模拟电路 #
半导体 #
导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。
-
本征半导体
一定温度下，自由电子与空穴对应的浓度一定。
-
载流子
运载电荷的粒子称为载流子。
外加电场时，带负电的自由电子和带正电的空穴均参与导电，且运动方向相反。
由于载流子数量很少，故导电性很差。
-
-
N 型半导体
N 型半导体主要靠多数载流子导电。掺入杂质越多，载流子浓度越高，导电性越强。
-
P 型半导体
P 型半导体主要靠空穴导电，掺入杂质越多，空穴浓度越高，导电性越强。
PN 结与二极管 #
-
PN 结的形成
物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。
扩散运动使靠近接触面P区的空穴浓度降低、靠近接触面 N区的自由电子浓度降低，产生内电场。
因电场作用所产生的运动称为漂移运动。
随着浓度差及电场的变化，参与扩散运动和漂移运动的载流子的数目相同，达到了动态平衡，形成 PN 结。
中间的空间电荷区被称为耗尽层。
-
PN 结的单向导电性
-
正向导通
当 PN 结加正向电压时，内电场被外电场部分抵消，耗尽层变窄，扩散运动加剧，形成扩散电流，PN 结导通。
-
反向截止
当 PN 结加反向电压时，内电场被外电场加强，耗尽层变宽。阻止扩散运动，利于漂流运动。由于漂流电流很小，可以近似认为截止。
-
-
二极管的伏安特性曲线
将 PN 结封装，引出两个电极，就构成了二极管。
二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性。
将伏安特性曲线进行折线化处理后，得到如下近似曲线。
-
二极管的开关特性
其中，二极管导通时的压降约为 0.7V 左右。
-
二极管的电容效应
当外加电压变化，空间电荷区宽度变化时，电荷有一个积累和释放的过程，与电容的充放电相同。
$$ i = C\frac{dv}{dt} $$因而二极管的导通截止有一个恢复时间。
即当输入电压的频率非常高，电压的相位变化非常快时，二极管将失去其单向导电作用。
三极管 #
将两个 PN 结结合起来，就形成了三极管。根据不同结构，三极管可分为，NPN 和 PNP 两种类型。
-
三极管的输出特性及三个工作区
Ic 随着 Uce 变化，而 Ib 为其的一个变化率因子。
可以看到，当工作在放大的区时，输出回路的电流 Ic 几乎完全取决于输入回路的电流 Ib。
-
三极管的电流分配和放大作用
众所周知，能量是守恒的。功率 P = U * I 。
而我们此处要讨论的放大，则指既能把电压放大，又能把电流放大。即输出的功率，比输入源的功率，要大得多。
但，这并没有破坏能量守恒，因为有工作电压的输入。这种放大的本质，实际上是一种信号量的转换。
-
三极管的开关特性
三极管是数字电路中最基本的开关元件，通常不是工作在饱和区就是工作在截止区，放大区只是出现在由饱和变为截止或截止变为饱和的过渡过程中。
利用三极管的开关特性，我们得到了一个理想的开关电路。在这个开关电路中，其输出电路可以较完美地由输入电路所控制，同时由于其放大特性，其控制信号量（输入电路）可以非常的小，而又能保证信息的传递。
数字电路 #
门电路 #
门电路就是实现一些基本逻辑关系的电路。
-
与门
如果 A 和 B 中有任何一方的电压为 0，则 Z 的电压被拉至为 0 + 0.7（二极管的导通电压 ）= 0.7 V。即低电平。
只有 A 和 B 电压均为 3V 时，Z 的电压为 3.7V。即高电平。
与门真值表
A B Z 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 -
或门
A 和 B 中只有要一方的电压为 3V，则 Z 的电压为 3 - 0.7 = 2.3V。即高电平。
A 和 B 的电压均为 0V，则 Z 的电压为 0 - 0.7 = -0.7 V。即低电平。
或门真值表
A B Z 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 -
非门
A 点为低电平时，三级管 T 工作在截止区，Z 点电压为 2.5 + 0.7 = 3.2V。即高电平。
A 点为高电平时，三极管 T 工作在饱和（导通）区，Z 点电压为 0 + 0.3（三极管的导通电压） = 0.3 V。即低电平。
非门真值表
A Z 0 1 1 0 -
与非门 / 或非门 / 异或门
与非门真值表
A B Z 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 -
三态门
三态输出与非门（又称三态电路、三态门）与一般的与非门不同，它的输出端除了可以出现高电平、低电平，还可以出现第三种状态——高阻状态。
三态门的一个重要用途是总线传输。图 2.2.33 中的 AB 线即为总线。假设我们通过三个 C 线轮流地启用这三个三态门，同时通过各自的两根 V 线输入数据，那么这三组数据就会被轮流地送到总线上。这种通过总线传输数据的方法，在现代电子计算机中用得极为广泛。
编码器 #
编码器就是实现编码操作的电路。
-
二进制编码器
二进制编码表
Y C B A Y0 0 0 0 Y1 0 0 1 Y2 0 1 0 Y3 0 1 1 Y4 1 0 0 Y5 1 0 1 Y6 1 1 0 Y7 1 1 1 -
二-十进制编码器
将十进制的 0~9 编码为二进制的编码器称为二-十进制编码器。
-
优先编码器
前面讲到的编码器，输入信号都是互斥的，即一次只能输入一个信号。而在优先编码器中，则允许几个信号同时输入，但只对优先级高的信号进行编码，不理睬优先级低的信号。
-
ASCII 编码
译码器 #
将代码特定含义翻译出来的操作称为译码，实现译码操作的电路称为译码器。
比较器 #
对两个数进行比较的电路称为比较器。
-
同比较器
比较两个数是否相等的电路叫做同比较器。
一位比较器其实就是一个异或非门。
一位比较器逻辑表
a b g 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 如果咱们要比较两个四位二进制数，则需要一个四位比较器。
加法器 #
在计算机中，四则运算——加、减、乘、除都是分解成加法运算进行的。因此加法器边成了计算机中最基本的单元。
-
半加器
两个一位二进制数相加，叫做半加。实现半加操作的电路，称为半加器。
半加器真值表
a(加数) b(加数) g(高位) s(低位) 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 -
全加器
在两个数相加时，如果某一位相加值达到10以上，则会发生进位，因而要实现完整的加法，则必须要能够接受来自低位的进位。实现这种全加运算的电路叫做加法器。
全加器真值表 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1
a(加数) b(加数) c(进位) g(高位) s(低位) 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 
-
逐位进位加法器
在有了带进位的一位全加器后，我们就可以组合实现多位二进制数相加了。
实现多位数相加的电路有很多，并行相加逐位进位加法器就是其中一种。
多路选择器 #
多路选择器用于从若干路输入数据中，选择一路作为输出。其实就是一种寻址。
当 G = 1 时，选择器不工作。输出 Y 始终为 0。
当 G = 0 时，选择器工作。
选择器逻辑表
| B | A | Y |
|---|---|---|
| 0 | 0 | D0 |
| 0 | 1 | D1 |
| 1 | 0 | D2 |
| 1 | 1 | D3 |
只读存储器 (ROM) #
只读存储器在存入数据后，不能用简单当方法更改。其存储内容不是不能改写，只是改写的过程比较麻烦，因此在工作时仅进行读操作。
-
固定只读存储器
固定 ROM 主要由地址译码器、存储矩阵、输出电路，三部分组成。
上图ROM中的存储信息
A1 A0 D3 D2 D1 D0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 -
可编程只读存储器 (PROM)
用户可以根据需要，对存储单元中的值进行改写。但只能改写一次。
例如通过双极型三极管和熔断丝组成的 PROM 单元，出厂时产品的熔断丝都是通的，即存储单元全是 1，使用时，如欲将某些单元改写为 0，则只需给这些单元通以足够大的电流，将其熔断，则该单元值为 0。熔断丝断后无法恢复，因此改写为 0 的单元不可再改为 1。
-
可改写只读存储器 (EPROM)
采用一种含有浮置栅雪崩注入的 MOS 管 (FAMOS) ，通过这种叫雪崩注入的方式，将电荷注入到浮置栅上，电荷能够在栅极上永久保存，FAMOS 管处于导通状态。使用紫外线或 X 射线照射 FAMOS 管时，可中和掉栅极上的电荷，FAMOS 管恢复截止状态。