微电子电路分析方法与定理

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电路分析基础(很好用)

电路分析基础(很好用)
随着科技的发展,电路分析在通信、控制、电力等领域得到了广泛应用, 为现代工业、农业、医疗等提供了重要的技术支持。
电路分析的重要性
电路分析是电子 工程和电气工程 领域的基础
电路分析有助于 理解电路的工作 原理和性能
电路分析是设计、 分析和优化电路 的关键工具
电路分析有助于 预测电路的行为 和解决实际问题
应用场景:最大功率 传输定理在电路设计 中非常重要,特别是 在电源管理、音频系 统和电机控制等领域。
定理证明:最大功率传 输定理可以通过分析电 路的功率传输和阻抗匹 配来证明。
互易定理
定义:当两个电路中的电压和电流互换参考方向时,其元件的性质 不会改变。
应用场景:在电路分析中,当需要确定电路元件的性质时,可以利 用互易定理来简化计算。
诺顿定理:任何有源线性二端网络,都可以等效为一个电流源和电阻并联的形式。 戴维南定理的应用场景:求解二端网络开路电压、计算等效电阻等。 诺顿定理的应用场景:求解二端网络短路电流、计算等效电阻等。
最大功率传输定理
定义:最大功率传输定 理是指在给定电源和负 载的情况下,电路中的 最大功率传输条件。
定理内容:最大功率传 输定理指出,当电源内 阻等于负载电阻时,电 路能够传输最大的功率。
叠加定理的注意事项:在计算过程中,需要注意电流和电压的方向,以及各个独立电源的作用 范围。
替代定理
添加标题
定义:替代定理是指在电路分析中,如果一个元件 或电路在某处的一个端口上的电压和电流已知,那 么这个元件或电路就可以被一个电压源或电流源所 替代,而不会改变该端口的电压和电流。
添加标题
注意事项:在使用替代定理时,需要注意替代的电 压源或电流源的参数必须与被替代的元件或电路在 该端口的电压和电流相匹配。

电工电子1电路的基本定律与分析方法

电工电子1电路的基本定律与分析方法

用双下标表示:如 iAB , 电流的参考方向由A指向B。 A
iAB
B
注意!
电流的符号:I或i
2.电压的参考方向
电压U
单位正电荷q 从电路中一点移至另 一点时电场力做功(W)的大小。
dW U dq
def
实际电压方向 单位
电位真正降低的方向。
V (伏)、kV、mV、V
注意! 电压的符号:U或u
Δq dq i(t ) lim Δt 0 Δt dt
def
单位
方向
A(安培)、 kA、mA、A
1kA=103A 1mA=10-3A
1 A=10-6A
规定正电荷的运动方向为电流的实际方向 元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:
实际方向
A

B

实际方向
A B 问题 对于复杂电路或电路中的电流随时间变 化时,电流的实际方向往往很难事先判断。
1.1 电路的基本概念
1.1.1 电路的组成及作用 1.实际电路
由电工设备和电气器件按预期
目的连接构成的电流的通路。
2.电路的组成
电源(或信号源): –为电路提供能量(信号)的部分 负 载:
-吸收或转换电能的部分
中间环节: –连接、控制电源和用电设备的部分
开关
例如:照明电路
~220V
电源 导线
用电设备
能够对一般性的、常用的(电子)电路进行 分析,同时对较简单的电路进行设计。
5、学习要求:
课堂认真听讲,掌握要点; 关键在于课后练习,举一反三。
6、成绩评定:
平时:20% 期末:80%
7、参考书目
①.《电路原理》 邱关源 主编 高等教育出版社 ②.《模拟电子技术》童诗白主编 高等教育出版社 ③.《数字电子技术》阎石主编 高等教育出版社

电子电路中的电路分析方法有哪些

电子电路中的电路分析方法有哪些

电子电路中的电路分析方法有哪些电路分析是电子电路中非常重要的一项技术,可以帮助工程师们理解电路的工作原理并解决电路中的问题。

本文将介绍一些常用的电路分析方法。

1. 网络定理网络定理是分析电子电路中的电压和电流分布的一种方法。

其中,基尔霍夫定律是最常用的网络定理之一。

它分为基尔霍夫电压定律(KVL)和基尔霍夫电流定律(KCL)。

KVL指出在闭合回路中电压的代数和为零,而KCL则表明在电路中的节点处电流的代数和为零。

通过使用这两个定律,工程师们可以建立方程组,进而求解电路中的未知电压和电流。

2. 等效电路模型等效电路模型是将复杂的电路简化为较为简单的等效电路,以便更好地进行分析。

最常用的等效电路模型包括电阻、电容和电感等元件。

通过将电路中的各个元件替换为其相应的等效电路模型,可以简化电路结构,并且能够更容易地进行分析和计算。

3. 超节点分析当电路中存在多个节点之间相同电压的情况时,可以使用超节点分析法。

超节点分析法将这些节点看作一个整体,从而简化分析过程。

通过识别并将这些节点连接起来,可以构建超节点方程,可以更简单地计算电路中的电压和电流。

4. 瞬态响应分析瞬态响应分析用于分析电路的初始和瞬时响应。

当电路中存在电源切换、电路开关或其他突变的情况时,瞬态响应分析可以帮助工程师们了解电路在这些变化下的响应情况。

通过对电路进行微分方程建模,可以求解电路中元件的电压和电流随时间的变化规律。

5. 频率响应分析频率响应分析主要用于分析电路对输入信号的频率变化的响应情况。

通过对电路进行频域分析,可以得到电路的频率响应曲线,从而了解电路对不同频率信号的传输、滤波和放大能力。

常用的频率响应分析方法包括幅频响应和相频响应。

6. 交流分析法交流分析法适用于分析交流电路,特别是在稳态条件下工作的交流电路。

通过将交流信号看作复数形式,并使用复数分析方法,可以更方便地求解交流电路中的电压、电流和功率等参数。

综上所述,电子电路中的电路分析方法有网络定理、等效电路模型、超节点分析、瞬态响应分析、频率响应分析和交流分析法等。

电路课件-第一章 电路模型与电路定理-PPT精选文档

电路课件-第一章 电路模型与电路定理-PPT精选文档

重点:
1. 电压、电流的参考方向
2. 理想元件的电压、电流关系 (元件的VCR)
3. 基尔霍夫定律(KCL、KVL)
1.1 电路与电路模型
一 实际电路:由电工设备和电气器件按预期目的连接
构成的电流通路。
开关 灯泡
电 池
导线
1 0 B A S E - T w a ll p la t e
实际电路的功能
重视听课;抓概念、抓基础、抓规律;课后复习; 重视作业、作业要认真、规范(必须画电路图; 给出主要的求解步骤),重视实验。
考试: 平时成绩:30%(作业、考勤) 期末成绩:70%
第1章 电路模型和电路定律
1.1 电路和电路模型 1.2 电流和电压的参考方向 1.3 电功率和能量 1.4 电路元件 1.5 电阻元件 1.6 电压源和电流源 1.7 受控电源 1.8 基尔霍夫定律
电源
产生电流和电压
激励源(激励): 唤起原因的能量;
发送信息给终端
激励(源) 响应
用户,为继续处 理提供所必须的
输入
输出
信息。 响应:对一定刺激
在电路分析中电源或信号源都称为电源。
所引起的反应。
电路中各处的电压、电流是在电源的作用下产生的, 因此电源又被称为激励源(激励)。
由激励在电路中所产生的电压和电流称为响应。
(1) 能量的传输与转换
12k器
输电线路
变压器 配电线路 用户
主要应用于电力系统中,往往又称为强电电路。
实际电路的功能
(2)信息的传递、控制与处理。
电磁波信号
传送、转换、加工、处理
高放 中放 检波 低放
电子电路
调幅收音机原理框图
电子技术发展

电路分析基础ppt课件

电路分析基础ppt课件
详细描述
欧姆定律是电路分析中最基本的定律 之一,它指出在纯电阻电路中,电压 、电流和电阻之间的关系为 V=IR,其 中 V 是电压,I 是电流,R 布问题的 定律
VS
详细描述
基尔霍夫定律包括两个部分:基尔霍夫电 流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律( KVL)。基尔霍夫电流定律指出,对于电 路中的任何节点,流入节点的电流之和等 于流出节点的电流之和;基尔霍夫电压定 律指出,对于电路中的任何闭合回路,沿 回路绕行一圈,各段电压的代数和等于零 。
电路分析基础PPT 课件
目 录
• 电路分析基础概述 • 电路元件和电路模型 • 电路分析的基本定律和方法 • 交流电路分析 • 动态电路分析 • 电路分析的应用实例
01
电路分析基础概述
电路分析的定义
电路分析
电路分析的方法
通过数学模型和物理定律,研究电路 中电压、电流和功率等参数的分布和 变化规律的科学。
时不变假设
电路中的元件参数不随时间变化, 即电路的工作状态只与输入信号的 幅度和相位有关,而与时间无关。
02
电路元件和电路模型
电阻元件
总结词
表示电路对电流的阻力,是电路中最基本的元件之一。
详细描述
电阻元件是表示电路对电流的阻力的一种元件,其大小与材料的电导率、长度 和截面积等因素有关。在电路分析中,电阻元件主要用于限制电流,产生电压 降落和消耗电能。
二阶动态电路的分析
总结词
二阶RLC电路的分析
详细描述
二阶RLC电路是指由一个电阻R、一个电感L和一个电容C 组成的电路,其动态行为由二阶微分方程描述。通过求解 该微分方程,可以得到电路中电压和电流的变化规律。
总结词
二阶动态电路的响应

十大电路定理

十大电路定理

电功电功率和焦耳定律库仑定律(Coulomb's law)Electric work,electric power and Joule's law单位换算⑴1卡(Cal orie)=4.1858518焦耳(J)1焦耳(J)=0.23890000119卡(cal)⑵焦耳--卡路里:1千卡(KCAL)=4.184千焦耳(KJ)1千焦耳(KJ)=0.239千卡(KCAL)1卡=4.184焦耳1焦耳=0.2389卡⑶焦耳--瓦特:1焦耳(J)=1瓦特×秒(W·s)1度(1kw·h)=3.6×10^6焦耳(J)⑷焦耳--牛顿米:1焦耳(J)=1牛顿×米(N·m)名词解释:电功(W):电流所做的功称为电功(The work done by current is called electric work)单位是焦耳(J)。

电量(Q):单位是库伦(C)。

1库伦=6.25x1018个电子所带的电量。

1个电子所带的电量为1.6x10-19C。

电量quantity of electricity。

电流(I):单位是安培(A)。

1安培(1A)=1秒(1S)通过给定截面的总电量是1库伦(1C)。

Q=W/t(W单位焦耳J,t单位秒s)电压(U):单位是伏特(V)。

移动单位电荷所需要的能量叫电压。

V=W/Q(W单位焦耳J,Q单位库伦C)。

电阻(R):单位是欧姆(Ω)。

某材料两端若加有1伏特(1V)的电压,如果材料中流过的电流是1安培(1A),则该材料的电阻值为1欧姆(1Ω)R=U/R。

电导G=1/R(S)。

重要定理(10个)⑴(电路)基尔霍夫定律(Kirchhoff laws)基尔霍夫第一定律(KCL)又称基尔霍夫电流定律所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和。

假设进入某节点的电流为正值,离开这节点的电流为负值,则所有涉及这节点的电流的代数和等于零。

电路分析实验报告总结(3篇)

电路分析实验报告总结(3篇)

第1篇一、实验背景电路分析是电子技术领域的基础课程,通过对电路的基本原理和特性的研究,培养学生的电路分析和设计能力。

本次实验旨在通过实际操作,加深对电路分析理论的理解,提高电路实验技能。

二、实验目的1. 掌握电路分析方法,包括电路等效变换、电路分析方法、电路特性分析等;2. 学会使用常用电子仪器,如万用表、示波器等;3. 提高电路实验技能,培养严谨的科学态度和团队合作精神。

三、实验内容本次实验主要包括以下内容:1. 电路基本元件的测试与识别;2. 电路等效变换与简化;3. 电路分析方法的应用;4. 电路特性分析;5. 电路实验技能训练。

四、实验步骤1. 实验前准备:熟悉实验原理、步骤,准备好实验器材;2. 测试电路基本元件:使用万用表测试电阻、电容、电感等元件的参数;3. 电路等效变换与简化:根据电路图,运用等效变换和简化方法,将复杂电路转换为简单电路;4. 电路分析方法的应用:根据电路分析方法,分析电路的输入输出关系、电路特性等;5. 电路特性分析:通过实验,观察电路在不同条件下的工作状态,分析电路特性;6. 实验数据记录与分析:记录实验数据,分析实验结果,总结实验经验。

五、实验结果与分析1. 电路基本元件测试:通过测试,掌握了电阻、电容、电感等元件的参数,为后续电路分析奠定了基础;2. 电路等效变换与简化:成功地将复杂电路转换为简单电路,提高了电路分析的效率;3. 电路分析方法的应用:运用电路分析方法,分析了电路的输入输出关系、电路特性等,加深了对电路理论的理解;4. 电路特性分析:通过实验,观察了电路在不同条件下的工作状态,分析了电路特性,为电路设计提供了参考;5. 电路实验技能训练:通过实际操作,提高了电路实验技能,为今后的学习和工作打下了基础。

六、实验总结1. 本次实验加深了对电路分析理论的理解,提高了电路实验技能;2. 通过实验,学会了使用常用电子仪器,为今后的学习和工作打下了基础;3. 培养了严谨的科学态度和团队合作精神,提高了自身综合素质;4. 发现了自身在电路分析方面的不足,为今后的学习指明了方向。

电路分析-相量法

电路分析-相量法
1. 正弦量
瞬时值表达式
正弦量
i
0
T
波形
i(t)=Imcos(w t+y)
正弦量为周期函数
周期T 和频率f
t
f(t)=f ( t+kT )
1 f T
周期T :重复变化一次所需的时间。单位:秒s 频率f :每秒重复变化的次数。单位:赫(兹)Hz
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正弦电流电路
激励和响应均为同频率的正弦量的线性电路 (正弦稳态电路)称为正弦电路或交流电路。
是一个正弦量 有物理意义
j( w t Ψ )
结论 任意一个正弦时间函数都
有唯一与其对应的复数函数。
i 2 Icos(w t Ψ ) F (t ) 2 Ie
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F(t) 还可以写成
复常数
F (t )
2 Ie e
jy
jwt

jwt 2 Ie
F(t) 包含了三要素:I、 、w, 正弦量对 复常数包含了两个要素:I , 。 应的相量
1
i2 (t ) 3 cos( 100 π t 30 0 )
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4. 周期性电流、电压的有效值
周期性电流、电压的瞬时值随时间而变,为 了衡量其平均效果工程上采用有效值来表示。
周期电流、电压有效值定义
物 理 意 义
直流I
R
交流 i
R
W RI T
2
W 0 Ri (t )dt
2
返 回 上 页 下 页
T
均方根值
I
def
1 T

T
0
i (t )dt
2
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电路定理
置换定理: 在具有唯一解的电路中, 若某支路k的电压为uk,电流 说明: (1)置换定理要求置换后的 电路有惟一解;
为ik,且该支路与其它支路无 耦合,则无论该支路是由什么 元件组成的都可以用下列任何 一个元件置换: 1.用电压等于uk的理想电压 源; 2.用电流等于ik的理想电流 源; 3.阻值为uk/ik的电阻。
RL R0
2 uoc pL max 4 R0
1 2 pL max R0isc 4
正弦稳电路分析
正弦量的三要素
1. 正弦信号的三要素和相量表示
i(t ) I m sin(t i ) 2I sin(t i )
式中振幅Im(有效值I)、角频率ω(频率f)和初相角θi称为正弦 信号的三要素。
2.电路中的基本变量
1) 电流 电荷有规则的定向移动形成传导电流。其大小用电流强度, 即 i=dq/dt 表示,单位为安(A); 规定正电荷运动的方向为电流 的实际方向;假定正电荷运动的方向为电流的参考方向。
2) 电压
电位之差称电压。用移动单位正电荷电场力做功来定义,
即u=dw/dq,单位为伏(V);规定电位真正降低的方向为电压的
(t )

( 称为正弦量的相位角。t=0时,t )
称为初相角,简称初相。其大小与计时起点有关。
u(t )
u(t )
u(t )
o
t
o

(b) 0
t

o
t
(a) 0
(c) 0
设两个频率相同的正弦电流i1和i2,它们的初相角分别为θ1和θ2, 那么这两个电流的相位差等于它们的初相角之差,即
解 I m 2 10 14.14A
集成电路制造工艺
硅片的生产 CMOS技术的主流程 超净间及硅片清洗 薄膜生长 光刻与腐蚀 扩散与离子注入 封装 集成电路工艺小结
基尔霍夫定律与电路元件
1 电路模型与电路中基本变量
在集总假设的条件下,定义一些理想电路元件(如R、L、C 等),这些理想电路元件在电路中只起一种电磁性能作用,它 有精确的数学解析式描述,也规定有模型表示符号。对实际的 元器件, 根据它应用的条件及所表现出的主要物理性能,对 其作某种近似与理想化(要有实际工程观点),用所定义的一种 或几种理想元件模型的组合连接,构成实际元器件的电路模型。 若将实际电路中各实际部件都用它们的模型表示,这样所画出 的图称为电路模型图(又称电原理图)。
(5 2)
i(t ) Im cos(t ) 2I cos(t )
对正弦电压,同理有
Um 0.707U m 2
(5 3)
通常所说正弦量的大小均指有效值。但在耐压 等场合,要用到幅值。
1、如图所示,VA= -5V UAB= -15V 。
;VB=
10V ;
2、电感的电压相量 超前 于电流相量π/2,电容的电 压相量 滞后 于电流相量π/2。 3、已知i = 20 s i n (3140 t - 30°) A,则其最大值I = 20A ,频率f = 500HZ , 初相位 φ= -300 。
戴维南定理、诺顿定理
戴维南定理
一个含独立源、线性受控源、线性电阻的二端电路N, 对其两个端子来说都可等效为一个理想电压源串联内阻的模 型。其理想电压源的数值为有源二端电路N的两个端子间的 开路电压uoc,串联的内阻为N内部所有独立源等于零(理想电
压源短路,理想电流源开路),受控源保留时两端子间的等效
1 2
通常在主值范围内取值,即

≤180
对正弦电流 i(t ) Im cos(t ) ,其有效值为
1 I T 1 T

T
0 T
2 I m cos 2 (t )dt
0
1 cos 2(t ) I dt 2
2 m
Im 0.707 I m 2
2.节点电压法
以各节点电位为未知量,将各支路电流通过 支路VAR 用未知节点电位表示,依KCL 列节点 电流方程(简称节点方程),求解出各节点电位变 量,进而求得电路中需要求的电流、电压、 功 率等,这种分析法称为节点电位法。
G11v1 G12 v2 G1n vn is11 G21v1 G22 v2 G2 n vn is 22 Gn1v1 Gn 2v2 Gnn vn isnn
B E B
基 区 发 射 区 外延层(集电区)
发 射 极
发 射 区
发 集 基 射 区 电 结 结
集 电 区
集 电 极
C
低阻衬底 基 极 C
场效应管
场效应管(FET)是电压控制型器件,利用电 场效应来控制半导体中多数载流子的运动,以实现 放大作用。 场效应管不仅输入电阻非常高(一般可达到几 百兆欧到几千兆欧)、输入端电流接近于零(几乎 不向信号源吸取电流),而且还具有体积小、质量 轻、噪声低、省电、热稳定性好、制造工艺简单、 易集成等优点,是放大电路中理想的前置输入器件。 目前广泛应用的是MOS场效应管。
(2)除被置换部分发生变化 外,其余部分在置换前后 必须保持完全相同;
(3)若电路中某两点间电压为零, 则可将量值为零的电压源 接于该两点间,相当于将该两 点短路;若电路中某支路电 流为零,则可将量值为零的电 流源串接于该支路,相当于 将该支路断开。
齐性定理(homogeneity theorem):在只有一个激励X作用的线 性电路中,设任一响应为Y,记作Y=f (X),若将该激励乘以常数 K,则对应的响应Y′也等于原来响应乘以同一常数, 即Y′=f (KX)=Kf(X)=KY。
施主杂质和受主杂质: 对于Si ~ “施主”:P、As、Sb; “受主”:B、Al、Ga、In 。 特点:提供载流子;掺入杂质较难(高温扩散,离子注入)。 多数载流子和少数载流子: 例如 n型半导体 ~
电子:多数载流子; 空穴:少数载流子。
通常金属的电导率为106-104( cm )-1,绝缘体的 电导率小于10-10( cm )-1,电导率在104-10-10 ( cm )-1之间的固体称为半导体。 半导体和金属的区别在于半导体中存在禁带,金属 中没有; 半导体和绝缘体要根据禁带宽度和电导率的温度特 性加以区分;
半导体物理和器件物理基础
半导体及其基本特性 半导体中的载流子 pn结 双极型晶体管 MOS场效应晶体管
常温下硅的导电性能主要由杂质决定。 在硅中加入V族元素杂质时有一个价电子成为自由 电子。一个V族杂质原子可以向半导体硅提供一个 自由电子而本身成为带正电的离子,这种杂质称为 施主杂质,依靠电子导电的半导体为n型半导体。 在硅中加入Ⅲ族元素杂质时向半导体提供一个空穴。 一个Ⅲ族杂质原子可以向半导体硅提供一个空穴而 本身成为带负电的离子,这种杂质称为受主杂质, 依靠空穴导电的半导体为p型半导体。
1、单向导电性: V > 0 , 正向导通,多数载流子扩散电流 V < 0 , 反向截止,少数载流子漂移电流 2、电流受温度影响:温度升高,Js升高
————
BJT的基本工作原理 ————
•由两个背靠背的、相互作用(很靠近)的p-n结组成;
• 有两种载流子参加工作 ~ “双极”性;
• 具有电流放大作用; • 具有开关作用.
例 :如图所示电路,求电压uab和电流i1。

' uab [6 // 3 1] 3 9V
3 i 3 1A 3 6
' 1
6 12 i 2A 63
" 1 ' uab 6i1" 6 2 1 6 2 6 2 8V
由叠加定理得
实际方向;假定电位降低的方向为电压的参考方向。在分析电 路时,所用到的电流、电压,首先应设出它们的参考方向。
3 功率
做功的速率称功率,即p=dw/dt,单位是瓦(W)。 对
二端电路(其内可以是单个电路元件,亦可以由若干电路
元件组合连接构成),若电压电流参考方向关联,该段电
路吸收功率 p吸=ui, 供出功率p供=-ui(供出功率也称产生功 率); 若电压电流参考方向非关联,则计算该段电路吸收 功率和供出功率公式与参考方向关联时均差一负号。
' ' '
2i " 1 (5 i " ) 2i " 0
i" 1A, u" 2i" 2( 1) 2V
i i 'i" 2 ( 1) 1A u u'u" 6 2 8V
i(t ) 10 2 cos(314t 60)A,u(t ) 20cos(314t+ 60)V 已知 求i、u的最大值、有效值、角频率、频率、周期、初相及u、i之 间的相位差 ,画出波形图,i经过多长时间后首次出现零值。
* 基本结构 *
• 构成: 由2个相距很近、背靠背的p-n结组成( 发射区-基区-集电区) ;
有 n-p-n 和 p-n-p 两种结构。
• 放大工作时:
发射结正偏 (→发射结电阻re很小 );
集电结反偏 (→集电结电阻rC 很大 ).
• 制造: Si晶体管常采用平面工艺 (外延, 氧化, 光刻, 扩散, ……); 合金管?
uab u u 9 8 17V
' ab " ab " " i1 i1 i1 1 2 3 A
例: 如图电路,含有一受控源,求电流i, 电压u。

10 2i ' ' ' ' ' ' i , u 1 i 2i 3i 2 1 i 2 A, u 3i 3 2 6V
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