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第1章 半导体器件 3

1.1 半导体的基本知识 3

1.1.1 本征半导体 3

1.1.2 杂质半导体 4

1.1.3 PN结的形成和特性 5

1.2 半导体二极管 9

1.2.1 半导体二极管的结构 9

1.2.2 半导体二极管的伏安特性 9

1.2.3 半导体二极管的主要参数 10

1.2.4 半导体二极管的应用 12

1.2.5 特殊二极管 12

1.3 双极型半导体三极管 15

1.3.1 三极管的结构 16

1.3.2 三极管的电流分配与放大作用 17

1.3.3 共射极电路的特性曲线 20

1.3.4 三极管的主要参数 22

1.4 场效应管 24

1.4.1 结型场效应管 25

1.4.2 绝缘场效应管 28

1.4.3 场效应管的主要参数 32

1.4.4 场效应管的特点及应用 33

本章小结 34

习题 34

第2章 数字逻辑基础 37

2.1 数字电路概述 37

2.1.1 数字信号和数字电路 37

2.1.2 数字电路的分类和特点 37

2.1.3 数字电路的研究方法 38

2.2 数的进制和二进制代码 38

2.2.1 常用的数制 38

2.2.2 不同进制数之间的相互转换 41

2.2.3 二进制代码 43

2.3 逻辑代数及其基本运算 46

2.3.1 逻辑代数的逻辑变量和正、负逻辑 46

2.3.2 逻辑代数的3种基本运算 46

2.4 逻辑代数的定律和规则 48

2.4.1 逻辑代数的基本公式 49

2.4.2 逻辑代数的三大规则 50

2.4.3 若干常用公式 51

2.5 常用的复合逻辑运算 52

2.6 逻辑问题的几种表示方法 54

2.6.1 逻辑表达式和逻辑真值表 54

2.6.2 逻辑图 56

2.6.3 波形图和卡诺图 56

2.7 逻辑函数的代数化简法 57

2.7.1 逻辑函数化简的意义和最简的概念 57

2.7.2 代数化简逻辑函数的常用方法 58

2.7.3 逻辑函数表达式不同形式的转换 60

2.8 逻辑函数的卡诺图化简法 62

2.8.1 逻辑函数的最小项及其最小项表达式 63

2.8.2 逻辑函数的最大项及其最大项表达式 64

2.8.3 逻辑函数的卡诺图表示方法 65

2.8.4 卡诺图化简逻辑函数的方法 67

2.8.5 逻辑函数式的无关项 71

2.8.6 具有无关项逻辑函数的化简 72

本章小结 73

习题 73

第3章 逻辑门电路 75

3.1 逻辑门电路概述 75

3.1.1 逻辑门电路的特点及其类型 75

3.1.2 半导体器件的开关特性 75

3.2 基本逻辑门电路 79

3.2.1 二极管与门和或门电路 80

3.2.2 三极管非门电路 81

3.3 TTL集成逻辑门电路 82

3.3.1 TTL与非门的工作原理 82

3.3.2 TTL与非门的电气特性与参数 85

3.3.3 改进的TTL与非门 91

3.3.4 集电极开路与非门和三态与非门 93

3.3.5 TTL数字集成电路的系列和特点 98

3.3.6 TTL集成门电路的使用注意事项 100

3.4 其他类型的双极型数字集成电路简介 102

3.4.1 射极耦合逻辑电路（ECL） 102

3.4.2 集成注入逻辑电路（I2L） 104

3.5 MOS集成逻辑门电路 106

3.5.1 CMOS非门 106

3.5.2 CMOS传输门和双向模拟开关 109

3.5.3 CMOS与非门和或非门 110

3.5.4 CMOS漏极开路门和三态门 111

3.5.5 CMOS数字集成逻辑电路的系列 112

3.5.6 CMOS逻辑电路的特点 113

3.5.7 CMOS逻辑门电路的使用注意事项 114

3.6 集成逻辑门接口技术 116

3.6.1 用TTL电路驱动CMOS电路 116

3.6.2 用CMOS电路驱动TTL电路 117

3.6.3 TTL（CMOS）电路驱动大电流负载 118

本章小结 119

习题 119

第4章 组合逻辑电路 122

4.1 组合逻辑电路概述 122

4.1.1 组合逻辑电路的特点 122

4.1.2 组合逻辑电路的逻辑功能描述 122

4.1.3 组合逻辑电路的类型和研究方法 123

4.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法 123

4.2.1 组合逻辑电路的分析方法 123

4.2.2 组合逻辑电路的设计方法 124

4.3 组合电路的竞争冒险现象 127

4.3.1 竞争冒险的产生原因 128

4.3.2 竞争冒险的判断和识别 128

4.3.3 竞争冒险的消除 129

4.4 加法器和数值比较器 130

4.4.1 加法器 130

4.4.2 数值比较器 135

4.5 数据选择器和数据分配器 138

4.5.1 数据选择器 138

4.5.2 数据分配器 141

4.6 编码器和译码器 142

4.6.1 编码器 142

4.6.2 译码器 149

4.6.3 集成中规模译码器的应用 156

本章小结 159

习题 159

第5章 触发器 162

5.1 触发器概述 162

5.1.1 触发器的特点 162

5.1.2 触发器的分类 162

5.2 基本RS触发器 163

5.2.1 基本RS触发器的电路结构和工作原理 163

5.2.2 基本RS触发器的功能描述方法 164

5.2.3 基本RS触发器的工作特点 165

5.3 同步时钟触发器 166

5.3.1 同步RS触发器 166

5.3.2 同步D触发器 167

5.3.3 同步JK触发器 168

5.3.4 同步T触发器和T′触发器 168

5.3.5 同步触发器的工作特点 169

5.4 主从时钟触发器 169

5.4.1 主从RS触发器 170

5.4.2 主从JK触发器 171

5.4.3 主从触发器的工作特点 172

5.5 边沿触发器 172

5.5.1 维持-阻塞式D触发器 173

5.5.2 利用门延迟时间的边沿触发器 174

5.5.3 CMOS传输门型边沿触发器 175

5.5.4 集成边沿触发器介绍 177

5.5.5 边沿触发器时序图的画法 178

5.6 集成触发器使用中应注意的几个问题 179

5.6.1 集成触发器的脉冲工作特性 179

5.6.2 集成触发器的参数 181

5.6.3 电路结构和逻辑功能的关系 182

5.6.4 触发器的选择和使用 183

5.6.5 不同类型时钟触发器之间的转换 183

本章小结 185

习题 185

第6章 时序逻辑电路 188

6.1 时序逻辑电路概述 188

6.1.1 时序逻辑电路的概念和特点 188

6.1.2 时序逻辑电路的分类 189

6.1.3 时序逻辑电路的功能描述 189

6.2 时序逻辑电路的分析方法 190

6.2.1 分析时序逻辑电路的一般步骤 190

6.2.2 时序逻辑电路分析举例 191

6.3 计数器 195

6.3.1 二进制计数器 196

6.3.2 十进制计数器 201

6.3.3 集成计数器 205

6.3.4 任意进制计数器的构成 210

6.3.5 计数器的应用 217

6.4 寄存器 219

6.4.1 状态寄存器 220

6.4.2 移位寄存器 221

6.4.3 移位寄存器在数据传送系统中的应用 225

6.4.4 移位寄存器构成移存型计数器 226

6.5 顺序脉冲发生器和序列信号发生器 229

6.5.1 顺序脉冲发生器 229

6.5.2 序列信号发生器 232

6.6 时序逻辑电路的设计 234

6.6.1 同步时序逻辑电路设计的一般步骤 234

6.6.2 同步时序逻辑电路设计举例 235

6.7 时序逻辑电路中的竞争冒险 240

本章小结 241

习题 242

第7章 脉冲信号的产生与整形7.1 概述 245

7.1.1 脉冲信号的特点及主要参数 245

7.1.2 脉冲产生与整形电路的特点 245

7.2 施密特触发器 246

7.2.1 门电路构成的施密特触发器 246

7.2.2 集成施密特触发器 248

7.2.3 施密特触发器的应用 248

7.3 单稳态触发器 250

7.3.1 门电路构成的单稳态触发器 250

7.3.2 集成单稳态触发器 252

7.3.3 单稳态触发器的应用 255

7.4 多谐振荡器 256

7.4.1 门电路构成的多谐振荡器 257

7.4.2 石英晶体多谐振荡器 259

7.4.3 施密特触发器构成的多谐振荡器 260

7.5 555定时器及其应用 260

7.5.1 CC7555的电路结构和工作原理 261

7.5.2 555定时器构成的施密特触发器 262

7.5.3 555定时器构成的单稳态触发器 263

7.5.4 555定时器构成的多谐振荡器 265

7.5.5 555定时器综合应用实例 267

本章小结 269

习题 270

第8章 半导体存储器 272

8.1 半导体存储器概述 272

8.2 只读存储器 272

8.2.1 掩模ROM 273

8.2.2 可编程只读存储器（PROM） 275

8.2.3 可擦除可编程只读存储器 276

8.2.4 只读存储器芯片简介 280

8.3 随机存储器 280

8.3.1 RAM的基本电路结构 281

8.3.2 RAM的存储单元 282

8.3.3 RAM芯片简介 285

8.4 存储器容量的扩展 286

8.4.1 位数的扩展 286

8.4.2 字数的扩展 286

8.4.3 RAM的字数、位数同时扩展 287

8.5 存储器的应用 288

8.5.1 存储器实现组合逻辑函数 288

8.5.2 存储数据、程序 290

本章小结 291

习题 291

第9章 可编程逻辑器件 293

9.1 概述 293

9.2 可编程逻辑器件（PLD）的基本结构和表示方法 294

9.2.1 PLD的基本结构 295

9.2.2 PLD器件的表示方法 295

9.3 现场可编程逻辑阵列（FPLA或PLA） 296

9.3.1 PROM的结构 296

9.3.2 FPLA的结构 297

9.3.3 FPLA器件的应用 298

9.4 可编程阵列逻辑PAL 299

9.4.1 PAL的基本电路结构 299

9.4.2 PAL的输出电路结构和反馈形式 300

9.4.3 PAL器件的应用 302

9.4.4 PAL的特点 306

9.5 通用阵列逻辑GAL 306

9.5.1 常用GAL芯片的结构 306

9.5.2 GAL的输出逻辑宏单元（OLMC） 309

9.5.3 GAL器件的特点 313

9.6 高密度PLD 314

9.6.1 可擦除的可编程逻辑器件（EPLD） 314

9.6.2 复杂的可编程逻辑器件（CPLD） 317

9.6.3 现场可编程门阵列（FPGA） 320

9.7 可编程逻辑器件的开发 324

9.7.1 在系统可编程技术 324

9.7.2 可编程逻辑器件的设计过程 325

9.7.3 边界扫描测试技术 327

本章小结 328

习题 329

第10章 D/A转换和A/D转换 330

10.1 概述 330

10.2 D/A转换器（DAC） 331

10.2.1 D/A转换器的基本工作原理 331

10.2.2 D/A转换器的主要电路形式 331

10.2.3 D/A转换器的主要技术指标 335

10.2.4 常用集成D/A转换器简介 335

10.3 A/D转换器（ADC） 338

10.3.1 A/D转换器的基本工作过程 338

10.3.2 A/D转换器的主要电路形式 340

10.3.3 A/D转换器的主要技术指标 349

10.3.4 集成A/D转换电路 350

本章小结 354

习题 355

附录A 数字电路系统的设计 356

A.1 数字电路系统的组成 356

A.2 数字电路系统的方框图描述法 357

A.3 多路可编程控制器的设计与制作 357

A.3.1 多路可编程控制器的电路设计 357

A.3.2 电路制作与测试 360

A.4 数字频率计的设计与制作 362

A.4.1 数字频率计电路设计 362

A.4.2 数字频率计的制作与调试 365

A.5 数字电路系统设计与制作的一般方法 366

A.5.1 数字电路系统设计的一般方法 366

A.5.2 数字电路系统的安装与调试 368

附录B 数字系统一般故障的检查和排除B.1 常见故障 370

B.2 产生故障的主要原因 371

B.3 查找故障的常用方法 371

B.4 故障的排除 373

附录C 国产半导体集成电路型号命名法（GB3430— 82

C.1 型号的组成 374

C.2 实际器件举例 374

附录D 本书常用文字符号 375

D.1 晶体管符号 375

D.2 电压、电流和功率符号 375

D.3 电阻、电导和电容符号 377

D.4 时间和频率符号 377

D.5 逻辑器件及其他符号 378

D.6 其他参数符号 379

参考文献 380