《电路基础与集成电子技术》是根据新世纪电子信息与自动化系列课程改革教材计划编写的。《电路基础与集成电子技术》分电路基础、模拟电子技术和数字电子技术3篇,共16章。《电路基础与集成电子技术》的编写对一部分课程内容在讲法上进行了更新,精简了内容,在顺序上做了调整。例如其中电路基础的一部分内容结合电子技术的内容讲解。先讲场效应管,后讲双极型晶体管,结合工作原理介绍Rm和β根据特性曲线导出晶体管的小信号模型。将模拟乘法器与运放线性应用合为一章,使它们应用电路的分析得到统一。注意一些概念的前后连贯性,如电路和数字电子技术中的对偶。放大电路中的归算和数字电子技术中的最小项等。对可编程逻辑器件,注重实现可编程的原理,而不是对多种器件的逐一介绍。
《电路基础与集成电子技术》可供电气信息类、计算机类、应用物理等专业的相关课程做教材,理论课授课在100学时左右。《电路基础与集成电子技术》有多媒体电子教案配套供选用。
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《电路基础与集成电子技术》:新世纪电子信息与自动化系列课程改革教材 目录
总序
前言
第1篇 电路基础
第1章 电路元件与电源
1.1 实际电路与电路模型
1.2 电路中的无源二端元件
1.2.1 电阻器
1.2.2 电容器
1.2.3 电感器
思考题
1.3 电流、电压的正方向
思考题
1.4 电源和信号源
1.4.1 电源
1.4.2 受控电源
思考题
1.5 元件的电压、电流和功率
思考题
1.6 信号的时域和频域特性
1.6.1 正弦信号的产生
1.6.2 非正弦信号的合成与频谱图
1.7 导体、绝缘体和半导体
本章小结
习题
第2章 电路的基本定律
2.1 无源元件电路的等效变换
2.1.1 电阻器的串联
2.1.2 电阻器的并联
2.1.3 电容器的串联与并联
2.1.4 电感器的串联与并联
思考题
2.2 独立电源电路的等效变换
2.2.1 电压源电路的串联
2.2.2 电流源电路的并联
2.2.3 实际电源电路的输出
2.2.4 两种实际电源电路之间的等效转换
2.2.5 电压源源电压和内阻的确定
2.2.6 输出功率与负载匹配
2.2.7 输出功率与消耗功率
思考题
2.3 基尔霍夫定律
2.3.1 基尔霍夫电流定律(KCL)
2.3.2 基尔霍夫电压定律(KVL)
2.3.3 电阻器的星形三角形变换
思考题
2.4 叠加原理
思考题
2.5 戴文宁定理和诺顿定理
2.5.1 戴文宁定理
2.5.2 诺顿定理
思考题
本章小结
习题
第3章 正弦交流电路
3.1 正弦交流电的参数
3.1.1 相位差
3.1.2 有效值
思考题
3.2 相量
3.2.1 相量的概念及其表示方法
3.2.2 相量图及相量的运算
3.2.3 基尔霍夫定律的相量形式
思考题
3.3 正弦信号通过电路元件
3.3.1 正弦信号通过电阻器
3.3.2 正弦信号通过电容器
3.3.3 正弦信号通过电感器
思考题
3.4 阻抗与导纳
3.4.1 回路的阻抗
3.4.2 回路的导纳
3.4.3 阻抗三角形
思考题
3.5 正弦交流电路的功率和功率因数
3.5.1 一端口电抗性电路的功率
3.5.2 功率因数的提高
3.5.3 无功功率与视在功率
思考题
本章小结
习题
第2篇 模拟电子技术
第4章 半导体二极管和晶体管
4.1 半导体的基本知识
4.1.1 本征半导体
4.1.2 杂质半导体
思考题
4.2 PN结
4.2.1 PN结的形成
4.2.2 PN结的单向导电性
4.2.3 PN结的电容效应
思考题
4.3 半导体二极管
4.3.1 二极管的结构类型
4.3.2 二极管的伏安特性曲线
4.3.3 二极管的参数
4.3.4 二极管的模型
4.3.5 二极管的典型应用
思考题
4.4.硅稳压二极管及其稳压电路
4.4.1 稳压二极管的主要参数
4.4.2 稳压二极管稳压电路
思考题
4.5 场效应半导体晶体管
4.5.1 结型场效应晶体管
4.5.2 绝缘栅场效应管
4.5.3 场效应晶体管的参数和型号
思考题
4.6 双极型半导体晶体管
4.6.1 双极型晶体管的结构
4.6.2 双极型晶体管的电流放大系数
4.6.3 晶体管的三种组态
4.6.4.晶体管的共射特性曲线
4.6.5 晶体管的参数
4.6.6 晶体管的型号
4.6.7 半导体二极管和晶体管的封装
4.6.8 双极型和场效应型晶体管的比较
思考题
本章小结
习题
第5章 基本放大电路
5.1 放大电路概述
5.1.1 放大的概念
5.1.2 放大电路的主要技术指标
5.1 3基本放大电路的组态
5.1.4 基本放大电路的组成及工作原理
5.1.5 场效应管基本放大电路的偏置
思考题
5.2 基本放大电路的图解分析
5.2.1 放大电路的静态图解分析
5.2.2 放大电路的输出动态范围
思考题
5.3 放大电路静态工作点的计算求解法
5.3.1 场效应晶体管放大电路静态
工作点的计算求解
5.3.2 双极型晶体管放大电路静态
工作点的计算求解法
5.3.3 放大电路静态工作点的稳定
思考题
5.4 晶体管的小信号模型
5.4.1 场效应晶体管低频小信号模型
5.4.2 双极型晶体管低频小信号模型
思考题
5.5 场效应晶体管放大电路的动态分析
5.5.1 共源组态基本放大电路的动态分析
5.5.2 共漏组态基本放大电路的动态分析
思考题
5.6 双极型晶体管放大电路的动态分析
5.6.1 共射组态双极型晶体管放大电路的动态分析
5.6.2 共集组态基本放大电路的动态分析
思考题
5.7 三种接法基本放大电路的比较
5.8 放大电路的稳态频率响应
5.8.1 频率响应的基本概念
5.8.2 一阶RC电路的频率响应
思考题
本章小结
习题
第6章 集成运算放大器和模拟乘法器单元电路
6.1 集成运算放大器的基本结构
思考题
6.2 直接耦合多级放大电路
6.2.1 多级放大电路的耦合方式
6.2.2 零点漂移
思考题
6.3 差分放大电路
6.3.1 差分放大电路的组成
6.3.2 差分放大电路的输入和输出方式
6.3.3 差模信号和共模信号
6.3.4 差分放大电路的差模放大倍数和共模放大倍数
思考题
6.4 互补功率放大电路
6.4.1 晶体管的工作状态
6.4.2 乙类互补输出电路
6.4.3 单电源互补功率放大电路
6.4.4 复合管
思考题
6.5 运算放大器的参数和型号
6.5.1 运算放大器的符号和型号
6.5.2 运算放大器的参数
6.5.3 运算放大器分类
6.5.4 运放的选用原则
思考题
6.6 模拟乘法器
6.6.1 模拟乘法器的基本原理
6.6.2 集成模拟乘法器
思考题
本章小结
习题
第7章 负反馈放大电路
7.1 反馈的基本概念
7.1.1 反馈的概念
7.1.2 反馈基本方程式
思考题
7.2 反馈的组态及判断方法
7.2.1 反馈的组态
7.2.2 四种反馈组态的判断
思考题
7.3 负反馈对放大电路性能的影响
7.3.1 负反馈对增益的影响
7.3.2 负反馈对输入电阻的影响
7.3.3 负反馈对输出电阻的影响
7.3.4 负反馈对非线性失真的影响
7.3.5 负反馈对噪声、干扰和温漂的影响
思考题
7.4 RC电路的暂态过程
7.4.1 一阶RC电路的暂态响应
7.4.2 四种RC电路
思考题
7.5 负反馈放大电路自激的概念
本章小结
习题
第8章 运算放大器和模拟乘法器线性应用电路
8.1 运算放大器线性应用电路的特点
8.1.1 理想运算放大器
8.1.2 虚短和虚断
思考题
8.2 比例运算电路
8.2.1 反相比例运算电路
8.2.2 同相比例运算电路
8.2.3 差分比例运算电路
思考题
8.3 求和运算电路
8.3.1 反相输入比例求和电路
8.3.2 用反相输入比例求和电路实现减法运算
8.3.3 同相输入比例求和电路
思考题
8.4 积分和微分运算电路
8.4.1 积分运算电路
8.4.2 微分运算电路
思考题
8.5 对数和指数运算电路
8.5.1 对数运算电路
8.5.2 指数运算电路
8.6 模拟乘法器构成的运算电路
8.6.1 乘法运算
8.6.2 除法运算
8.6.3 开方运算电路
思考题
8.7 其他线性应用电路
8.7.1 电流-电压变换器和电压-电流变换器
8.7.2 数据放大器
8.7.3 绝对值电路
8.7.4 接地阻抗模拟变换器
8.7.5 有效值电路
8.7.6 有源滤波器
8.7.7 极管限幅电路
思考题
本章小结
习题
第9章 集成振荡电路
9.1 概述
9.1.1 振荡电路的分类
9.1.2 正弦波振荡电路
思考题
9.2 选频网络
9.2.1 RC选频网络
9.2.2 LC选频网络
思考题
9.3 RC振荡电路
9.3.1 RC文氏桥振荡电路
9.3.2 双T型RC振荡电路
思考题
9.4 LC正弦波振荡电路
9.4.1 变压器反馈LC振荡电路
9.4.2 三点式LC振荡电路
9.4.3 晶体振荡电路
思考题
9.5 非正弦波振荡电路
9.5.1 集成比较器
9.5.2 矩形波发生电路
9.5.3 三角波发生电路
9.5.4 锯齿波发生电路
9.5.5 CMOS反相器石英晶体多谐振荡器
9.5.6 压控振荡器VCO
9.5.7 函数发生器
思考题
本章小结
习题
第10章 直流电源
10.1 整流电路
10.1.1 主要性能参数
10.1.2 单相半波整流电路
……
第3篇 数字电子技术
第11章 逻辑代数基础
第12章 集成逻辑门电路
第13章 组合逻辑电路
第14章 触发器和时序逻辑电路
第15章 数模与模数转换器
第16章 半导体存储器与可编程逻辑器件
参考文献 序言
电子信息与自动化系列课程是专业适用面很广的课程系列。随着电子信息时代的到来,特别是进入21世纪之后,我国各级各类本科院校相当多的理工科专业都或多或少地开设了该系列课程中的课程。因此,提高该系列课程的教学水平、教学质量,对于提高我国高等教育水平和质量,增强当代大学生应用先进的信息技术解决专业领域问题的能力和业务素质,具有特殊重要的意义。而教材是课程内容和课程体系的知识载体,对课程改革和建设既有龙头作用,又有推动作用,所以要提高课程教学水平和质量,关键是要有高水平、高质量的教材。
正是基于上述认识,中国水利水电出版社推动成立了“新世纪电子信息与自动化系列课程改革教材”编审委员会,在经过近两年时间的深入调查研究的基础上,策划提出了本系列教材的编写、出版计划。
本系列教材总的定位是面向各级各类高等院校的本科教学,重点是一般本科院校的教学。整个教材系列大体分为电子信息与通信、计算机基础教育和测控技术与自动化三类,共约50本主体教材,它们既自成体系,具有信息类学科的系统性、完整性,又有相对独立性。参加本系列教材编写的作者全部是一些重点大学长期从事相关课程教学的教授、副教授,大多是所在单位的学科学术带头人或学术骨干,不少还是全国知名专家教授、国家级教学名师和教育部有关“教指委”专家、国家级精品课程负责人等,他们不仅有丰富的教学经验,而且有丰富的相关领域的科研经验,对有关课程的内涵、特点、内容相关性及应用等都有较深刻的认识和切身体验。这对编写、出版好本系列教材是十分有利的条件。
本系列教材在编写时均遵循了以下指导思想:
(1)正确处理先进性和基础性的关系,努力实现两者的统一。
作为进入新世纪的新编信息类教材,既注意在原有同类教材的基础上推陈出新,努力反映学科技术的最新成就,使之具有鲜明的时代特征和先进水平,又注重符合教学规律、教学特点,突出基本原理、基本知识、基本方法和基本技术技能的阐述,着力培养学生应用基础知识分析、解决问题的创新思维能力和将来独立获取、掌握新知识,跟踪相关学科技术发展的能力。
(2)正确处理理论与实践的关系,切实贯彻理论与实践紧密结合的原则。
本系列教材绝大多数都是理论与实际结合紧密、实用性很强的课程教材,因此特别强调从应用的角度组织内容,在重视理论系统性的同时,尤其突出实践性、应用性,使学生学了以后懂得有什么用、怎么用。在教材内容阐释时,积极引入“案例”,将基本知识单元、知识点的讲解融入典型案例的解决和研究过程中,以培养学生解决工程实际问题的能力作为突破口。
(3)遵循“宽编窄用”的内容选取原则和模块化的内容组织原则。 文摘
插图:
无源元件的等效变换就是指电阻、电容和电感的串联和并联,以及电压源的串联和电流源的并联。电阻的串联等于每一个电阻的和;电阻的并联,将使电阻值减小,并联电阻值的倒数等于每一个电阻值倒数之和。电感的串联和并联的规律与电阻相同。电容的并联等于每一个电容容量之和,电容的串联将使电容量减小,串联后的电容量的倒数等于每一个电容量倒数之和。
电压源串联等于每一个电压源值的代数之和,电压源不能并联;电流源的并联等于每一个电流源值的代数和,电流源不能串联。电压源的端口电压等于源电压减去电压源内阻上的电压降,所以,负载电流越大,电压源的端口电压越小。所以,要使负载获得的功率最大,不是电源的输出电流越大越有利,显然负载电流越大,内阻上的压降越大,端口处的电压反而会减小。负载获得功率最大的条件是内阻等于负载电阻值,满足这一条件也称为负载匹配。
电压源和电流源在一定条件下可以混合使用,并且电压源和电流源之间可以进行等效变换。电压源转换为电流源是将电压源的源电压除以电压源的内阻得到的电流作为变换后电流源的理想电流源,将电压源的内阻并联在变换后电流源两端。电流源转换为电压源是将理想电流源之值乘以其内阻得到的电压作为电压源的源电压,将电流源的内阻作为电压源的内阻串联在源电压之中。
本章进一步介绍了电路计算所遵循的基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律、叠加原理、戴文宁定律等。
分析各种电路的结构形式,基本上有两种。一是电路中有一个节点,围绕这个节点有若干个支路;二是有一个电路的闭合路径构成一个电路回路。这些电路中的电压和电流都遵循一定的规律,其中重要的有基尔霍夫定律,基尔霍夫定律又分为基尔霍夫电流定律,简称KCL;基尔霍夫电压定律,简称KVL。基尔霍夫电流定律叙述为“在任一时刻流入某节点的电流等于流出该节点的电流”;也可叙述为“在任一时刻某节点电流的代数和等于0”。基尔霍夫电压定律叙述为“在任一时刻,任一闭合回路中,沿某一个绕行方向,所有支路的电压降之和等于电压升之和”;又可叙述为“在任一时刻某一回路电压降的代数和恒等于0”。
叠加原理叙述为“在一个线性有源电路中,每一个支路的电流,都可以看成是线性有源电路中每一个电源分别作用所产生电流的代数和”。电源分别作用时,不起作用的电压源短路,不起作用的电流源开路。
戴文宁定理是解决一个含有电压源的一端口网络外接负载时,如何进行计算的电路定理。有一个含源一端口网络,可以用一个等效源电压和一个等效内阻代替。等效源电压等于从负载开路处,从一端口看进去的开路电压值,等效内阻即是含源一端口网络的源电压短路时所呈现的电阻值。
诺顿定理是处理含有电流源的一端口网络,变换成一个等效的电流源和一个等效内阻的电路定理。诺顿定理确定等效电源的理想电流源的方法是将负载短路,端口处负载回路中的短路电流即为理想电流源的值;等效电流源的等效内阻即是含源一端口网络中所有的独立电源不起作用时,含源一端口网络变为无源一端口网络的等效电阻,即理想电流源开路后,理想电压源短路后一端口网络的等效电阻值。戴文宁定理和诺顿定理具有“对偶”的关系,即对一端口网络中的电压源而言,负载开路,理想电压源短路;对一端口网络中的电流源而言,负载短路,理想电流源开路。
| ISBN | 9787508475950 |
|---|---|
| 出版社 | 中国水利水电出版社 |
| 作者 | 蔡惟铮 |
| 尺寸 | 16 |