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根据高等职业技术教育的特点,以培养工程应用型人才为主要目标,作者在继承原有高职高专和成人高等院校教材建设成果的基础上,充分汲取近年来各类学校在探索培养技术应用型人才方面取得的成功经验,并结合当前电子技术的新发展编写了此书。在此书编写过程中始终遵循“精选内容、培养能力、突出应用和理论联系实际”的原则,力求内容深入浅出、文字简明通俗,方便自学。对于常用的基本电路,如反馈放大电路、集成运放、信号运算及处理电路、信号产生电路、直流电源等进行了适当的理论分析和定性分析,且避免了烦琐的公式推导,使概念清楚、实用性强。对于集成触发器、半导体存储器等中大规模的集成电路不讲内部结构的组成,着重于外部特性的分析和应用。最后一章EWB部分利用现代化手段为学生提供了虚拟的实验平台。在教师指导下,学生可以在学习理论课程的同时自学EWB使用和操作方法。应用EWB,可使电子技术课程教学方便地实现边学边练的教学模式,从而使学生更快更好地掌握理论知识,并熟悉常用电子仪器的使用方法和电子电路的测量方法。每章配有思考题与习题,以帮助学生消化和掌握基本概念和基本知识。
《电子技术基础(第2版)》在编写过程中也兼顾了全国高等教育自学考试指导委员会颁布的机电一体化专业“电子技术基础自学考试大纲”的要求,因此也可作为机电一体化专业“电子技术课程”的自学考试教材,供个人自学和社会助学使用。
《电子技术基础(第2版)》具有内容精练、实用性强、通俗易懂、注重新技术和新器件的应用等特点。
根据教育部向高等职业教育提出的为制造业和现代服务业培养高技能型紧缺人才的任务,我们组织编写了供数控、模具等专业使用的系列教材。《电子技术基础(第2版)》是依据这套教材中对“电子技术课程”的要求而编写的。
《电子技术基础(第2版)》包括模拟电子技术和数字电子技术两大部分,共11章。主要内容有:半导体器件、基本放大电路、集成运算放大器的应用、信号产生电路、直流稳压电源、数字电路基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、半导体存储器、脉冲单元电路、电子设计自动化软件EWB的应用。每章配有思考题与习题,帮助学生消化和掌握基本概念与基本知识。EWB部分为学生提供了虚拟实验平台,使学生可以边学边练,培养学生利用现代化手段分析和设计电子电路的能力。《电子技术基础(第2版)》具有内容精练、实用性强、通俗易懂、注重新技术和新器件的应用等特点。
《电子技术基础(第2版)》可作为普通高等院校,高等职业技术学院,高等专科学校及成人和民办高校数控、机电、模具、计算机及自动控制等专业电子技术课程的教材,也可作为机电一体化专业电子技术课程的自学考试教材,还可供有关工程技术人员学习参考。
目 录
第1章 半导体器件 1
1.1 半导体基础知识 1
1.2 二极管 6
1.3 稳压二极管 11
1.4 半导体三极管 12
1.5 场效应管 19
1.6 思考题与习题 25
第2章 基本放大电路 28
2.1 放大电路的概念 28
2.2 三极管放大电路 31
2.3 场效应管放大电路 50
2.4 多级放大电路 55
2.5 差分放大电路 60
2.6 功率放大电路 67
2.7 放大电路的频率特性 74
2.8 思考题与习题 77
第3章 集成运算放大器的应用 84
3.1 集成运算放大器 84
3.2 放大电路中的反馈 86
3.3 集成运算放大器的主要参数及
分析方法 102
3.4 基本运算电路 106
3.5 有源滤波电路 119
3.6 思考题与习题 122
第4章 信号产生电路 127
4.1 正弦波振荡电路 127
4.2 非正弦波信号产生电路 134
4.3 8038集成函数发生器 140
4.4 思考题与习题 143
第5章 直流稳压电源 146
5.1 概述 146
5.2 单相小功率整流电路 147
5.3 滤波电路 153
5.4 稳压电路 156
5.5 思考题与习题 166
第6章 数字电路基础 169
6.1 数字电路概述 169
6.2 逻辑代数 177
6.3 逻辑函数的建立及其表示方法 183
6.4 逻辑函数的简化 185
6.5 思考题与习题 195
第7章 组合逻辑电路 198
7.1 逻辑门 198
7.2 小规模组合逻辑电路 220
7.3 常用组合逻辑部件的功能分析 226
7.4 采用中规模集成器件实现
组合逻辑函数 242
7.5 组合逻辑电路中的冒险现象 248
7.6 思考题与习题 250
第8章 时序逻辑电路 257
8.1 触发器 257
8.2 时序逻辑电路 271
8.3 寄存器和移位寄存器 275
8.4 计数器 279
8.5 思考题与习题 294
第9章 半导体存储器 299
9.1 只读存储器 299
9.2 随机存取存储器 306
9.3 思考题与习题 312
第10章 脉冲单元电路 313
10.1 集成逻辑门构成的脉冲单元电路 313
10.2 555定时器及其应用 325
10.3 思考题与习题 330
第11章 电子设计自动化软件
EWB的应用 333
11.1 EWB的基本使用方法 333
11.2 《电子技术基础》仿真实验与
分析举例 351
参考文献 361
第1章 半导体器件
本章学习目标
本章在简单介绍了半导体的基础知识后,重点介绍三种半导体器件的特性曲线及主要参数。通过对本章的学习,读者应掌握和了解以下知识。
了解本征半导体的导电性能,理解N型、P型半导体及PN结的形成。
了解二极管、稳压管、晶体三极管和场效应管内部结构及电路符号。
熟练掌握二极管单向导电性,并理解二极管的电流方程。
理解二极管、稳压管、晶体三极管和场效应管的特性曲线及主要参数,并了解选管原则。
熟练掌握三极管在放大状态下电流分配关系及放大条件。理解三极管的三种工作状态(放大、饱和、截止)。
理解场效应管工作特点,了解一般注意事项。
1.1 半导体基础知识
自然界中存在着各种物质,按导电能力强弱可分为导体(如铜、铝、银等金属)、绝缘体(如橡皮、陶瓷、塑料等),还有一种物质,它的导电能力介于导体和绝缘体之间,这就是半导体。硅(Si)和锗(Ge)是目前制作半导体器件的主要材料。半导体之所以被人们重视,主要原因是它的导电能力在不同条件下有着显著的差异。例如,当有些半导体受到热或光的激发时,导电率明显增长;又如,在纯净的半导体中掺以微量“杂质”元素,此“杂质半导体”导电能力将猛增几千、几万乃至上百万倍。人们就是利用半导体的热敏、光敏特性制作成半导体热敏元件和光敏元件,并利用半导体的掺杂性制造了种类繁多的具有不同用途的半导体器件,如二极管、三极管、场效应管及晶闸管等。
为了解半导体的特殊导电性质,下面将对半导体元素的内部结构、导电原理做一简单介绍。
1.1.1 本征半导体
硅和锗的原子结构模型如图1.1(a)、(b)所示。两者外层都有四个价电子,都是四价元素。价电子直接影响半导体的导电性能。现将硅和锗的原子结构简化为图1.1(c)所示的结构。把原子分为惯性核和外围价电子两部分。原子呈电中性,图中的惯性核是将原子核和内层电子看成一个整体,而将外层价电子单独画出,因此惯性核的正电荷量与电子的电荷量相等。
第2版前言
本书第1版出版以后,受到广大读者的肯定。
第2版保留了第1版的基本结构,仍具有实用性强、通俗易懂、方便自学的特点。电子技术课程的教学与实验教学是相互配合的。良好的配合会带来良好的学习效果。考虑到很多读者不具备需要的实验条件,但基本上都有计算机。第2版,考虑了这方面的问题,大部分实验均可在计算机上仿真完成,给读者带来了实验的方便。 另外,第2版对第1版做了全面仔细的勘校,对那些由于书写、输入、排版、打印以及校对疏忽而引起的错误,进行了全面的订正,还对第1版个别阐述不清、不妥,导致二义性的地方做了修正。
本书由虞文鹏任主编,并负责审稿和统稿;喻嵘、赵安、王艳庆任副主编。具体编写分工如下: 江西经济管理干部学院虞文鹏编写第3、4、5、8、9、11章,南昌大学喻嵘编写第6、7、10章,南昌大学赵安编写第1章,王艳庆编写第2章。
由于编者水平和时间有限,难免有错误和不妥之处,恳请同行和读者批评指正。
编 者
前 言
本书是高等职业技术教育组编写的供机电、数控、模具等专业使用的系列教材之一。它是根据“电子技术课程”教学要求编写,可作为高等职业技术学院,高等专科学校,成人和民办高校数控、机电、模具、计算机及自动控制等专业电子技术课程的教材,也可供有关工程技术人员参考。
根据高等职业技术教育的特点,以培养工程应用型人才为主要目标,作者在继承原有高职高专和成人高等院校教材建设成果的基础上,充分汲取近年来各类学校在探索培养技术应用型人才方面取得的成功经验,并结合当前电子技术的最新发展编写了此书。在此书编写过程中始终遵循“精选内容、培养能力、突出应用和理论联系实际”的原则,力求内容深入浅出、文字简明通俗,方便自学。对于常用的基本电路,如反馈放大电路、集成运放、信号运算及处理电路、信号产生电路、直流电源等进行了适当的理论分析和定性分析,且避免了烦琐的公式推导,使概念清楚、实用性强。对于集成触发器、半导体存储器等中大规模的集成电路不讲内部结构的组成,着重于外部特性的分析和应用。最后一章EWB部分利用现代化手段为学生提供了虚拟的实验平台。在教师指导下,学生可以在学习理论课程的同时自学EWB使用和操作方法。应用EWB,可使电子技术课程教学方便地实现边学边练的教学模式,从而使学生更快更好地掌握理论知识,并熟悉常用电子仪器的使用方法和电子电路的测量方法。每章配有思考题与习题,以帮助学生消化和掌握基本概念和基本知识。
本书在编写过程中也兼顾了全国高等教育自学考试指导委员会颁布的机电一体化专业“电子技术基础自学考试大纲”的要求,因此也可作为机电一体化专业“电子技术课程”的自学考试教材,供个人自学和社会助学使用。
本书具有内容精练、实用性强、通俗易懂、注重新技术和新器件的应用等特点。
本书共11章,参加本书编写的有南昌大学沈志勤副教授(第3、4、5章)、南昌大学虞礼真教授(第8、9章)、南昌大学喻嵘讲师(第6、7、10章)、南昌大学赵安副教授和王艳庆讲师(第2章)、南昌大学张福阳副教授(第1章)和江西省经济管理干部学院虞文鹏(第11章),本书由沈志勤任主编,虞礼真、喻嵘任副主编,沈志勤负责全书的审稿和统稿。
由于编者水平和时间有限,书中难免存在错误和不妥之处,恳请读者和同行批评指正。
编 者
《电子技术基础(第2版)》:一次畅快的学习体验 这本书给我的第一印象是它在细节上的考究。打开书页,纸张的触感就很好,不是那种粗糙的纸,也不是那种容易反光的亮面纸,是那种读起来很舒服的哑光纸,长时间阅读眼睛也不会觉得累。更重要的是,书中的插图和图表都非常清晰,线条流畅,标注也非常准确。我经常遇到一些教材,图画得模糊不清,或者标注得让人费解,但这本书在这方面做得非常出色。比如在讲解二极管的伏安特性曲线时,它给出的图示非常规范,各个关键点都标注得很清楚,甚至还附带了不同工作区域的解释。这对于我理解抽象的电子元器件特性非常有帮助。另外,书中穿插的一些案例分析和实验设计,也让我觉得它不仅仅是一本理论书籍,更是学习的“伴侣”。它并没有回避一些可能让初学者感到困惑的概念,而是通过图文并茂的方式,将这些概念拆解开来,一步步引导读者去理解。我特别喜欢它在讲解放大电路时,对不同类型放大器的比较和应用场景的分析,这让我能更直观地感受到不同电路的优缺点,以及它们在实际中的具体用途。这本书的逻辑性也很强,知识点之间的衔接自然流畅,不会让人觉得突兀。
评分《电子技术基础(第2版)》:让我重拾对电子技术的兴趣 说实话,我之前对电子技术一直抱有一种敬畏感,觉得它是一个非常复杂的领域,自己很难掌握。但是,这本《电子技术基础(第2版)》彻底改变了我的看法。它就像一位耐心细致的老师,循循善诱,把复杂的概念变得生动有趣。我特别喜欢它在讲解数字电路部分时,那种逻辑清晰、条理分明的叙述方式。它从最基本的逻辑门开始,然后逐步引入组合逻辑和时序逻辑,每一步都讲解得非常透彻。而且,书中还配备了很多实例,比如介绍如何用逻辑门构建加法器、计数器等,这让我能够亲眼看到抽象的逻辑如何转化为实际的功能。最让我惊喜的是,它还涉及到一些常用的集成电路芯片,比如555定时器、通用逻辑门芯片等,并给出了如何使用它们来设计一些有趣的小电路的例子。这让我感觉电子技术不再是遥不可及的东西,而是可以被我们掌握、并且能够创造出实用作品的工具。这本书让我对电子技术产生了浓厚的兴趣,甚至开始主动去探索更深入的内容。
评分《电子技术基础(第2版)》:一本真正“够用”的教材 作为一本“高等学校应用型特色规划教材”,《电子技术基础(第2版)》真正做到了“应用型”的精髓。它并没有为了追求理论上的完备性而堆砌大量的公式和证明,而是精选了电子技术中最核心、最实用的知识点。我尤其看重它在分析问题和解决问题方面的指导。在讲解某个电路原理后,它常常会给出一些典型的故障分析和排除方法,这对于我们将来在实际工作中排查电路问题非常有帮助。书中对元器件的特性和局限性的阐述也十分到位,不会过于理想化,而是会考虑到实际使用中的一些非理想因素,比如温度漂移、器件的非线性等。这让我对电子电路的理解更加深刻和全面。此外,这本书的语言风格也比较朴实,没有过多华丽的辞藻,而是直接、清晰地阐述问题,易于理解。我注意到它在某些章节后会提供一些“思考题”和“拓展阅读”,这不仅能巩固所学知识,还能引导我们进行更深入的探索。总而言之,这是一本非常务实的教材,它教会我不仅仅是“知道”,更是“会做”,对于我们这些希望学以致用、解决实际问题的学生来说,这本书是非常宝贵的财富。
评分读《电子技术基础(第2版)》有感 这本书真是太厚实了,拿到手里沉甸甸的,感觉内容一定非常充实。封面设计挺简洁大方的,那个“高等学校应用型特色规划教材”的标签,让人一看就知道这是经过精心挑选和打磨的教材,应该很适合我们这种需要理论结合实践的应用型人才培养。我之前对电子技术一直有点模糊的概念,总觉得它深不可测,但翻开这本书,它的章节安排和排版风格,都透着一股清晰明了的气息。目录那一块儿,我就看到了许多我感兴趣的标题,比如“半导体器件基础”、“放大电路”、“反馈与振荡电路”等等,这些都是我学习过程中急需解决的知识盲点。而且,它还特别强调了“基础”这两个字,这让我觉得即使是零基础的读者,也能循序渐进地掌握里面的内容。我最期待的是它在实际应用方面的讲解,因为我们这个专业的学习,归根结底还是要服务于实际工作,这本书能不能帮我打下坚实的基础,然后顺利地将理论知识转化为解决实际问题的能力,这一点我非常关注。总的来说,这本书给我一种扎实、可靠的感觉,它像一个经验丰富的老师,准备把我领进电子技术的奇妙世界。
评分学习《电子技术基础(第2版)》的深度体会 老实说,我拿到这本书的时候,对“应用型特色”这几个字还是有点将信将疑的。毕竟,很多号称“应用型”的书籍,最后讲的还是偏理论,离实际应用还有点距离。但是,《电子技术基础(第2版)》在这方面真的给了我惊喜。它不仅仅是告诉你“是什么”,更侧重于“怎么用”。在讲解完基本的概念之后,它会立刻联系到实际电路的搭建和调试。例如,在讲到三极管的开关特性时,它并没有止步于静态偏置和动态特性,而是紧接着就给出了一些简单的数字电路的例子,比如用三极管搭建的逻辑门电路,以及一些简单的开关控制电路。这种“理论+实践”的模式,让我在学习过程中不会感到枯燥,而是能立刻看到知识的价值。我尤其欣赏书中对元器件选型和参数选择的指导。在实际项目设计中,这些都是至关重要的环节,很多教材只会简单提及,而这本书则给出了比较细致的考量因素和建议,这对于我们即将步入工作岗位的学生来说,是非常宝贵的经验。它确实做到了“特色”,将理论知识与实际工程需求紧密结合。
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