第1章直流電路分析方法

1.1直流電路概述

1.1.1什麼是直流電路

1.1.2手電筒電路模型

1.1.3直流電路中電壓與電流的方向

思考與練習

1.2直流電路的計算機仿真分析方法

1.2.1計算機仿真分析軟件Multisim簡介

1.2.2直流電路計算機仿真分析的本質及其步驟

1.2.件的額定值與實際值

1.2.4手電筒電路計算機仿真分析的實現

思考與練習

1.3直流電路分析的三大基本定律

1.3.1歐姆定律

1.3.2基爾霍夫電流定律

1.3.3基爾霍夫電壓定律

思考與練習

1.4直流電阻電路分析基本方法

1.4.1支路電流法

1.4.2結點電壓法

1.4.3電位的引入

思考與練習

1.5利件聯接間的等效變換簡化分析電路的方法

1.5.1什麼是等效

1.5.件的串聯聯接及其等效電路

1.5.件的並聯聯接及其等效電路

1.5.4通過合並串並聯電阻簡化分析電路的方法及其實例

1.5.件的三角形與星形聯接

思考與練習

1.件的模型及其應用

1.6.1實際電源的電壓源模型

1.6.2實際電源的電流源模型

1.6.件的使用基礎

1.6.4實際電源兩種模型的轉換及其在電路分析中的應用

1.6.5受控電源

思考與練習

1.7電路定理

1.7.1疊加定理

1.7.2戴維寧定理

思考與練習

習題

第2章交流電路的基本分析方法

2.1正弦量及其相量表示

2.1.1正弦交流電的引入

2.1.2正弦量的三要素

2.1.3什麼是相量

2.1.4相量的運算及其MATLAB求解方法

2.1.5基爾霍夫定律的相量形式

思考與練習

2.2三件的定義及其交流特性

2.2.件 

2.2.件

2.2.件

思考與練習

2.3三件的能量模型

2.3.件的相量模型

2.3.件的相量模型

2.3.件的相量模型

2.3.4利用相量模型分析正弦交流電路

思考與練習

2.4RLC串聯電路

2.4.1RLC串聯電路的初步認識

2.4.2RLC串聯件的電壓響應特點

2.4.3RLC串聯電路中的功率分析

2.4.4RLC串聯電路的應用

2.4.5交流電路的頻率特性

2.4.6RLC串聯電路中的諧振問題

思考與練習

2.件並聯的正弦交流電路

思考與練習

2.6功率因數的提高

思考與練習

習題

第3章三相電路及其應用

3.1三相電路概述

3.1.1三相電壓的形式及其特點

3.1.2三相電源的聯接方式

思考與練習

3.2對稱三相電路的特點

3.2.1對稱聯接三相電路的特點

3.2.2對稱△△聯接三相電路的特點

3.2.3對稱三相電路的平均功率

思考與練習

3.3三相電路的計算

思考與練習

3.4發電、輸電、變壓器及工業企業配電

3.4.1發電與輸電概述

3.4.2變壓器

3.4.3工業企業配電的基本知識

思考與練習

3.5安全用電

3.5.1觸電

3.5.2接地

3.5.3保護接零

思考與練習

習題

第4章電路的暫態分析

4.1暫態過程中的電壓電流的初始值

4.1.1什麼是暫態

4.1.2換路定則

4.1.3電壓電流初始值的計算

思考與練習

4.2一階動態電路暫態響應的分類與求解思路

4.2.1一階動態電路暫態響應的分類及其求解思路

4.2.2一階RC電路的零輸入響應

4.2.3一階RC電路的零狀態響應

4.2.4一階RC電路的全響應

思考與練習

4.3一階動態電路暫態分析的三要素法

思考與練習

4.4RL電路的暫態分析

4.4.1零輸入響應

4.4.2零狀態響應與全響應

思考與練習

4.5暫態過程的利用及預防

習題

第5章放大器基礎

5.1電子技術的引入

5.1.1強電線路中的電流流動特點

5.1.2本征半導體的微弱導電性能

5.1.3雜質半導體的導電性能

思考與練習

5.2半導體二極管

5.2.1PN結的形成及其特點

5.2.2二極管的主要性能參數

5.2.3二極管的應用

5.2.4二極管電路模型的深入探討

5.2.5晶閘管

思考與練習

5.3半導體三極管

5.3.1三極管的3個工作區

5.3.2三極管的伏安特性及其主要參數

5.3.3三極管工作在放大區的簡化模型

5.3.4三極管在電子技術領域中的重要作用

思考與練習

5.4用三極管構成小信號放大器的一般原則

5.4.1小信號放大器的一般結構

5.4.2放大器的基本性能指標

5.4.3基本放大器的工作原理及組成原則

思考與練習

5.5放大器的三種組態及其典型電路

5.5.1放大器三種組態的基本電路

5.5.2放大器三種組態的典型電路

思考與練習

5.6工程實用放大器的電路構成原理及特點

5.6.1組成框圖

5.6.2差動輸入電路

5.6.3多級共射放大電路

5.6.4互補輸出級

5.6.5恆流偏置電路

思考與練習

5.7場效應管放大電路

5.7.1場效應管的電壓控制特性及其核心參數

5.7.2場效應管的三個工作區

5.7.3場效應管的模型

5.7.4分壓式偏置共源放大器

思考與練習

習題

第6章集成運算放大器及其應用

6.1集成運算放大器簡介

6.1.1集成運算放大器的符號、類型及主要參數

6.1.2集成運算放大器的理想化條件

6.1.3什麼是反饋

6.1.4集成運算放大器的兩種工作狀態及相應結論

思考與練習

6.2用集成運放構成放大電路

思考與練習

6.3用集成運放構成信號運算電路

6.3.1用集成運放實現信號的加、減

6.3.2用集成運放實現信號的微分與積分

6.3.3其他常用集成運算放大器應用電路

思考與練習

6.4運算電路中的負反饋

思考與練習

6.5使用運算放大器應注意的幾個問題

6.6其他常用模擬集成電路

6.6.1音頻放大器

6.6.2模擬乘法器

6.6.3三端穩壓器

習題

第7章門電路和組合邏輯電路

7.1邏輯運算與邏輯函數

7.1.1邏輯問題與邏輯運算

7.1.2計數制及其轉換

7.1.3基本邏輯運算

7.1.4導出邏輯運算

7.1.5邏輯代數的公理、公式

7.1.6邏輯抽像與邏輯函數的小項表達式

7.1.7邏輯函數的化簡

7.1.8利用無關項化簡邏輯函數

思考與練習

7.2邏輯門電路

7.2.1利用晶體管等電子開關構成件門電路

7.2.2TTL邏輯門電路簡介

7.2.3CMOS門電路的特點

7.2.4CMOS集成電路的正確使用

7.2.5CMOS數字集成電路的各種繫列

思考與練習

7.3組合邏輯電路的分析方法

7.3.1組合邏輯電路的代數分析法

7.3.2利用Quartus Ⅱ分析組合邏輯電路

思考與練習

7.4常見中規模組合邏輯電路芯片原理及其應用

7.4.1編碼器

7.4.2譯碼器

7.4.3加法器

7.4.4數據選擇器

7.4.5利用中規模器件實現組合邏輯電路(MSI設計)

思考與練習

7.5利用硬件描述語言描述組合邏輯電路

7.5.1硬件描述語言簡介

7.5.2Verilog HDL語言的基本結構

7.5.3利用Verilog HDL描述組合邏輯電路

思考與練習

習題

第8章觸發器和時序邏輯電路

8.1觸發器

8.1.1什麼是觸發器 

8.1.2觸發器的邏輯功能描述

8.1.3常見觸發器的邏輯功能

8.1.4觸發器的動作特點

思考與練習

8.2同步時序邏輯電路分析

思考與練習

8.3寄存器與計數器的電路特點

8.3.1寄存器

8.3.2同步計數器

8.3.3異步計數器

思考與練習

8.4常用中規模時序邏輯電路芯片特點及其應用

8.4.1集成二進制同步計數器

8.4.2集成二進制異步計數器

8.4.3集成十進制同步計數器

8.4.4集成十進制異步計數器

8.4.5用中規模集成計數器實現N進制計數器

8.4.6集成移位寄存器及其應用

8.4.7用中規模時序電路芯片實現實際邏輯問題的方法

思考與練習

8.5電路

8.5.1施密特觸發器

8.5.2單穩態觸發器

8.5.3多諧振蕩器

8.5.4555定時器

思考與練習

習題

第9章大規模集成電路

9.1數模轉換器

思考與練習

9.2模數轉換器

思考與練習

9.3存儲器

9.3.1存儲器的電路結構及主要參數

9.3.2存儲器的種類及其芯片實例

9.3.3存儲器的擴展

思考與練習

9.4利用大規模集成電路芯片實現組合邏輯電路

9.4.1用ROM實現組合邏輯電路

9.4.2用可編程邏輯器件實現組合邏輯電路

思考與練習

習題

第10章電動機及其觸點控制電路

10.1自動控制的兩種類型

10.1.1順序控制

10.1.2反饋控制

思考與練習

10.2觸點控制繫統基本控制電路

10.2.1常用控制電器

10.2.2順序控制的基本電路

思考與練習

10.3電動機及其觸點控制電路

10.3.1三相異步電動機的結構

10.3.2三相異步電動機的銘牌數據及其相關參數計算

10.3.3電動機控制電路

思考與練習

10.4微機控制繫統概述

10.4.1微型計算機的模塊構成

10.4.2微型計算機的指令及其執行 

10.4.3與微型計算機相關的重要概念 

10.4.4利用微型計算機實現簡單的打印控制

習題

附錄A常用導電材料的電阻率和溫度繫數

附錄B例7.5.1的仿真實現

附錄C本書仿真包Quartus Ⅱ 9.0環境下的使用說明

附錄D利用本書資源實施翻轉課堂教學的建議方法

附錄E本書中所介紹的芯片

部分習題答案

參考文獻

第3版前言

本書為在線課程“電工電子技術”的配套教材，基於*高等學校電工電子基礎課程教學指導委員會修訂的“電工學”教學基本要求，弱化了基本要求中選講內容的各知識點（如變壓器、電動機等），去掉了可編程控制器、異步時序邏輯電路分析等知識點，增加了硬件描述語言的教學內容，基於Quartus Ⅱ環境將數字電子的仿真結果（程序或分析過程）嵌入具體的知識點中。
本書具有完備的碎片化視頻及規模化的線上習題，既適合傳統課堂教學，也適合以翻轉課堂教學形式開展教學活動。本書配套中國大學MOOC在線課程“電工電子技術”。讀者可通過在線課程完成線上習題和線上測試，掃描各章開始處的二維碼，下載各章仿真源程序電子文檔。
本書配套教學大綱PPT等課件資源，可掃描前言下方二維碼下載。
由於編者水平有限，不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。
陳新龍
2021年1月

第2版前言

當讀者拿到本書時，《電工電子技術基礎教程》出版已超過六個年頭，在該教材的六年應用實踐中，不斷有老師和讀者與我聯繫，對該教材提出了許多意見和建議。
本書的建設持續兩年時間，在此期間，各路衛星電視先後熱播新版《三國》《水滸傳》《西遊記》。新版《三國》中以通俗的方式向大家講述“生子當如孫仲謀”等流傳千年的古語；新版《水滸傳》中從百姓的角度展示了宋江的傲氣以及“大刀關勝”等英雄加入宋江集團的具體原因；新版《西遊記》按照當代人的理解揭秘了孫悟空由一個目空一切的潑猴逐漸修煉成佛的過程，演繹了與眾不同的三國、水滸、西遊傳奇。
借鋻上面經典的改版思路，本書改變傳統電工學、電工電子技術教材單純從電路基本概念、半導體器件、邏輯代數等基礎理論出發展開相關知識點講解的教材編寫思路，從手電筒電路電流的流動角度引出電路的概念及其模型；從計算機仿真分析、數學分析兩個角度闡述學習電路理論的意義；從控制電流流動角度引出半導體器件；從黑白帽子邏輯問題引出邏輯運算基礎知識。
具體組織上，本書繼續遵循老版教材通俗易懂、強調應用的編寫原則，去掉了“非正弦交流電路”等偏難的知識點，將Multisim環境中仿真結果嵌入到電路理論、模擬電子技的具體知識點中，讀者可到本書公開教學網站下載相關源文件，在Multisim環境中打開相關文件觀察理解仿真結果，通過修件相關參數等方法進一步驗證所學的知識。
必須指出的是，計算機仿真分析本質上是對設計好電路的一種虛擬測試驗證方法，不是掌握電工電子技術的捷徑，隻是學習電工電子技術的輔助工具，隻有真正理解並掌握了電工電子技術基礎理論纔能更好地使用計算機仿真工具。
由於編者水平有限、見解不多，不妥甚至錯誤之處在所難免，敬請讀者批評指正。

陳新龍

2012年8月

第1版前言

電的發現是人類社會偉大的發現之一。電子的流動是一種能量的流動，在帶給人們光明與動力的同時推動了一個時代的進步，推動著電氣化時代的興旺與繁榮。發電機、變壓器、電動機及其控制成為電氣化時代的典型生產力，電工技術成為推動國民經濟發展的主要技術動力之一。
半導體器件的出現賦予了電子的流動以新的內涵。半導體器件的應用使這種能量的流動成為一種信號的傳遞，一種超強功能的集成信息的傳輸。集成電路的問世引起了電子技術領域一場新的革命，超大規模集成電路的誕生推動著一個新的時代的來臨。因特網、電信網絡、電視網絡帶給人們的不僅僅是一種娛樂，所有的這些宣告了一個時代的結束，一個新的時代的來臨。
在這個時代裡，各種電器設備在各個領域中均扮演著重要角色甚至關鍵角色，發揮著越來越重要的作用，掌握電工電子技術的初步知識成為非電類工科各專業學生的基本技能要求，因此，各大高校非電類工科專業均開設了“電工電子技術”“電工技術”“電子技術”“電工學”或類似課程。
必須指出的是，“電工電子技術”是一個理論性、專業性、應用性均較強的課程，所涉及教學內容廣，內容本身也較難掌握，因此，如何在規定的學時數內使學生掌握電工電子技術的初步知識，為非電類工科各專業學生在今後的學習和工作中更好地利用和發揮電器設備在工程中的作用打下堅實的基礎成為教學實施的難點。
本書繼承了作者已出版的《電工電子技術（上、下）》（“十五”規劃教材）的建設成果，力圖通俗易懂，編寫時相對壓縮了電工電子技術各基礎理論，突出了“數字電子技術”“大規模集成電路”“電子控制”等電工電子重點應用方面的教學內容，並對電路、數字電子技術嵌入了計算機仿真結果（程序或分析過程），以達到使讀者掌握電工電子技術的初步知識的目的。
本書教學內容分為三個層次： 公共部分、非公共部分（標有“”的小節）、擴展部分（編寫在電子教材中）。全書共分為兩篇。上篇為電工基礎，包括電路理論、變壓器、電動機；下篇為電子技術，包括模擬電子技術、數字電子技術、大規模集成電路、電氣過程中的測量及控制技術。各章均備有較多的例題、習題、思考題及小結。
本書及其配套資源構成了全立體化的電工電子技術教材，包括文字、電子兩種形式。文字教材包括主教材（本書）、《電工電子實踐教程（實驗指導書）》《電工電子技術基礎教程全程輔導》三本書。電子教材包括網絡、個人、簡易三種版本，有著比文字教材更豐富的內容，對讀者在較短時間內理解並掌握本教材內容有較大幫助。電子教材網絡版保留為公開教學網專用，個人版可供讀者在一臺計算機上學習，電子教材簡易版即本書的隨書光盤（含本書的全部幻燈片）。
本書電子教材網絡版2002年9月獲“第六屆全國多媒體教育軟件大獎賽”二等獎，支持智能教學、遠程同步教學、順序教學、查詢教學、階段復習、課餘練習、網絡自測等多種教學手段並提供自學、授課兩種風格，對讀者在較短時間內理解並掌握本教材內容有較大幫助。建議讀者以文字教材結合電子教材學習本課程。習慣了網絡學習環境的讀者也可以電子教材結合文字教材方式學習。
本書編寫時參照了*高等學校電子信息科學與電氣信息類基礎課程教學指導分委員會於2004年8月制訂的“電工學教學基本要求”及*制定的“高職高專教育電工電子技術課程教學基本要求”，可作為重點本科《電工電子技術》、《電工學》少學時課程教材；也可作為二、三類本科，應用本科《電工電子技術》（或類似課程）教材；還可作為高職高專《電工電子技術》多學時課程教材。
本書文字教材的第1、3章，第12章的1、2、6節及全書的計算機仿真由胡國慶整理編寫，其餘章節由陳新龍整理編寫。在本教材的建設過程中，得到了重慶大學教材建設基金資助。此外，尚有許多老師及同學對本書提出了寶貴的、建設性的意見與建議並參與了本教材及電工電子技術遠程網站建設的許多工作，在此謹表示感謝。
由於編者水平有限、見解不多，不妥甚至錯誤之處在所難免，敬請讀者批評指正。
編者

2005年9月