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绪论 1

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

1.2.3二极管的主要参数 10

1.2.4二极管的应用 12

1.2.5特殊二极管 12

1.3双极型半导体三极管 16

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场效应管参数 32

1.4.4场效应管的特点及应用 33

本章小节 34

习题 35

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逻辑代数中的逻辑变量和正负逻辑 46

2.3.2逻辑代数中的三种基本运算 47

2.4逻辑代数的定律和规则 49

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逻辑问题有多种表达方法 55

2.6.1逻辑表达式和逻辑真值表 55

2.6.2逻辑图 56

2.6.3波形图和卡诺图 57

2.7逻辑函数的代数化简法 58

2.7.1逻辑函数化简的意义和最简的概念 58

2.7.2代数化简逻辑函数的常用方法 59

2.7.3逻辑函数表达式不同形式的转换 61

2.8逻辑函数的卡诺图化简法 63

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 65

2.8.3逻辑函数的卡诺图表示方法 66

2.8.4卡诺图化简逻辑函数的方法 68

2.8.5逻辑函数式中的无关项 72

2.8.6具有无关项逻辑函数的化简 73

本章小节 73

习题 74

第3章 逻辑门电路 76

3.1逻辑门电路概述 76

3.1.1逻辑门电路的特点及其类型 76

3.1.2半导体器件的开关特性 76

3.2基本逻辑门电路 80

3.2.1二极管与门和或门 80

3.2.2三极管非门电路 82

3.3 TTL集成逻辑门电路 83

3.3.1 TTL与非门的工作原理 83

3.3.2 TTL与非门的电气特性与参数 86

3.3.3改进的TTL与非门 92

3.3.4集电极开路与非门和三态与非门 94

3.3.5 TTL数字集成电路的系列和特点 99

3.3.6 TTL集成门电路的使用注意事项 101

3.4其他类型的双极型数字集成电路简介 103

3.4.1射极耦合逻辑电路（ECL） 103

3.4.2集成注入逻辑电路（I2L） 105

3.5 MOS集成逻辑门电路 107

3.5.1 CMOS非门 108

3.5.2 CMOS传输门和双向模拟开关 110

3.5.3 CMOS与非门和或非门 111

3.5.4 CMOS漏极开路门和三态门 113

3.5.5 CMOS数字集成逻辑电路的系列 114

3.5.6 CMOS逻辑电路的特点 115

3.5.7 CMOS逻辑门电路的使用注意事项 116

3.6集成逻辑门接口技术 117

3.6.1用TTL电路驱动CMOS电路 118

3.6.2用CMOS电路驱动TTL电路 119

3.6.3 TTL（CMOS）电路驱动大电流负载 120

本章小节 121

习题 121

第4章 组合逻辑电路 124

4.1组合逻辑电路概述 124

4.1.1组合逻辑电路的特点 124

4.1.2组合逻辑电路的逻辑功能描述 124

4.1.3组合逻辑电路的类型和研究方法 125

4.2组合逻辑电路的分析方法和设计方法 125

4.2.1组合逻辑电路的分析方法 125

4.2.2组合逻辑电路的设计方法 126

4.3组合电路的竞争冒险现象 130

4.3.1竞争冒险的产生原因 130

4.3.2竞争冒险的判断和识别 130

4.3.3竞争冒险的消除 131

4.4加法器和比较器 132

4.4.1加法器 132

4.4.2数值比较器 137

4.5数据选择器和数据分配器 141

4.5.1数据选择器 141

4.5.2数据分配器 144

4.6编码器和译码器 145

4.6.1编码器 145

4.6.2译码器 152

4.6.3集成中规模译码器的应用 160

本章小节 162

习题 163

第5章 触发器 165

5.1触发器概述 165

5.1.1触发器的特点 165

5.1.2触发器的分类 165

5.2基本RS触发器 166

5.2.1基本RS触发器的电路结构和工作原理 166

5.2.2基本RS触发器的功能描述方法 167

5.2.3基本RS触发器的工作特点 168

5.3同步时钟触发器 169

5.3.1同步RS触发器 169

5.3.2同步D触发器 170

5.3.3同步JK触发器 171

5.3.4同步T触发器和T′触发器 172

5.3.5同步触发器的工作特点 172

5.4主从时钟触发器 173

5.4.1主从RS触发器 173

5.4.2主从JK触发器 175

5.4.3主从触发器的工作特点 175

5.5边沿触发器 176

5.5.1维持—阻塞式D触发器 176

5.5.2利用门延迟时间的边沿触发器 178

5.5.3 CMOS传输门型边沿触发器 179

5.5.4集成边沿触发器介绍 181

5.5.5边沿触发器时序图的画法 182

5.6集成触发器使用中应注意的几个问题 183

5.6.1集成触发器的脉冲工作特性 183

5.6.2集成触发器的参数 186

5.6.3电路结构和逻辑功能的关系 187

5.6.4触发器的选择和使用 187

5.6.5不同类型时钟触发器之间的转换 188

本章小节 189

习题 190

第6章 时序逻辑电路 192

6.1时序逻辑电路概述 192

6.1.1时序逻辑电路的概念和特点 192

6.1.2时序逻辑电路的分类 193

6.1.3时序电路的功能描述 193

6.2时序电路的分析方法 194

6.2.1分析时序电路的一般步骤 194

6.2.2时序电路分析举例 195

6.3计数器 200

6.3.1二进制计数器 200

6.3.2十进制计数器 205

6.3.3集成计数器 210

6.3.4任意进制计数器的构成 215

6.3.5计数器的应用 222

6.4寄存器 225

6.4.1状态寄存器 225

6.4.2移位寄存器 227

6.4.3移位寄存器在数据传送系统中的应用 230

6.4.4移位寄存器构成移存型计数器 231

6.5顺序脉冲发生器和序列信号发生器 235

6.5.1顺序脉冲发生器 235

6.5.2序列信号发生器 238

6.6时序逻辑电路的设计 239

6.6.1同步时序逻辑电路设计的一般步骤 240

6.6.2同步时序逻辑电路设计举例 241

6.7时序逻辑电路中的竞争冒险 246

本章小节 247

习题 248

第7章 脉冲信号的产生与整形 251

7.1概述 251

7.1.1脉冲信号的特点及主要参数 251

7.1.2脉冲产生与整形电路的特点 251

7.2施密特触发器 252

7.2.1门电路构成的施密特触发器 252

7.2.2集成施密特触发器 254

7.2.3施密特触发器的应用 254

7.3单稳态触发器 256

7.3.1门电路构成的单稳态触发器 256

7.3.2集成单稳态触发器 259

7.3.3单稳态触发器的应用 262

7.4多谐振荡器 263

7.4.1门电路构成的多谐振荡器 263

7.4.2石英晶体多谐振荡器 265

7.4.3施密特触发器构成的多谐振荡器 266

7.5 555定时器及其应用 267

7.5.1 CC7555的电路结构和工作原理 267

7.5.2 555定时器构成的施密特触发器 269

7.5.3 555定时器构成的单稳态触发器 269

7.5.4 555定时器构成的多谐振荡器 271

7.5.5 555定时器综合应用实例 273

本章小节 276

习题 276

第8章 半导体存储器 278

8.1半导体存储器概述 278

8.2只读存储器 278

8.2.1掩模ROM 279

8.2.2可编程只读存储器（PROM） 281

8.2.3可擦除可编程只读存储器 282

8.2.4只读存储器芯片简介 286

8.3随机存储器 286

8.3.1 RAM的基本电路结构 287

8.3.2 RAM的存储单元 288

8.3.3 RAM芯片简介 291

8.4存储器容量的扩展 292

8.4.1位数的扩展 292

8.4.2字数的扩展 293

8.4.3 RAM的字位同时扩展 293

8.5存储器的应用 294

8.5.1存储器实现组合逻辑函数 294

8.5.2存储数据、程序 297

本章小节 297

习题 297

第9章 可编程逻辑器件 299

9.1概述 299

9.2可编程逻辑器件的基本结构和表示方法 300

9.2.1 PLD的基本结构 301

9.2.2 PLD器件的表示方法 301

9.3现场可编程逻辑阵列（FPLA或PLA） 302

9.3.1 PROM阵列结构 302

9.3.2 FPLA （Programmable Logic Array）结构 303

9.3.3 FPLA器件的应用 304

9.4可编程阵列逻辑PAL 305

9.4.1 PAL的基本电路结构 305

9.4.2 PAL的输出电路结构和反馈形式 306

9.4.3 PAL器件的应用 308

9.4.4 PAL的特点 312

9.5通用阵列逻辑GAL 312

9.5.1常用GAL芯片的结构 312

9.5.2 GAL的输出逻辑宏单元（OLMC） 315

9.5.3 GAL器件的特点 320

9.6高密度PLD 320

9.6.1可擦除的可编程逻辑器件（EPLD） 321

9.6.2复杂的可编程逻辑器件（CPLD） 323

9.6.3现场可编程门阵列（FPGA） 327

9.7可编程逻辑器件的开发 331

9.7.1系统可编程技术 331

9.7.2可编程逻辑器件的设计过程 331

9.7.3边界扫描测试技术 334

本章小结 334

习题 335

第10章 D／A转换和A／D转换 337

10.1概述 337

10.2 D／A转换器（DAC） 338

10.2.1 D／A转换器的基本工作原理 338

10.2.2 D／A转换器的主要电路形式 338

10.2.3 D／A转换器的主要技术指标 342

10.2.4常用集成DAC简介 342

10.3 A／D转换器（ADC） 345

10.3.1 A／D转换器的基本工作过程 345

10.3.2 A／D转换器的主要电路形式 347

10.3.3 A／D转换器的主要技术指标 356

10.3.4集成A／D转换电路 357

本章小节 361

习题 362

附录A 数字系统的设计 363

A.1数字系统的组成 363

A.2数字电路系统的方框图描述法 364

A.3多路可编程控制器设计与制作 364

A.3.1多路可编程控制器的电路设计 364

A.3.2电路制作与测试 368

A.4数字频率计的设计与制作 369

A.4.1数字频率计电路设计 369

A.4.2频率计的制作与调试 373

A.5数字电路系统设计与制作的一般方法 374

A.5.1数字电路系统设计的一般方法 374

A.5.2数字电路系统的安装与调试 376

附录B 数字系统一般故障的检查和排除 378

B.1常见故障 378

B.2产生故障的主要原因 379

B.3查找故障的常用方法 380

B.4故障的排除 381

附录C 国产半导体集成电路型号命名法（GB3430—82） 382

C.1型号的组成 382

C.2实际器件举例 382

附录D 本书常用文字符号 384

参考文献 386