數字電子技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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馬明濤，鄔春明 編

圖書標籤:

• 數字電路
• 電子技術
• 數字電子
• 電路分析
• 邏輯電路
• 半導體
• 電子工程
• 計算機硬件
• 嵌入式係統
• 電子設計

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560626567

版次：1

商品編碼：11665859

包裝：平裝

叢書名： 高等學校電子信息類“十二五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-02-01

用紙：膠版紙

頁數：264

字數：386000

正文語種：中文

內容簡介

　　《數字電子技術》由馬明濤、鄔春明主編，主要內容有：數字電路基礎、集成邏輯門電路、組閤邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、脈衝波形發生器與整形電路、數／模和模／數轉換器、半導體存儲器和可編程邏輯器件、硬件描述語言、數字電路讀圖練習等10章。　　《數字電子技術》可作為高等學校電子類、儀器儀錶類等專業的教材或教學參考書，也可作為有關工程技術人員的參考書。

內頁插圖

目錄

第1章數字電路基礎1．1 概述1．1．1 數字信號和數字電路1．1．2 數字電路的特點1．1．3 數字電路的分類1．1．4 數字電路的應用1．2 幾種常用的數製和碼製1．2．1 數製1．2．2 碼製1．3 邏輯函數中三種最基本的邏輯運算1．3．1 邏輯函數和邏輯變量1．3．2 三種基本邏輯關係及其錶示方法1．4 復閤邏輯運算1．5 邏輯函數的幾種錶示方法及其相互轉換1．5．1 已知真值錶求邏輯錶達式和邏輯圖1．5．2 已知邏輯函數式求真值錶和邏輯圖1．5．3 已知邏輯圖求邏輯函數式和真值錶1．6 邏輯代數1．6．1 基本公式、定律和常用規則1．6．2 邏輯函數的代數化簡法1．7 邏輯函數的卡諾圖化簡法1．7．1 邏輯函數的最小項及最小項錶達式1．7．2 邏輯函數的卡諾圖錶示法1．7．3 用卡諾圖化簡邏輯函數1．7．4 具有無關項的邏輯函數及其化簡1．8 關於正邏輯和負邏輯的規定及其轉換本章小結習題第2章集成邏輯門電路2．1 概述2．2 分立元件邏輯門電路2．2．1 二極管門電路2．2．2 三極管門電路2．3 TTL集成邏輯門2．3．1 TTL與非門的工作原理2．3．2 其他類型的TTL門電路2．3．3 各種係列的TTL門電路及其性能比較2．3．4 TTL與非門的外特性及其主要參數2．3．5 雙極型集成邏輯門電路使用中的幾個實際問題2．4 CMOS集成邏輯門2．4．1 CMOS反相器的工作原理2．4．2 CMOS反相器的電壓、電流傳輸特性2．4．3 其他類型的CMOS邏輯門2．4．4 CMOS電路的正確使用本章小結習題第3章組閤邏輯電路3．1 概述3．2 組閤邏輯電路的分析和設計3．2．1 組閤邏輯電路的分析方法3．2．2 組閤邏輯電路的設計方法3．3 常用的組閤邏輯電路3．3．1 編碼器3．3．2 譯碼器3．3．3 加法器3．3．4 數值比較器3．3．5 數據選擇器3．3．6 數據分配器3．4 基於MSI組閤邏輯電路的分析3．4．1 分析步驟3．4．2 分析舉例3．5 基於MSI組閤邏輯電路的設計3．6 組閤邏輯電路中的競爭一冒險現象3．6．1 什麼是競爭一冒險現象3．6．2 競爭一冒險的識彆方法3．6．3 消除競爭一冒險的方法本章小結習題第4章觸發器4．1 基本概念4．2 觸發器4．2．1 基本RS觸發器4．2．2 時鍾控製RS觸發器4．2．3 時鍾控製D觸發器4．2．4 時鍾控製觸發器的觸發方式及存在的問題4．3 觸發器的結構和工作原理4．3．1 主從JK觸發器4．3．2 邊沿觸發器4．4 觸發器的脈衝工作特性4．4．1 主從JK觸發器的脈衝工作特性4．4．2 維持阻塞K觸發器的脈衝工作特性4．5 觸發器的邏輯功能及轉換4．5．1 觸發器的邏輯功能4．5．2 觸發器之間的轉換本章小結習題第5章時序邏輯電路5．1 時序電路的基本概念5．1．1 時序電路的特點5．1．2 時序電路的分類5．1．3 時序電路的狀態轉換錶、狀態轉換圖和時序圖5．2 基於觸發器時序電路的分析5．2．1 分析方法5．2．2 同步時序電路的分析5．2．3 異步時序電路的分析5．3 基於觸發器時序電路的設計5．3．1 設計步驟5．3．2 同步時序電路的設計5．3．3 異步時序電路的設計5．4 集成計數器5．4．1 異步集成計數器5．4．2 同步集成計數器5．4．3 任意進製計數器的構成5．5 寄存器5．5．1 寄存器5．5．2 移位寄存器5．6 基於MSI時序邏輯電路的分析5．6．1 分析步驟5．6．2 分析舉例5．7 基於MSI時序邏輯電路的設計5．7．1 時序脈衝順序分配器5．7．2 一般時序電路的設計本章小結習題第6章脈衝波形發生器與整形電路6．1 555定時器及其應用6．1．1 555定時器的結構及工作原理6．1．2 用555定時器組成單穩態觸發器電路6．1．3 用555定時器組成施密特觸發器6．1．4 用555定時器組成多諧振蕩器6．2 集成和其他單穩態觸發器6．2．1 微分型單穩態觸發器6．2．2 集成單穩態觸發器6．3 集成施密特觸發器6．4 其他多諧振蕩器電路6．4．1 用CMOS反相器組成的多諧振蕩器6．4．2 石英晶體多諧振蕩器6．5 脈衝産生與整形電路的應用本章小結習題第7章數／模和模／數轉換器7．1 概述7．2 D／A轉換器7．2．1 R一2R倒T型電阻網絡DAc基本原理7．2．2 集成D／A轉換器AD7520的電路結構和應用7．2．3 D／A轉換器的主要技術指標7．3 A／D轉換器7．3．1 采樣和保持、量化與編碼7．3．2 V—T型雙積分式A／D轉換器7．3．3 逐次逼近型A／D轉換器7．3．4 並行比較型A／D轉換器7．3．5 A／D轉換器的主要技術指標7．4 D／A和A／D轉換器應用舉例7．4．1 數控電流源7．4．2 數控波形發生器7．4．3 3 1／2位 A／D轉換器ICL 7106集成數字電壓錶本章小結習題第8章半導體存儲器和可編程邏輯器件8．1 概述8．2 隻讀存儲器（ROM）8．2．1 固定ROM8．2．2 可編程ROM（PROM）8．2．3 可擦除可編程ROM（EPROM）8．3 隨機存取存儲器（RAM）8．3．1 靜態隨機存儲器（SRAM）8．3．2 動態隨機存儲器（DRAM）8．3．3 存儲容量的擴展方法8．4 可編程邏輯器件（PLD）8．4．1 PLD基本電路的結構、功能與習慣錶示法8．4．2 可編程邏輯陣列（PLA）8．4．3 可編程陣列邏輯（PAL）8．4．4 通用陣列邏輯（GAL）8．4．5 在係統可編程邏輯器件（ISP—PLD）8．4．6 復雜可編程邏輯器件（CPLD）8．4．7 現場可編程門陣列（FPGA）8．4．8 在係統可編程通用數字開關（ispGDS）8．5 用存儲器實現組閤邏輯函數本章小結習題第9章硬件描述語言9．1 概述9．2 VHDL簡介9．2．1 基本程序簡介9．2．2 詞法構成9．2．3 用VHDL描述邏輯電路的實例本章小結習題第10章數字電路讀圖練習10．1 讀圖的基本步驟10．1．1 讀圖的思路10．1．2 讀圖的基本步驟1lo．2 4÷位數字電壓錶10．2．1用途和主要特點10．2．2找齣通路10．2．3劃分單元10．2．4分析功能10．3金屬帶材厚度自動控製器本章小結參考文獻

前言/序言

《晶體管電路設計與應用》 引言 在現代電子學的黎明時期，一項革命性的發明——晶體管，以前所未有的方式改變瞭科學技術的發展軌跡。它以其微小的體積、極低的功耗和卓越的性能，迅速取代瞭笨重的真空管，成為瞭構建一切電子設備的核心元件。從最基礎的信號放大到復雜的邏輯運算，晶體管無處不在，是支撐起我們數字時代大廈的基石。然而，對晶體管的深刻理解和靈活運用，並非一蹴而就。它需要係統性的學習，深入探究其工作原理、特性參數，並掌握各種典型電路的設計與分析方法。《晶體管電路設計與應用》一書，正是為瞭引導讀者跨越理論的門檻，走嚮實踐的彼岸而精心編撰。 本書並非一本泛泛而談的電子學通論，而是一本專注於晶體管這一核心器件的深度解析。它旨在為讀者提供一套全麵、係統且實用的晶體管電路設計方法論，從最基礎的PN結原理齣發，循序漸進地講解雙極型晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET）的各種型號，深入剖析它們的靜態工作點設置、動態模型分析，以及在放大、開關、振蕩等多種典型電路中的具體應用。通過本書的學習，讀者將能夠獨立完成各種晶體管電路的設計，並具備分析和解決實際電路問題能力，從而在電子設計領域打下堅實的基礎。 第一部分：晶體管基礎理論 第一章：半導體與PN結 任何關於晶體管的討論，都必須從半導體材料及其基本特性開始。本章將詳細介紹矽和鍺等常用半導體材料的能帶結構，深入理解載流子的運動（電子和空穴）以及它們的導電機製。我們將探討本徵半導體和雜質半導體的概念，以及如何通過摻雜技術製造齣P型和N型半導體。 接著，本章將聚焦於PN結的形成過程，解析當P型和N型半導體接觸時，在界麵處産生的內建電場、耗盡層以及勢壘電壓。我們將詳細闡述PN結在外加電壓作用下的正嚮導通和反嚮擊穿特性，繪製其伏安特性麯綫，並解釋二極管這一最基礎的半導體器件的工作原理。對PN結的深刻理解，是理解晶體管工作原理的先決條件。 第二章：雙極型晶體管（BJT） 本章將全麵介紹雙極型晶體管（BJT）的結構、工作原理和各種工作狀態。我們將詳細講解NPN型和PNP型晶體管的組成，以及載流子在基區、發射區和集電區之間的傳輸過程。通過對BJT的放大區、飽和區和截止區等工作狀態的深入分析，讀者將理解BJT是如何實現信號放大的。 本章還將重點講解BJT的各種參數，如$eta$（電流放大係數）、$r_b'$（基區電阻）、$r_e'$（發射區電阻）等，並介紹它們對晶體管性能的影響。此外，我們將討論BJT的各種封裝形式和型號，以及在實際應用中需要注意的關鍵點。 第三章：場效應晶體管（FET） 與BJT不同，場效應晶體管（FET）是通過電場控製導電溝道的寬窄來調節電流的。本章將係統介紹JFET（結型場效應晶體管）和MOSFET（金屬-氧化物-半導體場效應晶體管）兩大類FET。我們將詳細講解它們的結構、工作原理，以及P溝道和N溝道型的區彆。 對於MOSFET，我們將深入探討其不同類型，如增強型MOSFET和耗盡型MOSFET，以及NMOS和PMOS。本章還將重點解析FET的跨導（$g_m$）這一關鍵參數，並討論其在不同工作狀態下的特性。通過本章的學習，讀者將能夠區分BJT和FET的優勢，並根據實際需求選擇閤適的器件。 第二部分：晶體管電路設計與分析 第四章：晶體管的靜態工作點設置 在實際的晶體管電路設計中，首先需要為晶體管設置一個閤適的靜態工作點，以保證其在信號輸入時能夠穩定地工作在放大區，避免失真。本章將介紹多種晶體管（BJT和FET）的靜態工作點設置方法，包括定偏置、發射極/源極負反饋偏置、集電極/漏極反饋偏置以及分壓偏置等。 我們將詳細分析各種偏置電路的穩定性能，並介紹如何通過計算選擇閤適的偏置電阻和電容，以確保工作點的穩定。此外，本章還將講解溫度對工作點的影響，以及如何設計具有良好溫度穩定性的電路。 第五章：BJT單管放大電路 本章將聚焦於最基本的BJT放大電路，即單管放大電路。我們將詳細分析三種基本組態：共發射極放大電路、共集電極放大電路（射極/漏極輸齣器）和共基極放大電路。對於每種組態，我們將推導其電壓增益、電流增益、輸入阻抗和輸齣阻抗等重要參數，並分析它們的優缺點和適用場閤。 我們將使用動態模型（如混閤-π模型）來分析放大電路的交流特性，並講解如何通過外加電容實現高頻和低頻特性的補償。此外，本章還將介紹多級放大電路的設計，以獲得更高的電壓或電流增益。 第六章：FET放大電路 與BJT類似，FET也能夠構成各種放大電路。本章將介紹基於JFET和MOSFET的單管放大電路，包括共源極放大電路、共漏極放大電路（源極/漏極跟隨器）和共柵極放大電路。我們將詳細分析它們的輸入輸齣阻抗、電壓增益以及在不同應用場景下的錶現。 本章還將重點講解MOSFET作為開關器件的應用，以及其在數字邏輯電路中的作用。我們將探討MOSFET的導通和截止特性，並分析其在驅動大電流負載時的能力。 第七章：晶體管振蕩電路 振蕩電路是産生周期性電信號的電路，在收音機、通信設備和時鍾信號發生器等領域至關重要。本章將深入講解利用晶體管構建的各種振蕩電路。我們將介紹RC振蕩器（如移相振蕩器、文氏橋振蕩器）和LC振蕩器（如哈特萊振蕩器、科爾皮茲振蕩器），並分析它們的振蕩原理、頻率決定因素和穩定性。 此外，本章還將介紹晶體管作為負阻器件在振蕩電路中的應用，以及如何實現正弦波、方波等不同波形的振蕩。 第八章：晶體管開關電路與驅動電路 晶體管作為電子開關，是數字電路和許多功率電子應用的基礎。本章將詳細介紹晶體管的開關工作原理，以及如何設計能夠快速、可靠地進行開關動作的電路。我們將分析晶體管的開關時間參數，如上升時間、下降時間、延遲時間和存儲時間，並講解如何通過優化電路設計來提高開關速度。 此外，本章還將重點講解晶體管作為驅動電路的應用，例如用於驅動繼電器、指示燈、電機等功率器件。我們將討論如何根據被驅動負載的特性，設計閤適的晶體管驅動電路，以確保驅動的可靠性和效率。 第九章：晶體管保護與故障排除 在實際的電路設計和應用過程中，保護晶體管免受過壓、過流、過溫等損壞是至關重要的。本章將介紹多種晶體管保護技術，如限流電阻、穩壓二極管、散熱器等。 同時，我們還將提供一套係統的晶體管電路故障排除方法。通過分析常見的故障現象，如電路無輸齣、輸齣失真、工作不穩定等，引導讀者運用萬用錶等測量工具，結閤電路原理，逐步定位和解決問題。 結論 《晶體管電路設計與應用》一書，力求以清晰的邏輯、豐富的實例和實用的技術，為讀者構建起一個堅實的晶體管電路知識體係。本書涵蓋瞭從基礎理論到高級應用的各個層麵，旨在培養讀者的獨立設計能力和問題解決能力。無論您是電子專業的學生，還是業餘愛好者，亦或是尋求提升專業技能的工程師，本書都將是您掌握晶體管電路設計精髓的寶貴參考。通過深入學習本書內容，您將能夠自信地運用晶體管這一神奇的電子元件，創造齣更具創新性和實用性的電子産品。

評分☆☆☆☆☆

作為一名電子工程專業的學生，我一直對數字電路的世界充滿好奇。這本《數字電子技術》確實為我打開瞭一扇新世界的大門。書中的概念講解非常清晰，從最基礎的邏輯門，比如與門、或門、非門，到更復雜的觸發器、計數器和寄存器，作者都循序漸進地進行瞭介紹。我尤其喜歡書中對這些基本單元是如何構建更高級數字係統的闡述，這讓我能夠理解從簡單的開關組閤到復雜的微處理器之間的聯係。書中大量的圖示和錶格也極大地幫助我理解抽象的邏輯關係。比如，在解釋全加器時，書中不僅給齣瞭邏輯圖，還提供瞭真值錶，並用非常直觀的方式解釋瞭進位和和的産生過程。我曾經在理解時序邏輯時感到睏惑，但這本書通過對狀態轉移圖的詳細解釋，讓我豁然開朗。書中的每一個概念都緊密聯係，沒有跳躍式的講解，這對於初學者來說是極其寶貴的。即使是一些稍微復雜的內容，比如PLA和FPGA的介紹，作者也用通俗易懂的語言加以說明，讓我對現代數字集成電路的實現有瞭初步的認識。總而言之，這本書在理論知識的傳達上做得非常到位，為我打下瞭堅實的數字電子技術基礎，讓我對未來的學習充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我當初選擇這本書，更多是齣於對數字信號處理的興趣，想瞭解數字信號是如何被存儲、處理和傳輸的。這本書在這一方麵確實給瞭我不少啓發。它讓我明白，我們日常生活中接觸到的各種數字信息，背後都是由一係列二元狀態（0和1）組成的。書中關於編碼和解碼的章節，詳細介紹瞭各種常用的編碼方式，比如二進製編碼、BCD碼、格雷碼等等，以及它們在數據錶示和傳輸中的作用。特彆是對ASCII碼和Unicode的講解，讓我更直觀地理解瞭字符是如何轉化為數字信號的。此外，書中對存儲器單元的介紹，如SRAM和DRAM的原理，也讓我對數據的持久化存儲有瞭更深入的理解。我曾經對RAM和ROM的區彆感到模糊，通過書中的對比分析，我清楚地認識到它們各自的特點和應用場景。書中還觸及瞭一些關於邏輯電平、噪聲容限等實際應用中的重要概念，這讓我意識到理論知識與實際電路實現之間的緊密聯係。雖然這本書側重於數字電路的邏輯層麵，但它也為我理解更高級的數字信號處理應用提供瞭必要的背景知識。

評分☆☆☆☆☆

作為一名正在學習數字信號處理的研究生，我需要一個紮實的數字電路基礎來支撐我的研究。這本書在這一點上恰好滿足瞭我的需求。它不僅涵蓋瞭數字電子技術的基礎知識，還深入探討瞭一些更高級的主題，為我後續的學習提供瞭很好的鋪墊。書中對於半導體器件在數字電路中的應用，比如MOSFET的開關特性，以及它們如何構成基本邏輯門，都進行瞭詳細的分析。這讓我明白，我們看到的邏輯功能背後，實際上是基於物理器件的精妙設計。書中對組閤邏輯和時序邏輯的深入講解，特彆是對狀態機的設計和分析，對我理解一些復雜的數字係統，如微處理器和數字信號處理器，至關重要。我印象深刻的是書中對寄存器組、算術邏輯單元（ALU）等核心邏輯模塊的介紹，這讓我能夠窺探到計算機內部是如何進行數據運算和處理的。此外，書中還涉及瞭一些關於集成電路設計和製造的基本概念，雖然不是重點，但足以讓我對整個數字電子産業鏈有一個初步的認識。這本書的嚴謹性和係統性，對於我這樣的進階學習者來說，是非常有價值的。

評分☆☆☆☆☆

從一個完全非電子專業的角度來看，這本書確實是我對“數字世界”的一個重要入門。我之前一直以為數字電路就是一些復雜的芯片堆砌，但讀瞭這本書之後，我纔瞭解到其背後的嚴謹邏輯和精妙設計。書中對於布爾代數和邏輯代數的部分，雖然一開始讓我有些頭疼，但作者通過大量的例子和化簡技巧的講解，讓我逐漸掌握瞭用數學工具來分析和優化數字電路的方法。特彆是卡諾圖（Karnaugh map）的講解，簡直就是化簡復雜邏輯錶達式的神器，讓我能夠輕鬆地找到最簡化的邏輯電路。書中對組閤邏輯和時序邏輯的區分，也讓我對不同類型的數字電路有瞭清晰的認識。我一直以為所有邏輯電路都是瞬時響應的，但時序邏輯的引入，讓我明白瞭“狀態”和“時鍾”在數字電路中的重要性。書中的一些關於時序邏輯的分析方法，比如時序圖的繪製，幫助我理解瞭電路在不同時鍾周期下的行為。總而言之，這本書在理論深度和實踐廣度上都做得很好，讓我從一個門外漢，逐漸建立起對數字電子技術的基本認知，也激發瞭我對這個領域更深入探索的興趣。

評分☆☆☆☆☆

我是一名業餘愛好者，平時喜歡搗鼓一些小電子項目，特彆是那些涉及到邏輯控製的。這本書對我來說，簡直就是一本“神作”。它沒有用過於晦澀的語言，而是用一種非常接地氣的方式，講解瞭數字電路的設計和實現。我非常欣賞書中對於各種集成邏輯芯片的介紹，比如74係列TTL和CMOS係列芯片，以及它們的功能和應用。通過閱讀這些章節，我不僅瞭解瞭市麵上常見的邏輯器件，還學會瞭如何根據實際需求選擇閤適的芯片來搭建電路。書中的例子非常貼近實際，比如用邏輯門構建一個簡單的報警係統，或者用計數器製作一個定時器。這些例子都非常有啓發性，讓我躍躍欲試。我尤其喜歡書中關於時序邏輯電路設計的講解，比如如何使用D觸發器和JK觸發器來設計狀態機，這對於我實現一些需要按部就班執行的任務的設備非常有幫助。書中的一些電路圖都非常詳細，並且配有清晰的元器件列錶，這對我這樣的DIY愛好者來說，是極其寶貴的資源。它讓我從理論的學習者，變成瞭一個能夠動手實踐的創造者。