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基础篇1

第1章 半导体器件基本知识1

内容提要1

教学目标1

1.1概述1

1.2半导体1

1.2.1本征半导体2

1.2.2杂质半导体2

1.3半导体二极管及其特性5

1.3.1半导体二极管的结构与类型5

1.3.2半导体二极管的伏安特性及开关电路6

1.4半导体三极管及其特性7

1.4.1三极管的结构与电流放大作用8

1.4.2三极管的输入特性和输出特性10

1.4.3三极管的开关等效电路12

1.4.4三极管工作状态的判断方法13

1.5场效应管及其特性14

1.5.1MOS管的结构及工作原理15

1.5.2MOS管的分类15

1.5.3MOS管的输入特性和输出特性17

本章小结19

检测题20

习题21

数字电路篇23

第2章 逻辑代数基础23

内容提要23

教学目标23

2.1概述23

2.1.1数字信号与数字电路23

2.1.2数制和码制24

2.1.3算术运算和逻辑运算29

2.2.1逻辑变量及逻辑函数30

2.2逻辑变量及逻辑函数30

2.2.2高、低电平和正、负逻辑的规定31

2.3逻辑代数运算31

2.3.1基本逻辑运算31

2.3.2复合逻辑运算33

2.4逻辑代数的公式和定理35

2.4.1基本公式35

2.4.2常用公式35

2.4.3逻辑代数的基本定理37

2.5逻辑函数的表示方法38

2.5.1真值表38

2.5.2逻辑函数式38

2.5.3逻辑图42

2.5.4卡诺图42

2.5.5逻辑函数的各种表示法间的相互转换43

2.6逻辑函数化简44

2.6.1逻辑函数的公式法化简45

2.6.2卡诺图化简46

2.6.3具有无关项的逻辑函数化简50

2.6.4逻辑函数的其他最简表达形式的化简52

本章小结53

检测题54

习题56

第3章 门电路58

内容提要58

教学目标58

3.1概述58

3.2基本逻辑门电路58

3.2.1二极管与门58

3.2.2二极管或门59

3.2.3三极管非门60

3.3TTL门电路62

3.3.1TTL与非门的电路结构和工作原理62

3.3.2TTL与非门的静态输入特性和输出特性65

3.3.3TTL与非门的动态特性70

3.3.4其他类型的TTL门电路71

3.3.5TTL电路系列76

3.3.6TTL系列集成电路的主要参数78

3.4CMOS门电路79

3.4.1CMOS反相器79

3.4.2其他类型的CMOS门电路82

3.4.3CMOS门电路的特点及主要参数84

3.5TTL和CMOS电路的正确使用85

3.5.1TTL和CMOS电路的正确使用85

3.5.2TTL电路与CMOS电路的接口87

本章小结88

检测题89

习题90

教学目标94

4.1概述94

内容提要94

第4章 组合逻辑电路94

4.2组合逻辑电路的分析和设计方法95

4.2.1组合电路的分析方法95

4.2.2组合电路的设计方法96

4.3常用组合逻辑电路98

4.3.1加法器98

4.3.2编码器104

4.3.3译码器108

4.3.4数据分配器115

4.3.5数据选择器（MUX）116

4.3.6数值比较器123

4.4组合逻辑电路中的竞争－冒险126

4.4.1产生竞争－冒险的原因126

4.4.2检查竞争－冒险的方法127

4.4.3消除竞争－冒险现象的方法127

本章小结130

检测题131

习题132

第5章 触发器135

内容提要135

教学目标135

5.1概述135

5.2基本触发器136

5.2.1基本RS触发器136

5.2.2同步RS触发器139

5.2.3同步D触发器142

5.2.4同步JK触发器143

5.2.5同步T触发器144

5.2.6基本触发器的特点145

5.3集成触发器145

5.3.1主从RS触发器146

5.3.2主从JK触发器148

5.3.3边沿触发器151

5.3.4维持阻塞触发器154

5.4触发器的逻辑功能分类及转换155

5.4.1触发器的逻辑功能分类155

5.4.2触发器逻辑功能的转换160

本章小结162

检测题164

习题165

第6章 时序逻辑电路170

内容提要170

教学目标170

6.1概述170

6.2时序逻辑电路的特点171

6.3时序逻辑电路的分析方法171

6.3.1时序逻辑电路的分析步骤171

6.3.2同步时序电路的分析方法172

6.3.3异步时序逻辑电路的分析方法173

6.4.1单向移位寄存器176

6.4移位寄存器176

6.4.2双向移位寄存器177

6.4.3移位寄存型环形计数器180

6.5计数器185

6.5.1计数器的特点和分类185

6.5.2同步计数器186

6.5.3异步计数器191

6.5.4用集成计数器构成任意进制计数器196

6.5.5集成计数器74LS290,74LS191及74LS193简介200

6.6时序逻辑电路的设计方法202

6.6.1同步时序逻辑电路的设计原则及步骤203

6.6.2同步时序逻辑电路设计实例203

6.6.3异步时序电路的设计210

本章小结210

检测题211

习题212

第7章 脉冲信号的产生与整形215

内容提要215

教学目标215

7.1概述215

7.2单稳态触发器216

7.2.1微分型单稳态触发器216

7.2.2集成单稳态触发器218

7.2.3单稳态触发器的应用219

7.3多谐振荡器220

7.3.1由CMOS反相器构成的非对称式多谐振荡器220

7.3.2石英晶体振荡器222

7.4施密特触发器222

7.4.1由与非门构成的施密特触发器222

7.4.2集成施密特触发器223

7.4.3施密特触发器的应用223

7.5.1555定时器的电路组成与功能225

7.5555定时电路225

7.5.2用555定时器接成的单稳态触发器227

7.5.3用555定时器接成的多谐振荡器229

7.5.4用555定时器接成的施密特触发器232

本章小结233

检测题234

习题236

第8章 半导体存储器和可编程逻辑器件238

内容提要238

教学目标238

8.1概述238

8.2只读存储器（ROM）239

8.2.1ROM分类239

8.2.2ROM的结构及工作原理239

8.3ROM的应用243

8.4.2静态随机存储器（SRAM）245

8.4.1RAM的基本结构245

8.4随机存取存储器（RAM）245

8.4.3动态随机存储器（DRAM）246

8.5存储器容量的扩展246

8.5.1存储器位数的扩展（即字长扩展）247

8.5.2存储器存储单元的扩展（字扩展）247

8.5.3字和位同时扩展249

8.6.1PLD的基本结构250

8.6.2基本门电路的PLD表示法250

8.6可编辑逻辑器件（PLD）250

8.6.3PROM的PLD表示法251

8.7可编程逻辑阵列（PLA）251

8.8可编程阵列逻辑（PAL）253

8.9通用阵列逻辑（GAL）254

8.10可擦除可编程的EPLD255

8.10.1EPLD的基本结构和特点255

8.10.2EPLD的与－或逻辑阵列257

8.10.3EPLD的输出逻辑宏单元257

8.11.1FPGA的基本结构258

8.11现场可编程门阵列（FPGA）258

8.11.2FPGA的IOB和CLB259

8.12PLD编程简介260

本章小结261

检测题262

习题263

9.1概述268

教学目标268

内容提要268

第9章 数－模和模－数转换268

9.2D/A转换器269

9.2.1权电阻网络D/A转换器269

9.2.2倒T形电阻网络D/A转换器270

9.2.3权电流型D/A转换器271

9.2.4集成DAC272

9.2.5D/A转换器的转换精度和转换速度275

9.3.1A/D转换器的基本原理278

9.3A/D转换器278

9.3.2直接A/D转换器280

9.3.3间接A/D转换器285

9.3.4集成ADC0809288

9.3.5A/D转换器的转换精度与转换速度290

本章小结292

检测题292

习题293

模拟电路篇298

第10章 放大电路基础298

内容提要298

教学目标298

10.1概述298

10.2基本放大电路299

10.2.1共发射极放大电路299

10.2.2放大电路的分析方法299

10.2.3放大电路的性能指标307

10.2.4共集电极放大电路——射极输出器310

10.2.5多级放大电路及级间耦合312

10.3负反馈放大电路313

10.3.1负反馈的基本概念313

10.3.2负反馈放大电路类型的判别314

10.3.3负反馈对放大电路性能的影响317

10.4集成运算放大电路319

10.4.1集成运算放大电路简介319

10.4.2理想集成运算放大器320

10.4.3集成运算放大电路的线性应用321

本章小结324

检测题325

习题328

教学目标330

11.1概述330

第11章 直流稳压电源330

内容提要330

11.2整流电路331

11.2.1单相半波整流电路331

11.2.2单相桥式全波整流电路332

11.3电容滤波电路332

11.4串联型稳压电路334

11.4.1稳压二极管稳压电路334

11.4.2晶体管串联型稳压电路334

11.4.4集成稳压器335

11.4.3具有放大环节的串联型稳压电路335

11.5串联开关型稳压电路337

11.6稳压电源的主要性能指标337

本章小结338

检测题338

习题339

附录A常用逻辑符号对照表341

附录B国产半导体集成电路型号命名法（GB3430—82）343

参考文献344