本書是《電路與電子技術(shù)》(盧颯主編,電子工業(yè)出版社,2018年)的修訂版。依照教育部電工電子基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)2019年制定的電工電子基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求進(jìn)行編寫。本書體系結(jié)構(gòu)合理,語言通俗易懂,例題、習(xí)題豐富,聯(lián)系實(shí)際,突出應(yīng)用,在內(nèi)容編排上符合應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)的基本要求。本書共分3篇:第一篇是電路分析基礎(chǔ),主要內(nèi)容有電路的基本概念與基本定律、電路的基本分析方法和基本定理、正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析;第二篇為模擬電子技術(shù),主要內(nèi)容有半導(dǎo)體器件、基本放大電路、集成運(yùn)算放大器及其應(yīng)用、直流穩(wěn)壓電源;第三篇為數(shù)字電子技術(shù),主要內(nèi)容有邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、組合邏輯電路、觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路、D/A與A/D轉(zhuǎn)換電路。本書是國家級(jí)一流本科課程“電路與電子技術(shù)”的配套教材,線上教學(xué)資源來自浙江省線上一流課程“電路與電子技術(shù)”。本書將多種類型的數(shù)字化教學(xué)資源(視頻、課件、工程案例、思政案例、題庫、測試、思維導(dǎo)圖等)通過二維碼技術(shù)與文本緊密關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)教材與數(shù)字資源的深度融合,豐富教材的知識(shí)內(nèi)容和呈現(xiàn)方式,方便教材內(nèi)容的及時(shí)更新。本書可作為本科院校和高職院校工科非電類各專業(yè),如測控類、機(jī)械類、計(jì)算機(jī)類、控制類、能源類、土木類、工業(yè)工程類及其他相近專業(yè)人員學(xué)習(xí)電工學(xué)、電路與電子技術(shù)等課程的教材,同時(shí)也可用于開展翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué)或供相關(guān)科技人員參考。
盧颯,女,教授,就職于中國計(jì)量大學(xué),從事電類基礎(chǔ)課程教學(xué)27年,2門國家級(jí)一流本科課程負(fù)責(zé)人。擔(dān)任浙江省高等學(xué)校本科信息化教指委委員、中國高校電工電子在線開放課程聯(lián)盟理事、浙江省電工學(xué)研究會(huì)常務(wù)理事、省級(jí)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心主任。榮膺浙江省高校優(yōu)秀教師、浙江省師德標(biāo)兵、浙江省三育人先進(jìn)個(gè)人、浙江省教壇新秀、中國計(jì)量大學(xué)首屆卓越教學(xué)獎(jiǎng)等。 課程建設(shè)卓有成效,主持國家級(jí)、省級(jí)課程及平臺(tái) 12 項(xiàng)。主持建設(shè)的《電路分析基礎(chǔ)》課程先后認(rèn)定為國家精品在線開放課程、國家級(jí)線上一流課程、浙江省課程思政示范課程、中國高校電工電子課程聯(lián)盟線上線下精品課程;主持建設(shè)的《電路與電子技術(shù)》課程歷經(jīng)浙江省線上一流課程、浙江省線上線下混合式一流課程和浙江省課程思政示范課程認(rèn)定后,獲評(píng)為第二批國家級(jí)線上線下混合式一流課程;主持建設(shè)的《模擬電子技術(shù)》獲浙江省線下一流課程;主持建設(shè)的課程團(tuán)隊(duì)獲浙江省課程思政示范基層教學(xué)組織。主持及參與省部級(jí)教改項(xiàng)目 10 項(xiàng),出版國家級(jí)、省級(jí)教材9部。獲浙江省教師教學(xué)創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)、浙江省教學(xué)成果二等獎(jiǎng)、浙江省高!盎ヂ(lián)網(wǎng)+”教學(xué)優(yōu)秀案例特等獎(jiǎng)、浙江省高校翻轉(zhuǎn)課堂優(yōu)案例一等獎(jiǎng)等省部級(jí)教學(xué)獎(jiǎng)12項(xiàng)。
第一篇 電路分析基礎(chǔ)
第1章 電路的基本概念與基本定律
1.1 電路的組成與電路模型
1.1.1 電路的組成及其作用
1.1.2 電路模型
1.2 電路的基本物理量
1.2.1 電流
1.2.2 電壓和電位
1.2.3 功率
1.3 基爾霍夫定律
1.3.1 基爾霍夫電流定律
1.3.2 基爾霍夫電壓定律
1.4 無源元件
1.4.1 電阻元件
1.4.2 電容元件
1.4.3 電感元件
1.5 有源元件
1.5.1 獨(dú)立電源
1.5.2 受控電源
1.6 工程應(yīng)用實(shí)例
1.6.1 加熱器
1.6.2 汽車油箱油量檢測電路
1.6.3 直流電表
本章小結(jié)
習(xí)題1
第2章 電路的基本分析方法和基本定理
2.1 等效變換分析法
2.1.1 二端網(wǎng)絡(luò)與等效
2.1.2 無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效
2.1.3 實(shí)際電源兩種模型的等效
2.1.4 電路的等效分析
2.2 支路電流法
2.2.1 兩類約束和電路方程
2.2.2 支路電流方程的列寫
2.3 節(jié)點(diǎn)電壓法
2.3.1 節(jié)點(diǎn)電壓方程的標(biāo)準(zhǔn)形式
2.3.2 含純理想電壓源支路的節(jié)點(diǎn)電壓方程
2.4 疊加定理
2.4.1 疊加定理的基本內(nèi)容
2.4.2 應(yīng)用疊加定理的注意事項(xiàng)
2.4.3 線性電路的齊次性與可加性
2.5 等效電源定理
2.5.1 戴維南定理
2.5.2 諾頓定理
2.5.3 最大功率傳輸定理
2.6 一階動(dòng)態(tài)電路的分析
2.6.1 動(dòng)態(tài)電路的暫態(tài)過程及換路定則
2.6.2 一階電路的零輸入響應(yīng)
2.6.3 一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)
2.6.4 一階電路的全響應(yīng)和三要素法
2.7 工程應(yīng)用實(shí)例
2.7.1 惠斯通電橋電路
2.7.2 電冰箱延時(shí)保護(hù)電路
2.7.3 閃光燈電路
2.7.4 積分電路和微分電路
本章小結(jié)
習(xí)題2
第3章 正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析
3.1 正弦交流電的基本概念
3.1.1 頻率與周期
3.1.2 振幅與有效值
3.1.3 初相位
3.2 正弦量的相量表示
3.2.1 復(fù)數(shù)及其運(yùn)算
3.2.2 正弦量的相量表示
3.3 兩類約束的相量形式
3.3.1 基爾霍夫定律的相量形式
3.3.2 電路元件伏安關(guān)系的相量形式
3.4 復(fù)阻抗及正弦穩(wěn)態(tài)電路的 相量分析法
3.4.1 復(fù)阻抗
3.4.2 正弦穩(wěn)態(tài)電路的相量法分析
3.5 正弦交流電路的功率
3.5.1 瞬時(shí)功率
3.5.2 平均功率和功率因數(shù)
3.5.3 無功功率
3.5.4 視在功率
3.5.5 電路功率因數(shù)的提高
3.6 諧振電路
3.6.1 串聯(lián)諧振
3.6.2 并聯(lián)諧振
3.7 三相電路
3.7.1 三相電源
3.7.2 對(duì)稱三相電路
3.7.3 不對(duì)稱三相電路
3.7.4 三相電路的功率
3.8 工程應(yīng)用實(shí)例
3.8.1 日光燈電路
3.8.2 收音機(jī)調(diào)諧電路
3.8.3 按鍵式電話機(jī)電路
3.8.4 音箱分頻電路
3.8.5 不失真分壓器
3.8.6 相序測定電路
本章小結(jié)
習(xí)題3
第二篇 模擬電子技術(shù)
第4章 半導(dǎo)體器件
4.1 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)
4.1.1 本征半導(dǎo)體
4.1.2 雜質(zhì)半導(dǎo)體
4.1.3 PN結(jié)
4.2 半導(dǎo)體二極管
4.2.1 二極管的結(jié)構(gòu)與類型
4.2.2 二極管的伏安特性
4.2.3 二極管的主要參數(shù)
4.2.4 二極管的電路模型
4.2.5 二極管的應(yīng)用電路
4.2.6 其他類型的二極管
4.3 雙極型晶體管
4.3.1 晶體管的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
4.3.2 晶體管的電流放大原理
4.3.3 晶體管的共射特性曲線
4.3.4 晶體管的主要參數(shù)
4.4 工程應(yīng)用實(shí)例
4.4.1 邏輯電平指示電路
4.4.2 紅外發(fā)射/接收電路
4.4.3 晶體管開關(guān)電路
本章小結(jié)
習(xí)題4
第5章 基本放大電路
5.1 放大的概念和放大電路的性能指標(biāo)
5.1.1 放大的概念
5.1.2 放大電路的性能指標(biāo)
5.2 基本放大電路的組成及工作原理
5.2.1 單管共射放大電路的組成
5.2.2 放大電路的工作原理
5.2.3 直流通路和交流通路
5.3 放大電路的分析
5.3.1 靜態(tài)分析
5.3.2 動(dòng)態(tài)分析
5.4 放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定
5.4.1 溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響
5.4.2 分壓偏置放大電路
5.5 單管放大電路其他接法簡介
5.5.1 共集電極放大電路
5.5.2 共基極放大電路
5.5.3 晶體管放大電路3種接法的性能比較
5.6 多級(jí)放大電路簡介
5.6.1 阻容耦合多級(jí)放大電路
5.6.2 直接耦合多級(jí)放大電路
5.7 工程應(yīng)用實(shí)例
5.7.1 助聽器電路
5.7.2 聲光控路燈電路
本章小結(jié)
習(xí)題5
第6章 集成運(yùn)算放大器及其應(yīng)用
6.1 集成運(yùn)算放大器概述
6.1.1 集成運(yùn)算放大器的組成
6.1.2 集成運(yùn)算放大器的主要性能指標(biāo)
6.2 理想運(yùn)算放大器
6.2.1 理想化條件
6.2.2 理想運(yùn)放的兩種工作狀態(tài)
6.3 放大電路中的反饋
6.3.1 反饋的基本概念
6.3.2 反饋的分類與判斷
6.3.3 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響
6.4 集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用
6.4.1 運(yùn)算電路
6.4.2 有源濾波器
6.5 集成運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用
6.5.1 電壓比較器
6.5.2 波形發(fā)生器
6.6 工程應(yīng)用實(shí)例
6.6.1 小型溫度控制電路
6.6.2 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器
本章小結(jié)
習(xí)題6
第7章 直流穩(wěn)壓電源
7.1 直流穩(wěn)壓電源的組成
7.2 整流電路
7.2.1 單相橋式整流電路的結(jié)構(gòu)
7.2.2 主要參數(shù)
7.3 濾波電路
7.3.1 電容濾波電路
7.3.2 π型濾波電路
7.4 穩(wěn)壓電路
7.4.1 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路
7.4.2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路
7.4.3 集成三端穩(wěn)壓器
7.5 工程應(yīng)用實(shí)例
7.5.1 一種常用的單片機(jī)電源電路
7.5.2 電子三分頻擴(kuò)音機(jī)系統(tǒng)簡介
本章小結(jié)
習(xí)題7
第三篇 數(shù)字電子技術(shù)
第8章 邏輯代數(shù)基礎(chǔ)
8.1 數(shù)字電路概述
8.1.1 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)
8.1.2 數(shù)字電路的特點(diǎn)
8.1.3 數(shù)制與碼制
8.2 邏輯運(yùn)算與邏輯函數(shù)
8.2.1 邏輯代數(shù)的基本概念
8.2.2 三種基本邏輯運(yùn)算及其門電路
8.2.3 常用復(fù)合邏輯運(yùn)算
8.2.4 邏輯函數(shù)的表示方法
8.3 集成邏輯門電路
8.3.1 TTL集成邏輯門電路
8.3.2 CMOS集成邏輯門電路
8.3.3 集成門電路使用注意事項(xiàng)
8.4 邏輯函數(shù)的化簡
8.4.1 邏輯代數(shù)的公式與定理
8.4.2 邏輯函數(shù)的公式化簡法
8.4.3 邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法
8.5 具有約束項(xiàng)的邏輯函數(shù)
8.5.1 約束項(xiàng)的概念
8.5.2 具有約束項(xiàng)邏輯函數(shù)的化簡
8.6 邏輯函數(shù)不同表達(dá)形式之間的相互轉(zhuǎn)換
8.7 工程應(yīng)用實(shí)例
8.7.1 聲光控節(jié)電開關(guān)
8.7.2 三人表決控制器
本章小結(jié)
習(xí)題8
第9章 組合邏輯電路
9.1 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)
9.1.1 組合邏輯電路的特點(diǎn)
9.1.2 組合邏輯電路的分析
9.1.3 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)
9.2 常用集成組合邏輯電路
9.2.1 編碼器
9.2.2 譯碼器
9.2.3 數(shù)據(jù)選擇器
9.2.4 加法器
9.3 工程應(yīng)用實(shí)例
9.3.1 水箱水位監(jiān)測顯示電路
9.3.2 血型匹配指示器
本章小結(jié)
習(xí)題9
第10章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路
10.1 觸發(fā)器
10.1.1 觸發(fā)器的功能特點(diǎn)
10.1.2 觸發(fā)器的分類及邏輯功能描述
10.1.3 RS觸發(fā)器
10.1.4 D觸發(fā)器
10.1.5 JK觸發(fā)器
10.1.6 不同功能觸發(fā)器的相互轉(zhuǎn)換
10.2 時(shí)序邏輯電路概述
10.2.1 時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)
10.2.2 時(shí)序電路邏輯功能的表示方法
10.3 計(jì)數(shù)器
10.3.1 計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)及分類
10.3.2 計(jì)數(shù)器的分析方法
10.3.3 中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器
10.3.4 用中規(guī)模計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器
10.4 寄存器
10.4.1 數(shù)碼寄存器
10.4.2 移位寄存器
10.5 集成555定時(shí)器及其應(yīng)用
10.5.1 555定時(shí)器的結(jié)構(gòu)與功能
10.5.2 由555定時(shí)器構(gòu)成的
施密特觸發(fā)器
10.5.3 由555定時(shí)器構(gòu)成的 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
10.5.4 由555定時(shí)器構(gòu)成的 多諧振蕩器
10.6 工程應(yīng)用實(shí)例
10.6.1 簡易數(shù)字頻率計(jì)
10.6.2 交通燈控制電路
本章小結(jié)
習(xí)題10
第11章 D/A與A/D轉(zhuǎn)換電路
11.1 D/A轉(zhuǎn)換器
11.1.1 D/A轉(zhuǎn)換的原理
11.1.2 D/A轉(zhuǎn)換器的主要 參數(shù)
11.1.3 典型芯片介紹與應(yīng)用
11.2 A/D轉(zhuǎn)換器
11.2.1 A/D轉(zhuǎn)換的過程
11.2.2 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換原理
11.2.3 A/D轉(zhuǎn)換器的主要 參數(shù)
11.2.4 典型集成A/D芯片
11.3 工程應(yīng)用實(shí)例
三位半直流數(shù)字電壓表
本章小結(jié)
習(xí)題11