電子技術

本書根據教育部頒佈的電子技術基礎課程的教學規範，結合目前教學改革的新要求和電子技術的新發展，在參編者近幾年教學改革實踐總結的基礎上，為進一步提高學生的綜合素質與自主創新能力編寫而成。

全書分模擬電子技術篇和數字電子技術篇共12章，分別介紹了半導體器件、放大電路、負反饋放大電路、集成運算放大電路及其應用、邏輯代數基礎、邏輯門電路基礎、組合邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、脈衝單元電路模-數和數-模轉換、半導體存儲器與可編程邏輯器件。全書有配合每章教學的設計實例、技能題和利用EWB等軟件的訓練題。

本書可作為高校電子、計算機、電氣、通信、自動化等專業及相關專業的通用教材，也可供從事電子與信息技術工作的工程技術人員學習和參考。高等專科學校、高等職業院校和成人教育學院同類專業可對其中的內容進行選講。

第一篇　模擬電子技術篇

第1章　半導體器件　2

1.1　半導體基礎知識　2

1.1.1　本徵半導體　2

1.1.2　雜質半導體　3

1.1.3　PN結及其單向導電性　5

1.2　半導體二極管　7

1.2.l　二極管的結構和符號　7

1.2.2　二極管的伏安特性　8

1.2.3　二極管的主要參數　9

1.2.4　穩壓二極管及其應用　9

1.3　雙極型晶體管　11

1.3.1　三極管的結構和類型　11

1.3.2　三極管電流控制作用　12

1.3.3　三極管的共射特性曲線　14

1.3.4　三極管的主要參數　16

1.4　單極型晶體管　18

1.4.1　基本結構和工作原理　19

1.4.2　絕緣柵型場效應管的特性曲線　20

1.4.3　絕緣柵型場效應管的主要參數　22

習題　23

技能題　26

EWB訓練題　26

第2章　放大電路　27

2.1　共發射極放大電路　27

2.1.1　電路的組成　28

2.1.2　直流通路和交流通路　28

2.2　放大電路的靜態分析(直流分析)　29

2.2.1　圖解法的直流分析　29

2.2.2　解析法的直流分析　30

2.3　放大電路的動態分析(交流分析)　30

2.3.1　圖解法的交流分析　31

2.3.2　微變電路等效法的交流分析　32

2.4　靜態工作點穩定的共發射極放大電路　35

2.4.1　温度對靜態工作點的影響　35

2.4.2　工作點穩定的典型電路　36

2.5　共集電極放大電路　40

2.5.1　電路的結構　40

2.5.2　電路分析　40

2.6　共基極放大電路　42

2.6.1　電路的組成　42

2.6.2　電路分析　42

2.7　場效應管放大電路　43

2.8　多級放大電路　44

2.8.1　多級放大電路的組成　44

2.8.2　多級放大電路的耦合方式　44

2.8.3　多級放大電路電壓放大倍數的估算　45

2.9　差分放大電路　46

2.9.1　電路的組成　46

2.9.2　差分放大電路的分析　47

2.9.3　具有恆流源的差分放大器　51

2.9.4　差分放大電路輸入、輸出方式的4種組態　55

2.10　功率放大電路　55

2.10.1　功率放大電路的分類　56

2.10.2　功率放大電路的要求　56

2.10.3　互補對稱功率放大電路　56

習題　62

EWB訓練題　66

設計實例　67

第3章　負反饋放大電路　69

3.1　負反饋放大電路的組成及基本關係式　69

3.1.1　負反饋放大電路的組成　69

3.1.2　負反饋放大電路的基本關係式　69

3.1.3　反饋放大電路的類型　70

3.1.4　反饋的判斷　70

3.1.5　負反饋放大電路的分析　71

3.2　負反饋對放大電路性能的影響　73

3.2.1　提高了放大電路增益的穩定性　73

3.2.2　減小了非線性失真　73

3.2.3　擴展了放大器的通頻帶　74

3.2.4　改變了放大電路的輸入、輸出電阻　74

3.3　負反饋放大電路應用中的幾個問題　76

3.3.1　放大電路引入負反饋的一般原則　76

3.3.2　深度負反饋放大電路的特點及性能估算　77

3.3.3　負反饋放大電路的穩定性　79

習題　80

EWB訓練題　82

第4章　集成運算放大電路及其應用　83

4.1　集成運算放大器　83

4.1.1　集成運算放大器的組成及各部分的作用　83

4.1.2　集成運放的主要性能指標　84

4.1.3　理想集成運算放大電路　85

4.1.4　集成運放的電壓傳輸特性　86

4.2　集成運放在信號方面的應用　87

4.2.1　比例運算　87

4.2.2　加法與減法運算　89

4.2.3　微分與積分運算　91

4.2.4　指數和對數運算電路　92

*4.2.5　乘法和除法運算電路　93

4.2.6　基本運算電路應用舉例　95

4.3　集成運放的非線性應用——電壓比較器　97

4.3.1　單限電壓比較器　97

4.3.2　滯回比較器　98

4.3.3　窗口比較器　99

習題　100

EWB訓練題　103

設計實例　104

第二篇　數字電子技術

第5章　邏輯代數基礎　106

5.1　概述　106

5.1.1　數字信號和模擬信號　106

5.1.2　數制及其轉換　107

5.1.3　編碼　111

5.2　邏輯代數中的基本運算　114

5.2.1　邏輯代數的基本概念　114

5.2.2　邏輯代數中的基本運算　114

5.2.3　複合邏輯運算　116

5.3　邏輯函數及其表示方法　117

5.3.1　邏輯函數的概念　117

5.3.2　邏輯函數的表示方法　118

5.3.3　邏輯函數的兩種標準形式　120

5.4　邏輯代數的公式、定理及規則　123

5.4.1　基本公式　123

5.4.2　基本定理　123

5.4.3　邏輯代數的3個重要規則　124

5.5　邏輯函數的化簡　126

5.5.1　邏輯函數的最簡形式　126

5.5.2　邏輯函數的代數化簡法　126

5.5.3　邏輯函數的卡諾圖化簡法　129

5.6　具有無關項的邏輯函數及其化簡　133

5.6.1　約束項、任意項和邏輯函數中的無關項　133

5.6.2　無關項在邏輯函數中的應用　133

習題　134

EWB訓練題　136

設計實例　136

第6章　邏輯門電路基礎　138

6.1　概述　138

6.2　二極管的開關特性　139

6.2.l　二極管的理想開關特性　139

6.2.2　二極管的實際開關特性　139

6.3　雙極型三極管的開關特性　140

6.4　MOS晶體管的開關特性　141

6.4.1　MOS管的基本開關電路　141

6.4.2　MOS管的開關等效電路　142

6.5　基本邏輯門電路　142

6.5.1　二極管與門　142

6.5.2　二極管或門　144

6.5.3　三極管非門　145

6.6　TTL集成門電路　146

6.6.1　TTL與非門的電路結構和工作原理　146

6.6.2　TTL與非門的特性　148

6.6.3　其他類型的TTL與非門電路　152

6.7　CMOS集成邏輯門電路　155

6.7.1　CMOS反相器　155

6.7.2　其他功能的CMOS門電路　156

6.7.3　CMOS集成電路的特點　158

習題　159

技能題　162

EWB訓練題　162

設計實例　火車站列車優先出行電路設計　162

第7章　組合邏輯電路　164

7.1　概述　164

7.1.1　組合邏輯電路的特點　164

7.1.2　組合電路邏輯功能的描述　164

7.2　組合邏輯電路的分析方法　165

7.2.1　基本分析方法　165

7.2.2　分析舉例　165

7.3　組合邏輯電路的設計　166

7.3.1　組合邏輯電路的設計方法　166

7.3.2　設計舉例　167

7.4　常用組合邏輯電路　169

7.4.1　編碼器　169

7.4.2　譯碼器　175

7.4.3　數據選擇器和分配器　183

7.4.4　加法器　188

7.5　組合邏輯電路中的競爭-冒險現象　190

7.5.1　競爭-冒險現象及其成因　190

7.5.2　如何判斷是否存在競爭-冒險現象　191

7.5.3　消除競爭-冒險現象的方法　192

習題　193

技能題　196

EWB訓練題　196

設計實例　代碼轉換電路　196

第8章　觸發器　198

8.1　概述　198

8.2　基本RS觸發器　199

8.2.1　電路結構與工作原理　199

8.2.2　邏輯功能及其描述方法　201

8.3　同步觸發器　203

8.3.1　同步RS觸發器　203

8.3.2　同步D觸發器　205

8.3.3　同步JK觸發器　207

8.3.4　同步T觸發器與T′觸發器　209

8.3.5　同步觸發器存在的問題——空翻　210

8.4　主從觸發器　210

8.4.1　主從RS觸發器　211

8.4.2　主從JK觸發器　213

8.5　邊沿觸發器　215

8.5.1　邊沿JK觸發器　215

8.5.2　維持阻塞D觸發器　218

8.5.3　CMOS邊沿觸發器　219

8.6　各種觸發器之間的轉換　220

8.6.1　不同類型觸發器之間轉換的方法和轉換步驟　220

8.6.2　JK觸發器轉換成其他類型的觸發器　221

8.6.3　D觸發器轉換成其他類型的觸發器　222

習題　223

技能題　226

EWB訓練題　226

設計實例　數字搶答器的設計　227

第9章　時序邏輯電路　229

9.1　概述　229

9.2　同步時序邏輯電路的分析和設計方法　231

9.2.1　同步時序邏輯電路的分析方法　231

9.2.2　同步時序邏輯電路的設計方法　234

9.3　若干常用的時序邏輯電路　238

9.3.1　計數器　238

9.3.2　寄存器和移位寄存器　248

習題　254

EWB訓練題　257

設計實例　257

第10章　脈衝單元電路　259

10.1　脈衝信號與脈衝電路　259

10.1.1　脈衝信號　259

10.1.2　脈衝電路　260

10.2　集成邏輯門構成的脈衝單元電路　260

10.2.1　施密特觸發器　260

10.2.2　單穩態觸發器　265

10.2.3　多諧振盪器　271

10.3　555定時器及其應用　273

10.3.1　555定時器的電路結構　273

10.3.2　用555定時器構成施密特觸發器　275

10.3.3　用555定時器構成單穩態觸發器　276

10.3.4　用555定時器構成多諧振盪器　277

習題　280

技能題　284

EWB訓練題　284

設計實例　284

第11章　數-模和模-數轉換　286

11.1　概述　286

11.2　數-模轉換器(DAC)　287

11.2.1　數-模轉換原理及組成　287

11.2.2　權電阻網絡DAC轉換器　288

11.2.3　R-2R倒T形電阻網絡DAC轉換器　290

11.2.4　DAC轉換器的轉換精度與轉換速度　291

11.3　模-數轉換器　293

11.3.1　模-數轉換基本原理　293

11.3.2　直接ADC轉換器　296

11.3.3　間接ADC轉換器　300

11.3.4　ADC轉換器的轉換精度與轉換速度　303

習題　303

技能題　305

EWB訓練題　305

設計實例　高速並行ADC轉換系統　306

第12章　半導體存儲器與可編程邏輯器件　308

12.1　半導體存儲器　308

12.1.1　只讀存儲器(ROM)　309

12.1.2　隨機存取存儲器(RAM)　313

12.1.3　存儲容量的擴展　315

12.2　可編程邏輯器件(PLD)　317

12.2.1　PLD的基本結構　317

12.2.2　PLD的分類　318

12.2.3　幾種常見的邏輯符號表示方法　319

12.3　可編程陣列邏輯(PAL)　320

12.3.1　PAL的基本電路結構　320

12.3.2　PAL的輸出電路結構和反饋形式　320

12.4　通用陣列邏輯(GAL)　322

12.4.1　GAL器件的基本電路結構　323

12.4.2　GAL16V8基本結構　323

12.4.3　GAL16V8輸出邏輯宏單元(OLMC)　324

12.5　可編程邏輯器件PLD的開發過程　327

習題　328

參考文獻　330