圖書信息
書名:電路基礎與電子技術簡明教程
書號:7-113-10982
作者:鄧保青 等
定價:28.00元
出版日期:2010年3月
套系名稱:21世紀高等院校規劃教材.計算機科學與技術
出版單位:中國鐵道出版社
內容簡介
《電路基礎與電子技術簡明教程》將電路分析、模擬電子技術和數字電子技術進行有機整合。在“足用、適用”原則上,側重數字電子技術,既簡明扼要,又重點突出,通過章後Multisim 10電路仿真,對精選實例進行圖文並茂、生動形象的分析,做到理論和實踐完美結合。本書適合作為高等院校計算機、電子及機械工程類等專業的電子技術基礎課教材。
全書分3篇,共11章。第一篇為電路分析基礎,主要內容有電路的基本概念和基本定律、正弦交流電路;第二篇為模擬電子技術,主要內容有常用半導體器件、放大電路基礎、集成運算放大器及套用、直流電源;第三篇為數字電子技術,主要內容有邏輯代數基礎、組合邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、可程式邏輯器件及VHDL套用。
為了適應高校不同專業對電路基礎和電子技術課的需求,在保證基礎內容和教學成效的前提下,《計算機科學與技術21世紀高等院校規劃教材·電路基礎與電子技術簡明教程》將電路分析、模擬電子技術和數字電子技術3部分知識進行有機整合。《計算機科學與技術21世紀高等院校規劃教材·電路基礎與電子技術簡明教程》在以“足用、適用”為原則的基礎上,打破傳統教學模式,側重於數字電子技術部分,做到既簡明扼要,又重點突出;在每章後設定了Multisim 10電路仿真實例,將理論教學實踐化。通過Multisim 10電路仿真,對精選實例進行圖文並茂、生動形象的分析,做到理論和實踐完美結合。
《計算機科學與技術21世紀高等院校規劃教材·電路基礎與電子技術簡明教程》深入淺出,適合作為高等院校計算機、電子及機械工程類等專業的電子技術基礎課教材,也可供相關專業技術人員參考。
圖書目錄
第一篇電路分析基礎
第1章電路的基本概念和基本定律
1.1電路模型與電路基本物理量
1.1.1電路
電流流過的迴路叫做電路,又稱導電迴路。最簡單的電路,是由電源、負載、導線、開關等元器件組成。電路導通叫做
通路。只有通路,電路中才有電流通過。電路某一處斷開叫做
斷路或者開路。如果電路中電源正負極間沒有負載而是直接接通叫做短路,這種情況是決不允許的。另有一種短路是指某個元件的兩端直接接通,此時電流從直接接通處流經而不會經過該元件,這種情況叫做該元件短路。
開路(或斷路)是允許的,而第一種短路決不允許,因為電源的短路會導致電源、用電器、電流表被燒壞。
電路(
英語:Electrical circuit)或稱電子迴路,是由電器設備和
元器件, 按一定方式連線起來,為
電荷流通提供了路徑的總體,也叫電子線路或稱電氣迴路,簡稱網路或迴路。如
電源、
電阻、
電容、
電感、
二極體、
三極體、
電晶體、
IC和
電鍵等,構成的網路、
硬體。負電荷可以在其中流動。
1.1.2電路的狀態
1.1.3電路模型
電路模型是
實際電路抽象而成,它近似地反映實際電路的電氣特性。電路模型由一些理想電路元件用理想導線連線而成。用不同特性的電路元件按照不同的方式連線就構成不同特性的電路。
電路模型近似地描述實際電路的電氣特性。根據實際電路的不同工作條件以及對模型精確度的不同要求,應當用不同的電路模型模擬同一實際電路。
1.1.4電路的基本物理量
1.2歐姆定律與線性電阻電路分析
1.2.1電阻元件
電阻(Resistance,通常用“R”表示),在
物理學中表示
導體對
電流阻礙作用的大小。導體的電阻越大,表示導體對電流的阻礙作用越大。不同的導體,電阻一般不同,電阻是導體本身的一種特性。電阻將會導致電子流通量的變化,電阻越小,電子流通量越大,反之亦然
1.2.2歐姆定律
在同一電路中,導體中的
電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的
電阻阻值成反比,這就是歐姆定律,基本公式是I=U/R。歐姆定律由
喬治·西蒙·歐姆提出,為了紀念他對
電磁學的貢獻,物理學界將電阻的單位命名為歐姆,以符號Ω表示。
1.2.3電阻的串聯和並聯
1.3有源電路等效變換與基爾霍夫定律
1.3.1電源模型
1.3.2基爾霍夫定律
基爾霍夫定律Kirchhoff laws是電路中電壓和
電流所遵循的基本規律,是分析和計算較為複雜電路的基礎,1845年由
德國物理學家G.R.
基爾霍夫(Gustav Robert Kirchhoff,1824~1887)提出。它既可以用於
直流電路的分析,也可以用於
交流電路的分析,還可以用於含有電子元件的
非線性電路的分析。運用基爾霍夫定律進行
電路分析時,僅與電路的連線方式有關,而與構成該電路的元器件具有什麼樣的性質無關。基爾霍夫定律包括電流定律(KCL)和
電壓定律(KVL),前者套用於電路中的節點而後者套用於電路中的迴路
1.4疊加定理
1.4.1疊加定理的特性
疊加定理陳述為:由全部獨立電源線上性電阻電路中產生的任一電壓或電流,等於每一個獨立電源單獨作用所產生的相應電壓或電流的代數和。
線上性電路中,任一支路的電流(或電壓)可以看成是電路中每一個獨立電源單獨作用於電路時,在該支路產生的電流(或電壓)的代數和(疊加)。
線性電路的這種疊加性稱為疊加定理。
也就是說,只要電路存在惟一解,線性電阻電路中的任一結點電壓、支路電壓或支路電流均可表示為以下形式:
y=H1us1+H2us2+…Hmusm+K1is1+K2is2+…+Knisn
式中uSk(k=1,2,…,m)表示電路中獨立電壓源的電壓;
iSk(k=1,2,…,n)表示電路中獨立電流源的電流。
Hk(k=1,2,…,m)和Kk(k=1,2,…,n)是常量,它們取決於電路的參數和輸出變數的選擇,而與獨立電源無關。
在使用疊加定理分析計算電路應注意以下幾點:
(1) 疊加定理只能用於計算線性電路(即電路中的元件均為線性元件)的支路電流或電壓(不能直接進行功率的疊加計算,因為功率與電壓或電流是平方關係,而不是線性關係。);
(2) 電壓源不作用時應視為短路,電流源不作用時應視為開路;電路中的所有線性元件(包括電阻、電感和電容)都不予更動,受控源則保留在各分電路中;
(3) 疊加時要注意電流或電壓的參考方向,正確選取各分量的正負號
1.4.2疊加定理相關知識
1.5戴維南定理
1.5.1戴維南電路模型
戴維南定理(又譯為戴維寧定理)又稱
等效電壓源定律,是由法國科學家L·C·戴維南於1883年提出的一個電學定理。由於早在1853年,
亥姆霍茲也提出過本定理,所以又稱亥姆霍茲-戴維南定理。其內容是:一個含有獨立電壓源、獨立電流源及電阻的線性網路的兩端,就其外部型態而言,在電性上可以用一個獨立電壓源V和一個鬆弛二端網路的串聯電阻組合來等效。在單頻交流系統中,此定理不僅只適用於電阻,也適用於廣義的阻抗。
對於含獨立源,線性電阻和線性
受控源的單口網路(
二端網路),都可以用一個
電壓源與電阻相串聯的單口網路(二端網路)來等效,這個電壓源的電壓,就是此單口網路(二端網路)的開路電壓,這個串聯電阻就是從此單口網路(二端網路)兩端看進去,當
網路內部所有獨立源均置零以後的等效電阻。
uoc 稱為
開路電壓。
Ro稱為戴維南等效電阻。在電子電路中,當
單口網路視為電源時,常稱此電阻為輸出電阻,常用
Ro表示;當單口網路視為負載時,則稱之為
輸入電阻,並常用
Ri表示。電壓源
uoc和電阻
Ro的串聯單口網路,常稱為戴維南等效電路。
當單口網路的連線埠電壓和電流採用關聯參考方向時,其連線埠電壓電流關係方程可表為:U=R0i+uoc
1.5.2戴維南定理
戴維南定理(Thevenin's theorem):含獨立電源的線性電阻單口網路N,就連線埠特性而言,可以等效為一個電壓源和電阻串聯的單口網路。電壓源的電壓等於單口網路在負載開路時的電壓uoc;電阻R0是單口網路內全部獨立電源為零值時所得單口網路N0的等效電阻。
1.6電路基礎Multisim 10仿真實例
小結
習題
第2章正弦交流電路
2.1正弦交流電路的基本概念
2.1.1正弦交流電路的參考方向及基本數學模型
2.1.2正弦交流電的三要素法
2.1.3相位差
2.1.4交流電的有效值
2.2正弦交流電的相量表示法
2.2.1複數及其表示形式
2.2.2正弦交流電的相量形式
2.3正弦交流電路中R、L、C元件規律
2.3.1電阻元件R
2.3.2電感元件L
2.3.3電容元件C
2.4R、L、C元件串聯交流電路及串聯諧振
2.4.1RLC串聯交流電路的物理參數
2.4.2RLC串聯電路特性的判定
2.4.3RLC串聯電路中的功率計算
2.4.4RLC串聯電路的諧振
2.5正弦交流電路Multisim 10仿真實例
小結
習題
第二篇模擬電子技術
第3章常用半導體器件
3.1半導體二極體
二極體又稱
晶體二極體,簡稱二極體(diode),另外,還有早期的真空電子二極體;它是一種具有單向傳導
電流的電子器件。在半導體二極體內部有一個PN結兩個引線端子,這種電子
器件按照外加
電壓的方向,具備單向電流的轉導性。一般來講,晶體二極體是一個由p型半導體和n型半導體燒結形成的p-n結界面。在其界面的兩側形成
空間電荷層,構成自建
電場。當外加電壓等於零時,由於p-n 結兩邊
載流子的濃度差引起
擴散電流和由自建電場引起的
漂移電流相等而處於電
平衡狀態,這也是常態下的二極體特性。
3.1.1半導體基礎知識
3.1.2半導體二極體
3.1.3特殊用途的二極體
3.2半導體三極體
半導體三極體又稱“晶體三極體”或“電晶體”。在半導體鍺或矽的單晶上製備兩個能相互影響的PN結,組成一個PNP(或NPN)結構。中間的N區(或P區)叫基區,兩邊的區域叫發射區和集電區,這三部分各有一條電極引線,分別叫
基極B、
發射極E和
集電極C,是能起放大、振盪或開關等作用的半導體電子器件。
3.2.1半導體三極體的基本知識
3.2.2三極體伏安特性曲線
3.3場效應管
3.3.1絕緣柵型場效應管
3.3.2結型場效應管(JFET)
3.3.3場效應管的主要參數及使用注意事項
3.4半導體器件Multisim 10仿真實例
小結
習題
第4章放大電路基礎
4.1放大電路的組成及工作原理
4.1.1放大電路的基本概念
4.1.2放大電路的組成原理
4.2靜態工作點的穩定與分壓式偏置電路
4.2.1影響靜態工作點穩定的因素及改進方法
4.2.2分壓式偏置電路
4.2.3靜態工作點的計算
4.3共集電極電路——射極輸出器
4.3.1電路組成
……
第三篇數字電子技術
附錄
參考文獻