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第1篇 电路基础 1

第1章 电路和电路元件 1

1.1 电路和电路的基本物理量 1

1.1.1　电路及其组成 1

1.1.2　电路的功能 1

1.1.3　理想元件和电路模型 1

1.1.4　电流、电压和电动势及其参考方向 2

1.2　欧姆定律、焦耳楞次定律 4

1.2.1 欧姆定律 4

1.2.2　焦耳楞次定律 4

1.2.3　电功率 4

1.2.4　负载获得最大功率的条件 5

1.3　电路中的电位及其计算 6

1.3.1　电位 6

1.3.2　电位的计算方法 6

1.4 电气设备的额定值及电路的工作状态 7

1.4.1 电气设备的额定值 7

1.4.2　电路的工作状态 7

1.5　电压源和电流源 9

1.5.1 电压源 9

1.5.2 电流源 10

1.5.3 电压源与电流源的等效变换 11

本章小结 14

习题1 14

第2章 电路的基本分析方法 18

2.1　有关电路结构的一些名词 18

2.2　基尔霍夫定律 19

2.2.1　基尔霍夫电流定律（KCL） 19

2.2.2　基尔霍夫电压定律（KVL） 20

2.3　复杂电路分析方法 21

2.3.1 复杂电路 21

2.3.2　支路电流法 21

2.3.3　节点电压法 22

2.3.4　等效电源定理 23

本章小结 25

习题2 26

第3章　单相交流电路 29

3.1　正弦交流电 29

3.1.1　单相正弦交流电的产生 29

3.1.2　正弦交流电的参考方向 30

3.2　正弦电量的三要素 30

3.2.1　周期、频率和角频率 30

3.2.2　瞬时值、最大值和有效值 30

3.2.3　相位、初相位和相位差 32

3.3　正弦量的相量表示法 34

3.3.1　相量 34

3.3.2　正弦量的相量表示 34

3.3.3　相量形式的基尔霍夫定律 35

3.3.4　相量形式的欧姆定律 36

3.4　单一参数的正弦交流电路 36

3.4.1 电阻元件 36

3.4.2　电感元件 37

3.4.3　电容元件 41

3.5　阻抗串联的交流电路 43

3.5.1　RL串联电路 44

3.5.2　RC串联电路 44

3.5.3 RLC串联电路 45

3.6　交流电路的功率 46

本章小结 48

习题3 50

第4章 三相交流电路 53

4.1　三相交流电源 53

4.1.1　三相交流电的产生 53

4.1.2　三相交流电源的星形联结 53

4.2　三相负载的联结 55

4.2.1　负载星形联结 55

4.2.2　负载三角形联结 56

4.3　三相电路的功率 57

4.3.1 有功功率 57

4.3.2　无功功率和视在功率 58

本章小结 58

习题4 59

第2篇 电子技术基础 61

第5章　半导体器件 61

5.1　半导体二极管 61

5.1.1　半导体 61

5.1.2　N型半导体和P型半导体 61

5.1.3　PN结 61

5.1.4　PN结的单向导电特性 62

5.1.5　半导体二极管的伏安特性及参数 62

5.1.6　稳压二极管 64

5.1.7　发光二极管 65

5.1.8 光敏二极管 65

5.2　晶体管 65

5.2.1 晶体管的基本结构 66

5.2.2　晶体管的工作原理 66

5.2.3　晶体管的特性曲线 67

5.3　场效应晶体管 68

5.3.1　场效应晶体管简介 68

5.3.2　N沟道耗尽型绝缘栅场效应晶体管 69

5.3.3　与双极型晶体管比较 70

5.4　晶闸管 70

5.4.1　晶闸管简介 70

5.4.2　基本结构 71

5.4.3　工作原理 71

本章小结 71

习题5 73

第6章　模拟电路与放大电路 78

6.1　晶体管基本放大电路 78

6.1.1 晶体管共发射极放大电路 78

6.1.2　共集电极放大电路——射极输出器 81

6.1.3　场效应晶体管放大电路 81

6.2　多级放大电路 82

6.2.1 阻容耦合 82

6.2.2　直接耦合 82

6.3　差动放大电路 83

6.3.1　电路基本结构 83

6.3.2　抑制零漂原理 83

6.3.3　输入信号的类型 84

6.3.4　差动放大电路的输入、输出接法 84

6.3.5　共模抑制比 84

6.3.6　典型的差动放大电路 84

6.4　负反馈放大电路 85

6.4.1　正反馈和负反馈 85

6.4.2　反馈的类型及其判别 85

6.4.3　反馈放大电路类型的判别 86

6.4.4　负反馈对放大电路性能的影响 90

6.5　OCL与OTL功率放大电路 91

6.5.1 双电源互补对称功率放大电路——OCL电路 92

6.5.2　单电源互补对称功率放大电路——OTL电路 94

6.6　集成运算放大器 95

6.6.1　集成运放的基础知识 95

6.6.2　集成运放构成的运算电路 97

6.6.3　集成运放的其他应用 100

6.7　直流稳压电源 103

6.7.1　单相桥式整流电路 103

6.7.2　电容、电感滤波电路 104

6.7.3　串联型稳压电源 105

6.7.4　单片集成串联型稳压电源 106

6.7.5　开关型集成稳压电源 106

6.8　模拟电路应用举例 108

6.8.1　安全感应开关 108

6.8.2　交流调压 108

6.8.3　交流变频 109

6.8.4　直流调压 111

6.8.5　晶体管时间继电器 111

本章小结 112

习题6 113

第7章 数字电路基础 118

7.1　数字电路的特点及分析方法 118

7.1.1　数字信号 118

7.1.2　数字电路 118

7.1.3　数字电路的分析方法 119

7.2　数制 119

7.2.1　进位计数制 119

7.2.2　数制转换 120

7.2.3　二进制数的四则运算 122

7.3　BCD编码 122

7.3.1 编码 122

7.3.2　BCD码 122

7.4　可靠性编码 124

7.4.1　格雷码 124

7.4.2　奇偶校验码 125

7.5　带符号数的代码 125

7.5.1　原码 126

7.5.2　反码 126

7.5.3　补码 126

7.5.4　补码的加、减运算规则 126

7.6　半导体器件的开关特性 127

7.6.1　二极管的开关特性 128

7.6.2　晶体管的开关特性 128

7.6.3　MOS控制晶闸管的开关特性 129

7.7　基本逻辑运算与基本逻辑门 129

7.7.1　逻辑和逻辑门 129

7.7.2　与逻辑及与门 130

7.7.3　或逻辑及或门 131

7.7.4　非逻辑及非门 132

7.7.5　正逻辑和负逻辑 132

7.8　复合逻辑门电路 133

7.8.1 与非门 133

7.8.2　或非门 133

7.8.3 与或非门 134

7.8.4　异或门 134

7.9　TTL集成逻辑门 135

7.9.1　TTL与非门的电路组成及工作原理 135

7.9.2　TTL门电路主要参数 136

7.9.3　TTL门电路集成芯片 137

7.9.4　集电极开路与非门 137

7.9.5　TTL三态门 139

7.10　CMOS集成逻辑门电路 140

7.10.1 CMOS反相器 140

7.10.2　CMOS与非门 141

7.10.3　CMOS或非门 141

7.10.4　CMOS传输门 142

7.10.5　CMOS三态门 143

7.10.6　CMOS异或门 143

7.10.7　CMOS模拟开关 144

本章小结 144

习题7 146

第8章　逻辑代数 149

8.1　逻辑代数的基本概念 149

8.1.1　逻辑代数中的变量与常量 149

8.1.2　逻辑函数的“相等” 149

8.2　逻辑代数基本公式及定律 150

8.2.1　逻辑代数基本公式 150

8.2.2　逻辑代数基本定律 150

8.2.3　逻辑代数基本规则 151

8.3　逻辑函数的代数化简法 152

8.3.1　化简的意义 152

8.3.2　代数化简法 152

8.3.3　逻辑代数化简法举例 152

8.4　逻辑电路、真值表与逻辑函数的关系 153

8.4.1 逻辑电路与逻辑函数的关系 153

8.4.2　真值表与逻辑函数的关系 154

8.5　卡诺图化简法 155

8.5.1　最小项 155

8.5.2　卡诺图 155

8.5.3　由真值表、函数式填写卡诺图 157

8.5.4　卡诺图化简法 158

8.5.5　具有无关项的逻辑函数的化简 160

本章小结 161

习题8 162

第9章　组合逻辑电路 165

9.1　组合逻辑电路概述 165

9 1.1　组合逻辑电路的基本特点 165

9.1.2　组合逻辑电路的分析和设计 165

9.2　加法器 166

9.2.1　半加器 167

9.2.2　全加器 167

9.2.3　多位加法器 168

9.3　编码器和译码器 169

9.3.1　编码器 169

9.3.2　译码器 171

9.3.3　数字显示 171

9.4　数据选择器和数据分配器 173

9.4.1　数据选择器 173

9.4.2　数据分配器 174

9.5　数值比较器 175

9.5.1　两个一位二进制数的比较 176

9.5.2　两个多位二进制数的比较 176

本章小结 177

习题9 178

第10章　触发器 180

10.1　触发器概述 180

10.2　RS触发器 180

10.2.1　基本RS触发器 180

10.2.2　同步RS触发器 181

10.2.3　触发器逻辑功能的描述 182

10.3　D触发器 183

10.3.1 同步D锁存器 183

10.3.2　上升沿触发的D触发器 184

10.4　JK触发器 185

10.4.1　下降沿触发的JK触发器 185

10.4.2　T触发器 186

10.5　集成触发器的应用 187

10.5.1　集成芯片的引脚 187

10.5.2　触发器逻辑功能的转换 188

10.5.3　分频器 189

10.5.4　触摸开关电路 189

10.5.5　三人抢答逻辑电路 191

本章小结 191

习题10 192

第11章　时序逻辑电路 195

11.1　时序逻辑电路概述 195

11.1.1 时序逻辑电路结构框图 195

11.1.2　时序逻辑电路的分类 195

11.1.3　时序逻辑电路的分析方法 196

11.2　寄存器 197

11.2.1　数码寄存器 197

11.2.2　单向移位寄存器 198

11.2.3　双向移位寄存器 200

11.3　二进制计数器 201

11.3.1　一位同步二进制计数器 201

11.3.2　异步二进制加法计数器 201

11.3.3　异步二进制减法计数器 202

11.3.4　同步二进制计数器 203

11.3.5　集成二进制计数器 203

11.4　移位寄存器型计数器 205

11.4.1 四位环形计数器 206

11.4.2　能自启动的四位环形计数器 206

11.5　十进制计数器 207

11.5.1　二—十进制计数器 207

11.5.2　异步十进制加法计数器 208

11.5.3 同步十进制加法计数器 209

11.6　集成十进制计数器 211

11.6.1 可预置数码的十进制计数器CT74LS160 211

11.6.2　可预置数码的二—五—十进制计数器CT74LS196 211

11.7　时序逻辑电路的应用 212

11.7.1　其他进制计数器 212

11.7.2　环形脉冲分配器 213

11.7.3　频率计 213

11.7.4　数字钟 214

本章小结 214

习题11 215

第12章　数／模和模／数转换器 217

12.1　数／模转换器DAC 217

12.1.1　DAC的基本原理 217

12.1.2　T形电阻DAC 217

12.1.3　倒T形电阻DAC 219

12.1.4　双极型输出DAC 219

12.1.5　集成D/A转换器 220

12.2　模／数转换器ADC 221

12.2.1　ADC的基本原理 221

12.2.2　并行比较型ADC 222

12.2.3　逐次逼近型ADC 223

12.2.4　集成A/D转换器 224

本章小结 225

习题12 226

第13章　可编程逻辑器件 227

13.1　可编程逻辑器件概述 227

13.1.1　可编程逻辑器件简介 227

13.1.2　PLD基本组成 227

13.2　可编程阵列逻辑PAL 227

13.2.1 可编程阵列逻辑PAL简介 227

13.2.2　PAL的应用 228

13.3 通用可编程阵列逻辑GAL 229

13.3.1 通用可编程阵列逻辑GAL简介 229

13.3.2　GAL的应用 230

本章小结 230

习题13 231

第14章　存储器 232

14.1　只读存储器ROM 232

14.1.1 ROM结构框图 232

14.1.2　ROM工作原理 232

14.2　随机存取存储器RAM的结构 233

14.3 静态RAM（SRAM） 234

14.3.1　SRAM基本存储单元 234

14.3.2　SRAM基本结构 235

14.4 动态RAM（DRAM） 235

14.4.1　DRAM存储电路结构 235

14.4.2　单管DRAM存储电路的工作 236

14.5　存储器容量的扩展 236

14.5.1　位扩展方式 236

14.5.2　字扩展方式 236

14.5.3　字位扩展方式 237

14.6　可编程ROM 239

14.6.1　可编程只读存储器PROM 239

14.6.2　可擦除可编程只读存储器EPROM 239

14.6.3　电可擦除可编程只读存储器E2PROM 240

本章小结 240

习题14 241

附录A　参考答案 242

参考文献 263