內容簡介

根據教育部向高等職業教育提出的為制造業和現代服務業培養高技能型緊缺人才的任務，我們組織編寫了供數控、模具等專業使用的系列教材。本書是依據這套教材中對“電子技術課程”的要求而編寫的。

本書包括模擬電子技術和數字電子技術兩大部分，共11章。主要內容有：半導體器件、基本放大電路、集成運算放大器的應用、信號產生電路、直流穩壓電源、數字電路基礎、組合邏輯電路、時序邏輯電路、半導體存儲器、脈沖單元電路、電子設計自動化軟件EWB的應用。每章配有思考題與習題，幫助學生消化和掌握基本概念與基本知識。EWB部分為學生提供了虛擬實驗平臺，使學生可以邊學邊練，培養學生利用現代化手段分析和設計電子電路的能力。本書具有內容精練、實用性強、通俗易懂、注重新技術和新器件的應用等特點。

 

本書可作為普通高等院校，高等職業技術學院，高等專科學校及成人和民辦高校數控、機電、模具、計算機及自動控制等專業電子技術課程的教材，也可作為機電一體化專業電子技術課程的自學考試教材，還可供有關工程技術人員學習參考。

 

第2版前言

　　

　　本書第1版出版以后，受到廣大讀者的肯定。

　　第2版保留了第1版的基本結構，仍具有實用性強、通俗易懂、方便自學的特點。電子技術課程的教學與實驗教學是相互配合的。良好的配合會帶來良好的學習效果。考慮到很多讀者不具備需要的實驗條件，但基本上都有計算機。第2版，考慮了這方面的問題，大部分實驗均可在計算機上仿真完成，給讀者帶來了實驗的方便。 另外，第2版對第1版做了全面仔細的勘校，對那些由于書寫、輸入、排版、打印以及校對疏忽而引起的錯誤，進行了全面的訂正，還對第1版個別闡述不清、不妥，導致二義性的地方做了修正。 

　　本書由虞文鵬任主編，并負責審稿和統稿；喻嶸、趙安、王艷慶任副主編。具體編寫分工如下： 江西經濟管理干部學院虞文鵬編寫第3、4、5、8、9、11章，南昌大學喻嶸編寫第6、7、10章，南昌大學趙安編寫第1章，王艷慶編寫第2章。

　　由于編者水平和時間有限，難免有錯誤和不妥之處，懇請同行和讀者批評指正。

 

 

 

編  者  

 

 

　　

前    言

　　

    本書是高等職業技術教育組編寫的供機電、數控、模具等專業使用的系列教材之一。它是根據“電子技術課程”教學要求編寫，可作為高等職業技術學院，高等專科學校，成人和民辦高校數控、機電、模具、計算機及自動控制等專業電子技術課程的教材，也可供有關工程技術人員參考。

　　根據高等職業技術教育的特點，以培養工程應用型人才為主要目標，作者在繼承原有高職高專和成人高等院校教材建設成果的基礎上，充分汲取近年來各類學校在探索培養技術應用型人才方面取得的成功經驗，并結合當前電子技術的最新發展編寫了此書。在此書編寫過程中始終遵循“精選內容、培養能力、突出應用和理論聯系實際”的原則，力求內容深入淺出、文字簡明通俗，方便自學。對于常用的基本電路，如反饋放大電路、集成運放、信號運算及處理電路、信號產生電路、直流電源等進行了適當的理論分析和定性分析，且避免了煩瑣的公式推導，使概念清楚、實用性強。對于集成觸發器、半導體存儲器等中大規模的集成電路不講內部結構的組成，著重于外部特性的分析和應用。最后一章EWB部分利用現代化手段為學生提供了虛擬的實驗平臺。在教師指導下，學生可以在學習理論課程的同時自學EWB使用和操作方法。應用EWB，可使電子技術課程教學方便地實現邊學邊練的教學模式，從而使學生更快更好地掌握理論知識，并熟悉常用電子儀器的使用方法和電子電路的測量方法。每章配有思考題與習題，以幫助學生消化和掌握基本概念和基本知識。

本書在編寫過程中也兼顧了全國高等教育自學考試指導委員會頒布的機電一體化專業“電子技術基礎自學考試大綱”的要求，因此也可作為機電一體化專業“電子技術課程”的自學考試教材，供個人自學和社會助學使用。

　　本書具有內容精練、實用性強、通俗易懂、注重新技術和新器件的應用等特點。

　　本書共11章，參加本書編寫的有南昌大學沈志勤副教授(第3、4、5章)、南昌大學虞禮真教授(第8、9章)、南昌大學喻嶸講師(第6、7、10章)、南昌大學趙安副教授和王艷慶講師(第2章)、南昌大學張福陽副教授(第1章)和江西省經濟管理干部學院虞文鵬(第11章)，本書由沈志勤任主編，虞禮真、喻嶸任副主編，沈志勤負責全書的審稿和統稿。

　　由于編者水平和時間有限，書中難免存在錯誤和不妥之處，懇請讀者和同行批評指正。

　　　　

 

　　編  者

 

目    錄

 

第1章  半導體器件 1

1.1  半導體基礎知識 1

1.1.1  本征半導體 1

1.1.2  雜質半導體 3

1.1.3  PN結及其單向導電性 4

1.2  二極管 6

1.2.1  二極管結構 6

1.2.2  伏安特性及主要參數 7

1.2.3  二極管電路的分析方法及

應用 9

1.3  穩壓二極管 11

1.4  半導體三極管 12

1.4.1  基本結構和類型 12

1.4.2  電流分配與放大 13

1.4.3  晶體管的特性曲線及

主要參數 14

1.5  場效應管 19

1.5.1  結型場效應管 19

1.5.2  絕緣柵型場效應管 21

1.5.3  主要參數及使用注意事項 24

1.6  思考題與習題 25

第2章  基本放大電路 28

2.1  放大電路的概念 28

2.2  三極管放大電路 31

2.2.1  放大電路的組成以及

直流通路與交流通路 31

2.2.2  放大電路的分析方法 33

2.2.3  分壓式共發射極放大電路 40

2.2.4  共集電極放大電路 44

2.2.5  共基極放大電路 47

2.3  場效應管放大電路 50

2.3.1  場效應管放大電路的

偏置電路 50

2.3.2  場效應管放大電路的

動態分析 51

2.4  多級放大電路 55

2.4.1  阻容耦合放大電路 56

2.4.2  直接耦合放大電路 58

2.5  差分放大電路 60

2.6  功率放大電路 67

2.6.1  功率放大電路的一般問題 67

2.6.2  互補對稱功率放大電路 69

2.7  放大電路的頻率特性 74

2.7.1  阻容耦合放大電路的

頻率特性 74

2.7.2  多級放大電路的頻率特性 76

2.8  思考題與習題 77

第3章  集成運算放大器的應用 84

3.1  集成運算放大器 84

3.1.1  集成電路的特點 84

3.1.2  集成運算放大器的

組成和電路符號 85

3.2  放大電路中的反饋 86

3.2.1  反饋的基本概念 86

3.2.2  負反饋放大電路的組態 89

3.2.3  負反饋放大電路閉環

增益的一般表達式 91

3.2.4  深度反饋條件下閉環電壓

增益的近似計算 92

3.2.5  負反饋對放大電路性能的

影響 96

3.2.6  放大電路中引入負反饋的

一般原則 100

3.2.7  負反饋放大電路的穩定性 101

3.3  集成運算放大器的主要參數及

分析方法 102

3.3.1  集成運算放大器的

主要參數 102

3.3.2  理想集成運算放大器及其

分析方法 105

3.4  基本運算電路 106

3.4.1  比例運算電路 106

3.4.2  加減運算電路 108

3.4.3  積分和微分電路 111

3.4.4  對數和指數運算電路 113

3.4.5  乘法和除法運算電路 115

3.4.6  基本運算電路應用舉例 117

3.5  有源濾波電路 119

3.5.1  濾波電路的功能與分類 119

3.5.2  有源濾波器——

一階低通濾波器 121

3.6  思考題與習題 122

第4章  信號產生電路 127

4.1  正弦波振蕩電路 127

4.1.1  振蕩產生的基本原理 127

4.1.2  振蕩的平衡條件和

起振條件 128

4.1.3  RC振蕩電路 129

4.2  非正弦波信號產生電路 134

4.2.1  電壓比較器 134

4.2.2  方波發生器 138

4.2.3  三角波發生器 139

4.3  8038集成函數發生器 140

4.3.1  ICL 8038的電路結構及

工作原理 140

4.3.2  ICL8038的性能及其應用 141

4.4  思考題與習題 143

第5章  直流穩壓電源 146

5.1  概述 146

5.2  單相小功率整流電路 147

5.2.1  單相半波整流電路 147

5.2.2  單相橋式整流電路 149

5.3  濾波電路 153

5.3.1  電容濾波電路 153

5.3.2  電感濾波電路與復式

濾波電路 154

5.3.3  各種濾波電路的比較 156

5.4  穩壓電路 156

5.4.1  穩壓管穩壓電路 156

5.4.2  串聯型穩壓電路 158

5.4.3  集成穩壓器 162

5.5  思考題與習題 166

第6章  數字電路基礎 169

6.1  數字電路概述 169

6.1.1  數字信號 169

6.1.2  數字電路的優點 170

6.1.3  數字電路的分類 170

6.1.4  脈沖波形的主要參數 171

6.1.5  數制和碼制 172

6.2  邏輯代數 177

6.2.1  基本邏輯運算 177

6.2.2  邏輯代數的基本定理與

運算規則 181

6.3  邏輯函數的建立及其表示方法 183

6.4  邏輯函數的簡化 185

6.4.1  公式化簡法 185

6.4.2  卡諾圖化簡法 187

6.5  思考題與習題 195

第7章  組合邏輯電路 198

7.1  邏輯門 198

7.1.1  半導體器件的開關特性 199

7.1.2  分立元件門電路 203

7.1.3  TTL集成邏輯門 206

7.1.4  CMOS集成邏輯門 216

7.2  小規模組合邏輯電路 220

7.2.1  小規模組合邏輯電路的

分析 221

7.2.2  小規模組合邏輯電路的

設計 223

7.3  常用組合邏輯部件的功能分析 226

7.3.1  全加器 226

7.3.2  編碼器 227

7.3.3  譯碼器 231

7.3.4  數據選擇器 237

7.3.5  數據比較器 240

7.4  采用中規模集成器件實現

組合邏輯函數 242

7.4.1  利用譯碼器來實現組合

邏輯函數 243

7.4.2  利用數據選擇器來實現

組合邏輯函數 244

7.4.3  采用全加器來實現組合

邏輯函數 248

7.5  組合邏輯電路中的冒險現象 248

7.5.1  冒險現象及其產生的原因 248

7.5.2  冒險現象的判別與消除 249

7.6  思考題與習題 250

第8章  時序邏輯電路 257

8.1  觸發器 257

8.1.1  基本RS觸發器 257

8.1.2  同步觸發器 258

8.1.3  主從觸發器 266

8.1.4  邊沿觸發器 268

8.2  時序邏輯電路 271

8.2.1  概述 271

8.2.2  時序邏輯電路的分析方法 272

8.3  寄存器和移位寄存器 275

8.4  計數器 279

8.4.1  異步計數器 280

8.4.2  同步計數器 285

8.4.3  用中規模器件實現任意模值

計數器 289

8.5  思考題與習題 294

第9章  半導體存儲器 299

9.1  只讀存儲器 299

9.1.1  固定ROM的結構和

工作原理 300

9.1.2  可編程只讀存儲器 301

9.1.3  可擦除可編程只讀存儲器

(EPROM和E2PROM) 302

9.1.4  用ROM實現組合邏輯函數 304

9.2  隨機存取存儲器 306

9.2.1  RAM的存儲單元 307

9.2.2  RAM的典型產品介紹 308

9.2.3  RAM的擴展 310

9.3  思考題與習題 312

第10章  脈沖單元電路 313

10.1  集成邏輯門構成的脈沖單元電路 313

10.1.1  集成邏輯門構成的施密特

觸發器 314

10.1.2  集成邏輯門構成的單穩態

觸發器 317

10.1.3  集成邏輯門構成的自激

多諧振蕩器 323

10.2  555定時器及其應用 325

10.2.1  555定時器的電路結構與

功能 325

10.2.2  由555定時器構成的

施密特觸發器 326

10.2.3  由555定時器構成的單

穩態觸發器 328

10.2.4  由555定時器構成的自激

多諧振蕩器 329

10.3  思考題與習題 330

第11章  電子設計自動化軟件

EWB的應用 333

11.1  EWB的基本使用方法 333

11.1.1  EWB的主窗口 333

11.1.2  EWB的電路創建 338

11.1.3  虛擬儀器儀表的使用 341

11.1.4  電路的仿真分析 350

11.2  《電子技術基礎》仿真實驗與

分析舉例 351

11.2.1  模擬電路仿真實驗與分析 351

11.2.2  數字電路仿真實驗與分析 356

參考文獻 361