常见的数电-模电器件课件.ppt

1、 常用器件运用基础常用器件运用基础 1 1、二极管和三极管的基本应用、二极管和三极管的基本应用 2 2、运算放大器基础、运算放大器基础 3 3、电压比较器、电压比较器 4 4、555555时基电路原理及应用时基电路原理及应用 5 5、数字电路基础、数字电路基础三极管非门三极管非门（主要用于反相或驱动，如驱动（主要用于反相或驱动，如驱动继电器、发光二极管等）继电器、发光二极管等）一、一、二极管和三极管的基本应用二极管和三极管的基本应用二极管开关电路二极管开关电路二极管与门电路二极管与门电路二极管或门电路二极管或门电路例例1：用二极管构成编码电路，输入为：用二极管构成编码电路，输入为19的十进的十

2、进制数字键，输出为十进制制数字键，输出为十进制BCD编码。编码。按键按键DCBA无无0000S10001S20010S30011S40100S50101S60110S70111S81000S91001编码表达式编码表达式:A=S1+S3+S5+S7B=S2+S3+S6+S7C=S4+S5+S6+S7D=S8+S9二极管构成的编码电路二极管构成的编码电路例例2：要求用：要求用CD4017构造一编码电路，显示顺构造一编码电路，显示顺序为序为0-1-2-8-4-0-8-4-2-1)脉冲脉冲计数输出计数输出显示显示DCBA1Q0000002Q1100013Q2200104Q3401005Q481000

3、6Q5000007Q6810008Q7401009Q82001010Q910001A=Q1+Q9B=Q2+Q8C=Q3+Q7D=Q4+Q6计数输出及编码电路计数输出及编码电路(此电路编码接法显示顺序为此电路编码接法显示顺序为0-1-2-8-4-0-8-4-2-1)例例3：要求用：要求用CD4017构造一编码电路，显示顺构造一编码电路，显示顺序为序为0-1-4-7-2-5-8-3-6-9)脉冲脉冲计数输出计数输出显示显示DCBA1Q0000002Q1100013Q2401004Q3701115Q4200106Q5501017Q6810008Q7300119Q86011010Q991001二、运算

4、放大器基础二、运算放大器基础 集成运算放大器是一种具有高电压放集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成部接入不同的线性或非线性元器件组成负反馈电路时，可以实现各种特定的函负反馈电路时，可以实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分等模拟运算电路加法、减法、积分等模拟运算电路。A+-ui+ui-uo理想运放线性区的两个特性：理想运放线性区的两个特性：n理想运算放大器的两个输入端无电流。理想运算放大器的两个输入端无电流。n理想运算放大器的两个输

5、入端理想运算放大器的两个输入端“虚短虚短路路”，即电压差为，即电压差为0。1、反相比例运算电路反相比例运算电路 iFOURRU1为了减小输入级偏置为了减小输入级偏置电流的运算误差，在电流的运算误差，在同相输入端应接入平同相输入端应接入平衡电阻衡电阻 FRRR12FRRR122、同相比例运算电路同相比例运算电路 FRRR12iFOURRU)1(11R当当iOUU为电压跟随器为电压跟随器 电压跟随器电压跟随器 iOUUFRR 23 3、反相加法运算电路、反相加法运算电路)(2111iFiFOURRURRU4、差动放大电路（减法器）差动放大电路（减法器）FRRR12当当12RR FRR 3)(121

6、iiFOUURRU5、积分运算电路积分运算电路 FRRR12uRCu dtoit 106、电压比较器电压比较器 FRRR12 当当u ui iU UR R时，运放输出高电平，稳压管时，运放输出高电平，稳压管DzDz反向稳反向稳压工作。输出端电位被其箝位在稳压管的稳定电压压工作。输出端电位被其箝位在稳压管的稳定电压U UZ Z，即即 u uO OU UZ Z 当当u ui iU UR R时，运放输出低电平，时，运放输出低电平，D DZ Z正向导通，输出正向导通，输出电压等于稳压管的正向压降电压等于稳压管的正向压降U UD D，即即 u uo oU UD D三、电压比较器三、电压比较器 LM339

7、 LM339LM339集成块内部装有四个独立的电压集成块内部装有四个独立的电压比较器。比较器。LM339类似于增益不可调的运算放大器。每类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。两个输个比较器有两个输入端和一个输出端。两个输入端一个称为同相输入端，用入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一表示，另一个称为反相输入端，用个称为反相输入端，用“-”表示。用作比较表示。用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压，另一端加一个待比较的信号电压。做参考电压，另一端加一个待比较的信号电压。当当“+”端电压高于端电压高于“-”

8、端时，输出管截止，端时，输出管截止，相当于输出端开路。当相当于输出端开路。当“-”端电压高于端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。两个输入端电压差别大于两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态能从一种状态可靠地转换到另一种状态.1、单限比较器电路单限比较器电路 输入信号输入信号Uin（即待比较电压）加到同相输入端，在反即待比较电压）加到同相输入端，在反相输入端接一个参考电压（门限电平）相输入端接一个参考电压（门限电平）Ur。当输入电压当输入电压UinUr时，输出为高电平时，输出为高电平UO

9、H。例：过热检测保护电路例：过热检测保护电路 如果输入信号如果输入信号Uin在门限值附近有微小的干扰，则在门限值附近有微小的干扰，则输出电压就会产生相应的抖动（起伏）。在电路中输出电压就会产生相应的抖动（起伏）。在电路中引入正反馈可以克服这一缺点。引入正反馈可以克服这一缺点。2 2、迟滞比较器、迟滞比较器 迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器，当输出迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器，当输出状态一旦转换后，只要在跳变电压值附近的干扰不超过状态一旦转换后，只要在跳变电压值附近的干扰不超过UU之值，输出电压的值就将是稳定的。之值，输出电压的值就将是稳定的。例：某电磁炉电路中电网过电压检测

10、电路例：某电磁炉电路中电网过电压检测电路 电网电压正常时，输出开路，过电压保护电路不工作，电网电压正常时，输出开路，过电压保护电路不工作，BG1是导通的。当电网电压大于是导通的。当电网电压大于242V时，比较器翻转，时，比较器翻转，输出为输出为0V，BG1截止，这就使翻转后的状态极为稳定，截止，这就使翻转后的状态极为稳定，避免了过压点附近由于电网电压很小的波动而引起的不稳避免了过压点附近由于电网电压很小的波动而引起的不稳定的现象。由于制造了一定的回差（迟滞），在过电压保定的现象。由于制造了一定的回差（迟滞），在过电压保护后，电网电压要降到护后，电网电压要降到237V时，电磁炉才又开始工作。时，

11、电磁炉才又开始工作。3 3、双限比较器（窗口比较器）、双限比较器（窗口比较器）当被比较的信号电压当被比较的信号电压UinUin位于门限电压之间时位于门限电压之间时（UR1UR1UinUinUR2UR2UR2或或UinUinUR1UR1）输出为输出为低电位（低电位（UO=UOLUO=UOL），），窗口电压窗口电压U=UR2-UR1U=UR2-UR1。它可用来它可用来判断输入信号电位是否位于指定门限电位之间。判断输入信号电位是否位于指定门限电位之间。四、四、555555定时器内部结构定时器内部结构 555时基电路是一种将模拟功能时基电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在同一硅片上的与逻辑功能巧妙

12、结合在同一硅片上的组合集成电路。它设计新颖，构思奇组合集成电路。它设计新颖，构思奇巧，用途广泛，备受电子专业设计人巧，用途广泛，备受电子专业设计人员和电子爱好者的青睐，人们将其戏员和电子爱好者的青睐，人们将其戏称为伟大的小称为伟大的小IC，其用途之广几乎遍其用途之广几乎遍及电子应用的各个领域，及电子应用的各个领域，1脚脚GND,接地脚；接地脚；2脚脚TR,低电平触发端低电平触发端3脚脚Vo,电路的输出端；电路的输出端；4脚脚MR,复位端，低有效复位端，低有效5脚脚VC,电压控制端；电压控制端；6脚脚TH,阈值输入端阈值输入端7脚脚DIS，放电端；放电端；8脚脚VCC,电源电压端，其电压范电源电

13、压端，其电压范围为：围为：318V1.1.当触发输入端当触发输入端TLTL输入电压低于输入电压低于1/31/3V VCCCC而阈而阈值输入端电压小于值输入端电压小于2/32/3V VCCCC时时,其下面比较器其下面比较器输出为高电平，触发器输出输出为高电平，触发器输出高电平高电平；2.2.当触发输入端当触发输入端TLTL输入电压高于输入电压高于1/31/3V VCCCC，而而阈值输入端电压小于阈值输入端电压小于2/32/3V VCCCC时时,其两个比较其两个比较器输出皆为低电平，触发器输出器输出皆为低电平，触发器输出保持不变保持不变；3.3.当触发输入端当触发输入端TLTL输入电压高于输入电压

14、高于1/31/3V VCCCC而阈而阈值输入端电压大于值输入端电压大于2/32/3V VCCCC时时,其上面比较器其上面比较器输出为高电平，触发器输出输出为高电平，触发器输出低电平低电平。特点：特点：输入输入输出输出THTR/RDQ放电管状态放电管状态00导通导通2/3VCC1/3VCC10导通导通2/3VCC1/3VCC1保持不变保持不变保持不变保持不变2/3VCC1/3VCC10导通导通2/3VCC1/3VCC11截止截止要点：要点：1、TR 1/3VCC，Vo输出为高，放电管截止输出为高，放电管截止2、TH 2/3VCC，Vo输出为低，放电管导通输出为低，放电管导通NE555的应用的应用

15、1、单稳工作方式单稳工作方式 人工启动单稳人工启动单稳 人工启动单稳人工启动单稳 脉冲启动型单稳脉冲启动型单稳 2 2、双稳工作方式、双稳工作方式触发电路触发电路 施密特触发电路施密特触发电路 3 3、无稳工作方式（多谐振荡电路、无稳工作方式（多谐振荡电路）直接反馈型直接反馈型 间接反馈型间接反馈型 4 4、555555各种应用电路各种应用电路 触摸定时开关触摸定时开关 相片曝光定时器相片曝光定时器 单电源变双电源电路单电源变双电源电路 时基电路时基电路555接成无稳态电路，接成无稳态电路，3脚输出频率为脚输出频率为20KHz、占空比为占空比为1：1的方波。的方波。3脚为高电平时，脚为高电平时

16、，C4被充电；低电平时，被充电；低电平时，C3被充电。由于被充电。由于VD1、VD2的存在，的存在，C3、C4在电路中只充电不放电，充电最大在电路中只充电不放电，充电最大值为值为EC，将将B端接地，在端接地，在A、C两端就得到两端就得到+/-EC的的双电源。本电路输出电流超过双电源。本电路输出电流超过50mA。简易催眠器简易催眠器 时基电路时基电路555构成一个极低频振荡器，输出一构成一个极低频振荡器，输出一个个短的脉冲，使扬声器发出类似雨滴的声音。个个短的脉冲，使扬声器发出类似雨滴的声音。扬声器采用扬声器采用2英寸、英寸、8欧姆小型动圈式。雨滴声欧姆小型动圈式。雨滴声的速度可以通过的速度可以

17、通过100K电位器来调节到合适的程电位器来调节到合适的程度。度。风扇周波调速电路风扇周波调速电路 NE555接成占空比可调的方波发生器，调节接成占空比可调的方波发生器，调节RW可改变占空比。在可改变占空比。在NE555的的3脚输出高电平期间，过脚输出高电平期间，过零通断型光电耦合器零通断型光电耦合器MOC3061初级得到约初级得到约10mA正正向工作电流，使内部硅化镓红外线发射二极管发射红向工作电流，使内部硅化镓红外线发射二极管发射红外光，将过零检测器中光敏双向开关于市电过零时导外光，将过零检测器中光敏双向开关于市电过零时导通，接通电风扇电机电源，风扇运转送风。在通，接通电风扇电机电源，风扇运

18、转送风。在NE555的的3脚输出低电平期间，双向开关关断，风扇停转。脚输出低电平期间，双向开关关断，风扇停转。五、数字电路基础五、数字电路基础 数字集成电路的特点：数字集成电路的特点：n使用的信号只有使用的信号只有“0”和和“1”两种状态。两种状态。n内部结构电路简单，最基本的是内部结构电路简单，最基本的是“与与”“”“或或”“”“非非”逻辑门。逻辑门。n常用的有常用的有TTL（74LS系列）与系列）与CMOS（C000系列或系列或CD4000系列）形式，前者对电源要求系列）形式，前者对电源要求严格，高于严格，高于5.5V会损坏器件，低于会损坏器件，低于4.5V会功能会功能失常。失常。CMOS

19、则可在则可在515V之间正常工作，之间正常工作，但电源、地不能接反，否则损坏器件。但电源、地不能接反，否则损坏器件。CMOS IC应用须知应用须知nCMOS IC工作电源工作电源+UDD为为+5-+15V，Uss(地地)接电源负接电源负极，二者不能接反。极，二者不能接反。n输入信号电压输入信号电压Ui应为应为Uss UiUDD,，超出会损坏器件。超出会损坏器件。n多余的输入端一律不许悬空，应按它的逻辑要求接多余的输入端一律不许悬空，应按它的逻辑要求接UDD或或Uss(地地)，工作速度不高时，允许输入端并联使用。，工作速度不高时，允许输入端并联使用。n调试使用中要严格遵守以下步骤。开机时，先接通

20、电源，调试使用中要严格遵守以下步骤。开机时，先接通电源，再加输入信号。关机时，先撤去信号，再关电源。再加输入信号。关机时，先撤去信号，再关电源。nCMOSIC输入阻抗极高，易受外界干扰，冲击和静态击输入阻抗极高，易受外界干扰，冲击和静态击穿。应存放在等电位的金属盒，切忌与易产生静电的物穿。应存放在等电位的金属盒，切忌与易产生静电的物质如尼龙、塑料等接触。焊接时应切质如尼龙、塑料等接触。焊接时应切断电源电压，电断电源电压，电烙铁外壳必须良好接地，必要时可拔下烙铁电插头，利烙铁外壳必须良好接地，必要时可拔下烙铁电插头，利用余热进行焊接。用余热进行焊接。n输入端的电流不能超过输入端的电流不能超过1m

21、A(极限值为极限值为10mA)，否则应否则应接入适当大小的限流电阻。接入适当大小的限流电阻。TTL IC应用须知应用须知n在高速电路中，电源至在高速电路中，电源至IC之间存在引线电感及引线间之间存在引线电感及引线间的分布电容，引起自激。为此，可采用退耦措施，在的分布电容，引起自激。为此，可采用退耦措施，在靠近靠近IC的电源引出端和地线引端之间接人的电源引出端和地线引端之间接人001微法的微法的旁路电容器，在频率不太高的情况下，通常只在印刷旁路电容器，在频率不太高的情况下，通常只在印刷电路板插头处，每个通道人口的电源端和地端之间，电路板插头处，每个通道人口的电源端和地端之间，并联一个并联一个10

22、100微法和微法和00101微法电容器，前微法电容器，前者作低频滤波，后者作高频滤波。者作低频滤波，后者作高频滤波。n多余输人端，如果是多余输人端，如果是“与与”门门、“与非与非”门多余输入端，门多余输入端，最好不悬空而接电源，如果是最好不悬空而接电源，如果是“或或”、“或非或非”门，门，便将多余输入端接地。可直接接人，或串接便将多余输入端接地。可直接接人，或串接110K欧欧电阻再接人。也可以将多余输入与使用端并联在一起，电阻再接人。也可以将多余输入与使用端并联在一起，但是输入端并联后，结电容会降低电路的工作速度，但是输入端并联后，结电容会降低电路的工作速度，同时也增加对信号驱动电流的要求。同

23、时也增加对信号驱动电流的要求。n多余的输出端应悬空。多余的输出端应悬空。集成电路的检测集成电路的检测n用万用表测各引脚的对地电压，黑表笔用万用表测各引脚的对地电压，黑表笔接地线引脚，用红表笔依次测量各引脚接地线引脚，用红表笔依次测量各引脚的对地直流电阻。对于的对地直流电阻。对于TTLIC TTLIC，电源对电源对地为地为3 3K K左右，其余约为左右，其余约为5 5K K左右；若表笔左右；若表笔对调测试，电源对地为对调测试，电源对地为3 3K K或约大一点，或约大一点，其余约大于其余约大于4040K K为正常。为正常。n在线测试各引脚的对地电压是否正常。在线测试各引脚的对地电压是否正常。基本数字集成电路及应用基本数字集成电路及应用n四四2输入与非门：输入与非门：7400，7401；CD4011n四四2输入或门：输入或门：7432，n四四2输入与门：输入与门：7408，7409n六反相器：六反相器：7404，7405，7406；CD4069，CD40106nBCD-七段译码驱动器：七段译码驱动器：7447（共阳），（共阳），7449（共阴），（共阴），CD4511n十进制计数器：十进制计数器：7490，CD4017