電子技術及套用基礎

《電子技術及套用基礎》是2007年國防工業出版社出版的圖書，作者是袁光德、李文林。

基本介紹

• 書名：電子技術及套用基礎
• 作者：袁光德，李文林
• ISBN：9787118050653
• 頁數：276
• 出版社：國防工業出版社
• 出版時間：2007-6-1
• 裝幀：平裝
• 字數：463000
• 紙張：膠版紙

內容簡介

本書是高職高專電子通信及相關專業的電子技術基礎課程教材。全書共分10章，並有22個技能訓練。主要內容有：半導體器件與特性、基本放大電路、集成運算放大電路、信號發生電路、直流穩壓電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、脈衝波形的產生與整形、A/D和D/A轉換器、可程式序控制器基礎知識等。

本書適合高等職業學校、高職專科學校、成人高校的電子信息、機電一體化、數控工具機、汽車技術、計算機技術等專業“電子技術基礎”的學習教材，或供從事電子行業的工程技術人員參考使用。

目錄

第1章 半導體器件與特性

1.1 半導體的基礎知識

半導體（semiconductor），指常溫下導電性能介於導體(conductor)與絕緣體(insulator)之間的材料。半導體在收音機、電視機以及測溫上有著廣泛的套用。

1.1.1 半導體的導電特性

半導體五大特性∶摻雜性，熱敏性，光敏性，負電阻率溫度特性，整流特性。

★在形成晶體結構的半導體中，人為地摻入特定的雜質元素，導電性能具有可控性。

★在光照和熱輻射條件下，其導電性有明顯的變化。

晶格：晶體中的原子在空間形成排列整齊的點陣，稱為晶格。

共價鍵結構：相鄰的兩個原子的一對最外層電子（即價電子）不但各自圍繞自身所屬的原子核運動，而且出現在相鄰原子所屬的軌道上，成為共用電子，構成共價鍵。

自由電子的形成：在常溫下，少數的價電子由於熱運動獲得足夠的能量，掙脫共價鍵的束縛變成為自由電子。

空穴：價電子掙脫共價鍵的束縛變成為自由電子而留下一個空位置稱空穴。

電子電流：在外加電場的作用下，自由電子產生定向移動，形成電子電流。

空穴電流：價電子按一定的方向依次填補空穴（即空穴也產生定向移動），形成空穴電流。

本徵半導體的電流：電子電流+空穴電流。自由電子和空穴所帶電荷極性不同，它們運動方向相反。

載流子：運載電荷的粒子稱為載流子。

導體電的特點：導體導電只有一種載流子，即自由電子導電。

本徵半導體電的特點：本徵半導體有兩種載流子，即自由電子和空穴均參與導電。

本徵激發：半導體在熱激發下產生自由電子和空穴的現象稱為本徵激發。

複合：自由電子在運動的過程中如果與空穴相遇就會填補空穴，使兩者同時消失，這種現象稱為複合。

動態平衡：在一定的溫度下，本徵激發所產生的自由電子與空穴對，與複合的自由電子與空穴對數目相等，達到動態平衡。

載流子的濃度與溫度的關係：溫度一定，本徵半導體中載流子的濃度是一定的，並且自由電子與空穴的濃度相等。當溫度升高時，熱運動加劇，掙脫共價鍵束縛的自由電子增多，空穴也隨之增多（即載流子的濃度升高），導電性能增強；當溫度降低，則載流子的濃度降低，導電性能變差。

結論：本徵半導體的導電性能與溫度有關。半導體材料性能對溫度的敏感性，可製作熱敏和光敏器件，又造成半導體器件溫度穩定性差的原因。

雜質半導體：通過擴散工藝，在本徵半導體中摻入少量合適的雜質元素，可得到雜質半導體。

P型半導體：在純淨的矽晶體中摻入三價元素（如硼），使之取代晶格中矽原子的位置，就形成了P型半導體。

多數載流子：P型半導體中，空穴的濃度大於自由電子的濃度，稱為多數載流子，簡稱多子。

少數載流子：P型半導體中，自由電子為少數載流子，簡稱少子。

受主原子：雜質原子中的空位吸收電子，稱受主原子。

P型半導體的導電特性：它是靠空穴導電，摻入的雜質越多，多子（空穴）的濃度就越高，導電性能也就越強。

N型半導體：在純淨的矽晶體中摻入五價元素（如磷），使之取代晶格中矽原子的位置形成N型半導體。

多子：N型半導體中，多子為自由電子。

少子：N型半導體中，少子為空穴。

施子原子：雜質原子可以提供電子，稱施子原子。

N型半導體的導電特性：摻入的雜質越多，多子（自由電子）的濃度就越高，導電性能也就越強。

結論：

多子的濃度決定於雜質濃度。

少子的濃度決定於溫度。

1.1.2 PN結的形成與特性

1.2 半導體二極體

1.2.1 二極體的基本結構

1.2.2 二極體的特性及參數

1.2.3 二極體的套用

1.2.4 幾種常用的特殊二極體

1.3 半導體三極體

1.3.1 半導體三極體的基本結構

1.3.2 三極體的電流分配與放大原理

1.3.3 三極體的特性曲線

1.3.4 三極體的主要參數

1.4 絕緣柵型場效應管

1.4.1 絕緣柵型場效應管的結構

1.4.2 絕緣柵型場效應管工作原理

1.4.3 絕緣柵型場效應管主要參數和使用特點

本章小結

思考題與習題

技能訓練部分

技能訓練1-1 二極體的識別與測試

技能訓練1-2 三極體和場效應管的識別與測試

第2章 基本放大電路

2.1 基本放大電路的概念

2.1.1 放大器的組成電路與元器件

2.1.2 放大器的主要指標

2.2 放大電路的分析方法

2.2.1 靜態分析方法

2.2.2 放大電路的動態分析

2.2.3 放大電路微變等效電路分析

2.3 放大器的偏置電路

2.3.1 放大電路靜態工作點的穩定問題

2.3.2 工作點穩定的放大電路

2.3.3 多級放大電路

2.4 負反饋放大電路

2.4.1 反饋的基本原理

反饋又稱回饋，是現代科學技術的基本概念之一。一般來講，控制論中的反饋概念，指將系統的輸出返回到輸入端並以某種方式改變輸入，進而影響系統功能的過程，即將輸出量通過恰當的檢測裝置返回到輸入端並與輸入量進行比較的過程。反饋可分為負反饋和正反饋。在其他學科領域，反饋一詞也被賦予了其他的含義，例如傳播學中的反饋，無線電工程技術中的反饋等等。

反饋可分為負反饋和正反饋。前者使輸出起到與輸入相反的作用，使系統輸出與系統目標的誤差減小，系統趨於穩定；後者使輸出起到與輸入相似的作用，使系統偏差不斷增大，使系統振盪，可以放大控制作用。對負反饋的研究是控制論的核心問題。

在放大電路中既有直流分量，又有交流分量，所以必然有直流反饋和交流反饋之分。直流反饋影響放大電路的直流性能，如靜態工作點。交流反饋影響放大電路的交流性能，如增益、輸入電阻、輸出電阻和頻寬等。

負反饋放大電路分為四種組態：電壓串聯負反饋、電壓並聯負反饋、電流串聯負反饋、電流並聯負反饋。具體套用要根據具體情況選擇

2.4.2 反饋放大電路的分類及判斷

2.4.3 負反饋對放大電路工作性能的影響

2.5 差分放大電路

2.5.1 差分放大電路的基本形式和工作原理

2.5.2 輸入信號類型及差模電壓放大倍數

2.5.3 典型差分放大電路

2.5.4 差分放大電路的4種輸入輸出方式

2.6 功率放大電路

2.6.1 對功率放大電路的基本要求

2.6.2 功率放大器的分類

2.6.3 功率放大器套用電路

2.6.4 集成功率放大器

2.7 場效應管放大電路

2.7.1 共源極放大電路

2.7.2 共源極放大電路動態分析

本章小結

思考題與習題

技能訓練部分

技能訓練2-1 單管共射極信號放大實驗

技能訓練2-2 負反饋放大電路實驗

技能訓練2-3 信號功率放大實驗

技能訓練2-4 功放積體電路套用實驗

第3章 集成運算放大電路

集成運算放大電路是一種直接耦合的多級放大電路，它是利用半導體的集成工藝，實現電路、電路系統和元件三結合的產物。由於採用集成工藝，可以使相鄰元器件參數的一致性好，且採用多電晶體的複雜電路，使之性能做得十分優越。集成運算放大器的型號各異，但用得最為普遍的是通用型集成運放，其內部電路一般為差分輸入級、中間級和互補輸出級，並帶有各種各樣的電流源電路。任何一個電路系統都是由若干個單管放大電路串接而成的多級放大電路組成，這樣才能滿足電路系統一放大能力、輸入電阻、輸出電阻的要求。組成多級放大電路的每一個單管放大電路稱為一級，級與級之間的連線方式稱為級間耦合方式，多級放大電路常見的耦合方式有：阻容耦合、直接耦合、變壓器耦合和光電耦合。

第4章 信號發生電路

第5章 直流穩壓電路

一.穩壓二極體穩壓電路

這種穩壓電路中利用矽穩壓二極體的穩壓特性，實現直流工作電壓的穩壓輸出。這種直流穩壓電路的穩壓特性一半，往往只用於穩定局部的直流電壓。在整機電源電路中一般不用。

二.串聯調整管穩壓電路

這種穩壓電路利用了三極體集電極與發射極之間阻抗隨基極電流大小變化而變化的特性，進行直流輸出電壓的自動調整，實現直流輸出電壓的穩定。在這種穩壓電路中的三極體（調整管）一直處於導通狀態。

三.開關型穩壓電路

這是一種高性能的直流穩壓電路，穩壓原理比較複雜，在這種電路中的三極體（開關管）處於導通、截止兩種狀態的轉換中，即工作在開關狀態，所以開關型穩壓電路由此得名。

四.三端集成穩壓電路

這是一種積體電路的穩壓電路，其功能是穩定直流輸出電壓。這種積體電路只有三根引腳，使用很方便，在許多場合都有著廣泛套用。

第6章 組合邏輯電路

第7章 時序邏輯電路

第8章 脈衝波形的產生與整形

第9章 A/D和D/A轉換器

第10章 可程式序控制器基礎知識

附錄A 常用半導體器件、積體電路和數字電路

附錄B 國產半導體器件型號命名法

附錄C 國產半導體積體電路型號命名法

附錄D 部分半導體積體電路型號和參數

主要參考文獻