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电子技术基础2025

整体概述

康华光老师的《电子技术基础》分为两册:

电子技术基础2025-图1
(图片来源网络,侵删)
  1. 《电子技术基础(模拟部分)》:主要研究连续变化的电信号,核心是半导体器件、放大电路、频率响应、反馈、振荡和功率放大等。
  2. 《电子技术基础(数字部分)》:主要研究离散的数字信号,核心是逻辑代数、逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、模数和数模转换等。

2025年出版的第五版在内容上进行了更新,引入了更多现代电子技术的内容,如CMOS工艺、可编程逻辑器件等。


《电子技术基础(模拟部分)》第五版核心内容

这部分是模拟电子技术的基石,也是学习的重点和难点。

第一部分:半导体器件基础

  • 半导体物理:简要介绍本征半导体、杂质半导体(N型、P型)的导电机理。
  • PN结
    • 形成:多子扩散与少子漂移达到动态平衡。
    • 特性:单向导电性、击穿特性、电容效应。
  • 二极管
    • 伏安特性:死区电压、正向导通、反向截止、反向击穿。
    • 主要参数:最大整流电流、最高反向工作电压。
    • 应用:整流、限幅、钳位、稳压(稳压管)。
  • 双极结型晶体管
    • 结构:NPN和PNP两种类型,三个区(发射区、基区、集电区),两个PN结(发射结、集电结)。
    • 电流放大原理Ic = β * IbIe = Ib + Ic
    • 三种工作状态
      • 放大区:发射结正偏,集电结反偏。IcIb控制,用作放大。
      • 饱和区:发射结、集电结均正偏。Uce很小,Ic不受Ib控制,用作开关导通。
      • 截止区:发射结、集电结均反偏。Ib≈0Ic≈0,用作开关关断。
  • 场效应管
    • 分类:结型场效应管、绝缘栅场效应管(MOSFET)。
    • 工作原理:利用栅源电压Ugs控制导电沟道的宽窄,从而控制漏极电流Id,是电压控制型器件。
    • 特点:输入电阻极高,噪声小,功耗低,集成度高。
    • 工作区域:可变电阻区、恒流区(放大区)、夹断区(截止区)。

第二部分:基本放大电路

这是模拟部分的核心,是所有复杂电路的基础。

  • 放大电路的组成与原理:直流通路(静态分析)和交流通路(动态分析)。
  • 三种基本组态
    • 共射放大电路:电压和电流均有放大,输入输出反相,应用最广。
    • 共集放大电路(射极跟随器):电压放大倍数约等于1,输入电阻大,输出电阻小,常用作缓冲级。
    • 共基放大电路:电流放大倍数约等于1,频率特性好,常用作高频放大。
  • 静态分析:图解法、估算法(计算IbQ, IcQ, UceQ)。
  • 动态分析:微变等效电路法(计算Au, Ri, Ro)。
  • 稳定静态工作点的电路:分压式偏置电路是重点,利用负反馈稳定Q点。

第三部分:频率响应与反馈

  • 频率响应
    • 概念:放大电路放大倍数的大小和相位随频率变化的特性。
    • 波特图:对数幅频特性和相频特性曲线。
    • 通频带BW = fH - fLfH为上限频率,fL为下限频率。
  • 负反馈
    • 基本概念:将输出信号的一部分或全部送回输入端,与输入信号比较,使净输入信号减小。
    • 四种组态:电压串联、电压并联、电流串联、电流并联。
    • 对放大电路的影响
      • 优点:提高增益稳定性、展宽通频带、减小非线性失真、改变输入和输出电阻。
      • 缺点:增益下降。
    • 深度负反馈Af ≈ 1/F,计算简化。

第四部分:集成运算放大器及其应用

  • 集成运放简介:高增益、高输入电阻、低输出电阻的直接耦合多级放大电路。
  • 理想运放Aod→∞, Ri→∞, Ro→0, Kcmr→∞
  • 两个重要工作区
    • 线性区U+ ≈ U- (虚短),I+ = I- ≈ 0 (虚断),这是构成运算电路的基础。
    • 非线性区U+ > U-时,Uo=+UomU+ < U-时,Uo=-Uom,这是构成比较器的基础。
  • 基本运算电路

    比例、加法、减法、积分、微分电路。

    电子技术基础2025-图2
    (图片来源网络,侵删)
  • 有源滤波器:低通、高通、带通、带阻滤波器。

第五部分:波形发生与功率放大

  • 正弦波振荡器
    • 条件:幅度平衡条件 |AF|=1,相位平衡条件 φa + φf = 2nπ
    • RC振荡电路:文氏桥振荡电路(用于低频)。
    • LC振荡电路:变压器反馈式、电感三点式、电容三点式(用于高频)。
  • 功率放大电路
    • 特点:输出功率大、效率高、非线性失真小。
    • 分类:甲类、乙类、甲乙类。
    • 重点OCL(无输出电容)OTL(无输出变压器)电路,特别是甲乙类互补对称电路,可以克服交越失真。

《电子技术基础(数字部分)》第五版核心内容

这部分是数字电子技术和数字系统设计的入门。

第一部分:数字逻辑基础

  • 数制与码制:二进制、十进制、十六进制及其相互转换;BCD码、ASCII码等。
  • 逻辑代数基础
    • 基本逻辑运算:与、或、非。
    • 基本定律和规则:代入、反演、对偶。
    • 逻辑函数的化简:卡诺图化简法是重点和必考点。

第二部分:逻辑门电路

  • 二极管、三极管的开关特性:理解其作为开关的原理。
  • TTL逻辑门:以与非门为例,理解其结构、工作原理和主要特性(电压传输特性、输入输出特性)。
  • CMOS逻辑门:与TTL相比,CMOS具有功耗低、集成度高的优点,是现代数字电路的主流。
  • OC门/OD门和三态门:特殊的逻辑门,用于线与、总线驱动等。

第三部分:组合逻辑电路

  • 分析与设计方法
    • 分析:根据逻辑图 -> 写出逻辑表达式 -> 列出真值表 -> 说明功能。
    • 设计:根据逻辑要求 -> 列出真值表 -> 写出表达式 -> 化简 -> 画出逻辑图。
  • 常用组合逻辑电路
    • 编码器(普通、优先)。
    • 译码器(二进制译码器、BCD译码器、显示译码器)。
    • 数据选择器(MUX)和数据分配器
    • 加法器(半加器、全加器、多位加法器)。
    • 数值比较器
    • 只读存储器可编程逻辑阵列 的组合逻辑应用。

第四部分:时序逻辑电路

  • 核心概念:与组合电路的根本区别——有记忆功能,输出不仅与当前输入有关,还与电路原来的状态有关。
  • 触发器:构成时序电路的基本存储单元。
    • SR触发器JK触发器D触发器T触发器
    • 逻辑功能(特性方程、状态转换图、时序图)和触发方式(电平触发、边沿触发)。
  • 时序逻辑电路的分析
    • 写出时钟方程、驱动方程、状态方程、输出方程。
    • 列出状态转换表,画出状态转换图和时序图,确定逻辑功能。
  • 常用时序逻辑电路
    • 寄存器:用于存储一组二进制代码。
    • 计数器:用于累计脉冲个数,是应用最广的时序电路,要掌握同步/异步、加法/减法、二进制/非二进制计数器的分析和设计。
    • 顺序脉冲发生器节拍脉冲发生器

第五部分:脉冲波形的产生与整形

  • 施密特触发器:具有回差特性,用于波形整形、脉冲鉴幅、波形变换。
  • 单稳态触发器:有一个稳态和一个暂稳态,用于脉冲整形、定时、延时。
  • 多谐振荡器:无稳态,用于产生矩形脉冲,重点掌握由555定时器构成的电路。

第六部分:模数与数模转换

  • 数模转换器:将数字量转换为模拟量。
    • 基本原理:权电阻网络、倒T型电阻网络(主流)。
    • 主要性能指标:分辨率、转换精度、转换速度。
  • 模数转换器:将模拟量转换为数字量。
    • 主要类型:并行比较型、逐次逼近型(常用)、双积分型(精度高、抗干扰强)。
    • 主要性能指标:分辨率、转换精度、转换速度。

学习建议

  1. 抓住主线:模拟部分的核心是“放大”和“反馈”;数字部分的核心是“逻辑”和“时序”。
  2. 理解概念:不要死记硬背,要深刻理解每个器件、每个电路的工作原理,为什么BJT能放大?为什么负反馈能改善性能?
  3. 多做习题:特别是基本放大电路的分析、时序电路的分析、卡诺图化简等,通过大量练习才能熟练掌握。
  4. 重视实验:亲手搭接电路,用示波器观察波形,能极大地加深对理论知识的理解。
  5. 建立知识体系:将各个章节的知识点串联起来,形成一个完整的知识网络,学完运放,要能想到它是如何由基本放大电路构成的。

希望这份详细的总结对您有帮助!如果您有具体的问题,比如某个知识点的疑问或某道题的解法,欢迎随时提出。

电子技术基础2025-图3
(图片来源网络,侵删)
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