本书为“十三五”普通高等教育规划教材,是根据教育部电气电子学科基础课程教学指导委员会制定的“电工技术”“电子技术”课程的教学基本要求编写的。
全书共10章,包括常用半导体器件、基本放大电路、集成运算放大器、电子电路中的反馈、直流稳压电源、电力电子技术基础、门电路及组合逻辑电路、触发器及时序逻辑电路、存储器和可编程逻辑器件、模拟量和数字量的转换。全书内容处理详略得当,基本概念讲解清楚,分析方法讲解透彻,难易度适中。各章配有丰富的例题、思考题、练习题及小结,此外,后提供了部分习题的参考答案,方便学生自学和教师施教。
本书可作为高等学校非电类专业本科生、大专生及成人教育相关专业的教材和教学参考书,也可供工程技术人员参考。
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适读人群 :本书可作为高等学校非电类专业本科生、大专生及成人教育相关专业的教材和教学参考书,也可供工程技术人员参考。
(1)本书体现了工科非电类电工电子技术课程教学“保基础、重实践、少而精”的特点,整合课程内容,体现科学性,突出实践性和应用性,满足大类招生下较少学时教学的需要。
(2)本书内容涵盖了电气工程学科的大多数研究领域,满足不同专业学生利用与电气工程学科交叉、渗透、融合来促进其本身学科的学习的需求。
(3)将新知识、新理论和新技术充实到教材中去,为学生提供符合时代需要的知识体系。每章以内容提要和本章目标开头,使读者能在学习前明确目标;每章结尾部分又有把主要知识点进行梳理的本章小结。
(4)在本书的编写过程中,作者精心设计讲授的内容,精心疏理所讲授内容之间的逻辑关系,采用分层次递进的教、学、做相结合的结构。在教与学的同时多“练”就显得很重要,本书每小节都有思考与练习;每章都含有多个例题、精选各类选择题、分析题和计算题,这些题目可以进一步帮助学生练习和测试对教学内容的掌握情况,为后续学习做好铺垫。
(5)本课程的特点是电路图较多,传统的黑板加粉笔的教学方法难以提供较大的信息量,而且不可避免地要画大量电路图,既费时又费力。为了适应教学改革的需要,我们汇集了教师的教学经验,研究开发了本书配套的多媒体课件,并引入教学。利用多媒体PPT教学,不仅可以大大减少教师的重复性劳动,而且因其图文并茂、形象逼真、信息量大,可吸引学生注意力,极大提升学生的学习效果。
(6)附录中增加了仿真软件Multisim10在电路分析中的应用的内容。Multisim仿真软件逼真的人机交互界面,可以使学生产生身临其境的实验环境的感受,使得抽象、晦涩难懂的理论知识变得直观且易于理解。将仿真技术与多媒体应用相结合,在理论教学中直接嵌入仿真实验,将传统教室变为虚拟实验室,实现理论与实践教学一体化。
前言
教材是教师实施教育的重要载体和主要依据,是学生获取知识、发展能力的重要渠道。编写一本合适的教材,教与学可以达到事半功倍的效果。近几年,高校开始进行大类招生,学生在一二年级不分专业,按学科大类统一学习规定的基础平台课程。很多高校已将“电工电子技术”列为基础教学平台课程,旨在加强通识教育,实行宽口径知识培养。为了更好地满足大类招生对课程教学内容的需求,作者结合目前课程教学改革的标准和要求,以及科学技术的新发展,在多年课程教学改革和实践探索的基础上,总结经验,依据教育部制定的工科高校“电工电子技术”课程教学基本要求,为适应高等学校工科非电类专业“电工电子技术”课程改革的需要而编写了本书。
本书在编写时立足于“结构新颖,整体贯通,深入浅出,化难为易,好学易懂,重点突出,便于自学,利于教学”。与同类教材相比,本书更加注重基本概念的讲解,解题技能的训练以及工程分析、设计与实践能力的培养。本书既能满足教学基本要求又有加深拓宽内容,对非电类专业是非常适用的。本书具有如下特色:
(1)本书体现了工科非电类电工电子技术课程教学“保基础、重实践、少而精”的特点,整合课程内容,体现科学性,突出实践性和应用性,满足大类招生下较少学时教学的需要。
(2)本书内容涵盖了电气工程学科的大多数研究领域,满足不同专业学生利用与电气工程学科交叉、渗透、融合来促进其本身学科的学习的需求。
(3)将新知识、新理论和新技术充实到教材中去,为学生提供符合时代需要的知识体系。每章以内容提要和本章目标开头,使读者能在学习前明确目标;每章结尾部分又有把主要知识点进行梳理的本章小结。
(4)在本书的编写过程中,作者精心设计讲授的内容,精心疏理所讲授内容之间的逻辑关系,采用分层次递进的教、学、做相结合的结构。在教与学的同时多“练”就显得很重要,本书每小节都有思考与练习;每章都含有多个例题、精选各类选择题、分析题和计算题,这些题目可以进一步帮助学生练习和测试对教学内容的掌握情况,为后续学习做好铺垫。
(5)本课程的特点是电路图较多,传统的黑板加粉笔的教学方法难以提供较大的信息量,而且不可避免地要画大量电路图,既费时又费力。为了适应教学改革的需要,我们汇集了优秀教师的教学经验,研究开发了本书配套的多媒体课件,并引入教学。利用多媒体PPT教学,不仅可以大大减少教师的重复性劳动,而且因其图文并茂、形象逼真、信息量大,可吸引学生注意力,极大提升学生的学习效果。
(6)附录中增加了仿真软件Multisim10在电路分析中的应用的内容。Multisim仿真软件逼真的人机交互界面,可以使学生产生身临其境的实验环境的感受,使得抽象、晦涩难懂的理论知识变得直观且易于理解。将仿真技术与多媒体应用相结合,在理论教学中直接嵌入仿真实验,将传统教室变为虚拟实验室,实现理论与实践教学一体化。
全书共分为10章,包括常用半导体器件、基本放大电路、集成运算放大器、电子电路中的反馈、直流稳压电源、电力电子技术基础、门电路及组合逻辑电路、触发器及时序逻辑电路、存储器和可编程逻辑器件、模拟量和数字量的转换。各章开始设有内容提要及本章目标,结束设有本章小结。各章配有丰富的例题、习题和思考题,书后提供了部分习题的参考答案,便于教师教学和学生自学。由于非电类专业甚多,对电工电子技术的要求不一,学时也有差别,本书的参考学时为50~70学时。教学内容分为两类:
(1)共性基本内容:各非电专业所规定的基本教学内容。
(2)非共性基本内容(标以“△”号):根据各非电类专业本身的需求规定的教学内容。
为方便教师教学,本书配有免费电子教学课件。任课教师可登录www揠洀瀀攀搀甀揠漀洀免费下载或发送邮件至hjxlcj2006@sina揠漀洀咨询。
本书主要由佳木斯大学信息电子技术学院电工学课程组编写。全书由黄金侠主编,并负责全书的定稿和统稿工作。其中黄金侠编写第11、17、18章;宋国义编写第12、14章和附录A;张良编写第13、15章;张炯编写第16章和附录B、C;李丽敏编写第19、20章。主审李晶教授为本书的编写提出了很多宝贵修改意见。在编写过程中,作者还学习和借鉴了大量有关的参考资料,在此向所有作者表示深深的感谢。
由于编者水平有限,书中的错误和不妥之处在所难免,欢迎使用教材的教师、学生和工程技术人员提出意见和建议,以便改进和提高。
编者
目录
前言
第11章常用半导体器件
111半导体基础知识
1111本征半导体
1112杂质半导体
1113PN结
112半导体二极管
1121常见二极管的基本结构
1122二极管的伏安特性
1123二极管的主要参数
1124稳压二极管
1125其他类型的二极管
113晶体管
1131晶体管的结构和类型
1132晶体管电流放大原理
1133晶体管的特性曲线
1134晶体管的主要参数
1135光敏晶体管
1136光耦合器
114场效应晶体管
1141绝缘栅场效应晶体管
1142场效应晶体管的主要参数
本章小结
习题11
第12章基本放大电路
121共发射极放大电路
1211共发射极放大电路的组成
1212共发射极放大电路的工作原理
122放大电路的分析方法
1221放大电路的静态分析
1222放大电路的动态分析
123静态工作点稳定原理及分析
1231静态工作点稳定原理
1232分压式偏置放大电路的分析
124共集电极放大电路
1241电路的组成
1242电路的分析
△125共基极放大电路
1251电路的组成
1252电路的分析
△126场效应晶体管放大电路
1261自给偏压偏置电路
1262分压式偏置电路
127多级放大电路
128差分放大电路
1281直接耦合放大电路的零点漂移
1282差分放大电路的工作原理
1283典型差分放大电路
129功率放大电路
1291功率放大电路概述
1292互补对称功率放大电路
1293集成功率放大电路
本章小结
习题12
第13章集成运算放大器
131集成运算放大器概述
1311集成运算放大器的特点
1312集成运算放大器的组成
1313集成运放的主要参数
1314理想集成运算放大器
132集成运算放大器的应用
1321信号运算电路
1322信号处理电路
1323非正弦波形产生电路
133集成运算放大器的选择和使用
1331集成运放的选择
1332消除自激振荡
1333调零或调整偏置电压
1334运算放大器的保护
本章小结
习题13
第14章电子电路中的反馈
141反馈的基本概念
1411反馈的定义
1412正反馈与负反馈
1413直流反馈与交流反馈
142放大电路中的交流负反馈
1421电压反馈与电流反馈
1422串联反馈与并联反馈
1423负反馈类型的四种基本组态
1424负反馈对放大电路性能的影响
143振荡电路中的正反馈
1431自激振荡
1432正弦波振荡器
本章小结
习题14
第15章直流稳压电源
151直流稳压电源概述
152整流电路
1521单相半波整流电路
1522单相桥式整流电路
1523三相桥式整流电路
153滤波电路
1531电容滤波电路
1532电感滤波电路
1533复式滤波电路
154稳压电路
1541稳压二极管稳压电路
1542串联型稳压电路
1543集成稳压电路
本章小结
习题15
第16章电力电子技术基础
161电力电子器件
1611晶闸管
1612双向晶闸管
1613全控型器件
162可控整流电路
1621单相半波可控整流电路
1622单相半控桥式整流电路
1623单结晶体管触发电路
163逆变(DC-AC)电路
1631电压型单相桥式逆变电路
1632正弦波脉宽调制
164交流变换(AC-AC)电路
1641单相交流调压电路
1642单相交-交变频电路
本章小结
习题16
第17章门电路及组合逻辑电路
171数字电路的基础知识
1711数制
1712数字信号
172基本逻辑关系和分立元件逻辑门电路
1721基本逻辑关系
1722分立元件逻辑门电路
173集成逻辑门电路
1731TTL门电路
1732CMOS门电路
1733集成逻辑门电路的应用
174逻辑代数及逻辑函数
1741逻辑代数运算法则
1742逻辑函数
175组合逻辑电路
1751组合逻辑电路的分析和设计
1752常用集成中规模组合逻辑电路
本章小结
习题17
第18章触发器及时序逻辑电路
181触发器
1811基本RS触发器
1812可控RS触发器
1813主从JK触发器
1814维持阻塞型D触发器
1815触发器逻辑功能转换
182寄存器
1821数码寄存器
1822移位寄存器
183计数器
1831二进制计数器
1832十进制计数器
1833环形计数器
184时序逻辑电路分析
185555定时器及其应用
1851555定时器
1852单稳态触发器
1853无稳态触发器
本章小结
习题18
第19章存储器和可编程逻辑器件
191存储器概述
1911存储器的分类
1912存储器的性能指标
192只读存储器
1921ROM的分类
1922ROM的结构及工作原理
1923ROM的应用
193随机存储器
1931RAM的结构和工作原理
1932RAM芯片简介
1933RAM的扩展
194可编程逻辑器件
1941PLD的结构框图
1942可编程逻辑阵列
1943可编程阵列逻辑
1944通用阵列逻辑
本章小结
习题19
第20章模拟量和数字量的转换
201数-模转换器
2011R-2R T形电阻网络D-A转换器
2012R-2R倒T形电阻网络D-A转换器
2013集成D-A转换器
2014D-A转换器的主要技术参数
202模-数转换器
2021采样-保持
2022量化-编码
2023逐次逼近型A-D转换器
2024双积分型A-D转换器
2025集成A-D转换器
2026A-D转换器的主要技术参数及其选用原则
本章小结
习题20
附录
附录A电子电路仿真软件Multisim简介
附录B常用半导体命名方法及器件参数
附录C参考答案
参考文献