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    【作者】 霍亮生 
    【所屬類別】 圖書  教材  研究生/本科/專科教材  工學 
    【出版社】清華大學出版社 
    【ISBN】9787302501831
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    內容介紹



    開本:16開
    紙張:膠版紙
    包裝:平裝-膠訂

    是否套裝:否
    國際標準書號ISBN:9787302501831
    叢書名:21世紀高等學校規劃教材·電子信息

    作者:霍亮生
    出版社:清華大學出版社
    出版時間:2019年06月 


        
        
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    編輯推薦
    本書全面介紹了電子技術的基本理論、分析方法和實際應用。全書共分10章,第1章介紹半導體器件,第2和第3章介紹基本放大電路和集成運算放大電路,第4章介紹數字邏輯基礎,第5和第6章介紹組合邏輯電路和時序邏輯電路,第7和第8章介紹半導體存儲器件和可編程邏輯器件,第9章介紹信號的發生與變換,第10 章介紹電力電子技術。本書適合作為高等院校電子技術課程的教材,也可作為高等職業教育和成人教育電子課程的教材。 
    內容簡介
    本書全面介紹了電子技術的基本理論、分析方法和實際應用。全書共分10章,第1章介紹半導體器件,第2和第3章介紹基本放大電路和集成運算放大電路,第4章介紹數字邏輯基礎,第5和第6章介紹組合邏輯電路和時序邏輯電路,第7和第8章介紹半導體存儲器件和可編程邏輯器件,第9章介紹信號的發生與變換,第10 章介紹電力電子技術。
    本書適合作為高等院校電子技術課程的教材,也可作為高等職業教育和成人教育電子課程的教材。
    目錄
    目錄

    第1章半導體器件

    1.1半導體基礎知識

    1.1.1本征半導體

    1.1.2雜質半導體

    1.1.3PN結及其單向導電性
    目錄



    第1章半導體器件

    1.1半導體基礎知識

    1.1.1本征半導體

    1.1.2雜質半導體

    1.1.3PN結及其單向導電性

    1.2半導體二極管

    1.2.1半導體二極管的結構

    1.2.2二極管的伏安特性

    1.2.3二極管的主要參數

    1.2.4穩壓管

    1.3雙極型晶體管

    1.3.1晶體管的結構和類型

    1.3.2晶體管電流控制作用

    1.3.3晶體管的共射特性曲線

    1.3.4晶體管的主要參數

    1.4絕緣柵型場效應晶體管

    1.4.1基本結構和工作原理

    1.4.2絕緣柵型場效應晶體管的特性曲線

    1.4.3絕緣柵型場效應晶體管的主要參數

    習題1

    第2章基本放大電路

    2.1共射極放大電路

    2.1.1共射極放大電路的組成

    2.1.2直流通道和交流通道

    2.2放大電路的靜態分析

    2.3放大電路的動態分析

    2.3.1圖解法的動態分析

    2.3.2微變等效電路法的動態分析

    2.4靜態工作點穩定的放大電路

    2.4.1溫度對靜態工作點的影響

    2.4.2分壓式偏置電路

    2.5基本共集電極放大電路

    2.6場效應管基本放大電路

    2.6.1電路的組成

    2.6.2靜態分析

    2.6.3動態分析

    2.7多級放大電路

    2.7.1多級放大電路的耦合方式

    2.7.2多級放大電路的動態分析

    2.8差動放大電路

    2.8.1電路組成

    2.8.2差動放大電路的分析

    2.9功率放大電路

    2.9.1功率放大電路的特點

    2.9.2功率放大器的工作狀態

    2.9.3互補對稱功率放大電路

    2.9.4OCL電路

    習題2

    第3章集成運算放大電路

    3.1集成運算放大電路概述

    3.1.1集成運放的電路組成及其各部分的作用

    3.1.2集成運放的主要性能指標

    3.1.3集成運放的電壓傳輸特性

    3.1.4理想集成運放

    3.2集成運放在信號運算方面的應用

    3.2.1比例運算電路

    3.2.2加減運算電路

    3.2.3微分、積分運算電路

    3.2.4對數和指數運算電路

    3.2.5乘法和除法運算電路

    3.3理想集成運放的非線性應用——電壓比較器

    3.3.1單限電壓比較器

    3.3.2滯回比較器

    3.3.3窗口比較器

    習題3

    第4章數字邏輯基礎

    4.1數制和碼制

    4.1.1數制

    4.1.2碼制

    4.2邏輯代數中的基本運算

    4.2.1邏輯與

    4.2.2邏輯或

    4.2.3邏輯非

    4.2.4復合邏輯

    4.3邏輯代數中的基本定律和常用公式

    4.3.1基本定律

    4.3.2基本公式

    4.3.3常用公式

    4.4邏輯函數及其表示方法

    4.4.1邏輯函數的建立

    4.4.2邏輯函數的表示方法

    4.5邏輯函數的公式化簡法

    4.5.1邏輯函數的簡形式

    4.5.2幾種常用的化簡方法

    4.6邏輯函數的卡諾圖化簡法

    4.6.1邏輯函數的卡諾圖表示法

    4.6.2用卡諾圖化簡邏輯函數

    習題4

    第5章門電路和組合邏輯電路

    5.1概述

    5.2半導體二極管和三極管的開關作用

    5.2.1半導體二極管的開關作用

    5.2.2半導體三極管的開關作用

    5.3基本邏輯門電路

    5.3.器件門電路

    5.3.2TTL集成門電路

    5.3.3CMOS門電路

    5.4組合邏輯電路的分析和設計

    5.4.1組合邏輯電路的特點

    5.4.2組合邏輯電路的分析

    5.4.3組合邏輯電路的設計

    5.5常用的組合邏輯電路

    5.5.1加法器

    5.5.2編碼器

    5.5.3譯碼器

    5.5.4數據選擇器

    5.6組合邏輯電路中的競爭冒險現像

    5.6.1競爭冒險現像

    5.6.2競爭冒險現像的判斷方法

    習題5

    第6章觸發器和時序邏輯電路

    6.1概述

    6.2觸發器的電路結構和動作特點

    6.2.1基本RS觸發器

    6.2.2同步RS觸發器

    6.2.3主從觸發器

    6.2.4邊沿觸發器

    6.3觸發器的邏輯功能及其描述方法

    6.4時序邏輯電路的分析方法

    6.5常用的時序邏輯電路

    6.5.1寄存器和移位寄存器

    6.5.2計數器

    習題6

    第7章半導體存儲器件

    7.1隻讀存儲器

    7.1.1ROM的分類

    7.1.2ROM的結構及工作原理

    7.1.3ROM的應用舉例

    7.2隨機存取存儲器

    7.2.1隨機存取存儲器簡介

    7.2.2RAM的

    7.3存儲器容量的擴展

    7.3.1半導體存儲器的主要技術指標

    7.3.2位擴展

    7.3.3字擴展

    7.3.4存儲芯片的字、位擴展

    習題7

    第8章可編程邏輯器件

    8.1可編程邏輯器件概述

    8.2可編程陣列邏輯

    8.2.1PAL的基本電路結構

    8.2.2PAL的應用舉例

    8.3通用陣列邏輯

    8.4可擦除的可編程邏輯器件

    8.5現場可編程門陣列

    8.6復雜可編程邏輯器件

    8.7PLD的編程

    8.8在繫統可編程邏輯器件

    8.9硬件描述語言

    習題8

    第9章信號的發生與變換

    9.1正弦波振蕩電路

    9.1.1正弦波振蕩電路的基本工作原理

    9.1.2正弦波振蕩電路

    9.1.3LC正弦波振蕩電路

    9.1.4石英晶體正弦波振蕩電路

    9.2非正弦波發生電路

    9.2.1矩形波發生電路

    9.2.2三角波信號發生器

    9.2.3鋸齒波信號發生器

    9.3函數發生器

    9.4濾波電路

    9.4.1濾波電路的基本概念與分類

    9.4.2低通濾波電路

    9.4.3高通濾波電路

    9.4.4帶通濾波電路

    9.4.5帶阻濾波電路

    習題9

    第10章電力電子技術

    10.1電力電子器件

    10.1.1晶閘管

    10.1.2派生晶閘管

    10.1.3電力晶體管和電力場效應管

    10.1.4絕緣柵雙極型晶體管和MOS控制晶閘管

    10.1.5新型場控器件

    10.1.6其他全控型電力電子器件

    10.1.7寬禁帶電力電子器件

    10.2整流電路

    10.2.1單相可控整流電路

    10.2.2三相可控整流電路

    10.2.3變壓器漏感對整流電路的影響

    10.2.4有源逆變電路

    10.2.5晶閘管的相控觸發電路與同步問題

    10.2.6整流電路的諧波和功率因數

    10.2.7大功率可控整流電路

    10.3直流斬波電路

    10.3.1斬波電路的基本工作原理與控制方式

    10.3.2Buck斬波電路

    10.3.3Boost斬波電路

    10.3.4BuckBoost斬波電路和Cuk斬波電路

    10.3.5復合斬波電路

    10.3.6帶隔離變壓器的DC/DC變換電路

    10.3.7DC/DC變換在電力繫統和電源技術中的應用

    10.3.8蓄電池充電電源

    10.4交流調速

    10.4.1交流變頻調速和控制方式

    10.4.2異步電動機的調速繫統

    10.5無源逆變電路

    10.5.1逆變電路的工作原理

    10.5.2換流方式分類

    10.5.3單相電壓型逆變電路

    10.5.4三相電壓型逆變電路

    習題10

    參考文獻


    前言
    為了適應現代電子信息技術迅猛發展的需要,本書針對非電類專業學生的必修基礎課程“電子技術(基礎)”的內容和體繫進行有機的整合,形成了新的教材體繫。
    在本書的編寫過程中,參考了國內外大量優秀教材,充分吸收新概念、新理論和新技術,力求處理好先進性和適用性的關繫,處理好教材內容變化和基礎內容相對穩定的關繫。力求重點突出,概念清晰,理論聯繫實際。
    在第2版5次印刷的基礎上,本書擁有了大量讀者,許多讀者提出了很好的修改建議,這些建議均在再版中得到體現,修正了第2版中存在的問題,充實了部分章節,在此表示衷心感謝。根據相關技術的發展與進步,對“門電路和組合邏輯電路”“觸發器和時序邏輯電路”“可編程邏輯器件”“信號的發生與變換”及“電力電子技術”等章節內容進行較多的更新,使讀者在學習每個部分理論知識的同時也對器件有了更為全面的了解。
    本書由霍亮生教授任主編並負責全書的內容編排和審核工作,劉美蓮、吳雪、邵衛東參與了編寫工作。第1和第2章由吳雪編寫,第4和第5章由劉美蓮編寫,第3、第6和第7章由邵衛東編寫,第8~第10章由霍亮生編寫,馮濤、熊光潔也給予了許多幫助。李成龍在再版的後期完善中做了一些工作。借此機會向所有關心、支持和幫助過本書編寫、修改、出版和發行工作的同志致以誠摯的謝意。為了適應現代電子信息技術迅猛發展的需要,本書針對非電類專業學生的必修基礎課程“電子技術(基礎)”的內容和體繫進行有機的整合,形成了新的教材體繫。
    在本書的編寫過程中,參考了國內外大量優秀教材,充分吸收新概念、新理論和新技術,力求處理好先進性和適用性的關繫,處理好教材內容變化和基礎內容相對穩定的關繫。力求重點突出,概念清晰,理論聯繫實際。
    在第2版5次印刷的基礎上,本書擁有了大量讀者,許多讀者提出了很好的修改建議,這些建議均在再版中得到體現,修正了第2版中存在的問題,充實了部分章節,在此表示衷心感謝。根據相關技術的發展與進步,對“門電路和組合邏輯電路”“觸發器和時序邏輯電路”“可編程邏輯器件”“信號的發生與變換”及“電力電子技術”等章節內容進行較多的更新,使讀者在學習每個部分理論知識的同時也對器件有了更為全面的了解。
    本書由霍亮生教授任主編並負責全書的內容編排和審核工作,劉美蓮、吳雪、邵衛東參與了編寫工作。第1和第2章由吳雪編寫,第4和第5章由劉美蓮編寫,第3、第6和第7章由邵衛東編寫,第8~第10章由霍亮生編寫,馮濤、熊光潔也給予了許多幫助。李成龍在再版的後期完善中做了一些工作。借此機會向所有關心、支持和幫助過本書編寫、修改、出版和發行工作的同志致以誠摯的謝意。
    限於編者水平,書中難免存在不妥之處,懇請讀者批評指正。
    編者2018年5月
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    第3章集成運算放大電路

    3.1集成運算放大電路概述

    集成運算放大電路是一種高電壓放大倍數、高輸入電阻和低輸出電阻的多級直接耦合放大電路,因其初多用於模擬信號的運算,所以被稱為集成運算放大電路,簡稱集成運放。隨著集成電路技術的不斷發展,集成運放的性能不斷改善,種類也越來越多,現在集成運放的應用已遠遠超出了信號運算的範圍,在電子技術的許多領域都有廣泛的應用。
    集成運放的電路結構特點如下:
    (1) 硅片上不能制作大電容,所以集成運放均采用直接耦合方式。
    (2) 集成電路內件具有良好的對稱性,受環境溫度和其他干擾等影響時的變化趨勢相同,所以集成運放中大量采用各種差動放大電路(作輸入級)和恆流源電路(作偏置電路或有源負載)。
    (3) 硅片上不宜制作高阻值電阻,所以在集成運放中常件(晶體管或場效應管)取代高阻值電阻。
    (4) 集成晶體管和場效應管因制作工藝不同,性能上有較大差異,所以在集成運放中常采用復合管結構來改善性能。
    3.1.1集成運放的電路組成及其各部分的作用

    集成運放是一種高電壓放大倍數的多級直接耦合放大電路,由4部分組成: 輸入級、中間級、輸出級和偏置電路,原理框圖如圖31所示。它有兩個輸入端,一個輸出端,圖中所標uP、uN、uo均以“地”為公共端。


    第3章集成運算放大電路

    3.1集成運算放大電路概述

    集成運算放大電路是一種高電壓放大倍數、高輸入電阻和低輸出電阻的多級直接耦合放大電路,因其初多用於模擬信號的運算,所以被稱為集成運算放大電路,簡稱集成運放。隨著集成電路技術的不斷發展,集成運放的性能不斷改善,種類也越來越多,現在集成運放的應用已遠遠超出了信號運算的範圍,在電子技術的許多領域都有廣泛的應用。
    集成運放的電路結構特點如下:
    (1) 硅片上不能制作大電容,所以集成運放均采用直接耦合方式。
    (2) 集成電路內件具有良好的對稱性,受環境溫度和其他干擾等影響時的變化趨勢相同,所以集成運放中大量采用各種差動放大電路(作輸入級)和恆流源電路(作偏置電路或有源負載)。
    (3) 硅片上不宜制作高阻值電阻,所以在集成運放中常件(晶體管或場效應管)取代高阻值電阻。
    (4) 集成晶體管和場效應管因制作工藝不同,性能上有較大差異,所以在集成運放中常采用復合管結構來改善性能。
    3.1.1集成運放的電路組成及其各部分的作用

    集成運放是一種高電壓放大倍數的多級直接耦合放大電路,由4部分組成: 輸入級、中間級、輸出級和偏置電路,原理框圖如圖31所示。它有兩個輸入端,一個輸出端,圖中所標uP、uN、uo均以“地”為公共端。



    圖31集成運放原理框圖

    1. 輸入級
    輸入級往往是一個高性能的雙端輸入差動放大電路。一般要求其輸入電阻高,差模電壓放大倍數大,抑制共模信號的能力強,靜態電流小。輸入級的好壞直接影響集成運放的大多數性能參數,如輸入電阻、共模抑制比等。
    2. 中間級
    中間級的作用是使集成運放具有較強的放大能力,多采用共射(或共源)放大電路。而且為了提高電壓放大倍數,經常采用復合管作放大管,以恆流源作集電極負載。其電壓放大倍數可達千倍以上。
    3. 輸出級
    輸出級應具有輸出電壓線性範圍寬、輸出電阻小(即帶負載能力強)、非線性失真小等特點。集成運放的輸出級多采用互補對稱功率放大電路。
    4. 偏置電路
    偏置電路用於設置集成運放內部各級電路的靜態工作點。件不同,集成運放通常采用電流源電路為各級提供合適的集電極(或發射極、漏極)靜態工作電流,從而確定了合適的靜態工作點。
    3.1.2集成運放的主要性能指標
    在考察集成運放的性能時,常用下列參數來描述。
    1. 開環差模電壓放大倍數Aod
    開環差模電壓放大倍數Aod指的是運放在沒有外接反饋時的差模電壓放大倍數。即Aod=ΔuO/Δ(uP-uN),常用分貝數(dB)表示,其分貝數為20lg|Aod|,通用型集成運放的Aod通常在105左右,即100dB左右。一般F007的Aod>94dB。理想條件下,可以認為Aod≈∞。
    2. 共模抑制比KCMR
    共模抑制比KCMR等於差模放大倍數與共模放大倍數之比的值,即KCMR=|Aod/Aoc|,也常用dB表示,其數值為20lgKCMR。KCMR值越大,集成運放抑制共模信號的能力越強。F007的KCMR>80dB。理想條件下,可以認為KCMR≈∞。
    3. 差模輸入電阻rid
    集成運放的差模輸入電阻rid是指集成運放在輸入差模信號時的輸入電阻。rid值越大,運放向信號源獲取的電流越小。F007的rid>2MΩ。理想條件下,可以認為rid≈∞。
    4. 輸入失調電壓UIO
    理想的集成運放在輸入電壓為0時,輸出電壓也應為0。但由於輸入級電路參數不可能對稱等原因,實際的集成運放輸入為0時輸出並不為0。輸入失調電壓UIO的數值等於為使輸出為0在輸入端所要加的補償電壓,其數值是uI=0時,輸出電壓折合到輸入端電壓的負值,即UIO=-uO|uI=0Aod。UIO反映了輸出失調的程度,因而UIO的值越小越好。F007的UIO<2mV。理想條件下,可以認為UIO≈0。
    5. 輸入失調電流IIO
    輸入失調電流IIO的值等於運放的輸入級差動放大電路兩個靜態輸入電流的差值,它反映了運放兩個靜態輸入電流的不對稱程度。IIO的存在會產生輸出失調,因而IIO的值越小越好。理想條件下,可以認為IIO≈0。
    6. 共模輸入電壓UIc max
    集成運放對共模信號有抑制作用,但當共模輸入電壓超過一定極限數值時,運放將不能正常工作甚至損壞,共模輸入電壓的這一極限數值就是集成運放的共模輸入電壓UIc max。
    除上述主要參數外,集成運放的參數還有輸入偏置電流IIB、差模輸入電壓UId max等。有關參數測試條件和性能指標可參考有關的電子產品手冊。
















     
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