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电子技术基础(第三版)
书号:9787113282530 套系名称:“十四五”高等职业教育机电类专业新形态一体化系列教材
作者:张钢 李晓洁 出版日期:2021-09-01
定价:49.80 页码 / 开本:无 /16
策划编辑:何红艳 责任编辑:何红艳 包宁
适用专业:电子类 适用层次:高职高专
最新印刷时间:2022-04-06
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图书特色
本书内容包括半导体器件基础、交流放大电路、模拟集成电路、信号发生电路、直流稳压 电源、数字逻辑基础、组合逻辑电路、触发器与时序逻辑电路、脉冲波形的产生与变换、数 模与模数转换器、典型例题解析等。 本书在编写上以培养学生的实际能力为主线, 内容上注重实用性和针对性, 降低理论分析 的难度和深度, 理论知识以“必需” 和“够用” 为尺度, 理论和实践结合密切, 内容深入浅 出, 语言通俗易懂, 可读性、实用性强。 本书适合作为高等职业院校、独立学院、成人高校的机电类、计算机类、自控类、电气 类、电子类和能源类等专业电子技术基础课程的教材, 也适合相关人员作为培训教材和工作参 考书。 ?
《电子技术基础》( 第三版) 是在前两版的使用基础上, 根据电子信息技术的发 展状况, 并广泛吸纳多所院校广大师生的意见, 总结提高、修改增删而成的。力求有 较宽的覆盖面以容纳较大的信息量, 力求合理的理论深度, 并淡化原理的分析, 强化 实际案例介绍, 对教材做进一步优化。 《电子技术基础》( 第三版) 除继续保持前两版的特点外, 在修订时, 本着“ 必 需” 和“够用” 的原则, 制定了“ 保证基础, 精选内容, 浅显易懂、突出应用, 体 现先进, 优化体系, 联系实际, 利于教学, 引导创新” 的修订方针。考虑到当前教学 改革的进展, 很多专业课时有压缩, 新版教材也将适当精简部分内容。本书从教材题 裁上看, 继承传统, 适时升级, 图文并茂, 汲取中西。在内容上, 精选了传统电子技 术中经典及有应用价值的内容, 引入了现代新型器件、新技术及新的分析设计方法, 以集成电路为主线, 介绍各种常用的模拟放大组件、组合和时序逻辑电路的功能和使 用方法, 学习一些实用电子电路的知识。修订中增加了各种典型项目的设计和应用实 例, 使理论与实践应用相结合, 利于拓宽读者的应用思路, 培养创新思维。考虑到课 后作业及复习巩固的需要, “解题拓展” 部分使读者开阔解题的思路和方法, 亦有益 于考查。本书原则上侧重理论学习, 实践技能内容通常由学校配合教材另做安排, 这 一模式依然比较适合当前的国情。书中增加了介绍电子仿真软件Multisim 的使用, 给 出了典型电路实例。我们借鉴了一些优秀教材图文并茂、容易看懂的优点。当然, 我 们也考虑到近年招生生源的变化特点, 修订后更加浅入深出, 适合自学, 不刻意追求 偏涩难的内容叙述。本书改版主要工作如下: ①考虑到当前教学改革的进展, 调整、修改了第1 ~11 章的少量内容, 语言方面 充分利用图、表等形象化的语言, 使问题的叙述更为简练、直观、清晰。 ②增加了电子仿真软件Multisim 的使用介绍, 给出了重要实例, 配合素材库, 建 立了丰富的仿真电路实例题库, 可供下载研习。实践说明掌握它们对学好本课程相当 重要。 ③删除了第11 章的内容, 各章新增了解题拓展一节, 可开阔读者解题的思路和 方法。 ④调整并加强了部分习题内容; 引入工程实例, 题型丰富。 本书由张钢、李晓洁任主编, 李昭静、郭雷岗任副主编, 张岱威参与编写。张钢 修订了第2、3、6、8 章, 李晓洁修订了第4、10 章, 李昭静修订了第1、9 章, 郭雷岗 修订了第7 章, 张岱威修订了第5 章。 本书的部分内容可作为选讲内容, 教师可视专业的学时多少适当取舍。参考学时 50 ~75 学时。 本书由毛晓波教授主审, 他对书稿进行了认真详尽的审阅, 提出了许多宝贵意 见, 在此深表谢意。 本书内容将制作成用于多媒体教学的PPT 课件并提供给选用本书作为教材的院校 使用。本版我们精心制作和编辑了一个教学视频库, 一个仿真电路实例题库, 提供下 载。如有需要可登录http: / / www. tdpress. com/51eds/ 获取。 由于编者水平有限, 书中疏漏和不妥之处在所难免, 恳请使用本书的读者不吝批 评指正, 以便本书不断完善与改进。 编?者 2021 年4 月 ?
第1 章 半导体器件基础………………… 1 ? 1. 1? 半导体基本知识 ………………… 1 ? ? 1. 1. 1? 本征半导体 …………………… 1 ? ? 1. 1. 2? 杂质半导体 …………………… 2 ? ? 1. 1. 3? PN 结及其特性 ………………… 4 ? ? 1. 1. 4? 几个电路基本定律……………… 5 ? 1. 2? 半导体二极管 …………………… 6 ? ? 1. 2. 1? 二极管的结构和类型 …………… 6 ? ? 1. 2. 2? 二极管的伏安特性……………… 7 ? ? 1. 2. 3? 二极管的参数和应用 …………… 8 ? ? 1. 2. 4? 二极管的简易测量 …………… 10 ? 1. 3? 特殊二极管 ……………………… 10 ? ? 1. 3. 1? 稳压二极管 …………………… 10 ? ? 1. 3. 2? 发光二极管 …………………… 11 ? ? 1. 3. 3? 光电二极管 …………………… 12 ? 1. 4? 半导体三极管 …………………… 14 ? ? 1. 4. 1? 三极管的结构和符号 ………… 14 ??1. 4. 2?三极管的电流分配与放大作用 …………………… 14 ? ? 1. 4. 3? 三极管的特性曲线 …………… 16 ? ? 1. 4. 4? 三极管的主要参数 …………… 17 ? 解题拓展 ……………………………… 19 ? 习题 …………………………………… 21 第2 章 交流放大电路 ………………… 25 ?2. 1?放大电路的组成和基本工作原理 ……………………………… 25 ? ? 2. 1. 1? 共发射极基本放大电路 ……… 25 ??2. 1. 2?放大的本质与电路中符号表示…………………………… 27 ? 2. 2? 放大电路的静态分析 …………… 28 ? ? 2. 2. 1? 用估算法计算静态工作点……… 28 ? ? 2. 2. 2? 图解法求静态工作点 ………… 29 ? 2. 3? 放大电路的动态分析 …………… 29 ? ? 2. 3. 1? 放大电路的图解分析法 ……… 30 ??2. 3. 2?影响放大电路工作的主要因素…………………………… 33 2. 3. 3?放大电路的微变等效电路分析法………………………… 34 ??2. 3. 4?基本放大电路应用实例———简单水位检测与报警电路……… 37 ? 2. 4? 放大电路的稳定偏置电路 ……… 38 ? ? 2. 4. 1? 稳定的基本原理 ……………… 38 ? ? 2. 4. 2? 电路分析计算 ………………… 39 ? 2. 5? 射极输出器 ……………………… 41 ??2. 5. 1?共集电极放大电路的静态分析…………………………… 41 ??2. 5. 2?共集电极放大电路的动态分析…………………………… 41 ? 2. 6? 多级放大电路 …………………… 43 ? ? 2. 6. 1? 多级放大电路的组成特点……… 43 ??2. 6. 2?多级放大电路的技术指标计算…………………………… 44 ? ? 2. 6. 3? 放大电路的频率特性简介……… 47 ? 2. 7? 负反馈放大电路 ………………… 48 ? ? 2. 7. 1? 负反馈的基本概念 …………… 48 ? ? 2. 7. 2? 负反馈的分类 ………………… 49 ? ? 2. 7. 3? 负反馈放大器典型电路 ……… 52 ? ? 2. 7. 4? 负反馈对放大器性能的影响…… 53 ??2. 7. 5?应用实例———万用表电路中的反馈…………………………… 56 ? 2. 8? 差分放大电路 …………………… 57 ??2. 8. 1?直接耦合放大电路及其零点漂移问题 ……………………… 57 ? ? 2. 8. 2? 典型差分放大电路 …………… 58 ? ? 2. 8. 3? 恒流源差分放大电路 ………… 60 ? ? 2. 8. 4? 差分放大电路输入输出方式…… 61 ? 2. 9? 场效应管及其放大电路 ………… 63 ? ? 2. 9. 1? 绝缘栅型场效应管 …………… 64 ? ? 2. 9. 2? 场效应管放大电路 …………… 65 ? 解题拓展 ……………………………… 67 ? 习题 …………………………………… 71 第3 章 模拟集成电路 ………………… 77 ? 3. 1? 集成电路基本知识 ……………… 77 3. 2?集成运算放大器的结构和指标 …………………………… 79 ? ? 3. 2. 1? 集成运放的结构特点 ………… 79 ? ? 3. 2. 2? 集成运放的主要性能指标……… 81 ? ? 3. 2. 3? 理想集成运放的概念与特点…… 81 ?3. 3?集成运放在信号运算方面的应用 …………………………… 84 ? ? 3. 3. 1? 比例运算电路 ………………… 84 ? ? 3. 3. 2? 加法与减法运算电路 ………… 86 ? ? 3. 3. 3? 积分与微分运算电路 ………… 87 ? ? 3. 3. 4? 集成运放应用实例 …………… 90 ? 3. 4? 集成运放的非线性应用 ………… 91 ? ? 3. 4. 1? 单限比较器 …………………… 91 ? ? 3. 4. 2? 滞回比较器 …………………… 94 ? 3. 5? 集成运放的其他应用 …………… 95 ? ? 3. 5. 1? 有源滤波器 …………………… 95 ? ? 3. 5. 2? 电源变换电路 ………………… 97 ??3. 5. 3?集成运算放大器使用时的注意事项 ……………………… 97 ? 3. 6? 集成功率放大电路 ……………… 99 ? ? 3. 6. 1? 功率放大电路的特点和分类…… 99 ??3. 6. 2?互补对称式功率放大电路(OCL) ………………… 100 ??3. 6. 3?单电源互补对称功率放大电路(OTL) ………………… 102 ? ? 3. 6. 4? 集成功率放大器……………… 105 ? 解题拓展 ……………………………… 106 ? 习题 …………………………………… 107 第4 章 信号发生电路………………… 114 ? 4. 1? 正弦波振荡器的工作原理……… 114 ??4. 1. 1?自激振荡器产生振荡的基本原理 ………………………… 114 ??4. 1. 2?自激振荡的平衡条件和起振条件 ………………………… 115 ??4. 1. 3?振荡电路的组成、分析与分类 ………………………… 116 ? 4. 2? RC 正弦波振荡器 ……………… 116 ? ? 4. 2. 1? RC 串并联选频网络 ………… 117 ? ? 4. 2. 2? RC 桥式振荡器 ……………… 118 ? 4. 3? LC 正弦波振荡器 ……………… 119 ??4. 3. 1?LC 并联谐振回路的基本特性 ………………………… 119 ? 4. 3. 2? 变压器反馈式 LC 振荡电路…… 120 ? 4. 4? 石英晶体振荡电路……………… 122 ? 4. 5? 非正弦波信号发生器…………… 123 ?4. 6?集成函数信号发生器MAX038 ………………………… 125 ? 解题拓展 ……………………………… 127 ? 习题 …………………………………… 128 第5 章 直流稳压电源………………… 132 ? 5. 1? 单相整流电路…………………… 133 ? ? 5. 1. 1? 单相半波整流电路 …………… 133 ? ? 5. 1. 2? 单相桥式整流电路 …………… 134 ? 5. 2? 滤波电路………………………… 136 ? ? 5. 2. 1? 电容滤波电路………………… 137 ? ? 5. 2. 2? 复式滤波电路………………… 138 ? 5. 3? 集成稳压器……………………… 139 ? ? 5. 3. 1? 硅稳压管稳压电路 …………… 139 ??5. 3. 2?78 × × 和79 × × 系列的三端集成稳压器 ………………… 141 ? ? 5. 3. 3? 三端式可调集成稳压器 ……… 142 ? ? 5. 3. 4? 直流稳压电源应用举例 ……… 144 ? 5. 4? 开关型稳压电源简介…………… 144 ? 解题拓展 ……………………………… 147 ? 习题 …………………………………… 148 第6 章 数字逻辑基础………………… 151 ? 6. 1? 数制和码制……………………… 152 ? ? 6. 1. 1? 数制 ………………………… 152 ? ? 6. 1. 2? 数制的转换 ………………… 154 ? ? 6. 1. 3? 码制 ………………………… 156 ? 6. 2? 逻辑代数基础…………………… 157 ? ? 6. 2. 1? 逻辑变量与逻辑函数 ………… 157 ? ? 6. 2. 2? 逻辑关系和运算……………… 158 ??6. 2. 3?逻辑函数的表示方法及其相互转换 …………………… 162 ? ? 6. 2. 4? 逻辑代数的基本定律和规则 … 165 ? 6. 3? 逻辑函数的化简………………… 166 ? ? 6. 3. 1? 逻辑函数的代数化简法 ……… 166 ? ? 6. 3. 2? 逻辑函数的卡诺图化简法 …… 167 ? 6. 4? 基本逻辑门电路………………… 171 ? ? 6. 4. 1? 二极管和三极管的开关特性 … 171 6. 4. 2? 二极管与门 ………………… 172 ? ? 6. 4. 3? 三极管非门(反相器) ………… 173 ? 6. 5? TTL 集成逻辑门电路…………… 173 ? ? 6. 5. 1? TTL 与非门电路 ……………… 174 ? ? 6. 5. 2? TTL 三态门电路 ……………… 175 ??6. 5. 3?逻辑门的外部特性及主要参数 …………………… 175 ??6. 5. 4?TTL 逻辑门使用中的注意事项 …………………… 177 ? 6. 6? CMOS 集成逻辑门电路 ………… 178 ? ? 6. 6. 1? CMOS 反相器(非门) ………… 178 ??6. 6. 2?CMOS 逻辑门使用中应注意的问题………………… 180 ? ? 6. 6. 3? 数字集成电路系列介绍 ……… 180 ? 解题拓展 ……………………………… 181 ? 习题 …………………………………… 182 第7 章 组合逻辑电路………………… 187 ? 7. 1? 组合逻辑电路的分析…………… 187 ??7. 1. 1?组合逻辑电路的一般分析步骤 …………………… 188 ? ? 7. 1. 2? 组合逻辑电路的分析举例 …… 188 ? 7. 2? 组合逻辑电路的设计…………… 189 ??7. 2. 1?组合逻辑电路的一般设计方法 …………………… 189 ? ? 7. 2. 2? 组合逻辑电路的设计举例 …… 190 ? 7. 3? 编码器…………………………… 192 ? ? 7. 3. 1? 二 十进制编码器 …………… 192 ? ? 7. 3. 2? 优先编码器 ………………… 193 ? 7. 4? 译码器…………………………… 194 ? ? 7. 4. 1? 二进制译码器………………… 194 ? ? 7. 4. 2? 二进制译码器的应用 ………… 196 ? ? 7. 4. 3? 二 十进制译码器 …………… 198 ? ? 7. 4. 4? 显示译码器 ………………… 199 ? 7. 5? 加法器…………………………… 202 ? ? 7. 5. 1? 半加器(HalfAdder) ………… 202 ? ? 7. 5. 2? 全加器(FullAdder)…………… 203 ? ? 7. 5. 3? 超前进位集成加法器 ………… 204 ? ? 7. 5. 4? 加法器的应用………………… 204 ? 7. 6? 数值比较器和数据选择器……… 205 ? ? 7. 6. 1? 数值比较器 ………………… 205 ? ? 7. 6. 2? 数据选择器 ………………… 207 7. 7?中规模组合逻辑电路综合应用举例………………………… 209 ? 解题拓展 ……………………………… 211 ? 习题 …………………………………… 213 第8 章 触发器与时序逻辑电路 …… 217 ? 8. 1? 基本 RS 触发器 ………………… 218 ??8. 1. 1?由与非门组成的基本RS 触发器 …………………… 218 ??8. 1. 2?基本RS 触发器逻辑功能的其他表示方法………………… 219 ? 8. 2? 同步触发器……………………… 220 ? ? 8. 2. 1? 同步 RS 触发器 ……………… 220 ??8. 2. 2?同步RS 触发器逻辑功能的其他表示方法………………… 221 ? 8. 3? 常用钟控触发器………………… 222 ? ? 8. 3. 1? 维持阻塞边沿 D 触发器 ……… 223 ? ? 8. 3. 2? 边沿 JK 触发器 ……………… 224 ? ? 8. 3. 3? 触发器应用举例……………… 226 ? ? 8. 3. 4? 集成触发器简介……………… 227 ? 8. 4? 时序逻辑电路的基本概念……… 228 ? ? 8. 4. 1? 时序逻辑电路的结构与特点 … 228 ? ? 8. 4. 2? 时序逻辑电路的分类 ………… 229 ??8. 4. 3?时序逻辑电路功能的描述方法 …………………… 229 ? 8. 5? 时序逻辑电路的分析方法……… 230 ? 8. 6? 异步计数器……………………… 233 ? ? 8. 6. 1? 二进制异步加法计数器 ……… 233 ? ? 8. 6. 2? 集成异步加法计数器74290 … 235 ? 8. 7? 同步计数器……………………… 237 ? ? 8. 7. 1? 同步十进制计数器 …………… 237 ? ? 8. 7. 2? 集成同步二进制计数器举例 … 240 ? 8. 8? 任意进制计数器………………… 241 ??8. 8. 1?用异步清零端构成N 进制计数器 ……………………… 241 ??8. 8. 2?用同步置数控制端构成N 进制计数器 ……………………… 243 ??8. 8. 3?多片集成计数器级联实现大容量 N 进制计数器………… 243 ? 8. 9? 寄存器…………………………… 246 ? ? 8. 9. 1? 数码寄存器 ………………… 246 ? ? 8. 9. 2? 移位寄存器 ………………… 247 8. 10? 时序逻辑电路综合举例 ……… 250 ? ? 8. 10. 1? 数字钟 ……………………… 250 ? ? 8. 10. 2? 电冰箱制冷温控原理电路…… 251 ? ? 8. 10. 3? 光电计数系统 ……………… 252 ? 解题拓展 ……………………………… 253 ? 习题 …………………………………… 256 第9 章 脉冲波形的产生与变换 …… 262 ? 9. 1? 集成555 定时器………………… 263 ? ? 9. 1. 1? 555 定时器电路结构 ………… 263 ? ? 9. 1. 2? 555 定时器工作原理 ………… 264 ? 9. 2? 单稳态触发器…………………… 265 ??9. 2. 1?用555 定时器构成单稳态触发器 ……………………… 265 ? ? 9. 2. 2? 单稳态触发器的应用 ………… 266 ? 9. 3? 施密特触发器…………………… 267 ??9. 3. 1?用555 定时器构成施密特触发器 ……………………… 267 ? ? 9. 3. 2? 施密特触发器的应用 ………… 268 ? 9. 4? 多谐振荡器……………………… 269 ??9. 4. 1?由555 定时器构成的多谐振荡器 ……………………… 270 ? ? 9. 4. 2? 多谐振荡器的应用 …………… 270 ? 解题拓展 ……………………………… 271 ? 习题 …………………………………… 272 第10 章 数 模与模 数转换器………… 274 ? 10. 1? 概述 …………………………… 274 ? 10. 2? D/ A 转换器 …………………… 275 ? ? 10. 2. 1? D/ A 转换器的原理 ………… 275 ??10. 2. 2?倒T 形电阻网络D/ A转换器 ……………………… 276 ??10. 2. 3?D/ A 转换器的主要技术指标 …………………… 277 ? ? 10. 2. 4? 集成 D/ A 转换器 …………… 279 ? 10. 3? A/ D 转换器 …………………… 280 ??10. 3. 1?A/ D 转换的一般步骤和采样定理 ………………… 280 ? ? 10. 3. 2? 逐次逼近型 A/ D 转换器 …… 282 ??10. 3. 3?A/ D 转换器的主要技术指标 …………………… 282 ??10. 3. 4?集成A/ D 转换器及其应用 …………………… 283 ? 解题拓展 ……………………………… 284 ? 习题 …………………………………… 285 附录 ………………………………… 287 ?附录A?半导体集成电路型号命名方法 …………………… 287 附录 B? 半导体器件型号命名方法 … 289 参考文献 ………………………………… 290 ?
张钢,郑州电力高等专科学校,教授;李晓洁,郑州电力高等专科学校?
本书适合作为高等职业院校、独立学院、成人高校的机电类、计算机类、自控类、电气 类、电子类和能源类等专业电子技术基础课程的教材, 也适合相关人员作为培训教材和工作参 考书。?