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书名 电子技术基础(第2版微课视频版高等学校电子信息类专业系列教材新形态教材)
分类 科学技术-工业科技-电子通讯
作者
出版社 清华大学出版社
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简介
内容推荐
本书依据国家教育部教学指导委员会于2005年修订的《电子技术基础课程教学基本要求》,并充分考虑各院校新教学计划学时数及现代电子技术的发展趋势而编写。
全书共包括16章,内容包括半导体二极管及其基本电路、半导体三极管及放大电路基础、场效应管及其放大电路、集成运算放大电路、放大电路中的反馈、理想运放的应用、波形发生电路、直流稳压电源、逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、数/模和模/数转换、Multisim 10简介及其在电子电路仿真中的应用。书中还有相关例题,每章后附有一定量的习题以利于学生巩固所学知识。
本书可作为应用型普通高等学校电子、电气、自动化、计算机、通信工程、机电一体化等相关专业的本科教材,也可作为高等职业技术学院相关专业的教材,还可供社会上的相关专业读者阅读。
目录
目录
第0章绪论
0.1信号
0.2模拟信号与模拟电路
0.3数字信号与数字电路
0.4模拟信号与数字信号之间的转换
0.5电子电路的计算机辅助设计软件介绍
第1章半导体二极管及其基本电路
1.1半导体的基本知识
1.1.1半导体的特性
1.1.2本征半导体
1.1.3杂质半导体
1.2半导体二极管
1.2.1PN结及其单向导电性
1.2.2二极管的结构
1.2.3二极管的伏安特性
1.2.4二极管的主要参数
1.3半导体二极管的应用
1.3.1整流电路
1.3.2钳位电路
1.3.3限幅电路
1.3.4开关电路
1.4稳压管
1.4.1稳压管的伏安特性
1.4.2稳压管的主要参数
1.4.3稳压电路
小结
习题
第2章半导体三极管及放大电路基础
2.1半导体三极管
2.1.1三极管的结构
2.1.2三极管的电流放大作用
2.1.3三极管的输入和输出特性曲线
2.1.4三极管的主要参数
2.2共发射极放大电路
2.2.1放大的概念
2.2.2放大电路的主要性能指标
2.2.3放大电路的组成
2.3放大电路的基本分析方法
2.3.1直流通路与交流通路
2.3.2静态工作点的近似估算
2.3.3图解分析法
2.3.4微变等效电路法
2.4静态工作点的稳定问题
2.4.1温度对静态工作点的影响
2.4.2分压式静态工作点稳定电路
2.5共集电极和共基极放大电路
2.5.1共集电极放大电路
2.5.2共基极放大电路
2.5.3三种基本组态的比较
2.6多级放大电路
2.6.1多级放大电路的耦合方式
2.6.2多级放大电路的电压放大倍数和输入、输出电阻
2.7放大电路的频率响应
2.7.1频率响应的一般概念
2.7.2阻容耦合单管共发射极放大电路的频率响应
2.7.3直接耦合单管共发射极放大电路的频率响应
2.7.4多级放大电路的频率响应
小结
习题
第3章场效应管及其放大电路
3.1场效应管
3.1.1结型场效应管
3.1.2绝缘栅场效应管
3.2场效应管的主要参数
3.3场效应管放大电路
3.3.1共源极放大电路
3.3.2共漏极放大电路
小结
习题
第4章集成运算放大电路
4.1概述
4.1.1集成电路及其分类
4.1.2集成运放的特点
4.1.3集成运放的基本组成单元
4.2电流源电路
4.2.1镜像电流源
4.2.2比例电流源
4.2.3微电流源
4.2.4多路电流源
4.2.5电流源用作有源负载
4.3差分放大电路
4.3.1基本差分放大电路
4.3.2长尾式差分放大电路
4.3.3差分放大电路的分析
4.3.4差分放大电路的四种接法
4.3.5恒流源式差分放大电路
4.4功率放大电路
4.4.1功率放大电路概述
4.4.2OCL互补对称功率放大电路
4.4.3OTL互补对称功率放大电路
4.4.4采用复合管的互补对称功率放大电路
4.5集成运放的性能指标和使用注意事项
4.5.1集成运放的性能指标
4.5.2使用前的准备工作
4.5.3保护措施
小结
习题
第5章放大电路中的反馈
5.1反馈的基本概念
5.1.1反馈的定义
5.1.2反馈的分类及负反馈的四种组态
5.2反馈的框图和一般表达式
5.2.1反馈的框图
5.2.2反馈的一般表达式
5.3负反馈对放大电路性能的影响
5.3.1提高放大倍数的稳定性
5.3.2减小非线性失真
5.3.3扩展通频带
5.3.4改变输入和输出电阻
5.4深度负反馈放大电路的估算
5.4.1估算的依据
5.4.2深度负反馈放大电路的近似估算
小结
习题
第6章理想运放的应用
6.1理想运放的概念与特点
6.1.1理想运放的概念
6.1.2理想运放的特点
6.2基本运算电路
6.2.1比例运算电路
6.2.2求和运算电路
6.2.3积分运算电路
6.2.4微分运算电路
6.3电压比较器
6.3.1单限比较器
6.3.2滞回比较器
6.3.3双限比较器
小结
习题
第7章波形发生电路
7.1正弦波振荡电路
7.1.1正弦波振荡电路的基础知识
7.1.2RC正弦波振荡电路
7.1.3LC正弦波振荡电路
7.1.4石英晶体正弦波振荡电路
7.2非正弦波发生电路
7.2.1非正弦波发生电路的基础知识
7.2.2矩形波发生电路
7.2.3三角波发生电路
7.2.4锯齿波发生电路
小结
习题
第8章直流稳压电源
8.1直流稳压电源的组成
8.2单相整流电路
8.2.1单相半波整流电路
8.2.2单相桥式整流电路
8.3滤波电路
8.3.1电容滤波电路
8.3.2其他滤波电路
8.4稳压电路
8.4.1稳压电路的性能指标
8.4.2稳压管稳压电路
8.4.3串联型稳压电路
8.5三端集成稳压器
小结
习题
第9章逻辑代数基础
9.1概述
9.1.1数字信号与逻辑电平
9.1.2脉冲波形与数字波形
9.2数制和码制
9.2.1数制及数制间的转换
9.2.2码制
9.3逻辑代数中的基本运算
9.3.1逻辑与
9.3.2逻辑或
9.3.3逻辑非
9.3.4复合逻辑
9.4逻辑代数中的公式
9.4.1基本公式
9.4.2若干常用的公式
9.5逻辑代数中的基本定理
9.5.1代入定理
9.5.2反演定理
9.5.3对偶定理
9.6逻辑函数的表示方法
9.6.1逻辑函数
9.6.2逻辑真值表
9.6.3逻辑函数式
9.6.4卡诺图
9.6.5逻辑图
9.6.6各种表示方法间的互相转换
9.7逻辑函数的化简方法
9.7.1逻辑函数的种类及最简形式
9.7.2公式法
导语
书中增加的电路仿真视频主要是对教材中的主要知识点和部分例题进行仿真,做到电路仿真与理论知识学习同步,这样能方便学生及时通过电路仿真来加强对理论知识的理解和消化,切实做到理论以应用为目的。而且学生可以在仿真电路的基础上,对电路做出修改,自行设置故障,以进一步加深对课程内容的理解与应用,切实培养和提高学生的应用能力和创新能力。为了达到更好的学习效果,学生可以先自学教材第15章的内容。
精彩页
第3章
CHAPTER 3
场效应管及其放大电路
教学提示: 场效应管也是组成各种放大电路的核心器件,因此必须先理解场效应管的结构、工作原理,掌握其转移特性、输出特性和主要参数,在此基础上才能更好地学习场效应管放大电路的工作原理和分析方法。场效应管放大电路的分析主要是静态分析和动态分析,由于场效应管也是非线性器件,故三极管放大电路的分析方法在此同样适用。
知识拓展
31
知识拓展
32
知识拓展
33
教学要求: 了解场效应管的结构,理解不同场效应管的工作原理,掌握不同场效应管的特性曲线和主要参数,掌握不同组态场效应管放大电路的静态与动态分析方法。
3.1场效应管
前面介绍的半导体三极管是电流控制器件,它工作在放大状态时,需要信号源提供一定的基极电流来控制集电极电流。在半导体三极管中参与导电的载流子有空穴和自由电子两种,所以又称为双极型三极管。而场效应管(场效应晶体管的简称)是电压控制器件,它是利用外加电压的电场效应来控制输出电流的,基本上不需要信号源提供电流。由于场效应管依靠多数载流子导电,因此又称为单极型三极管。
场效应管具有输入电阻高、耗电低、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、制造工艺简单和便于集成等优点,被广泛应用于各种电子电路中。
场效应管分为结型场效应管和绝缘栅场效应管两种。
3.1.1结型场效应管
结型场效应管是结型场效应晶体管(Junction Field Effect Transistor,JFET)的简称,根据其导电沟道的不同分为N沟道结型场效应管和P沟道结型场效应管,它们的结构示意图和符号如图31所示。
N沟道结型场效应管是在一块N型半导体材料的两侧利用不同的制造工艺形成掺杂浓度比较高的P区,在P区和N区的交界处形成一个PN结,即耗尽层。将两侧的P区连接在一起并引出一个电极作为栅极(g),再在N型半导体的一端引出一个电极作为源极(s),另一端引出一个电极作为漏极(d)。两个PN结中间的N型区是漏极和源极之间的电流沟道,称为导电沟道。由于导电沟道是N区,其多数载流子是自由电子,故称为N沟道结型场效应管。其结构示意图和符号如图31(a)所示,符号中箭头方向是从栅极指向导电沟道,即从P区指向N区。
相应地,如果在P型半导体的两侧扩散两个N型区,则构成了P沟道结型场效应管,其结构示意图和符号如图31(b)所示,符号中栅极上的箭头是从沟道指向栅极,但仍是从P区指向N区。
图31结型场效应管的结构示意图和符号
P沟道结型场效应管和N沟道结型场效应管的工作原理类似,只不过P沟道结型场效应管的电源极性与N沟道结型场效应管的电源极性相反。本节以N沟道结型场效应管为例介绍结型场效应管的工作原理和特性曲线。
1. 工作原理
N沟道JFET工作时,需要在栅极和源极间加一个负电压,
即uGS<0,使两个PN结反偏,这样栅极电流iG≈0,因此,场效应管的输入电阻可高达10MΩ以上。在源极和漏极间加一个正电压,即uDS>0,使N沟道中的多数载流子在电场作用下由源极向漏极运动,形成电流iD。当改变uGS时,电流iD也随着改变,也即iD受uGS控制。因此,分析JFET的工作原理时分两个方面,即uGS对iD的控制作用和uDS对iD的影响。
1) uGS对iD的控制作用
分析uGS对iD的控制作用,就是在uDS为常数的条件下,分析iD随着uGS的变化而变化的规律。这里分uDS=0和uDS>0两种情况来考虑。
(1) 当uDS=0时,iD=0,观察uGS对导电沟道的影响。
当uGS=0时,耗尽层比较窄,导电沟道比较宽,如图32(a)所示。
当uGS<0时,也即栅极和源极之间加上一个反偏电压,因此耗尽层变宽,导电沟道相应地变窄,只要满足UGS(OFF)当uGS=UGS(OFF)时,两侧的耗尽层将在中间合拢,导电沟道被夹断,如图32(c)所示。此时漏源极间的电阻趋于无穷大,UGS(OFF)称为夹断电压,是一个负值。
从以上分析可以看出,当uGS变化时,虽然导电沟道的宽度随着改变,但是因为uDS=0,所以漏极电流iD=0。
图32当uDS=0时,uGS对导电沟道的影响
(2) 当uDS>0时,观察uGS对导电沟道和漏极电流iD的影响。
当uGS=0时,由于耗尽层比较窄,导电沟道比较宽,故iD比较大。但是由于iD流过导电沟道时会产生电压降落,使沟道上不同位置的电位各不相等,漏极处的电位最高,源极处的电位最低。因此,沟道上不同位置处加在PN结上的反向偏置电压不等,致使沟道上不同位置的耗尽层宽度不同。漏极处反向偏置电压最大,耗尽层最宽; 源极处反向偏置电压最小,耗尽层最窄。
图33当uDS>0时,uGS对导电沟道和
漏极电流iD的影响
当uGS<0时,耗尽层变宽,导电沟道变窄,漏源极 其中,gm称为场效应管的跨导; rds称为场效应管漏源之间的等效电阻。于是式(313)可以写成
diD=gmduGS+1rdsduDS(314)
当场效应
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更新时间:2025/1/31 20:13:45