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第1篇　电路基础2

第1章 电路元件与电源2

1.1　实际电路与电路模型2

1.2 电路中的无源二端元件3

1.2.1 电阻器3

1.2.2 电容器4

1.2.3 电感器6

思考题6

1.3 电流、电压的正方向6

思考题8

1.4　电源和信号源8

1.4.1 电源8

1.4.2　受控电源9

思考题10

1.5　元件的电压、电流和功率10

思考题11

1.6　信号的时域和频域特性12

1.6.1　正弦信号的产生12

1.6.2　非正弦信号的合成与频谱图13

1.7　导体、绝缘体和半导体14

本章小结14

习题15

第2章 电路的基本定律17

2.1　无源元件电路的等效变换17

2.1.1 电阻器的串联17

2.1.2　电阻器的并联17

2.1.3　电容器的串联与并联18

2.1.4　电感器的串联与并联19

思考题19

2.2　独立电源电路的等效变换19

2.2.1 电压源电路的串联19

2.2.2　电流源电路的并联20

2.2.3　实际电源电路的输出21

2.2.4　两种实际电源电路之间的等效转换21

2.2.5 电压源源电压和内阻的确定22

2.2.6　输出功率与负载匹配23

2.2.7　输出功率与消耗功率24

思考题25

2.3　基尔霍夫定律25

2.3.1　基尔霍夫电流定律（KCL）26

2.3.2　基尔霍夫电压定律（KVL）26

2.3.3　电阻器的星形三角形变换27

思考题30

2.4　叠加原理30

思考题31

2.5　戴文宁定理和诺顿定理32

2.5.1　戴文宁定理32

2.5.2　诺顿定理32

思考题33

本章小结33

习题34

第3章　正弦交流电路39

3.1　正弦交流电的参数39

3.1.1　相位差39

3.1.2　有效值40

思考题41

3.2　相量41

3.2.1　相量的概念及其表示方法41

3.2.2　相量图及相量的运算42

3.2.3　基尔霍夫定律的相量形式43

思考题44

3.3　正弦信号通过电路元件45

3.3.1　正弦信号通过电阻器45

3.3.2　正弦信号通过电容器46

3.3.3　正弦信号通过电感器47

思考题48

3.4　阻抗与导纳48

3.4.1　回路的阻抗49

3.4.2　回路的导纳49

3.4.3　阻抗三角形50

思考题51

3.5　正弦交流电路的功率和功率因数51

3.5.1　一端口电抗性电路的功率52

3.5.2　功率因数的提高52

3.5.3　无功功率与视在功率53

思考题53

本章小结53

习题55

第2篇　模拟电子技术58

第4章　半导体二极管和晶体管58

4.1　半导体的基本知识58

4.1.1　本征半导体58

4.1.2　杂质半导体59

思考题61

4.2　PN结61

4.2.1　PN结的形成61

4.2.2　PN结的单向导电性62

4.2.3　PN结的电容效应63

思考题63

4.3　半导体二极管64

4.3.1　二极管的结构类型64

4.3.2　二极管的伏安特性曲线64

4.3.3　二极管的参数65

4.3.4　二极管的模型66

4.3.5　二极管的典型应用68

思考题70

4.4　硅稳压二极管及其稳压电路70

4.4.1　稳压二极管的主要参数71

4.4.2　稳压二极管稳压电路71

思考题73

4.5　场效应半导体晶体管73

4.5.1　结型场效应晶体管73

4.5.2　绝缘栅场效应管76

4.5.3　场效应晶体管的参数和型号78

思考题80

4.6　双极型半导体晶体管80

4.6.1　双极型晶体管的结构80

4.6.2　双极型晶体管的电流放大系数81

4.6.3　晶体管的三种组态82

4.6.4　晶体管的共射特性曲线83

4.6.5　晶体管的参数84

4.6.6　晶体管的型号86

4.6.7　半导体二极管和晶体管的封装87

4.6.8　双极型和场效应型晶体管的比较88

思考题88

本章小结89

习题89

第5章　基本放大电路93

5.1　放大电路概述93

5.1.1　放大的概念93

5.1.2　放大电路的主要技术指标93

5.1.3　基本放大电路的组态96

5.1.4　基本放大电路的组成及工作原理96

5.1.5　场效应管基本放大电路的偏置99

思考题100

5.2　基本放大电路的图解分析100

5.2.1　放大电路的静态图解分析101

5.2.2　放大电路的输出动态范围103

思考题105

5.3　放大电路静态工作点的计算求解法105

5.3.1　场效应晶体管放大电路静态工作点的计算求解105

5.3.2　双极型晶体管放大电路静态工作点的计算求解法107

5.3.3　放大电路静态工作点的稳定110

思考题111

5.4　晶体管的小信号模型111

5.4.1　场效应晶体管低频小信号模型111

5.4.2　双极型晶体管低频小信号模型113

思考题114

5.5　场效应晶体管放大电路的动态分析114

5.5.1　共源组态基本放大电路的动态分析114

5.5.2　共漏组态基本放大电路的动态分析118

思考题120

5.6　双极型晶体管放大电路的动态分析120

5.6.1　共射组态双极型晶体管放大电路的动态分析120

5.6.2　共集组态基本放大电路的动态分析122

思考题125

5.7　三种接法基本放大电路的比较125

5.8　放大电路的稳态频率响应126

5.8.1　频率响应的基本概念126

5.8.2　一阶RC电路的频率响应127

思考题129

本章小结129

习题130

第6章　集成运算放大器和模拟乘法器单元电路135

6.1　集成运算放大器的基本结构135

思考题136

6.2　直接耦合多级放大电路136

6.2.1　多级放大电路的耦合方式136

6.2.2　零点漂移136

思考题137

6.3　差分放大电路137

6.3.1　差分放大电路的组成137

6.3.2　差分放大电路的输入和输出方式138

6.3.3　差模信号和共模信号138

6.3.4　差分放大电路的差模放大倍数和共模放大倍数140

思考题141

6.4　互补功率放大电路141

6.4.1　晶体管的工作状态141

6.4.2　乙类互补输出电路142

6.4.3　单电源互补功率放大电路144

6.4.4　复合管144

思考题145

6.5　运算放大器的参数和型号145

6.5.1　运算放大器的符号和型号145

6.5.2　运算放大器的参数146

6.5.3　运算放大器分类148

6.5.4　运放的选用原则149

思考题149

6.6　模拟乘法器149

6.6.1　模拟乘法器的基本原理150

6.6.2　集成模拟乘法器151

思考题152

本章小结152

习题153

第7章　负反馈放大电路156

7.1　反馈的基本概念156

7.1.1　反馈的概念156

7.1.2　反馈基本方程式156

思考题158

7.2　反馈的组态及判断方法158

7.2.1　反馈的组态158

7.2.2　四种反馈组态的判断159

思考题161

7.3　负反馈对放大电路性能的影响162

7.3.1　负反馈对增益的影响162

7.3.2　负反馈对输入电阻的影响162

7.3.3　负反馈对输出电阻的影响163

7.3.4　负反馈对非线性失真的影响165

7.3.5　负反馈对噪声、干扰和温漂的影响165

思考题167

7.4　RC电路的暂态过程167

7.4.1　一阶RC电路的暂态响应167

7.4.2　四种RC电路170

思考题173

7.5　负反馈放大电路自激的概念173

本章小结174

习题175

第8章　运算放大器和模拟乘法器线性应用电路179

8.1 运算放大器线性应用电路的特点179

8.1.1　理想运算放大器179

8.1.2　虚短和虚断180

思考题180

8.2　比例运算电路180

8.2.1　反相比例运算电路180

8.2.2　同相比例运算电路181

8.2.3　差分比例运算电路182

思考题183

8.3　求和运算电路183

8.3.1　反相输入比例求和电路183

8.3.2　用反相输入比例求和电路实现减法运算183

8.3.3　同相输入比例求和电路184

思考题185

8.4　积分和微分运算电路185

8.4.1　积分运算电路185

8.4.2　微分运算电路187

思考题188

8.5　对数和指数运算电路188

8.5.1　对数运算电路188

8.5.2　指数运算电路189

8.6　模拟乘法器构成的运算电路189

8.6.1　乘法运算189

8.6.2 除法运算190

8.6.3　开方运算电路190

思考题191

8.7　其他线性应用电路191

8.7.1 电流—电压变换器和电压—电流变换器191

8.7.2　数据放大器193

8.7.3　绝对值电路194

8.7.4　接地阻抗模拟变换器195

8.7.5　有效值电路196

8.7.6　有源滤波器196

8.7.7　二极管限幅电路200

思考题202

本章小结203

习题204

第9章　集成振荡电路209

9.1　概述209

9.1.1　振荡电路的分类209

9.1.2　正弦波振荡电路209

思考题210

9.2　选频网络211

9.2.1　RC选频网络211

9.2.2　LC选频网络213

思考题217

9.3　RC振荡电路217

9.3.1　RC文氏桥振荡电路217

9.3.2　双T型RC振荡电路218

思考题219

9.4　LC正弦波振荡电路219

9.4.1　变压器反馈LC振荡电路219

9.4.2　三点式LC振荡电路220

9.4.3　晶体振荡电路221

思考题223

9.5　非正弦波振荡电路223

9.5.1　集成比较器223

9.5.2　矩形波发生电路225

9.5.3　三角波发生电路226

9.5.4　锯齿波发生电路227

9.5.5　CMOS反相器石英晶体多谐振荡器227

9.5.6　压控振荡器VCO228

9.5.7　函数发生器229

思考题229

本章小结229

习题230

第10章　直流电源234

10.1　整流电路234

10.1.1　主要性能参数235

10.1.2　单相半波整流电路235

10.1.3　单相桥式整流电路237

思考题238

10.2　滤波电路239

10.2.1　滤波的基本原理239

10.2.2　电容滤波电路239

10.2.3　电感滤波电路242

思考题243

10.3　模拟稳压电源243

10.3.1　稳压二极管稳压电路244

10.3.2　串联型稳压电源246

10.3.3　三端集成稳压器248

思考题250

10.4　开关稳压电源250

10.4.1　开关稳压电源的工作原理251

10.4.2　驱动电路的工作原理252

思考题252

本章小结253

习题253

第3篇　数字电子技术258

第11章　逻辑代数基础258

11.1 概述258

11.1.1　脉冲及脉冲参数258

11.1.2　数字信号259

11.1.3 正逻辑和负逻辑259

思考题260

11.2　逻辑运算261

11.2.1　基本逻辑运算261

11.2.2　组合逻辑运算262

11.2.3　逻辑代数的运算定律263

思考题264

11.3　形式定理264

11.3.1　变量与常量之间的关系264

11.3.2　变量自身之间的关系264

11.3.3　与或型和或与型的逻辑关系265

11.3.4　求反的逻辑关系265

思考题265

11.4　基本规则265

11.4.1　代入规则266

11.4.2　对偶规则266

11.4.3　反演规则266

11.5　用代数法化简逻辑式267

11.5.1 同一逻辑关系逻辑式形式的多样性267

11.5.2　与或型逻辑式的化简步骤267

11.6　最小项和最大项269

11.6.1　最小项和最大项的定义269

11.6.2　最小项和最大项的性质270

11.6.3　与或标准型和或与标准型271

思考题271

11.7　卡诺图化简法272

11.7.1　卡诺图272

11.7.2　与项的读取和填写273

11.7.3 如何使与项最简276

11.7.4　关于覆盖277

11.7.5　卡诺图化简的结论277

思考题279

11.8　逻辑函数的变换279

11.8.1　五种类型的逻辑函数279

11.8.2　与或型转换为与非与非型279

11.8.3　与或型转换为或与型280

11.8.4　与或型转换为或非或非型280

11.8.5　与或型转换为与或非型281

本章小结281

习题282

第12章　集成逻辑门电路284

12.1　基本逻辑门和组合逻辑门284

12.1.1　基本逻辑门284

12.1.2　组合逻辑门288

思考题289

12.2 集成TTL门和CMOS门290

12.2.1　TTL与非门290

12.2.2　集电极开路门和三态门291

12.2.3　CMOS逻辑门294

思考题298

12.3　逻辑门的特性曲线和参数298

12.3.1　逻辑门的国标系列298

12.3.2　逻辑门的特性曲线299

12.3.3　逻辑门的参数303

12.3.4　逻辑门的参数规范标准305

思考题309

本章小结309

习题310

第13章　组合逻辑电路313

13.1　常用数制和码制313

13.1.1　常用数制313

13.1.2　常用编码314

思考题316

13.2　加法电路317

13.2.1　半加器和全加器317

13.2.2　中规模四位全加器320

13.2.3　组合逻辑电路的描述法321

思考题321

13.3　译码器和编码器321

13.3.1　二进制码译码器322

13.3.2　显示译码器325

13.3.3　编码器327

思考题329

13.4　数据选择器329

13.4.1　数据选择器的功能329

13.4.2　数据选择器的功能表和逻辑符号329

13.4.3　数据选择器的实验验证330

思考题330

13.5　数码比较器331

13.5.1　数码比较器的逻辑功能331

13.5.2　比较器的应用333

思考题333

13.6　组合逻辑电路的设计333

13.6.1　用小规模集成电路进行设计333

13.6.2　用中规模集成电路进行设计339

思考题343

13.7　用VHDL语言描述组合逻辑电路344

13.7.1 与非门344

13.7.2　或非门344

13.7.3　异或门345

13.7.4　全加器345

13.7.5　数据选择器345

本章小结346

习题346

第14章　触发器和时序逻辑电路350

14.1　概述350

14.2　触发器351

14.2.1　基本RS触发器351

14.2.2　时钟触发器353

14.2.3　触发器的参数358

14.2.4　用VHDL语言描述触发器359

思考题361

14.3　555定时器361

14.3.1　555定时器的工作原理361

14.3.2　单稳态触发器363

14.3.3　多谐振荡器364

14.3.4　施密特触发器365

思考题365

14.4　数码寄存器和移位寄存器366

14.4.1　数码寄存器366

14.4.2　移位寄存器367

思考题369

14.5　时序逻辑电路的分析369

14.5.1 同步时序逻辑电路的分析369

14.5.2　二进制同步计数器372

14.5.3　BCD2421码同步计数器374

14.5.4　二进制异步计数器376

思考题377

14.6　中规模计数器377

14.6.1　2/10和2/16进制可预置同步加法计数器377

14.6.2　中规模异步计数器379

14.6.3　中规模可逆计数器381

思考题386

14.7　序列脉冲发生器386

14.7.1　一般计数器译码器型序列脉冲发生器386

14.7.2　一般计数器译码器型序列脉冲发生器存在的问题387

14.7.3　解决竞争冒险干扰的途径388

思考题388

14.8　用中规模集成电路设计时序逻辑电路388

14.8.1 同步加法计数器计数进制的改变388

14.8.2　中规模异步计数器的变通使用390

14.8.3　用移位寄存器设计序列脉冲发生器392

14.8.4　用中规模移位寄存器设计串行二进制加法电路394

14.9　用VHDL语言描述时序逻辑电路395

14.9.1　用VHDL语言描述同步计数器395

14.9.2　用VHDL语言描述异步计数器396

本章小结397

习题398

第15章　数模与模数转换器405

15.1　A/D与D/A转换的基本概念405

15.2　D/A转换器405

15.2.1　权电阻解码网络406

15.2.2　倒T型电阻解码网络D/A转换器407

15.2.3　集成D/A转换器AD7524408

15.2.4　D/A转换器的转换精度与转换时间408

15.3　A/D转换器409

15.3.1　A/D转换的基本概念409

15.3.2　并行比较型A/D转换器411

15.3.3　逐次逼近型A/D转换器413

15.3.4　双积分型A/D转换器414

15.3.5　A/D转换器的转换精度与转换时间417

15.4　多路模拟开关417

15.4.1　模拟开关的功能及电路组成417

15.4.2　模拟开关的各种工作模式418

本章小结419

习题419

第16章　半导体存储器与可编程逻辑器件421

16.1　概述421

16.2　只读存储器ROM421

16.2.1　ROM的结构和工作原理422

16.2.2　ROM的分类423

16.2.3　ROM的应用426

16.3　随机存储器RAM427

16.3.1　静态RAM的结构和原理427

16.3.2　集成RAM427

16.4　实现可编程的基本方法428

16.4.1　PLD器件和连线的表示方法428

16.4.2　与阵列和或阵列编程方法429

16.4.3　可编程实现连线431

16.4.4　可编程实现数据传输432

16.5　可编程逻辑器件简介433

16.5.1　PLD的发展433

16.5.2　FPGA的结构434

本章小结435

习题435

参考文献438