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电工电子基础:数电与模电的学习心得

创作时间:
作者:
@小白创作中心

电工电子基础:数电与模电的学习心得

引用
CSDN
1.
https://blog.csdn.net/weixin_66628097/article/details/144538263

电工电子是现代科技的核心,它构建了复杂的电子系统。本文将带你探索电工电子的两个核心领域:模拟电子(模电)和数字电子(数电),并了解它们如何塑造我们的数字世界。

模拟电子(模电)部分

基本公式

  • 欧姆定律:V = IR,其中 V 是电压(伏特),I 是电流(安培),R 是电阻(欧姆)。
  • 基尔霍夫电压定律(KVL):在一个闭合回路中,所有电压的代数和等于零。
  • 基尔霍夫电流定律(KCL):在任何节点,流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。
  • 电阻的串联和并联
  • 串联:R_total = R1 + R2 + ... + Rn
  • 并联:1/R_total = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn
  • 运算放大器的增益:对于一个非反相放大器,增益 A 可以表示为:A = 1 + Rf/Rin,其中 Rf 是反馈电阻,Rin 是输入电阻。

半导体器件

二极管和三极管是模电中的关键半导体器件。二极管允许电流单向流动,而三极管可以放大信号或作为开关使用。按制造材料分,有硅二极管和锗二极管;按用途分,有整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管等;按结构工艺分,有点接触型、面接触型等。

放大电路

信号放大时,放大的是信号的幅度,信号的频率不变。信号放大主要是利用三极管基极电流对集电极电流的控制作用。

滤波器和振荡器

滤波器用于允许特定频率的信号通过,同时阻止其他频率。振荡器则是产生周期性信号的电路,如正弦波或方波。

数字电子(数电)部分

数字电路主要处理离散的数字信号,通常使用二进制(0和1)来表示信息。以下是数字电路中常用的一些公式和电路图:

基本逻辑运算

逻辑门
公式
电路图
与门(AND Gate)
Y = A * B
代码展示如下
当且仅当所有输入A和B都为1时,输出Y为1;否则,输出Y为0。
或门(OR Gate)
Y = A + B
代码展示如下
只要有一个输入A或B为1,输出Y就为1;仅当所有输入都为0时,输出Y为0。
非门(NOT Gate)
Y = ̅A
代码展示如下
输出Y与输入A相反。如果A为1,则Y为0;如果A为0,则Y为1。

复合逻辑运算

逻辑门
公式
电路图
异或门(XOR Gate)
Y = A ⊕ B
代码展示如下
当且仅当输入A和B中有一个为1时,输出Y为1;否则,输出Y为0。
同或门(XNOR Gate)
Y = A ⊙ B
代码展示如下
当且仅当输入A和B相同时(都为1或都为0),输出Y为1;否则,输出Y为0。

与非门和或非门的工作原理与普通与门和或门类似,只是在输出端多了一个非运算。

触发器电路

与非门构成的基本R-S触发器由两个与非门交叉耦合构成,其逻辑图和逻辑符号分别如下图。图中,R称为置0端或者复位端,S称为置1端或置位端;逻辑符号输入端加小圆圈表示低电平或负脉冲有效。

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