.100tan或VarUIQ86.274)3040sin(55.58sinVAUIS5.29255.5827第4章供电与用电4.1三相电源4.2三相负载4.3三相功率28U1U3U2120o120o120oE1=E0oE2=E-120oE2=E120oe1=Emsinte2=Emsin(t-120º)e3=Emsin(t+120º)e2e3e1ωteO1、三相交流电动势29NNL3L2L1ZZZL1L2L3NPLIIPLUU3=√3U12U130o30U23U2U31U3-U2U12U1-U3-U12、电源、负载星型的接法30L1L1′L2L3L2′L3′ZZZL1L2L3PLII3PLUU－I1I130IL1I2I3IL2IL2－I3－I2=√3IL1I1－30o3、电源、负载的三角形接法313、三相功率无论负载为Y或△联结、是否对称，每一相当负载对称时：Pi=UpIpcosP1=P2=P3=UpIpcosQi=UpIpsinQ1=Q2=Q3=UpIpsin总有功功率：总无功功率：Q=3UpIpsinP=3UpIpcos总视在功率：S=3UpIpcos3llIUsin3llIUllIU3相电压与相电流的相位差一相电路功率因数总有功功率：P=P1+P2+P3总无功功率：Q=Q1+Q2+Q3总视在功率：22QPS32333441第8章直流稳压电源8.3直流稳压电源的组成8.5滤波电路8.6稳压电路8.4整流电路8.1半导体的基础知识8.2半导体二极管42一、半导体及其特点本征半导体杂质半导体P型半导体N型半导体概念：载流子，多子、少子、扩散运动、漂移运动理解PN结的形成及单向导电性43二、半导体二极管1、基本结构及分类2、伏安特性导通压降UD：硅管0.6~0.7V锗管0.2~0.3VU/VI/mAO反向特性正向特性死区UBRIR锗管硅管UthUD反向饱和电流Is击穿电压反向击穿导通温度敏感性(1)实际特性曲线44UD(2)近似特性UIO导通时UD＝Uon截止时IS＝0UIO(3)理想特性理想开关导通时UD＝0，短路截止时IS＝0，开路理想二极管4、主要参数IF、UF、UR、IRm3、判断二极管状态（导通、截止）45三、整流电路+-uOabTr+-u2+-u1RLiOD1D3D2D4u2ωtOωtOuO1.负载直流电压(平均值)UO=0.9U22.负载直流电流IO=UORL0.9U2RL=3.二极管平均电流4.二极管反向电压最大值ID=IO12URm=2U25.整流元件的选择IF≥IDUR≥URm46四、滤波电路C＋＋uO－RL＋u2－＋u1－uOωtO1.有载输出电压(平均值)UO=1.2U2空载输出电压:UO=√2U2电容参数滤波电容的耐压：UCN≥√2U2C≥(3~5)T2RL=1.5~2.5RLf滤波电容的选择：二极管参数二极管的选择：IF≥2IDUR≥URm二极管平均电流二极管反向电压最大值ID=IO12URm=2U247＋uO－RLiO＋u2－＋u1－LC2＋C1＋复式滤波电路形LC滤波电路＋uO－RLiOC2＋C1＋形RC滤波电路L＋uO－RLiORL电感滤波电路48五、稳压电路1、稳压二极管UZIZmaxU/VI/mAOIZmin492、稳压二极管稳压电路+-u2+-u1C＋Ui－RL＋UO－IIORDZIZUO=UZ5051第9章基本放大电路9.1双极型晶体管9.2放大电路的工作原理9.3放大电路的静态分析9.4放大电路的动态分析9.8多级放大电路9.9差分放大电路9.5双极型晶体管基本放大电路52一、晶体管基本结构becNPN基极基区集电极集电区集电结发射极发射区发射结NPNcbeNPN型：PNP二、理解晶体管放大原理9.1双极性晶体管IE＝IB＋IC53三、特性曲线2.输出特性1.输入特性iB=f(uBE)UCE=常数IC/mA4321369UCE/VOIB=020A40A60A80A100A截止区放大区饱和区iC=f(UCE)∣IB=常数54四、三个工作区域状态描述uBEuCEiC截止放大饱和发射结正偏集电结正偏≥Uon＜βiB≤uBE发射结正偏集电结反偏≥UonβiB≥uBE=UCC-RCICIE=IC=ICEO≈0两结均反偏＜UonICEOuBE=VCCIC/mA4321369UCE/VOIB=0截止区放大区饱和区55五、主要参数4321369ICUCEO放大区截止区饱和区过损耗区安全工作区BU(BR)CEOICMPCM=UCE×IC功耗曲线3.集电极最大允许电流ICM4.集电极最大耗散功率PCMPCM=UCE×IC5.反向击穿电压BU(BR)CEO静态电流放大系数动态电流放大系数1.电流放大系数2.穿透电流ICEO极限参数569.2放大电路的工作原理一、基本放大电路理解各元件意义，静态工作点Q：IB、IC、IE、UBE、UCE理解静态工作点的意义和失真。57静态工作点的影响※截止失真和饱和失真统称为非线形失真。IBiBOtICiCOtIBiBOtIB太小，Q点很低IB太大，Q点很高底部失真顶部失真饱和失真截止失真UCEuCEOtVCCUCEuCEOtVCC要想不失真，就要在信号的整个周期内保证晶体管始终工作在放大区！ICiCOtVCCRC58两种实用放大电路直接耦合阻容耦合599.3放大电路的静态分析直流通路：①信号源Us=0（短路），保留Rs；②电容开路；③电感短路。交流通路：①大容量电容相当于短路；②直流电源=0，即直流电源短路（内阻为0）。1、图解法2、计算法画直流通路，列输入输出回路方程。609.4放大电路的动态分析一、放大电路的主要性能指标UoUiAu=1.电压放大倍数Au(电压增益)|Au|=UoUi＋Ui－+_UsIiRSri＋Uo－+_UesIoroRL放大电路负载信号源2.输入电阻UiIiri=3.输出电阻UOCISCro=Ues=UOC=A0UiRLRL＋roUOL=UOCRLRL＋ro|Au|=|A0|ro越小放大电路带载能力强4.频率特性ri越大越好61二、放大电路的微变等效电路＋Ｕbe－BErbeIbrbe=200+26ICmA＋Ｕce－CIcIbIC=βIBE62RBRC+UCC＋uo－＋ui－C1C2＋＋IiIbIcIoRBRC＋Uo－＋Ui－+_UsRsRLIbIcIi＋Uo－＋Ui－BrbeCRBRCEIoIb微变等效电路交流通路riroAu=UoUi－Ic(RC∥RL)Ibrbe=RLrbe=－′A0=RCrbe－UOCISCro==RC=RB∥rberiUiIi=固定偏置共射放大电路动态分析639.5双极型晶体管基本放大电路一、共射放大电路RB1RC+UCC＋uo－＋ui－C1C2＋＋RB2RECE＋1.静态分析RB1RC+UCCRB2REIB=11＋IEIC=IBUCE=UCC－RCIC－REIE≈UCC－(RC＋RE)ICUB－UBEREIE=RB2RB1＋RB2UB=UCC642.动态分析+_USRSRLIbIiIcIoBrbeCIbRB1RCE＋Uo－＋Ui－RB2共射放大电路的微变等效电路riroAu=UoUi－Ic(RC∥RL)Ibrbe=βRLrbe=－′其中：RL=RC∥RL′riUiIi==RB1∥RB2∥rbeUOCISCro==RCIiIbIcIoRB2RC＋Uo－＋Ui－IeRB1交流通路65二、共集放大电路RB+UCC＋uO－＋ui－C1C2＋＋