康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)演講人：日期:CONTENTS目錄01半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)02模擬電子電路03數(shù)字電路技術(shù)04電源與功率電子05信號(hào)與系統(tǒng)分析06實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)踐01半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)二極管結(jié)構(gòu)與特性結(jié)構(gòu)種類特性應(yīng)用二極管由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成，具有單向?qū)щ娦?。正向?qū)〞r(shí)，二極管電阻較??；反向截止時(shí)，二極管電阻較大。普通二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管等。整流、檢波、穩(wěn)壓、發(fā)光等場(chǎng)景。晶體管工作原理結(jié)構(gòu)晶體管由兩個(gè)PN結(jié)組成，分為NPN型和PNP型。01原理通過控制基極電流來控制集電極和發(fā)射極之間的電流，實(shí)現(xiàn)電流放大。02特性具有電流放大作用，且放大倍數(shù)較大；具有溫度敏感性，溫度變化對(duì)其影響較大。03應(yīng)用放大電路、開關(guān)電路、穩(wěn)壓電路等。04場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)用場(chǎng)景結(jié)構(gòu)原理特性應(yīng)用場(chǎng)效應(yīng)管是一種電壓控制元件，由柵極、源極和漏極組成。通過改變柵極電壓來控制源極和漏極之間的電流，實(shí)現(xiàn)電壓控制電流。輸入阻抗高、噪聲低、熱穩(wěn)定性好、易于集成等。放大電路、模擬開關(guān)、電壓調(diào)節(jié)器、電子開關(guān)等。02模擬電子電路基本放大電路構(gòu)成由晶體管、電阻、電容等元件構(gòu)成，可以對(duì)微弱的電信號(hào)進(jìn)行放大。晶體管放大電路利用場(chǎng)效應(yīng)管的輸入阻抗高、噪聲低、動(dòng)態(tài)范圍大等特點(diǎn)構(gòu)成的放大電路。場(chǎng)效應(yīng)管放大電路將多個(gè)晶體管、電阻、電容等元件集成在一個(gè)芯片上，形成具有特定功能的放大電路。集成電路放大電路反饋電路類型分析電壓反饋串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋電流反饋將輸出電壓的一部分通過分壓電阻反饋到輸入端，以調(diào)節(jié)放大電路的增益穩(wěn)定性。將輸出電流的一部分通過電流互感器或采樣電阻反饋到輸入端，以控制輸入電流的大小和穩(wěn)定性。串聯(lián)反饋將反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，并聯(lián)反饋則將反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，它們對(duì)電路的輸入電阻、輸出電阻和增益等有不同的影響。運(yùn)算放大器核心功能放大功能具有高的電壓增益和輸入阻抗，可以對(duì)微弱的信號(hào)進(jìn)行放大。反向輸入和同相輸入反向輸入端和同相輸入端可以靈活地連接不同的信號(hào)源，實(shí)現(xiàn)不同的放大效果。虛擬短路和虛擬斷路在理想情況下，運(yùn)算放大器的輸入阻抗無窮大，輸出阻抗為零，可以認(rèn)為其輸入端與輸出端之間是虛擬短路的，同時(shí)輸入電流為零，可以認(rèn)為是虛擬斷路的。差分輸入和單端輸出運(yùn)算放大器通常采用差分輸入方式，以減少溫度變化和電源波動(dòng)對(duì)輸出的影響，同時(shí)輸出端可以輸出單端信號(hào)，方便后續(xù)電路的處理。03數(shù)字電路技術(shù)邏輯門電路基礎(chǔ)與門（ANDGate）實(shí)現(xiàn)邏輯“與”運(yùn)算，只有當(dāng)所有輸入都為1時(shí)，輸出才為1。02040301非門（NOTGate）實(shí)現(xiàn)邏輯“非”運(yùn)算，將輸入取反，輸入為1時(shí)輸出為0，輸入為0時(shí)輸出為1。或門（ORGate）實(shí)現(xiàn)邏輯“或”運(yùn)算，只要有一個(gè)輸入為1，輸出就為1。復(fù)合邏輯門由基本邏輯門組合而成，實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的邏輯運(yùn)算。組合邏輯設(shè)計(jì)方法根據(jù)布爾代數(shù)的基本原理，通過邏輯運(yùn)算來設(shè)計(jì)組合邏輯電路。代數(shù)法利用卡諾圖來簡(jiǎn)化邏輯表達(dá)式，從而設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)潔的組合邏輯電路?？ㄖZ圖法通過基本邏輯門的組合，實(shí)現(xiàn)特定的邏輯功能。邏輯門組合將復(fù)雜的組合邏輯電路分解為多個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的模塊，分別設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。模塊化設(shè)計(jì)方法時(shí)序電路應(yīng)用實(shí)例觸發(fā)器（Flip-Flop）移位寄存器（ShiftRegister）計(jì)數(shù)器（Counter）時(shí)序邏輯控制器時(shí)序電路中的基本單元，能夠存儲(chǔ)一個(gè)二進(jìn)制位（0或1）。通過邏輯門和觸發(fā)器的組合，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，常用于時(shí)序控制和數(shù)字系統(tǒng)中。能夠存儲(chǔ)和傳輸多個(gè)二進(jìn)制位，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行輸入和輸出。根據(jù)輸入信號(hào)和當(dāng)前狀態(tài)，控制時(shí)序電路的輸出，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。04電源與功率電子整流濾波電路原理整流電路的作用將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，通常使用二極管等元件實(shí)現(xiàn)單向?qū)щ姟?1濾波電路的作用通過電容、電感等元件，去除整流后的脈動(dòng)直流電中的交流成分，使其更加平滑。02整流濾波電路的類型包括半波整流、全波整流、橋式整流等，每種類型有其特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。03穩(wěn)壓電源實(shí)現(xiàn)方案在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)，保持輸出電壓穩(wěn)定。穩(wěn)壓電源的作用穩(wěn)壓電源的種類穩(wěn)壓電源的實(shí)現(xiàn)原理包括線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源，前者穩(wěn)定性高、輸出紋波小，但效率低；后者效率高、體積小，但輸出紋波較大。通常采用反饋控制原理，通過采樣輸出電壓并與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，調(diào)整功率管的導(dǎo)通程度，從而穩(wěn)定輸出電壓。開關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)效率高、體積小、重量輕，廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。開關(guān)電源的基本組成常見的開關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括輸入濾波、功率轉(zhuǎn)換、輸出整流濾波和反饋控制等部分。包括反激式、正激式、推挽式、半橋和全橋等，每種結(jié)構(gòu)都有其特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合。例如，反激式電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，適用于小功率場(chǎng)合；全橋式電源則適用于大功率場(chǎng)合，具有高效率和高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。12305信號(hào)與系統(tǒng)分析信號(hào)調(diào)制解調(diào)技術(shù)調(diào)制原理調(diào)制方式解調(diào)原理解調(diào)方法將低頻信號(hào)加載到高頻載波信號(hào)上，便于信號(hào)傳輸和接收。從已調(diào)制信號(hào)中恢復(fù)出原始低頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)還原。包括調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相等多種方式，每種方式都有其特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。根據(jù)調(diào)制方式選擇相應(yīng)的解調(diào)方法，如同步檢波、包絡(luò)檢波等。濾波器的分類濾波器的主要指標(biāo)根據(jù)頻率特性分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器。包括通帶內(nèi)波動(dòng)、阻帶衰減、截止頻率等。濾波器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則濾波器設(shè)計(jì)方法根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的濾波器類型和參數(shù)，如巴特沃斯、切比雪夫等設(shè)計(jì)方法。濾波器的實(shí)現(xiàn)通過電路元件的組合實(shí)現(xiàn)濾波器的頻率特性，如LC諧振電路、RC濾波電路等。系統(tǒng)頻域響應(yīng)特性頻率響應(yīng)的定義系統(tǒng)對(duì)正弦輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)隨頻率變化的特性。頻率響應(yīng)的表示方法包括幅頻特性和相頻特性，分別表示系統(tǒng)的增益和相位隨頻率的變化。頻率響應(yīng)的分析通過頻率響應(yīng)可以判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性、濾波性能以及信號(hào)失真程度等。頻率響應(yīng)的改善通過調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)或結(jié)構(gòu)，改善系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性，以滿足實(shí)際應(yīng)用需求。06實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)踐基礎(chǔ)元器件測(cè)量方法使用萬用表測(cè)量電阻值，選擇合適的量程，避免誤差。電阻測(cè)量使用電容表或萬用表測(cè)量電容值，注意充放電過程對(duì)測(cè)量的影響。電容測(cè)量使用電感表或萬用表測(cè)量電感值，注意測(cè)量頻率對(duì)電感值的影響。電感測(cè)量使用萬用表測(cè)量二極管和三極管的極性和參數(shù)，注意測(cè)量方法和萬用表的量程。二極管和三極管測(cè)量典型電路調(diào)試技巧放大器電路調(diào)試信號(hào)發(fā)生器電路調(diào)試振蕩器電路調(diào)試穩(wěn)壓電源電路調(diào)試檢查電源電壓、輸入輸出阻抗匹配、放大倍數(shù)等參數(shù)，調(diào)整元件值以優(yōu)化性能。檢查振蕩條件、相位平衡、頻率穩(wěn)定性等，調(diào)整元件值以滿足設(shè)計(jì)要求。檢查輸出信號(hào)的頻率、幅度、波形等參數(shù)，調(diào)整元件值以達(dá)到最佳輸出效果。檢查輸出電壓穩(wěn)定性、負(fù)載調(diào)整率等，調(diào)整元件值以提高穩(wěn)壓性能。