计算机电路基础（第2版）

第1篇 电 路 分 析

第1章 电路基本概念及分析方法 1

1．1 电路理论基础 1

1．1．1 电路理论及其发展 1

1．1．2 电路和电路模型 2

1．1．3 计算机辅助电路分析 3

1．2 电路基本物理量 3

1．2．1 电流 3

1．2．2 电压 4

1．2．3 功率与能量 5

1．3 电路基本元件 6

1．3．1 电阻元件 7

1．3．2 电容元件 8

1．3．3 电感元件 9

1．4 独立电源和受控电源 10

1．4．1 独立电源 10

1．4．2 受控电源 12

1．5 基尔霍夫定律及支路电流分析法 13

1．5．1 基尔霍夫定律 13

1．5．2 定律应用――支路电流分析法 14

1．6 等效变换分析法 15

1．6．1 等效变换 15

1．6．2 无源二端网络的等效变换 16

1．6．3 有源二端网络的等效变换 19

1．7 节点电压分析法 21

1．7．1 节点电压及节点电压方程 21

1．7．2 节点法应用举例 22

1．8 网络定理分析法 23

1．8．1 叠加定理 23

1．8．2 戴维南定理和诺顿定理 24

1．8．3 最大功率传输定理 26

1．9 一阶动态电路的分析 26

1．9．1 过渡过程与换路定律 26

1．9．2 一阶RC电路过渡过程分析 28

1．9．3 一阶RL电路过渡过程分析 30

1．9．4 一阶电路的全响应 31

本章小结 33

习题1 34

实验1．1 电路基本定律及定理的验证 38

实验1．2 一阶动态电路的过渡过程实验 40

第2章 正弦稳态电路的相量分析法 42

2．1 正弦交流电路的基本概念 42

2．1．1 正弦量的三要素 42

2．1．2 相位差 43

2．2 正弦量的相量表示 44

2．2．1 复数的表示形式及运算规则 44

2．2．2 正弦量的相量表示及相量图 45

2．3 R、L、C各元件伏安关系的相量形式 46

2．3．1 电阻元件 46

2．3．2 电感元件 46

2．3．3 电容元件 47

2．4 复阻抗与复导纳及正弦电路的相量分析法 48

2．4．1 复阻抗 48

2．4．2 复导纳 49

2．4．3 正弦电路的相量分析法 49

2．5 正弦交流电路的功率 50

2．5．1 瞬时功率和平均功率 50

2．5．2 复功率、视在功率和无功功率 51

2．5．3 功率因数的提高 51

2．6 RLC串联谐振电路 52

2．6．1 谐振及概念及谐振条件 52

2．6．2 串联谐振的特点 52

2．7 三相电路 53

2．7．1 三相电源 53

2．7．2 三相电源的连接 54

2．7．3 三相电源和负载的连接 55

2．8 互感耦合电路 55

2．8．1 互感现象及同名端 55

2．8．2 互感电压 57

2．8．3 理想变压器 57

本章小结 58

习题2 59

实验2．1 单相正弦交流电路实验 61

实验2．2 串联谐振电路实验 62

第2篇 模拟电子技术

第3章 常用半导体器件 64

3．1 半导体基础知识 64

3．1．1 本征半导体 64

3．1．2 杂质半导体 65

3．1．3 PN结 65

3．2 半导体二极管 67

3．2．1 二极管的结构及外形 67

3．2．2 二极管的伏安特性 67

3．2．3 二极管的主要参数 68

3．2．4 其他类型二极管 69

3．2．5 二极管应用电路举例 70

3．3 半导体三极管 73

3．3．1 三极管的基本结构及外形 73

3．3．2 三极管的电流放大原理 74

3．3．3 三极管的伏安特性 76

3．3．4 三极管的主要参数 77

3．4 场效应管 79

3．4．1 结型场效应管 79

3．4．2 绝缘栅场效应管 81

3．4．3 场效应管和三极管比较 82

本章小结 83

习题3 83

实验3．1 半导体元器件性能测试 85

第4章 放大电路基础 89

4．1 放大的概念和放大电路的性能指标 89

4．1．1 放大的概念 89

4．1．2 放大电路的性能指标 89

4．2 基本放大电路的组成及工作原理 91

4．2．1 基本放大电路的组成及各元件作用 91

4．2．2 基本放大电路的工作原理 92

4．3 基本放大电路的分析方法 94

4．3．1 直流通路与交流通路 94

4．3．2 静态分析 94

4．3．3 动态分析 96

4．4 放大电路静态工作点的稳定 99

4．4．1 温度对静态工作点的影响 99

4．4．2 静态工作点稳定电路 99

4．5 单管放大电路的三种基本组态 100

4．5．1 共集电极放大电路 101

4．5．2 共基极放大电路 102

4．6 多级放大电路 103

4．6．1 多级放大电路的耦合方式 103

4．6．2 多级放大电路的动态分析 104

本章小结 105

习题4 105

实验4．1 单管共射放大电路实验 108

第5章 集成运算放大电路及其应用 111

5．1 集成电路概述 111

5．1．1 集成电路及其发展 111

5．1．2 集成电路的特点及分类 111

5．1．3 集成电路制造工艺简介 112

5．2 集成运放的基本组成及各部分的作用 113

5．2．1 偏置电路――电流源 113

5．2．2 输入级――差分放大电路 114

5．2．3 中间级――采用有源负载的共射放大电路 118

5．2．4 输出级――功率放大电路 120

5．3 集成运放的性能指标 121

5．4 放大电路中的反馈 121

5．4．1 理想运放的概念及工作特点 121

5．4．2 反馈的基本概念及判别方法 123

5．4．3 负反馈对放大电路性能的影响 126

5．5 集成运放的应用 128

5．5．1 模拟信号运算电路 128

5．5．2 有源滤波器 135

5．5．3 电压比较器 138

本章小结 140

习题5 141

实验5．1 模拟信号运算电路实验 144

第3篇 数字电子技术

第6章 逻辑代数基础 147

6．1 数字电路概述 147

6．1．1 模拟信号和数字信号 147

6．1．2 数字电路的特点及分类 148

6．1．3 数字电路的应用 149

6．2 数制与码制 149

6．2．1 数制及其转换 149

6．2．2 码制 152

6．3 逻辑代数 155

6．3．1 逻辑变量与逻辑函数 155

6．3．2 基本逻辑运算 156

6．3．3 复合逻辑运算 157

6．3．4 几个概念 158

6．4 逻辑函数的表示方法及其相互转换 159

6．4．1 真值表 159

6．4．2 逻辑表达式 160

6．4．3 逻辑图 161

6．4．4 波形图 162

6．4．5 卡诺图 162

6．5 逻辑代数的基本公式、定律和规则 163

6．5．1 基本公式 163

6．5．2 基本定律 163

6．5．3 常用公式 164

6．5．4 有关异或运算的一些公式 164

6．5．5 基本规则 164

6．6 逻辑函数的化简 165

6．6．1 “最简”的概念及最简表达式的几种形式 165

6．6．2 逻辑函数的公式化简法 165

6．6．3 逻辑函数的卡诺图化简法 166

6．6．4 具有无关项的逻辑函数的化简 167

本章小结 168

习题6 169

第7章 逻辑门电路 173

7．1 半导体器件的开关特性 173

7．1．1 半导体二极管的开关特性 173

7．1．2 半导体三极管的开关特性 173

7．1．3 MOS管的开关特性 174

7．2 分立元件门电路 175

7．2．1 二极管与门 175

7．2．2 二极管或门 176

7．2．3 三极管非门（反相器） 176

7．3 集成门电路 176

7．3．1 TTL集成门电路 177

7．3．2 CMOS集成门电路 182

7．3．3 TTL与CMOS门电路之间的接口技术 185

本章小结 186

习题7 186

实验7．1 集成逻辑门电路功能检测 189

实验7．2 集成逻辑门电路性能参数的测试 191

第8章 组合逻辑电路 195

8．1 组合逻辑电路的特点及分析设计方法 195

8．1．1 组合电路的特点 195

8．1．2 组合电路的一般分析方法 195

8．1．3 组合电路的一般设计方法 197

8．2 常用组合逻辑电路介绍 200

8．2．1 编码器 200

8．2．2 译码器 204

8．2．3 加法器 209

8．2．4 数值比较器 211

8．2．5 数据选择器 214

8．2．6 数据分配器 216

8．3 组合电路中的竞争冒险 217

8．3．1 竞争冒险的概念及产生原因 217

8．3．2 竞争冒险的消除方法 218

本章小结 219

习题8 219

实验8．1 组合逻辑电路的功能检测及设计实验 223

第9章 触发器和时序逻辑电路 227

9．1 触发器 227

9．1．1 触发器的功能特点 227

9．1．2 触发器的分类及逻辑功能描述方法 227

9．1．3 基本RS触发器 228

9．1．4 同步触发器 230

9．1．5 主从触发器 232

9．1．6 边沿触发器 235

9．1．7 不同类型时钟触发器间的转换 237

9．2 时序电路概述 238

9．2．1 时序电路的特点 238

9．2．2 时序电路逻辑功能的描述方法 238

9．2．3 时序电路的一般分析方法 239

9．3 计数器 240

9．3．1 计数器的分类 240

9．3．2 同步计数器 240

9．3．3 异步计数器 248

9．3．4 集成计数器构成N进制计数器的方法 250

9．3．5 计数器应用电路举例 253

9．4 寄存器 253

9．4．1 数码寄存器 253

9．4．2 移位寄存器 254

9．4．3 寄存器的应用 256

9．5 顺序脉冲发生器 258

9．6 序列信号发生器 259

9．7 时序电路的设计 260

9．7．1 设计方法及步骤 260

9．7．2 设计举例 261

9．8 集成555定时器的原理及应用 262

9．8．1 集成555定时器 262

9．8．2 由555定时器构成的单稳态触发器 263

9．8．3 由555定时器构成的多谐振荡器 264

9．8．4 由555定时器构成的施密特触发器 265

9．8．5 555定时器应用电路举例 266

本章小结 267

习题9 267

实验9．1 触发器逻辑功能的检测 274

实验9．2 触发器的应用实验 276

实验9．3 时序逻辑电路实验 278

实验9．4 555定时器及其应用电路的设计与检测 280

第10章 存储器和可编程逻辑器件 284

10．1 概述 284

10．1．1 存储器 284

10．1．2 可编程逻辑器件 285

10．2 存储器及其应用 285

10．2．1 随机存取存储器RAM 285

10．2．2 只读存储器ROM 288

10．3 可编程逻辑器件PLD 290

10．3．1 PLD的基本结构 290

10．3．2 PLD的分类 291

10．3．3 PLD的应用 292

本章小结 294

习题10 294

第11章 数模和模数转换电路 297

11．1 D/A转换器 297

11．1．1 权电阻网络D/A转换器 297

11．1．2 倒T型电阻网络D/A转换器 299

11．1．3 D/A转换器的主要技术指标 300

11．1．4 集成DAC 301

11．2 A/D转换器 303

11．2．1 A/D转换的一般步骤 303

11．2．2 取样保持电路 305

11．2．3 逐次渐近型A/D转换器 305

11．2．4 双积分型A/D转换器 307

11．2．5 A/D转换器的主要技术指标 308

11．2．6 集成ADC 308

本章小结 310

习题11 310

实验11．1 D/A、A/D转换器的测试 313

实验11．2 D/A转换器应用实验 315

参考文献 319