模擬與數(shù)字電子技術(shù)基礎(第2版)
定 價:59 元
叢書名:教育部高等學校電子電氣基礎課程教學指導分委員會推薦教材
- 作者:蔡惟錚,齊明,于泳編
- 出版時間:2022/3/1
- ISBN:9787040571196
- 出 版 社:高等教育出版社
- 中圖法分類:TN7
- 頁碼:427
- 紙張:膠版紙
- 版次:2
- 開本:16開
“電子技術(shù)基礎”是普通高等院校電氣類、電子信息類、自動化類、計算機類各專業(yè)學習電子技術(shù)入門性質(zhì)的課程。《模擬與數(shù)字電子技術(shù)基礎(第2版)》包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩部分內(nèi)容,在課程體系上有所調(diào)整,在內(nèi)容上對次要和過時的內(nèi)容有所刪減。經(jīng)過對課程內(nèi)容的分析研究,對具有相同共性的知識點進行了適當?shù)慕M合,同時也重視知識點的特殊性,進行了必要的改革,增加了近年來已經(jīng)成熟的電子新技術(shù)、新器件的介紹,從而使該書的篇幅有較大的減少,但內(nèi)容并未同比例地縮減。該書配有習題、思考題和小結(jié)以及電子教案,保證了學習與教學的需要。
《模擬與數(shù)字電子技術(shù)基礎(第2版)》可作為高等院校電氣類、電子信息類、自動化類、計算機類各專業(yè)和部分非電類專業(yè)的教科書,參考學時70~80,也可供工程技術(shù)人員參考。
“電子技術(shù)基礎”是普通高等院校電氣類、電子信息類、自動化類、計算機類各專業(yè)學習電子技術(shù)入門性質(zhì)的課程。現(xiàn)代科技的發(fā)展十分迅速,各種新興學科、交叉學科和工程技術(shù)的新成就大都與電子技術(shù)密不可分。
由于教育改革的需要,目前各高校增加了創(chuàng)新類型課程的比例,增加了實驗和實踐性教學環(huán)節(jié)的學時。這就必然要減少原有一些課程的學時數(shù),電子技術(shù)基礎類課程也不例外。作者認為,減少學時不能簡單地從減少內(nèi)容入手,必須認真進行課程體系和課程內(nèi)容的改革才能達到既減少學時,又不至于過分減少課程內(nèi)容的目的。首先,需要對課程原有的體系和內(nèi)容進行仔細的研究,尋找課程各章節(jié)的共性問題和各自的特殊性;其次,對課程內(nèi)容進行必要的刪繁就簡和重組,引入近年來成熟的新技術(shù),以達到提高教育質(zhì)量、培養(yǎng)人才、服務國家建設發(fā)展需要之目的。針對這一情況,本書做了如下改革:
本書的第一部分“模擬電子技術(shù)”主要介紹半導體電子器件、放大電路、模擬集成電路及其應用、反饋放大電路、振蕩電路和整流穩(wěn)壓電路。對于場效應晶體管保持原有內(nèi)容,對雙極型晶體管有所減弱。對晶體管內(nèi)部非主要的少數(shù)載流子的運動給予忽略,只講述共射組態(tài)電流放大系數(shù)β,對α不再提及;對晶體管的特性曲線和參數(shù)不削弱,強調(diào)在電子電路分析中將晶體管視為受控源。
在放大電路中,減弱了圖解的內(nèi)容,只保留講述工作點、直流負載線、交流負載線、動態(tài)范圍和非線性失真所需要的圖解的內(nèi)容。靜態(tài)計算不使用近似計算法,采用電路課程中的戴維南定理來求解靜態(tài)基極電流,又引出重要的歸算的概念,對后面內(nèi)容的講解益處很大。而場效應管放大電路由于場效應管有轉(zhuǎn)移特性曲線方程式,可采用計算法求解放大電路靜態(tài)工作點的參數(shù),這樣兩種晶體管放大電路的靜態(tài)工作點都可以采用計算法。同時在二極管的應用中加大了整流電路原理的介紹,有助于學生在科技活動中處理電源問題。
其次,從晶體管的特性曲線引出簡化的微變模型,概念清楚,又避免比較煩瑣的數(shù)學推導。在進行放大電路動態(tài)參數(shù)求解時晶體管就是一個受控源,熟練以后可以根據(jù)電路圖直接寫出電壓增益的公式和輸入電阻的表達式。
跨導型模擬乘法器的核心是差分放大電路,講解相乘的原理也很容易,所以將差分放大電路、互補放大電路、運算放大器、模擬乘法器放在一章講解。同時,由于運算放大器的運算電路和模擬乘法器的運算電路具有相同的分析規(guī)律,所以將模擬乘法器和運算放大器的運算電路也放在一章中是比較合理的。
反饋放大電路進行理想化處理,只考慮輸入信號經(jīng)放大電路的正向傳輸,反饋信號經(jīng)反饋網(wǎng)絡的反向傳輸,忽略了反饋網(wǎng)絡對放大電路的影響。并且以深度負反饋為主,全部選用集成運放放大電路作為例子進行分析,刪除了分立元件放大電路的例子,使反饋放大電路的分析得以簡化。
在運算放大器和模擬乘法器線性應用電路一章中,除了傳統(tǒng)的基本運算電路外,還加強了實際應用電路的介紹,如數(shù)據(jù)放大器、接地阻抗模擬變換器、開關電容濾波器等,同時將有源濾波器作為應用電路移入本章。
在集成振蕩電路一章,加強了振蕩電路的組成地位,將RC選頻網(wǎng)絡、LC選頻網(wǎng)絡放在一節(jié)中介紹,加強了兩種振蕩電路的聯(lián)系。如果電路課程中對這些內(nèi)容有了講解,可根據(jù)實際情況刪減。不管是RC振蕩電路,還是LC振蕩電路,其實質(zhì)是一樣的。在非正弦波振蕩電路的基礎上自然引出函數(shù)發(fā)生器,并對其進行了扼要的介紹。
在直流電源一章,因為整流電路已移到二極管應用中介紹,在此主要介紹整流電路的參數(shù)。對穩(wěn)壓電源加強了與反饋電路的聯(lián)系,串聯(lián)型穩(wěn)壓電源實質(zhì)上是電壓負反饋電路。同時加強了對三端集成穩(wěn)壓器和開關穩(wěn)壓電源的介紹。
本書的第二部分“數(shù)字電子技術(shù)”主要介紹邏輯電路分析的數(shù)學工具、集成邏輯門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器和555定時器、時序邏輯電路、半導體存儲器與可編程邏輯器件以及數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器等內(nèi)容。
在“數(shù)字電子技術(shù)”部分,對于一些貫穿整個數(shù)字電子技術(shù)的內(nèi)容,例如邏輯代數(shù)、對偶、最小項等給予加強,加強不等于增加篇幅,而是在后續(xù)章節(jié)中都與此聯(lián)系起來,前后形成一個脈絡。對門電路和觸發(fā)器以及中規(guī)模集成電路取消了內(nèi)部電路的講解,著重靜態(tài)邏輯功能、特性曲線和參數(shù)的介紹。加強了中、大規(guī)模集成電路設計邏輯電路的比重,基本上不再講解采用小規(guī)模集成電路設計邏輯電路的內(nèi)容。
對課程內(nèi)容進行了精簡和整合,例如,針對邏輯代數(shù)十幾個形式定理,不提每一個定理的具體名稱,而是將其劃分成5類,且有對偶關系;將555定時器納入觸發(fā)器一章,介紹完幾種觸發(fā)器后,還可以通過555定時器介紹單穩(wěn)、多諧、施密特等電路。定時器的功能表歸納出4條規(guī)律,可以脫離功能表去分析定時器的基本電路,其中多諧、施密特等電路具有內(nèi)在的一致性。
對于可編程邏輯器件,沒有具體去講許多公司的各種器件,而是提取它們的共性,將實現(xiàn)可編程的方法加以總結(jié)。對于可編程邏輯器件使用中遇到的VHDL語言,在組合邏輯電路、觸發(fā)器和時序邏輯電路中分別給出一些實例,對語句給予注釋,使讀者對VHDL語言有一個初步的了解。
在某些課程內(nèi)容上,當進一步延伸會牽涉一些新技術(shù)時,也會對此有所提及,以擴大學生的知識面,例如新型的△一∑型模數(shù)轉(zhuǎn)換器、流水線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器等。
本書可作為電氣類、電子信息類、自動化類、計算機類等相關專業(yè)的“電子技術(shù)基礎”“模擬電子技術(shù)…‘數(shù)字電子技術(shù)”等電子技術(shù)類課程的教材。本書理論課授課70-80學時,相當于5學分,另外可安排40學時左右的實驗課。每節(jié)后面有思考題,每章后面有習題供學生使用,以鞏固課程的基本概念和掌握基本分析問題的方法。本書為新形態(tài)教材,全書一體化設計,將每章習題解答和部分重點內(nèi)容視頻制作成二維碼,掃描即可查看。本書配套的數(shù)字課程網(wǎng)站提供了與主教材配套的電子教案(PPT文件),該電子教案本著“分層顯示,動態(tài)感強,師生互動,便于修改”的原則進行制作,以期為使用本教材的老師提供方便。
參加本書編寫的有齊明、于泳、劉英、呂超、蔡劍鋒、劉貴棟、朱敏等人,由蔡惟錚任主編,齊明、于泳任副主編。本書由浙江大學王小海教授主審,在此對他的中肯意見深表謝意。
雖然對本書的這種安排形式進行過一些教學實踐,但難免存有不足之處,敬請讀者不吝指正,以便再版時修改,在此深表感謝!
蔡惟錚,上海市人,1938年出生。曾任哈爾濱工業(yè)大學電工電子實驗教學中心主任、電子學教研室主任、校本科教育工作委員會副主任、校教學督導組組長,F(xiàn)任全國高等學校電子技術(shù)研究會顧問、東北地區(qū)高等院校電子技術(shù)研究會榮譽理事長。
五十多年來一直在教學第一線工作,享受國務院政府特殊津貼。2003年獲***教學名師獎;擔任負責人期間,“電子技術(shù)基礎課程”被評為國家精品課程、“電氣工程電工電子系列課程教學團隊”被評為***優(yōu)秀教學團隊。主持***、省部級教學研究項目多項,2001年和2005年兩次獲***教學成果二等獎,獲***、部級優(yōu)秀教材獎三項,主編普通高等教育“十五”***規(guī)劃教材兩本。獲國家科技進步特等獎一項、省部級科技進步二、三等獎四項,發(fā)表科技論文近30篇,主要研究方向是電氣設備在線檢測。
緒論
第一篇 模擬電子技術(shù)
第1章 半導體二極管和晶體管
1.1 半導體的基本知識
1.1.1 本征半導體
1.1.2 雜質(zhì)半導體
1.2 PN結(jié)
1.2.1 PN結(jié)的形成
1.2.2 PN結(jié)的單向?qū)щ娦?br>1.2.3 PN結(jié)的電容效應
1.3 半導體二極管
1.3.1 二極管的結(jié)構(gòu)類型
1.3.2 二極管的伏安特性曲線
1.3.3 二極管的參數(shù)
1.3.4 二極管的模型
1.3.5 二極管的應用
1.4 硅穩(wěn)壓二極管及其穩(wěn)壓電路
1.4.1 穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)
1.4.2 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路
1.5 雙極型晶體管
1.5.1 晶體管的結(jié)構(gòu)
1.5.2 晶體管的電流放大系數(shù)
1.5.3 晶體管的三種組態(tài)
1.5.4 晶體管的共射特性曲線
1.5.5 晶體管的參數(shù)
1.5.6 晶體管的型號
1.6 場效應晶體管.:
1.6.1 結(jié)型場效應管
1.6.2 絕緣柵型場效應管
1.6.3 場效應管的三種組態(tài)
1.6.4 場效應管的參數(shù)和型號
1.6.5 雙極型晶體管和場效應晶體管的比較
本章小結(jié)
習題
第2章 基本放大電路
2.1 放大電路概述
2.1.1 放大的概念
2.1.2 放大電路的主要技術(shù)指標
2.1.3 基本放大電路的組態(tài)
2.2 基本放大電路的組成及工作原理
2.2.1 晶體管基本放大電路的組成及工作原理
2.2.2 場效應管基本放大電路的組成及工作原理
2.3 基本放大電路的圖解分析
2.3.1 放大電路的靜態(tài)圖解分析
2.3.2 放大電路的輸出動態(tài)范圍
2.4 晶體管的小信號模型
2.4.1 晶體管低頻小信號模型
2.4.2 場效應管低頻小信號模型
2.5 晶體管放大電路的動態(tài)分析
2.5.1 共射組態(tài)基本放大電路的動態(tài)分析
2.5.2 共集組態(tài)基本放大電路的動態(tài)分析
2.6 場效應管放大電路的動態(tài)分析
2.6.1 共源組態(tài)基本放大電路的動態(tài)分析
2.6.2 共漏組態(tài)基本放大電路的動態(tài)分析
2.7 放大電路的穩(wěn)態(tài)頻率響應
2.7.1 頻率響應的基本概念
2.7.2 一階RC電路的頻率響應
本章小結(jié)
習題
……
第二篇 數(shù)字電子技術(shù)