内容简介
《电子技术(第5版)》是“十二五”职业教育国家规划教材,也是普通高等教育“十一五”国家级规划教材修订版。
《电子技术(第5版)》在编写中注重学生应用能力和基本技能的培养,注重职业技能和工作过程创新能力的培养,更适应高等职业教育发展的需要。
全书共15章,分上、下两篇。上篇为模拟电子技术,内容包括半导体元件及其特性、基本放大电路、负反馈放大器与集成运算放大器、功率放大器及其应用、振荡器、直流稳压电源、电力电子技术:下篇为数字电子技术,内容包括逻辑代数基础、基本门电路、组台逻辑电路、集成触发器与时序逻辑电路、脉冲信号的产生与整形、半导体存储器与可编程逻辑器件、数,模转换与模,数转换、课程设计与制作。《电子技术(第5版)》各章后配有习题、实验技能操作训练。《电子技术(第5版)》还借助现代信息技术,配套了数字课程网站,在书中相应位置做了资源标记,读者可以通过网络途径观看相应的动画、微课、仿真演示、仿真实验、教学课件等资源,同时微课和仿真演示资源还进行了二维码资源标记,读者可以通过移动终端方便地扫码观看。
《电子技术(第5版)》可作为高职、高专院校电气自动化类、机电类和电子类等相关专业教材,也可供自学者和技术人员参考。
内页插图
目录
上篇 模拟电子技术
第1章 半导体元件及其特性
1.1 半导体基础知识与PN结
1.1.1 半导体的特点
1.1.2 PN结的形成与特性
1.2 二极管
1.2.1 二极管的结构和类型
1.2.2 二极管的特性及参数
1.2.3 二极管应用电路的举例
1.2.4 发光二极管及其应用
1.3 晶体管
1.3.1 晶体管的结构和类型
1.3.2 晶体管电流分配和放大作用
1.3.3 晶体管的特性曲线
1.3.4 晶体管的主要参数
1.4 场效应晶体管
1.4.1 N沟道增强型MOS管
1.4.2 N沟道耗尽型MOS管
1.4.3 场效应晶体管的主要参数
1.4.4 场效应晶体管与双极晶体管的比较
习题
实验与技能操作训练
第2章 基本放大电路
2.1 基本放大电路的组成及工作原理
2.1.1 放大器的电路组成
2.1.2 放大器的工作原理
2.1.3 直流通路和静态工作点
2.1.4 放大器的主要性能指标
2.2 放大器的分析方法
2.2.1 微变等效电路分析法
2.2.2 放大器的偏置电路
2.3 常见的放大电路
2.3.1 共集电极放大电路
2.3.2 共基极放大电路
2.4 放大器的频率特性
2.4.1 频率特性的基本概念
2.4.2 放大器的低频特性
2.4.3 放大器的高频特性
2.5 多级放大器
2.5.1 多级放大器的耦合方式
2.5.2 多级放大器的增益
习题
实验与技能操作训练
第3章 负反馈放大器与集成运算放大器
3.1 反馈的基本原理
3.1.1 反馈的基本概念
3.1.2 反馈的分类及判别
3.1.3 负反馈对放大器性能的影响
3.2 集成运算放大器
3.2.1 集成运算放大器概述
3.2.2 集成运放的主要技术指标
3.3 集成运算放大器的应用
3.3.1 理想集成运放及其分析方法
3.3.2 基本运算电路
3.3.3 信号处理电路
3.3.4 波形发生器
3.3.5 集成运放应用的一些实际问题
习题
实验与技能操作训练
第4章 功率放大器及其应用
4.1 功率放大器
4.1.1 甲类功率放大器
4.1.2 推挽功率放大器
4.1.3 互补对称功率放大器
4.2 功率放大器的应用
4.2.1 功率放大器应用中的几个问题
4.2.2 功率放大器实际应用电路
习题
实验与技能操作训练
第5章 振荡器
5.1 振荡的基本概念
5.1.1 基本概念
5.1.2 振荡电路的组成
5.1.3 振荡条件
5.2 尺C振荡器
5.2.1 RC移相振荡器
5.2.2 尺C桥式振荡器
5.3 LC振荡电路
5.3.1 变压器反馈式振荡电路
5.3.2 电感反馈式振荡电路
5.3.3 电容反馈式振荡电路
5.3.4 石英晶体振荡电路
习题
实验与技能操作训练
第6章 直流稳压电源
6.1 整流滤波电路
6.1.7 单相半波整流电路
6.1.2 单相桥式整流电路
6.1.3 滤波电路
6.2 硅稳压二极管稳压电路
6.2.1 硅稳压二极管稳压电路的工作原理
6.2.2 硅稳压二极管稳压电路参数的选择
6.3 串联型晶体管稳压电路
6.3.1 带有放大环节的串联型晶体管稳压电路
6.3.2 稳压电源的主要技术指标
6.4 集成稳压器
习题
实验与技能操作训练
第7章 电力电子技术
7.1 晶闸管的结构与工作原理
7.1.1 晶闸管的基本结构
7.1.2 晶闸管的工作原理
7.1.3 晶闸管的伏安特性
7.1.4 晶闸管的主要参数
7.2 晶闸管可控整流电路
7.3 晶闸管触发电路
习题
实验与技能操作训练
下篇 数字电子技术
第8章 逻辑代数基础
8.1 数制与编码
8.1.1 数制及数制间的转换
8.1.2 编码
8.2 逻辑函数的表示和化简
8.2.1 逻辑函数及其基本运算
8.2.2 逻辑函数的公式化简法
8.2.3 逻辑函数的卡诺图化简法
习题
第9章 基本门电路
9.1 二极管、晶体管的开关特性
9.1.1 二极管的开关特性
9.1.2 晶体管的开关特性
9.2 基本逻辑门电路
9.2.1 分立元件构成的门电路
9.2.2 常用基本逻辑门电路及其符号
9.3 集成门电路及其芯片
9.3.1 TTL门电路
9.3.2 MOS门电路
9.3.3 常用集成电路芯片
9.4 集成电路使用中的实际问题
9.4.1 有关集成电路的主要参数及其特性曲线
9.4.2 集成电路使用中应该注意的问题
习题
实验与技能操作训练
第10章 组合逻辑电路
10.1 组合逻辑电路的分析与设计
10.1.1 组合逻辑电路的分析
10.1.2 组合逻辑电路的设计
10.2 常用组合逻辑电路及其芯片
10.2.1 加法器与比较器
10.2.2 编码器
10.2.3 译码器
10.2.4 多路开关
10.3 组合逻辑电路应用举例
——数字钟显示电路
习题
实验与技能操作训练
第11章 集成触发器与时序逻辑电路
11.1 触发器
11.1.1 尺S触发器及芯片
11.1.2 D触发器及芯片
11.1.3 JK触发器及芯片
11.1.4 T触发器
11.2 寄存器
11.2.1 数据寄存器
11.2.2 移位寄存器
11.2.3 集成寄存器芯片
11.3 计数器
11.3.1 计数器概述
11.3.2 集成异步计数器及芯片
11.3.3 集成同步计数器及芯片
11.3.4 任意进制计数器
11.4 时序逻辑电路的分析方法
11.4.1 时序逻辑电路的分类及状态描述
11.4.2 时序逻辑电路的分析步骤
11.4.3 时序逻辑电路的分析举例
11.5 同步时序逻辑电路的设计方法
习题
实验与技能操作训练
第12章 脉冲信号的产生与整形
12.1 石英晶体多谐振荡器
12.2 单稳态触发器
12.2.1 集成单稳态触发器
12.2.2 单稳态触发器的应用
12.3 施密特触发器
12.3.1 施密特触发器的功能
12.3.2 集成施密特触发器
12.3.3 施密特触发器的应用
12.4 555定时器及应用
12.4.1 555电路组成
12.4.2 工作原理
12.4.3 555定时器的典型应用
习题
实验与技能操作训练
第13章 半导体存储器与可编程逻辑器件
13.1 随机存储器
13.1.1 RAM的基本结构
13.1.2 RAM的存储单元
13.2 只读存储器
13.2.1 固定ROM
13.2.2 可编程ROM
13.3 可编程逻辑器件
13.3.1 PLD简介
13.3.2 通用阵列逻辑器件
13.3.3 复杂可编程逻辑器件
13.3.4 现场可编程门阵列
习题
实验与技能操作训练
附录
附录A半导体器件型号命名方法
附录B国产半导体集成电路型号命名方法
第14章 数/模转换与模/数转换
14.1 D/A转换器
14.1.1 权电阻D/A转换器
14.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器
14.1.3 D/A转换器的主要技术指标
14.1.4 集成D/A转换器芯片
DAC0832及其应用
14.2 A/D转换器
14.2.1 A/D转换器的基本原理
14.2.2 逐次比较型A/D转换器
14.2.3 双积分型A/D转换器
14.2.4 A/D转换器的主要技术指标
14.2.5 集成A/D转换芯片
ADC0809及其应用
习题
实验与技能操作训练
第15章 课程设计与制作
15.1 概述
15.2 直流稳压电源的设计
15.2.1 课题概述
15.2.2 设计任务和要求
15.2.3 设计指导方案
15.2.4 调试方法与步骤
15.3 简易数字频率计的设计
15.3.1 课题概述
15.3.2 设计任务和要求
15.3.3 设计指导方案
15.3.4 调试方法与步骤
前言/序言
本书是“十二五”职业教育国家规划教材,也是普通高等教育“十一五”国家级规划教材的修订版,遵照教育部制定的“高职高专教育模拟电子技术课程教学基本要求”和“高职高专教育数字电子技术基础课程教学基本要求”,并在第4版的基础上,经多方征求意见后修订而成的。考虑到高等职业教育的培养目标是技术应用专门人才,在重新编写中更注重技能和工作过程适应能力的培养,注重职业素质和创新能力的培养,更适应新的高等职业教育发展的需要。本书具有以下特点:
1.本书为方便读者学习和应用,专门设立了对应的网站,教学课件、学习指导、自我检测、EDA仿真实验等内容都放在网站上。相信这会给读者学习带来很大方便。
2.在重点保证基础理论和基本知识够用的前提下,注重实践和应用,并突出了基本技能的培养。书中增加了许多应用实例,每章均有实验与技能操作训练,第15章为课程设计与制作。
3努力反映现代电子技术的新技术、新成果。书中增加了电力电子技术和可编程器件的内容,同时适当加重了集成器件的内容,使其尽可能跟上电子技术领域的新发展。
4.突出高等职业教育的特色,注重职业素质和创新精神的培养,把职业岗位所必需的知识、技能编入书中,便于激发学生的学习兴趣,使读者倍感亲切,有利于教与学。
5.每章后配有练习题、课件,帮助读者复习所学内容,了解自己对本章掌握的情况。
本书是以电类各专业的需要为基础编写的,内容较全,能为教师和学生提供较大的信息量。教师在实际教学中可结合具体情况选择取舍。
本书由天津职业大学、沈阳工程学院、天津渤海职业技术学院和天津现代职业技术学院教师共同编写,其中付植桐编写第1、15章,张金环编写第2、5、6章,王英大编写第3、4、7章,韩睿群编写第8、9、10、14章,尹常永编写第11、12、13章,全书由付植桐统稿。周定文教授对全书进行了审查,对初稿提出了很多宝责的意见和建议;高等教育出版社的同志给予了大力支持,在此一并表示衷心的感谢。
由于编者水平所限,书中难免存在一些问题,希望读者批评指正。
编者
2015年6月于天津
《精密仪器原理与应用》 内容概述: 本书系统阐述了现代精密仪器的基本原理、设计方法、制造工艺以及在各个领域的广泛应用。内容涵盖了从传感技术、信号处理到数据采集与分析的完整流程,旨在为读者提供一个全面而深入的理解框架,掌握精密仪器在科学研究、工业生产、医疗诊断、环境保护等领域的核心价值与前沿进展。 第一部分:精密仪器基础理论 本部分深入剖析了精密仪器工作的底层逻辑和核心技术。 传感技术: 详细介绍了各类传感器的工作原理、特性参数以及在不同应用场景下的选择依据。内容包括但不限于: 位移传感器: 接触式(编码器、电位计)与非接触式(激光、超声波、光学尺、电涡流)传感器的结构、原理、精度等级及适用性分析。重点关注电容式、电感式、磁致伸缩式位移传感器的细节。 力与压力传感器: 压电效应、应变片、电容式、半导体式压力传感器的原理,以及它们在测量静态和动态力、压强时的性能特点。包括了传感器信号的线性度、迟滞、重复性等关键指标的讨论。 温度传感器: 热电偶、热电阻(RTD)、红外测温仪、半导体温度传感器的物理基础、响应时间、测量范围及精度。详细阐述了不同类型温度传感器的补偿技术,如冷端补偿、线性化处理。 流量传感器: 涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计、质量流量计(科里奥利力、热式)的工作原理、优缺点及适用介质。对流体动力学原理和传感器结构的匹配进行深入探讨。 光学传感器: 光电二极管、光敏电阻、CCD/CMOS图像传感器、光谱传感器等的光电转换机理、响应光谱、灵敏度及其在光强测量、颜色识别、图像采集中的应用。 其他传感器: 气体传感器(化学原理、电化学原理)、生物传感器(酶、抗体、DNA探针)、加速度计、陀螺仪等的原理及发展趋势。 信号处理与调理: 探讨了如何将原始传感器信号转化为可用的数据。 模拟信号调理: 滤波(低通、高通、带通、陷波)、放大(仪表放大器、差分放大器)、隔离(光耦、隔离放大器)、阻抗匹配等技术。详细介绍不同滤波器类型的传递函数和设计原则。 数字信号处理: 采样定理、量化误差、模数转换器(ADC)的类型(逐次逼近、Δ-Σ、流水线)及其关键参数(分辨率、采样率、信噪比)。数字滤波(FIR、IIR)的算法、设计方法和性能评估。 信号去噪与增强: 小波变换、卡尔曼滤波、傅里叶变换在信号去噪中的应用,以及如何根据噪声特性选择合适的去噪算法。 数据采集与存储: 介绍了数据采集系统的构成、工作流程以及关键组件。 数据采集卡(DAQ): 硬件架构、通道类型(模拟输入/输出、数字输入/输出、计数器)、多路复用器、同步采样技术。 接口技术: USB、Ethernet、GPIB、SPI、I2C等接口在数据传输中的应用和协议特点。 数据存储: 存储介质(硬盘、SSD、SD卡)、文件格式(CSV、TXT、HDF5、二进制)的选择,以及高效的数据组织与管理方法。 精密仪器的误差分析与补偿: 误差分类: 系统误差(固定误差、周期误差)、随机误差(高斯分布)、粗大误差的产生原因和识别方法。 误差分析方法: 测量不确定度评定(A类、B类评定)、误差传递。 误差补偿技术: 软件补偿(查表法、模型拟合法、校准曲线)、硬件补偿(反馈控制、集成补偿电路)。 第二部分:精密仪器设计与制造 本部分关注精密仪器的实现过程,包括设计理念、制造工艺和关键技术。 仪器结构设计: 机械结构: 材料选择(合金、陶瓷、复合材料)、结构稳定性、减震与隔振设计、热稳定性设计。 光学系统设计: 透镜、反射镜、棱镜的设计与装配,光学元件的表面精度、镀膜技术,光路布局与像差校正。 电磁屏蔽: 屏蔽材料、接地技术、电磁兼容(EMC)设计原则,以防止外部电磁干扰。 精密制造工艺: 精密加工: 数控加工(CNC)、电火花加工(EDM)、激光加工、超精密车削、研磨、抛光等技术在制造高精度零部件中的应用。 微纳制造: 光刻、蚀刻、微注射成型、3D打印等技术在制造微型传感器和微机电系统(MEMS)中的作用。 装配与调试: 微米级、纳米级装配技术、洁净室环境要求、光学对准、仪器校准与验证。 精密仪器集成与系统构建: 模块化设计: 提高系统的可维护性、可升级性和通用性。 系统集成: 不同功能模块(传感器、信号处理单元、控制单元、显示单元)之间的接口设计与通信协议。 嵌入式系统开发: 微控制器(MCU)、DSP、FPGA在仪器嵌入式系统中的应用,固件开发、实时操作系统(RTOS)的应用。 软件与算法开发: 仪器控制软件: 用户界面设计、仪器操作逻辑、参数设置、数据采集控制。 数据分析与可视化: 统计分析、模式识别、机器学习在仪器数据处理中的应用,数据可视化工具(Matlab, Python库, LabVIEW)的使用。 嵌入式软件: 驱动程序开发、实时控制算法、通信协议栈的实现。 第三部分:精密仪器应用领域 本部分展示了精密仪器在各个关键领域的实际应用,体现了其不可替代的重要性。 科学研究: 物理学: 粒子探测器、高精度测量仪器(干涉仪、质谱仪)、天文学望远镜的精密定位与数据采集。 化学: 色谱仪(气相、液相)、光谱仪(紫外-可见、红外、拉曼)、质谱联用技术在物质分析与成分鉴定中的应用。 生物学与医学: 显微镜(光学、电子)、流式细胞仪、基因测序仪、医学影像设备(CT、MRI、PET)、生理参数监测仪(心电图、脑电图、血氧仪)在生命科学研究和临床诊断中的作用。 材料科学: 扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子探针断层扫描(APT)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)在材料结构、形貌、成分分析中的应用。 工业生产与自动化: 制造业: 三坐标测量机(CMM)、光学影像测量仪、激光扫描仪在产品尺寸、形貌检测中的应用,确保产品质量。 过程控制: 在化工、石油、电力等行业中,温度、压力、流量、液位等参数的在线监测与反馈控制,保证生产过程的安全与高效。 半导体产业: 光刻机、电子束曝光设备、晶圆检测设备在微电子制造中的核心作用。 航空航天: 姿态测量传感器、导航系统、飞行参数记录仪、发动机状态监测设备。 环境保护与安全监测: 环境监测: 空气质量监测站(PM2.5、O3、SO2、NOx)、水质分析仪、土壤重金属检测仪、噪声计在环境污染评估与治理中的应用。 食品安全: 农药残留检测仪、重金属检测仪、微生物检测设备在保障食品安全方面的作用。 工业安全: 可燃气体探测器、有毒气体报警器、辐射监测仪在化工、矿山等危险场所的安全保障。 其他新兴应用: 智能交通: 交通流量检测传感器、车距雷达、激光雷达在自动驾驶和智能交通系统中的应用。 消费电子: 智能手机中的加速度计、陀螺仪、光学传感器,可穿戴设备的健康监测传感器。 新能源技术: 电池性能测试仪、太阳能电池效率测量设备、风力发电机状态监测传感器。 结论: 《精密仪器原理与应用》提供了一个关于现代精密仪器知识体系的全面视角。从基础的物理原理到前沿的工程技术,再到广泛的应用场景,本书旨在培养读者理解、设计、应用和创新精密仪器的能力。随着科技的不断发展,精密仪器将在未来科学探索、产业升级和社会进步中扮演愈发重要的角色。本书的读者将能够基于此坚实的基础,深入探索精密仪器的无限可能。
这本书给我的第一印象,是它的严谨性和系统性。作为一本“第5版”的书籍,它显然经过了多年的打磨和修订,内容上必然是相当成熟和完善的。翻开书页,扑面而来的是一种专业且稳重的气息,仿佛一位经验丰富的导师,准备带领我一步步探索电子技术的世界。 作者在讲解基础概念时,逻辑清晰,条理分明。他总是从最根本的物理原理入手,逐步深入到具体的器件和电路。例如,在讲解“电荷”和“电流”的概念时,他非常详细地解释了电荷的本质、电荷的运动如何产生电流,以及电流的单位“安培”的定义。这种层层递进的讲解方式,对于我这种需要打牢基础的学习者来说,至关重要。 本书的另一大特色是其对数学工具的运用。电子技术本身就离不开数学,而这本书在这方面做得非常出色。它不仅给出了必要的数学公式,还详细解释了这些公式的推导过程,以及它们在实际电路分析中的应用。例如,在介绍“交流电路”时,作者系统地讲解了复数、相量等概念,并且通过大量的例题展示了如何运用这些数学工具来解决复杂的交流电路问题。这让我对数学在电子技术中的重要性有了更深刻的认识。 我特别欣赏书中对电路模型的构建和分析方法的阐述。作者通过引入各种理想模型,简化了复杂的实际电路,使得分析过程变得更加容易。例如,在讲解“晶体管”的放大特性时,他首先介绍了其小信号模型,然后通过这个模型来分析放大电路的增益和输入输出阻抗。这种建模和分析的方法,不仅能帮助我理解电路的工作原理,更能培养我解决实际工程问题的能力。 此外,本书在介绍一些经典电路和定理时,都力求做到详尽和透彻。例如,在讲解“滤波器”的原理时,作者不仅介绍了各种滤波器的类型和特性,还深入探讨了它们的数学模型和设计方法。对于一些重要的定理,如“最大功率传输定理”等,也进行了详细的数学推导和实际应用案例的分析。 总体来说,《电子技术(第5版)》是一本非常扎实、严谨的教材。它以其系统化的知识体系、清晰的逻辑结构、对数学工具的熟练运用以及对工程实践的关注,为读者提供了一个全面而深入的学习平台。我相信,通过对这本书的学习,我能够对电子技术有一个更加深刻和全面的理解。