週期表Periodic Table

2016-10-11 mengwen

網路上估狗到很多週期表的圖，這張是我覺得最清楚的 Continue reading →

箝位電路

2016-10-072017-06-26 mengwen

箝位電路（clamping circuit）：

箝位電路又稱為箝位器（clamper）。將輸入訊號往上（或往下）平移再輸出，輸出波形和振幅與輸入波形完全相同，只是改變了輸入訊號的零電位位置。這種電路可將輸入電壓加上所需要的直流位準，因此又稱為直流重置器（DC restorer）。

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PN二極體：

施予順向偏壓 ⇒ 二極體導通 ⇒ 視為短路（通路）

施予逆向偏壓 ⇒ 二極體截止 ⇒ 視為斷路

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正箝位：訊號波形定位在某一直流位準之上。

負箝位：訊號波形定位在某一直流位準之下。

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(1)箝位電路

$E_{in}=10V_{p-p}$

（此為負箝位）

正半波，正向偏壓 ⇒ 二極體導通 ⇒ 視為短路（通路）

C充電 ⇒ $V_{in}=V_C$

$V_{R_L}=0$

負半波，逆向偏壓 ⇒ 二極體截止 ⇒ 視為斷路

C放電 ⇒ $V_{R_L}=V_{in}+V_C=2V_{in}$

（此為正箝位）

(2)箝位電路+偏壓

$E_{in}=10V_{p-p}$ ， $E=3V$

+正偏壓

+負偏壓

+正偏壓

+負偏壓

剪截電路

2016-10-062017-06-26 mengwen

剪截電路（clipping circuit）：

剪截電路又稱為剪截器（clipper）、截波器，可以去除輸入波形的一部分，也可以限制振幅大小，因此又被稱為限制器（limiter）。

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PN二極體：

施予順向偏壓 ⇒ 二極體導通 ⇒ 視為短路（通路）

施予逆向偏壓 ⇒ 二極體截止 ⇒ 視為斷路

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串聯：二極體與輸出端 $V_{out}$ 串聯

並聯：二極體與輸出端 $V_{out}$ 並聯

正截波：截去某一直流位準“以上”的波形。【二極體+】=【輸出端+】

負截波：截去某一直流位準“以下”的波形。【二極體-】=【輸出端+】

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(1)串聯剪截電路

$E_{in}=10V_{p-p}$

正半波導通、負半波截止。（【二極體-】=【輸出端+】，此為負截波）

正半波，正向偏壓 ⇒ 二極體導通 ⇒ 視為短路（通路）

$E_{out}=E_{in}$

負半波，逆向偏壓 ⇒ 二極體截止 ⇒ 視為斷路

$E_{out}=0$

正半波截止、負半波導通（【二極體+】=【輸出端+】，此為正截波）

(2)串聯剪截電路+偏壓

$E_{in}=10V_{p-p}$ 、 $E=3V$

+正偏壓（【二極體-】=【輸出端+】，此為負截波）

+負偏壓（【二極體-】=【輸出端+】，此為負截波）

+正偏壓（【二極體+】=【輸出端+】，此為正截波）

+負偏壓（【二極體+】=【輸出端+】，此為正截波）

(3)並聯剪截電路

$E_{in}=10V_{p-p}$

正半波導通、負半波截止。

正半波，正向偏壓 ⇒ 二極體導通 ⇒ 視為短路（通路）

$E_{out}=0$

負半波，逆向偏壓 ⇒ 二極體截止 ⇒ 視為斷路

$R_L >> R$

$E_{out}=E_{in}$

正半波截止、負半波導通。

(4)並聯剪截電路+偏壓

+正偏壓（【二極體+】=【輸出端+】，此為正截波）

+負偏壓（【二極體+】=【輸出端+】，此為正截波）

+正偏壓（【二極體-】=【輸出端+】，此為負截波）

+負偏壓（【二極體-】=【輸出端+】，此為負截波）

常用常數

2016-09-022017-06-26 mengwen

物理常用常數

(1) Absolute zero 絕對零度 $T=0K=-273.16^0 C$

(2) Acceleration due to gravity 重力加速度 $g=9.8 m/s^2$

(3) Boltzmann constant 波茲曼常數 $k=\dfrac{R}{N_A}=1.38*10^{-23}J/K$

$=8.62*10^{-5}eV/K$

(4) Bohr radius 波耳半徑 $a_0=\dfrac{4 \pi \epsilon_0 \hbar^2}{m_e e^2}=5.29*10^{-11}m$

(5) Coulomb-Law constant 庫侖常數 $k=\dfrac{1}{4\pi \epsilon_0}=8.99*10^9 N*m^2/C^2$

(6) Density of Air 空氣密度 $D_{air}=1.293 kg/m^3$ （ $0^0C$ ,1 atm）

(7) Density of water 水密度 $D_{water}=1000 kg/m^3$ （ $0^0C-20^0C$ ）

(8) Electronvolt 電子伏特 $eV=1.602*10^{-19}J$

(9) Electron rest energy 電子靜止能量 $mc^2=0.511 MeV$

(10) Electron rest mass 電子靜止質量 $m_e=9.11*10^{-31} kg$

(11) Elementary charge 電子電荷 $e=1.602*10^{-19} C$

(12) Gravitational constant 重力常數 $G=6.673*10^{-11} N*m^2/kg^2$

(13) Permittivity constant 真空電容率（真空介電係數）

$\epsilon_0=\dfrac{1}{\mu_0 C^2}=8.854*10^{-12} F/m$

(14) Permeability constant 真空磁導率 $\mu_0=4\pi *10^{-7} H/m$

(15) Planck constant 普朗克常數 $h=6.626*10^{-34} J*s=4.14*10^{-15}eV*s$

$\hbar=\dfrac{h}{2\pi}=1.055*10^{-34} J*s$

(16) Proton rest mass 質子靜止質量 $m_p=1.6726*10^{-27} kg$

(17) Speed of light 光速 $c=3*10^8 m/s$

(18) Speed of sound 聲速（ $0^0 C$ ） $331.5 m/s$

(19) Speed of sound 聲速（ $20^0 C$ ） $343.4 ms$

(20) Universal gas constant 氣體常數 $R=8.31 J/mol \cdot K$

(21) Volume of ideal gas （1 atm and $0^0 C$ ）理想氣體體積 $22.4 liter/mol$

網路線製作

2016-08-242020-12-22 mengwen

所需材料、工具：

1、8蕊網路線（CAT-5e網路線）
2、RJ-45水晶接頭
3、網路線壓線鉗
4、剝線鉗
5、網路接線測試器 Continue reading →

基本邏輯閘

2016-08-242018-03-23 mengwen

單純的Logic IC，區分為TTL （transistor transistor logic）& CMOS（complementary metal oxide semiconductor）兩大類。

TTL以電晶體為主體構成的，而CMOS則是以MOSFET為組成元件。

基本邏輯閘腳位說明 :

基本的組合電路（閘電路），包括NOT、AND、NAND、OR、NOR、XOR、XNOR 閘。

	邏輯閘種類	記號	符號	IC編號
1	反閘	NOT $F=\overline{A}$		7404 7405 7406 ...
2	及閘	AND $F=A*B$		7408 7409 ...
3	反及閘	NAND $F=\overline{A*B}$		7400 7401 ...
4	或閘	OR $F=A+B$		7432 ...
5	反或閘	NOR $F=\overline{A+B}$		7402 7428 7433 ...
6	互斥或閘	XOR $Y=\overline{A}B+A\overline{B}$ $Y=A \oplus B$		7486 ...
7	互斥反或閘（反互斥或閘）	XNOR $Y=\overline{A \oplus B}$ $Y=A \bigodot B$		...

關於布林代數

布林代數（Boolean Algrbra）是專門用來推論二維邏輯關係的邏輯代數。

關於扇出（fan out）：

同類型的數位IC可以相互連接，但要注意扇出數。當一個數位IC的輸出端同時接到多個數位IC輸入端時，輸出端所能接的最大數目會有限制，這就是扇出數。當扇出數超額時，會造成前級無法推動後級，使得動作錯誤。標準型TTL的扇出能力為10，而CMOS的扇出能力大於50。

假設74系列的 $I_{OH}=400\mu A$ ， $I_{IH}=40\mu A$ ，則扇出數為 $N_H=\dfrac{I_{OH}}{I_{IH}}=\dfrac{400\mu A}{40\mu A}=10$

假設74系列的 $I_{OL}=8 mA$ ， $I_{IL}=1.6 mA$ ，則扇出數為 $N_L=\dfrac{I_{OL}}{I_{IL}}=\dfrac{8 mA}{1.6 mA}=5$

$min(N_H,N_L)=min(10,5)=5=$ 實際扇出值

【注意事項】

1、一般數位電路為了繪圖方便都不會畫出電源接線，但IC需要電源才會驅動，因此接線時務必接上電源。7400是14p的IC，內有4顆NAND，第14腳接 $+V_{CC}$ 和第7腳接GND。

2、IC電路接妥後，才能開啟電源。電源在開啟狀態時，千萬不能將IC拔除，否則IC會毀損。關掉電源後，IC輸入端不能加任何電壓，否則IC會毀損。
3、實驗過程中，接至 $+V_{CC}$ 表示“1”，接地表示“0”。
4、對於TTL來說，當輸入端不跟其他電路連接時，此輸入端為開路狀態，可視為邏輯1。空接的輸入端會因雜訊干擾使得邏輯輸出錯誤，因此可將未用接腳接到使用接腳，避免空接狀態出現。。
5、對於CMOS來說，不用的輸入端不能空接，因此要接到 $V_{DD}$ 或是 $V_{SS}$ 。
6、TTL邏輯閘需要5V電壓，CMOS則需要3～15V電壓，實驗室的電源供應器可提供0-30V可調電壓電源，和固定5V輸出，避免實驗過程中動到調整電壓的旋扭，建議電源接到固定5V輸出。

邏輯閘接線簡易說明:

接線：


A=1 B=1	A=1 B=0	A=0 B=0

串級放大器

2016-08-242017-06-26 mengwen

CE放大電路又稱為單級放大電路，但是，當我們想要將訊號放大數千倍時，單級放大電路已經無法勝任，這時我們使用數個單級的放大電路串連，稱之為串級放大電路。 Continue reading →

半導體

2016-08-222017-06-26 mengwen

原子：

原子核：

質子：帶正電（PS：質子帶的電量與電子帶的電量相同！）

中子：不帶電

電子：帶負電

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場校電晶體FET

2016-08-222017-06-26 mengwen

場校電晶體FET

閘極控制電壓（VGS）要接逆向偏壓

特性曲線的量測：

CE放大器

2016-08-182017-06-26 mengwen

三種電晶體放大器比較：

	共射極放大器（CE）	共集極放大器（CC）	共基極放大器（CB）
輸入端	基極（B）	基極（B）	射極（E）
輸出端	集極（C）	射極（E）	集極（C）
共用端	射極（E）	集極（C）	基極（B）
輸入電阻	中	高	低
輸出電阻	中	低	高
電壓增益	高	略小於1	高
電流增益	高	高	略小於1
功率增益	最大	大	大
輸入輸出訊號相位	反相（ $180^0$ ）	同相（ $0^0$ ）	同相（ $0^0$ ）

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共射極（CE）放大器：

訊號放大：

輸入訊號：CH2
輸出訊號：CH1

輸入輸出訊號相位差 $180^0$

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何謂不失真：

當輸入訊號為正弦波，可以在輸出訊號端看到放大的訊號，但是經過電容充電，會使輸出的訊號最後形成方波，若是降低輸入訊號振幅，可以是輸出訊號波形再恢復到正弦波，訊號不失真即是指輸出訊號仍然維持正弦波的形狀。圖為失真狀態。

ElectronicsLab

電子學實驗室

Author: mengwen

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