电子技术

参考资料

基尔霍夫定律
- KCL: \(\sum i_{in} = \sum i_{out}\) (电荷守恒)
- KVL: \(\sum u_{rise} = \sum u_{drop}\) (能量守恒)
元件特性
- 电阻: \(U = IR\), 功率 \(P = I^2R\)
- 电容: \(I = C \frac{du}{dt}\), \(u(t) = u(t_0) + \frac{1}{C} \int_{t_0}^t i d\tau\) (隔直通交)
- 电感: \(U = L \frac{di}{dt}\), \(i(t) = i(t_0) + \frac{1}{L} \int_{t_0}^t u d\tau\) (通直阻交)

等效变换
- 电阻串并联 / \((Y-\Delta)\) 变换
- 实际电源模型: 电压源串电阻 \(\Leftrightarrow\) 电流源并电阻
一般分析法
- 支路电流法 (方程数 \(b\))
- 网孔电流法 (方程数 \(b-n+1\), KVL)
- 节点电压法 (方程数 \(n-1\), KCL)
主要定理
- 叠加定理: 线性电路中, 多电源共同作用 = 各电源单独作用代数和 (功率不可叠加)
- 戴维南定理: 二端网络 \(\Leftrightarrow\) 电压源 \(U_{oc}\) 串联电阻 \(R_{eq}\)
  - \(R_{eq}\) 求法: 独立源置零 (电压短路, 电流开路) 后求入端电阻
- 诺顿定理: 二端网络 \(\Leftrightarrow\) 电流源 \(I_{sc}\) 并联电阻 \(R_{eq}\)
- 最大功率传输: \(R_L = R_{eq}\) 时, \(P_{max} = \frac{U_{oc}^2}{4R_{eq}}\)

TODO

TODO

PN 结: 单向导电性 (正向导通, 反向截止/击穿)
二极管: 死区电压 / 伏安特性 / 稳压二极管 (工作在反向击穿区)
三极管
- 电流控制电流 (\(i_C = \beta i_B\))
- 工作区: 截止 (\(i_B \approx 0\)), 放大 (发射结正偏, 集电结反偏), 饱和 (\(U_{CE}\) 很小)
场效应管
- 电压控制电流 (\(i_D\) 受 \(u_{GS}\) 控制)
- 结型 (JFET) / 绝缘栅型 (MOS)
- 增强型 NMOS: \(u_{GS} > U_{GS(th)}\) 开启

性能指标: 放大倍数 \(A_u\), 输入电阻 \(R_i\), 输出电阻 \(R_o\), 通频带 \(BW\)
三种组态 (BJT)
- 共射 (CE): 反相放大, 电压/电流增益大, \(R_i\) 中, \(R_o\) 大 (常用)
- 共集 (CC / 射极跟随器): 同相, \(A_u \approx 1\), \(R_i\) 大, \(R_o\) 小 (缓冲/隔离)
- 共基 (CB): 同相, 频带宽

理想运放特性
- 开环增益 \(A_{od} \to \infty\), \(R_{id} \to \infty\), \(R_o \to 0\)
- 虚短: \(u_+ = u_-\) (线性区成立)
- 虚断: \(i_+ = i_- = 0\)

闭环增益: \(A_f = \frac{A}{1 + AF}\)
反馈类型判断
- 正/负反馈: 瞬时极性法
- 串联/并联: 反馈信号接输入端方式 (串联分压, 并联分流)
- 电压/电流: 反馈信号取样对象 (电压反馈稳压, 电流反馈稳流)
负反馈影响
- 降低增益, 提高稳定性, 展宽频带, 减小非线性失真
- 改变输入输出电阻 (串联增 \(R_i\), 并联减 \(R_i\); 电压减 \(R_o\), 电流增 \(R_o\))

TODO

基本运算: 与 / 或 / 非 / 与非 / 或非 / 异或 (\(\oplus\)) / 同或 (\(\odot\))
公式与定理
- 摩根定律: \(\overline{A \cdot B} = \overline{A} + \overline{B}\)
- 最小项 \(m_i\) (乘积项) 与最大项 \(M_i\) (和项)
化简方法
- 公式法
- 卡诺图: 圈 1 (SOP) 或圈 0 (POS), 2 的幂次相邻, 包含无关项 (\(d\))

特点: 输出仅取决于当前输入, 无记忆
竞争与冒险: 信号传输延迟导致瞬间错误脉冲 (加选通脉冲 / 修改设计 / 滤波)
常用模块
- 编码器
- 译码器
- 数据选择器: 可实现任意逻辑函数
- 加法器: 半加器 / 全加器 (\(C_{in}, C_{out}\)) / 超前进位

时序电路分类
- 同步 (统一时钟 CP) vs 异步 (Ripple)
- Mealy 型 (\(Y = F(X, Q)\)) vs Moore 型 (\(Y = F(Q)\))
常用器件
- 寄存器: 移位寄存器 (串/并转换)
- 计数器: 二进制 / 十进制 / 任意进制 (复位法 / 置数法)

TODO

存储器
- RAM (SRAM 速度快/DRAM 电容存电需刷新)
- ROM (Mask ROM 掩码写死, PROM 默认全一, 可编程一次, EPROM 可反复擦除, EEPROM 更多可擦除次数, Flash 块级擦除 + 字节级编程)
- 容量扩展: 位扩展 (数据线), 字扩展 (地址线/片选 CS)
数模 / 模数转换
- DAC: 权电阻网络 / 倒 T 型电阻网络 (常见) / 分辨率 / 建立时间
- ADC:
  - 并行比较型: 速度最快
  - 逐次逼近型: 性价比高, 常用
  - 双积分型: 精度高, 速度慢, 抗干扰