【正文】 =7V Uab’= = 3V E?R 4R 例 : 已知 R1=R2=R3=R4=R。 Uab=10V,E=12V,若將 E去掉 ,并將 cd 短接 ,此時(shí) Uab’ ’=? 哇！用疊加原理真方便耶！ 34 E等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓 Uab； R0等于電路中所有電壓源短路、電流源開(kāi)路后，由 ab 端看進(jìn)去的等效電阻 Rab。 任何一個(gè)有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E的理想電壓源和內(nèi)阻為 R0的電阻相串聯(lián)的電源來(lái)等效代替。 a b R0 E 1 11 戴維南定理 35 由左圖可知 : Rab=R1//R2+R3//R4=? 則 Uab = Ua – Ub = 6 – 4 = 2V 2. 將 R5 斷開(kāi) . 求由 ab端看進(jìn)去的等效電阻 Rab . 解： 1. 將 R5斷開(kāi) :求 Uab 例： 電路如圖，求 I5 = ？ 由戴維南定理可知 ,原電路可等效為下圖 : I5=E / (R0+R5)= 由右圖可知： Ua = = 6V R1 +R2 U R2 Ub = = 4V R3 +R4 U R4 + 12V R1 R2 R3 R4 R5 5? 5? 10? 10? 5? U I5 a b I5 R1 R2 R3 R4 a b ? ? a R0 E ? 2V b ? ? I5 R5 36 ? I ? ? ? R3 R1 R2 例 : 求 I = ? 解 :選擇 參考點(diǎn) 。 將 a b 斷開(kāi)。 1. Uab = (150 + 20 ) (120) = 10V 2. R0 = Rab = 0 3. I = = 1A Uab R4 b a ? ? 37 2 – 2 動(dòng)態(tài)電路的過(guò)渡過(guò)程和 初始條件 (換路定則 ) 設(shè)： 開(kāi)關(guān) 動(dòng)作前 的瞬間 t = 0 開(kāi)關(guān) 動(dòng)作中的 瞬間 t = 0 開(kāi)關(guān) 動(dòng)作后 的瞬間 t = 0+ 一 . 電容元件換路定則 u C( 0 ) = u C ( 0+ ) 二 . 電感元件換路定則 i L ( 0 ) = i L ( 0+ ) U iL uC R R S L C 第 二 章 電路的過(guò)渡過(guò)程（ 暫態(tài)分析 ） 38 例 : 求 t = 0 和 t = 0+ 時(shí)各電流和電壓值 . Is 10mA k 2K R1 R2 1k R3 2k L uR iR ic uc iL uL ik U 解： t = 0 時(shí) (設(shè)各電量均已處于穩(wěn)態(tài)） U = Is (R1 // R3) =10*1= 10V t = 0+ 時(shí) U = 0V t = 0 和 t = 0+ 時(shí)各電流和電壓值見(jiàn)下表： 39 iC uL iK iR uR uC iL t 0 0+ 0 U / R1 =5mA 10V 10V 0 0 U / R3 =5mA Is+iciL =15mA 0 0 Uc/ R2 =10mA 10V 5mA 10V Is 10mA K 2K R1 R2 1k R3 2k L uR iR ic uc iL uL iK U 經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后， iK ＝？ 10mA 40 一 . RC電路的零輸入響應(yīng) （ 釋能過(guò)程 ） 1. 電壓響應(yīng) S由 1轉(zhuǎn)向 2 后： uR + uC = 0 因?yàn)? uR = ic*R duC dt 所以 RC + uc = 0 U uC C R S uR ic 1 2 解得通解： uc=A t RC e 式中 A為積分常數(shù)。 2 3 一階電路的零輸入響應(yīng) duC dt * R = C 41 uC t 根據(jù) 換路定則 （初始條件）： u C ( 0 ) = u C ( 0 + ) = U 代入通解： 0 RC e A =U 得 A=U 得 uc響應(yīng)： uc=U t RC e t 令 ?=RC，則 uc = U e ? 式中 ? 時(shí)間常數(shù) U uc的 初始值 U ? 當(dāng) uc下降到 U的 時(shí)間常數(shù) ?。 電阻 R單位取 歐姆 Ω,電容 C單位取 法拉 F,則時(shí)間常數(shù) ?單位為 秒 S. 42 R1 K R2 C U uC R3 12V 2k 6k 12k 50? 例： 當(dāng) k 閉合后，求 uC. 解： k閉合后 C通過(guò) R2和 R3 放電（ 零輸入狀態(tài) ）， 故： uc= UC t RC e 式中： R = R2 // R3 = 4k C=50 ? 得 uc= 5t e UC = R1+R2+R3 R3 U = uC t RC =4 103 50 106 = （ S） 43 u C t U uC C R S uR ic S閉合后： uR + uC= U uc= U U t RC e U ? duC dt 即 RC + uc = U 解此微分方程，并代入初始條件，得： 2 4 一階電路的零狀態(tài)響應(yīng) （ 儲(chǔ)能過(guò)程 ） 式中 U uc的 穩(wěn)態(tài)值 = U U e ? t uc 即： 44 例： 如圖，當(dāng) t ? 0 時(shí)， uC = ? 設(shè) uC ( 0 ) = 0 解： 根據(jù)戴維南定理： Ro= R1 // R2 = 2K 又 C’= ( C1*C2 ) / ( C1 + C2 ) = 1000p 等效電路如右下圖 , 由圖可知， uc為 零狀態(tài)響應(yīng) ： uc=U U t RC e = 3 3 106t 2 e （ V） uC R1 R2 C1 C2 U S 6K 3K 2022p 2022p A B 9V uC R0 C’ UAB S 2K 1000p UAB= = 3V R1+R2 U*R2 45 S由 1轉(zhuǎn)向 2 后， 得 KVL 方程： U0 uC C R S ic 1 2 U duC dt RC + uc = U 解得： uc= U +A t RC e 將初始條件 uc(0) = U0 帶入上式，得積分常數(shù) A： A = U0 U 則 uc=U+(U0U) t RC e 2 5 一階電路的全響應(yīng) [ u C (0 ) ? 0 ] 46 ? 時(shí)間常數(shù) ， 全響應(yīng)表達(dá)式推廣到一般： 式中： f ( t ) 電壓或電流 f (∞) 穩(wěn)態(tài)值 f (0+) 初始值 RC電路： ? = RC 。 2 6 一階線性電路暫態(tài)分析的三要素法 f ( t ) = f (∞) + [ f (0+) – f (∞)] ? t e RL電路： ? = L R 47 例： 如下圖，當(dāng) S由 1轉(zhuǎn)向 2 后多長(zhǎng)時(shí)間， u C = 0 ? 3. ? = RC U uC C R S ic 1 2 U 1. u C(?) = U 2. u C(0+) = U 則 uc = U + (U+U) t RC e = U + (2U) t RC e 當(dāng) uc=0時(shí)， U=2U t RC e 即 t RC e = 1/2 兩邊取 ln對(duì)數(shù)得： t RC = ln() 解得 t = 解： f ( t ) = f (∞) + [ f (0+) – f (∞)] e ? t 48 例： 如圖，當(dāng) t ? 0 時(shí)， uC = ? 解： 1. u C(?) = u R2(?) = 2. u C(0+) = u R2(0) 3. ? = R’C R’=R2//(R1+R3) = ? = *103*100*1012 = *107 得 uc=+() t e *107 ( U1 U2 ) R2 R1+R2+R3 = (0 U2)R2 R2+R3 = = 1V U2 6V R3 25K R2 5K C 100p U1 +6V 10K S uC R1 49 t ui t uC t uR 各段電壓波形如下： tp 由圖可知： u i = u C + u R 當(dāng) ? 171。 tp時(shí)： u i = u C 又 u i = u C tp ? 5? 條件 uC uR R C U S 1 2 ui 一 . 微分電路 若 S往復(fù)運(yùn)動(dòng)， （ 條件 RC t p ） 所以 u R=RC dui dt 因?yàn)? u R= iR=RC duc dt 2 7 微分電路與積分電路 50 tp 各段電路波形如下（ RC t p ）： RC = ? 很大 C uC R uR ui 由波形圖可知，當(dāng) RC 187。 t p 時(shí)： 兩邊積分并移項(xiàng)得： uc= RC 1 ? u idt 條件： RC ? 5 t p uR=ui= iR=RC duC dt t t t ui uC uR U 二 . 積分電路 51 一 . 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性 本征半導(dǎo)體 半導(dǎo)體 : 導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間。最常 見(jiàn)的半導(dǎo)體材料為硅 (Si)和鍺 (Ge) 本征半導(dǎo)體 : 純凈的無(wú)雜質(zhì)的具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料 。 4 1 PN 結(jié) 第四章 半導(dǎo)體二極管、三極管和場(chǎng)效應(yīng)管 52 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性： 當(dāng)獲得一定能量 (光照、溫升、外電場(chǎng)等）后， 價(jià)電子可掙脫原子核的束縛而成為 自由電子 。 硅原子 Si Si Si Si Si Si Si Si Si 價(jià)電子 共價(jià)鍵 53 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 價(jià)電子成為 自由電子 后留下的空位稱為 空穴 。 電子流與空穴流方向始終 相反 。 自由電子與空穴都稱為 載流子 。 自由電子填補(bǔ)空穴稱為 復(fù)合 。 ? 價(jià)電子 ? 自由電子 ? 空穴 54 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Si Si Si Si Si Si Si Si (1) N型半導(dǎo)體 硅 材料中 （ 四價(jià)元素 ）摻入微量元素 磷 （ 五價(jià)元素 ），產(chǎn)生大量自由電子，形成 N型半導(dǎo)體。 N型 含有大量 自由電子 P型 含有大量 空穴 。 Ｎ 型半導(dǎo)體 和 Ｐ 型半導(dǎo)體 P ? +形成新的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)后，多出一個(gè)電子。 磷原子失去一個(gè)電子而成為正離子。 55 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Si Si Si Si Si Si Si Si Si (2) P 型半導(dǎo)體 硅 材