现代电子技术第1章 现代电子技术概论
现代电子技术
现代电子技术现代电子技术的发展随着科技的迅猛发展，现代电子技术在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
无论是通信、娱乐还是日常生活，电子技术的应用都无处不在。
本文将从电子技术的定义、应用领域以及对社会的影响等方面，阐述现代电子技术的发展。
首先，我们来明确电子技术的概念。
电子技术是以电子学为基础，利用电子器件和电磁波等现代科技手段进行信息传输和处理的技术。
电子技术的起源可以追溯到20世纪初，而在近几十年的飞速发展中，电子技术已经在各个领域实现了广泛应用。
电子技术的应用领域十分广泛，其中通信领域是其中之一。
随着信息技术的高速发展，人们对通信速度和质量的要求也越来越高。
现代电子技术的应用使得人们可以通过手机、电脑等设备进行语音、图像和视频的传输，极大地方便了人与人之间的联系。
同时，电子技术的应用也推动了通信设备的不断升级，从早期的电话到如今的智能手机，通信技术的革新推动了社会的发展。
除了通信领域外，现代电子技术还在娱乐行业中扮演着重要的角色。
音乐播放器、电视、电影、游戏等娱乐设备都离不开电子技术的支持。
电子技术的应用使得人们可以随时随地享受各种形式的娱乐，大大丰富了人们的生活。
此外，现代电子技术还广泛应用于医疗、交通、能源等领域。
医疗设备的精确性和高效性得益于电子技术的发展，使得医学诊断更加准确，治疗更加安全和有效。
交通工具中的智能系统也离不开电子技术的支持，电子技术的应用使得交通更加安全、高效。
而在能源领域，电子技术可以准确测量和控制能源使用，提高能源利用效率，减少浪费。
电子技术不仅在各个领域中应用广泛，还对社会产生了深远的影响。
首先，电子技术的发展使得信息传递和获取变得更加迅速和便捷。
人们可以通过电子设备随时随地获取所需的信息，这大大提高了工作和学习的效率。
此外，电子技术的应用也带来了商业模式的变革，电子商务的兴起使得传统的商业模式发生了巨大的变化，人们可以通过网络购物和在线支付，实现线上线下的无缝连接。
现代电力电子概述
第一章现代电力电子概述黄钰 2014223030041 一、电力电子技术概述电子电力技术包括电力电子器件、变流电路和控制电路三部分，是以电力为处理对象并集电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的综合性学科。
电力技术是一门涉及发电、输电、配电及电力应用的科学技术。
电子技术是一门涉及电子器件和由各种电子电路所组成的电子设备和系统的科学技术，控制技术是指利用外加的设备或装置使机器设备或生产过程的某个工作状态或参数按照预定的规律运行。
采用半导体电力开关器件构成各种开关电路，按一定的规律，周期性地，实时、适式地控制开关器件的通、断状态，可以实现电子开关型电力变换和控制。
这种电力电子变换和控制，被称为电力电子学（Power Electronics）或电力电子技术。
电力电子技术不是电力技术与电子技术简单的叠加，而是将现代电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域实现电力变换和控制，是一门综合了电子技术，控制技术和电力技术的交叉学科。
电力电子器件是电力电子技术的基础，电力电子器件对电能进行控制和转换就是电子电力技术的利用在21世纪已经成为一种高新技术，影响着人们生活的各种领域，因此对对电子电力技术的研究具有时代意义。
传统电力电子技术是以低频技术处理的，现代电力电子的发展向着高频技术处理发展。
其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，在不断的发展中促进了现代电力电子技术的广泛应用。
电力电子技术在1947年晶体管诞生开始形成，接着1956的晶闸管的出现标志电力电子技术逐渐形成一门学科开始发展，以功率MOS-FET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件的出现，表明已经进入现代电子电力技术发展时代。
二、国内外研究现状上世纪八十年代后，大规模和超大规模集成电路技术得到了广泛的应用，为电力电子技术的快速发展打下了良好的基础。
集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合应用。
以功率MOSFET和IGBT为代表的集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件以及以低频技术处理问题为主的传统电力电子学正在向高频技术处理问题为主的现代电力电子学转变。
现代电子技术基础
放参数、选择功放管子的主要依据
2、OTL(无输出变压器)互补对称式功率放大电路
采用两只异型管轮流导通提供负载电流，没有变压 器对输入信号实现倒相作用，采用方便的单电源供电， 输出端需接一大电容充当VT2管的电源。实际上每只管 子的工作电压为电源电压的一半。为了克服交越失真， 应采用甲乙类工作状态
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现代电子技术基础
B、OCL互补对称式功率放大电路
(1)电 路及波形
(2)工作过程
Vi 0VT1导通 ，uo Aui
Vi
0VT
导通
2
，u
o
Aui
两只管子轮流导通 在负载上得到与输 入信号相似波形
(3)电 路特点采用正负对称双电源 两只互补对称异型管 工作在乙类状态 ，存在交越失真
现代电子技术基础
B、按输出信号与负载的耦合方式不同分为
变压器耦合功放、OCL、OTL功放电路
现代电子技术基础
变压器耦合功放 通过变压器的倒相作用，两只同型管子轮流导通 提供负载的电流，单电源供电。能实现阻抗匹配 有利于信号传输。但低高频特性不好，易振荡。 体积大、重量重。
作业
自测1-6、7 2-1、2、8、9、10练习1
现代电子技术基础
6、复合管
组成：两个或两个以上的晶体管按照一定的方式组 成，可等效成一只高电流放大系数的晶体管
复合管的特点： 等效的晶体管于复合管的第一只晶体管类型相同 复合管的电流放大系数等于各管的放大系数之积
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复合管的作用： 对信号源提供较低电流，可输出较大电流 可实现异型管子的配对，参数一致性好
U om 0.6Vcc时Pc1M Pc2M 0.2Pom 管耗最大时输出功率并不为最大
现代电子理论培训教程(ppt 49页)
E [n (r) ]v(r)n (r)d rF [n (r)]
（15）
中，普适函数F[n]可以把其包含的经典Coulomb能部分写出：
F[n]G [n]1 2 n(rr) nr(r)drrd
（16）
E [ n ]v ( r ) n ( r ) d 1 2 rn (r r ) n r ( r ) dr r G [ d n ] （17）
Schrodinger: ψ(r1,r2,r3,…rN)，3N维空间。
DFT: n(r)，
3维空间。
在有机化学、生物技术、合 金物理、表面科学、磁性等 领域DFT最为重要。
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Hohenberg-Kohn定理－I
1. 定理1：对于一个共同的外部势v(r), 相互作用的多粒子系统的 所有基态性质都由（非简併）基态的电子密度分布n(r)唯一地决 定。或: 对于非简併基态，粒子密度分布n(r)是系统的基本变量。
Hohenberg-Kohn定理－II
定理2：如果n(r) 是体系正确的密度分布，则E[n(r)]是最低的能 量，即体系的基态能量。
证明：设有另一个n’(r) ,粒子数与n(r) 相同为N. 则
E[n(r)]v(r)n(r)drF[n(r)]
(14)
(,Vˆ)(,(Tˆ Uˆ))
2. 考虑一个多粒子系（电子体系、粒子数任意），在外部势和相 互作用Coulomb势作用下，Hamiltonian为
H T V U
T
1 2
(r) (r)dr
V v(r)(r)(r)dr
(1) Hartree单位 (2)
外部势 (3）
U
1 2
1 rr
现代电子技术课程信息
《现代电子技术》课程信息1. 课程简介为了适应电子科学技术的高度进展和二十一世纪高等教育培育高素养人材的需要，从课程设置整体优化的角度动身，整合教学内容，恰本地解决好“基础与进展”、“基础与应用”、“理论与实践”、“重点内容与知识面”等矛盾，使课程内容体系具有系统性、科学性、先进性、启发性、有效性。
本课程从内容上要紧分为模拟电子技术基础和数字电子技术基础两部份。
模拟电子技术基础介绍电子信息系统的组成、模拟信号的特点、各类模拟电路在系统中的作用、放大电路的模型及其要紧性能指标、集成运放的模型及其要紧性能指标、电子电路运算机辅助分析和设计软件简介等；数字电子技术基础介绍数字系统的组成、数字信号的特点、各类数字电路在系统中的作用等；着重讲述电路组成和逻辑功能分析、逻辑设计，以利于培育学生实际组成数字系统的能力。
两部份内容均是从系统入门，通过学习电子技术的大体概念、电路、分析方式、设计方式和应用，最后回到实际系统中来。
在教学进程中使学生成立起“系统观念、工程观念、科技进步观念和创新观念”，在本科教育中该课程在提高学生整体素养上起着重要作用。
2. 选修对象全校各专业。
3. 考核方式成绩由平常（考勤与作业）占20％，实验占20％，笔试占60％三部份组成。
4. 个人简历刘西成：男，讲师，硕士，2002年本科毕业于西北工业大学电子工程系电子信息工程专业，2006年硕士毕业于西北工业大学电子信息工程学院信号与信息处置专业，2006年6月至今在西南石油大学电子信息工程学院任教，要紧教学《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《数字信号处置》、《电子技术实验》等课程，并参与电子设计大赛培训等工作，酷爱教学、关切学生、教学成效良好。
《现代电子技术》课程教学大纲一、课程大体信息1.课程英文名称：Modern Electronic Technique2.课程类别：全校公选课3.课程学时：总学时32 ，其中教学20学时，实验12学时4.学分：5.先修课程：高等数学、大学物理6.适用专业：全校各专业7.大纲执笔人：电子信息工程教研室刘西成8.大纲审批：电子信息工程学院学术委员会9.制定（修订）时刻：2009年10月二、课程的目的与任务《现代电子技术》是应用电子学的原理来分析、设计和制造电路和电子器件来解决实际问题的一门课程。
第一章-绪论(现代电子技术与应用)PPT课件
1.2 现代电子信息系统主要技术指标
五、响应速度 ▪ 被测对象的信号频率越来越高，而且动态测量和快
速控制是现代电子仪器发展的方向，这就要求处理 电路有较快的响应速度，以便进行实时测量和控制。 ▪ 如果电路的响应速度太低，会导致信号失真和回路 振荡等现象，使测量精度减低或控制系统不稳定。
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1.3 现代电子信息系统设计方法
一、总体方案设计 ▪ 处理器选择。处理器主要类型有单片机、DSP、
CPLD/FPGA、ARM和嵌入式计算机主板等。 ▪ 软件、硬件功能分配。为降低产品成本和提高系统
可靠性和稳定性，尽量考虑用软件实现系统的功能。 在实时性要求高的场合下考虑选择硬件实现方式。 ▪ 低功耗设计。尽量采用低电压供电方式和低功耗电 子元件。 ▪ 信号传输方式。有线通讯方式具有信号传输可靠、 传输速度快等特点，但在布线困难和有线方式使用 不便等场合下，考虑采用无线通讯方式。
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1.3 现代电子信息系统设计方法
三单元电路设计 ▪ 模拟电路的设计需要计算电路参数、选择元器件。。若单元
电路采用高集成度芯片，则单元电路的指标主要由芯片的性 能决定，电阻和电容等元件参数根据单元电路的指标要求和 集成芯片使用手册确定。 ▪ 数字电路的实现可以采用数字集成芯片或可编程器件。可编 程器件的设计依靠VHDL和Verilog等硬件描述语言以及可编 程器件编程环境。 ▪ 考虑到电阻噪声的影响和导线电阻存在等因素，电阻值不能 选择太大和太小，一般在几百欧以上到几兆欧以下。还要考 虑电阻功率和其电感量大小。 ▪ 电容选择主要考虑信号的频带范围和电容标称值，还要考虑 其耐压、泄漏电阻和极性要求。
现代电子技术及应用
电子技术第1章
V1阳 =－6 V，V2阳=0 V，V1阴 = V2阴= －12 V UD1 = 6V，UD2 =12V ∵ UD2 >UD1 ∴ D2 优先导通 D1截止。
二极管可看作短路，UAB = 0 V
例4：
+ ui –
ui 18V 8V
R
D 8V
uo 8V
已知：ui 18sin t V
+ 二极管是理想的，试画
当PN结反向偏置时，呈现高电阻，回路中的反向 漂移电流非常小，几乎为零， PN 结处于截止状态。
可见， PN 结具有单向导电性。
1.2.2 二极管的基本结构
将 PN 结封装在塑料、玻璃或金属外壳里，再从 P 区和 N 区分别焊出两根引线作正、负极。
符号：
P D
N
半导体二极管的类型：
按半导体材料分：有硅二极管、锗二极管等。 按 PN 结结构分： 点接触型二极管：不允许通过较大的电流，因结电容小， 可在高频下工作。 面接触型二极管：PN 结的面积大，允许流过的电流大， 但只能在较低频率下工作。 平面型二极管：往往用于集成电路制造工艺中，PN结面 积可大可小，用于高频整流和开关电路中。
T，正向特性曲线左移，反向特性曲线下移。
结论：
二极管具有单向导电性。加正向电压时导通，呈 现很小的正向电阻，如同开关闭合；加反向电压时截 止，呈现很大的反向电阻，如同开关断开。
二极管反向击穿后，不再具有单向导电性。
1.2.4 二极管的主要参数
1、最大整流电流 IF
二极管长期运行时，允许通过的最大正向平均 电流。
NPN 型
集电极 C 集电区
N
基极 B
P
N
集电结
基区 发射结
发射区 发射极 E
《电子技术基础》正式教案
《电子技术基础》正式教案第一章：电子技术概述1.1 电子技术的定义与发展介绍电子技术的定义讲解电子技术的发展历程1.2 电子技术的基本组成部分介绍电子电路的基本组成部分讲解电子元件的功能和特点1.3 电子技术的基本测量与测试方法介绍电子技术的测量与测试方法讲解测量工具的使用和测量原理第二章：模拟电子技术基础2.1 模拟电子元件介绍电阻、电容、电感等基本元件的特性讲解二极管、晶体管等有源元件的功能和特点2.2 模拟电子电路分析并讲解基本放大电路、滤波电路、振荡电路等介绍模拟集成电路的基础知识2.3 模拟信号处理讲解模拟信号的采样与保持介绍模拟信号的调制与解调第三章：数字电子技术基础3.1 数字电子元件介绍逻辑门、逻辑电路的功能和特点讲解触发器、计数器等数字电路的应用3.2 数字电路设计分析并讲解组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计方法介绍数字集成电路的基础知识3.3 数字信号处理讲解数字信号的编码与解码介绍数字信号的滤波与加密技术第四章：电子电路的设计与实践4.1 电子电路设计的基本原则和方法讲解电子电路设计的基本原则介绍电子电路设计的方法和步骤4.2 电子电路仿真与实验讲解电子电路仿真软件的使用方法安排电子电路实验项目，讲解实验原理和方法4.3 电子电路的安装与调试讲解电子电路的安装工艺和注意事项介绍电子电路调试的方法和技巧第五章：现代电子技术应用与发展5.1 微电子技术及其应用介绍微电子技术的基本概念和特点讲解微电子技术在现代电子产品中的应用5.2 通信技术及其应用介绍通信技术的基本原理和分类讲解通信技术在现代通信系统中的应用5.3 嵌入式系统及其应用介绍嵌入式系统的基本概念和组成讲解嵌入式系统在现代工业中的应用第六章：传感器与信号检测6.1 传感器的基本原理与应用介绍传感器的作用和分类讲解常见传感器的原理及其在电子技术中的应用6.2 信号检测技术讲解信号检测的基本原理和方法介绍信号处理技术在电子技术中的应用6.3 传感器与信号检测实验安排传感器与信号检测实验项目讲解实验原理和操作方法第七章：电源技术与电子测量7.1 电源技术基础介绍电源的分类和基本原理讲解电源电路的设计和保护7.2 电子测量技术介绍电子测量的基本概念和方法讲解电子测量仪器仪表的使用和维护7.3 电源与电子测量实验安排电源与电子测量实验项目讲解实验原理和操作方法第八章：可编程逻辑器件与计算机8.1 可编程逻辑器件介绍可编程逻辑器件的分类和特点讲解可编程逻辑器件的设计和应用8.2 计算机硬件基础介绍计算机硬件系统的组成和功能讲解中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等的基本原理和应用8.3 计算机软件与编程介绍计算机软件的分类和特点讲解计算机编程语言及其应用第九章：电子技术在工程应用中的案例分析9.1 电子技术在通信工程中的应用分析电子技术在通信系统、设备中的应用案例讲解通信工程中的关键技术及其解决方案9.2 电子技术在自动化控制中的应用分析电子技术在自动化控制系统中的应用案例讲解自动化控制工程中的关键技术及其解决方案9.3 电子技术在现代医疗设备中的应用分析电子技术在医疗设备中的应用案例讲解医疗电子工程中的关键技术及其解决方案第十章：电子技术的创新与发展趋势10.1 电子技术的创新与发展介绍电子技术在科研、产业等领域的创新成果分析电子技术的发展趋势和前景10.2 现代电子技术的应用领域讲解电子技术在物联网、大数据、等领域的应用10.3 电子技术的创新与产业发展探讨电子技术产业发展对经济社会的影响分析电子技术创新对人才培养的需求和挑战重点解析本文档是《电子技术基础》正式教案的完整版，共包含十个章节。
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可编程器件包括模拟可编程器件和数字 可编程器件。 模拟可编程器件以美国Lattice公司推出 的在系统可编程模拟器件（In System Programming Programmable Analog Circuit ， ispPAC）为代表。 数字可编程器件以现场可编程门阵列 （Field Programmable Gates Array，FPGA） 和复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）为代表。 可编程技术可以以CPU（中央处理器）为 核心，以单片机、可编程器件技术、DSP、 ARM系统和PowerPC技术为基本发展标志。
1.2 EDA技术
电子设计自动化（EDA）技术是以计算机 科学和微电子技术为先导，融合了计算机图 形学、拓扑逻辑学、微电子工艺与结构学和 计算数学等多种计算机应用学科最新成果的 先进技术，它是在先进的计算机工作平台上 开发出来的一整套电子设计的软件工具。
EDA技术就是以计算机为工具，在EDA软 件平台上，对以原理图、波形图或者硬件描 述语言为系统功能描述手段完成的设计文件， 由计算机自动地完成编译、化简、综合、优 化、布局布线、仿真，直至对于目标芯片的 适配和编程下载等工作。 高速发展的可编程器件为EDA技术的不断 进步奠定了坚实的物质基础。
第1章 现代电子技术概论
1.1 概述 1.2 EDA技术
1.1 概述
由于物理学的重大突破，电子技术在20 世纪取得了惊人的进步。 现代电子技术的定义很多，但都不能包 含“现代电子技术”的全部内涵。
现代电子技术具有以下几个特征： （1）电子器件及其技术趋向于支持EDA； （2）系统的单片化、功能复合化程度越 来越高，片上系统（System on a Chip，SoC） 逐步取代专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）； （3）硬件描述语言（HDL）使软件和硬 件设计得到有机的融合，系统设计实现软件 的硬件化和硬件的软件化；