图书名称：《中学地理参考地图册》【作者】中国地图出版社编著【页数】85【出版社】北京：冶金工业出版社,2019.02【ISBN号】978-7-5024-0586-1【分类】中学地理课-高中-教学参考资料【参考文献】中国地图出版社编著.中学地理参考地图册.北京：冶金工业出版社,2019.02.图书目录：《中学地理参考地图册》内容提要：《中学地理参考地图册》内容试读目录第·部分自然地理中美洲墨西哥西印度群岛…50地球和地图…2一7南美洲…51地球圈层结构和地表形态…8一11南极地区北极地区…52地球上的大气…………12-18大西洋…53地球上的水……19太平洋印度洋北冰洋…54-55世界陆地自然带…20第四部分中国地理第三部分人文地理中国行政区划……56中国地形…57人口和城市…2一2A中国人口和民族…58生产活动和地域联系……2527中国气候……………59-61第三部分世界地理中国主婆自然灾害……62-63世界的国家和地区………28一29中国水系和水资源…63一64亚洲…30-3中国自然资源…65-66东亚4…32中国农业…67朝鲜韩国日本蒙古…33中国工业…68东南亚…34一35中国旅游…69南亚…36中国交通……69-70西亚……37中国四大地理区域划分…71中亚……38黑龙江省吉林省辽宁省…72-73欧洲…4…39陕西省山西省河北省河南省山东省北欧西欧…40北京市天津市…74-75中欧……41湖南省湖北省江西省安徽省江苏省南欧42浙江省上海市……76-77俄罗斯43福建省台湾省广东省海南省广西壮族自治区非洲…44香港特别行政区澳门特别行政区…78-79北部非洲西部非洲……45四川省贵州省云南省重庆市…80-81中部非洲东部非洲南部非洲……46内蒙古自治区宁夏回族自治区甘肃省…82-83大洋洲…47青海省西藏自治区………84北美洲…48新疆维吾尔自治区…85美国………49需一即丹自然地理地球和地图太阳系模式及八颗行星赤道半径的比较施王星24750注：图中数字为行星赤道半径单位：千米地球的形状和大小南、北半球和东、西半球的划分北极赤道半径6378千米赤道周长约4万千米大洋州南机三州地球表面积约5.1亿平方千米北半球南、北半球图南半球南极经线和经度上奶150W1802150E120°120E州孩洲利吉视南西半球东、西半球图东半球地球高、中、低纬的划分高6060'60E30W030E南极半低纬经线指示南北方向，呈半圆状，长度都相等。南中纬中纬低纬纬线和纬度低纬中纬0北极南级高纬北半球南半球60'N60N■东、西经和由0°经线向东划分180°，为东经度，用E表示：北极30'30°N南、北纬的判定由0°经线向西划分180°，为西经度，用W表示。90180150120*906030°0°30°60°901201501800顺着地球自转纬度N)60愈向北方向，经度数增大T30大30930S东经度(E)的为东经，减小的西经度(W)愈向西愈大愈向东愈大0°赤道线60S60为西经；纬度数由东、西经度的划分南极南向北增大的为北南纬度由赤道(0°纬线)向北划分90°，为北60愈向南愈纬线指示东西方向，呈圆形，长度纬，由北向南增大纬度，用N表示：90t不等，赤道最长，往两极逐渐缩小成为由赤道(0°纬线)向南划分90°，为南极一点。的为南纬。纬度，用S表示。南、北纬度的划分2需一即月地球和地图目然地理从北极上空俯视地球自转地球自转的角速度和线速度地球自转的方向和周期北极60°N地球自转一周所需时间为23时米/时地球绕其自56分4秒（恒星日）.转轴（地轴）的1583旋转运动叫作B30N自转。地球自转的方向是自15/时47千米/时从南极上空俯视地球自转西向东。地心赤道15/时670千米/时轴角速度线速度可名心沿地表水平运动物体的偏移100极地最大值地球自转产生昼夜更替无编转北半球判定法南半球判定法·四指表示物体水平运动方向太用光一◆拇指表示物体运动偏转方向北半球用右手，南半球用左手，手心向上。世界时区的划分本初子午线9J▣注：“+”表示东时区，“-”表示西时区，图内数字表示各国实际采用奇数时区偶数时区半时区同区时相差30分地方时区的标准时一法定时，下缘所注数字表示理论时区，钟面表示不同理论时区在格林尼治平时为正午时的区时。3第一部分自然地理地球和地图地球公转与二十四节气（北半球）北极春分(3月21日前后立复谷雨清明夜平分惊蛰雨水立春芒种夜渐短，昼渐长南极夜渐短，大寒北昼渐长小寒北极昼最短，夜最长太阳南极昼最长，夜最短冬军(12月22日前后1南级夏至(6月22日前后小暑夜渐长北极一大雪昼渐短暑昼渐短夜渐长，立秋小雪处暑立冬白露寒露霜降秋分(9月23日前后南极黄赤交角示意太阳直射点的回归运动北极星举北极圈中北极6634北回归线春分日因秋分日会春分日道南回归线冬至日黄道平面(地球公转轨道面】南极圈南极太阳直射点的移动规律是：黄赤交角的存在，使得地球绕日公转过春分日(3月21日前后)直射赤道：夏至日(6月22日前后)直射北回归线：秋分日程中正午太阳高度、昼夜长短随纬度而发生(9月23日前后)直射赤道：冬至日(12月22日前后)直射南回归线，次年春分日(3月周年季节变化，从而产生四季的更替，并据21日前后)直射赤道，完成一个周年的回归运动。太阳直射点回归运动的周期为365日5小时48分46秒，即一个回归年。此划分地球上的五带。地球公转地球北纬40°地区二分二至日日出日落示意夏至日73°26春分日，秋分日50°正牛太阳地球中心1.471亿千米地球远日点。近日点冬至日26°34太阳(7月初1(1月初)16:30日18:00日落19:30日落(此图根据开普勒行星定律绘制)公转方向自西向东7:30日出6:00日出4:30日出公转周期365天6时9分10秒恒星年)东南东北在近日点时，公转角速度和线速度最■日出。日落方位公转速度快，在远日点时，公转角速度和线速①太阳直射赤道时，即春、秋分日，全球各地日出正东方，日落正西方。度景慢②太阳直射点位于北半球时，全球各地（除极昼、极夜地区外，日出东北，日落西北公转轨道椭国，太阳位于椭圆的一个焦点上③太阳直射点位于南半球时，全球各地（除极昼、极夜地区外），日出东南、日落西南。需一部A地球和地图自然地理二分二至日不同纬度的昼夜长短和太阳高度北极23°26太66°3490阳6634光602326/春、秋分日时，太阳直射赤道，各地正午太阳高度从赤道向两极递减，这两天地球上各地昼夜平分。南极23264652太90°阳6634光4308夏至日，太阳直射北回归线。离北回归线越远，正午太阳高度越小，北半球各地南极昼最长，北极圈内极昼，南半球各地夜最长，南极圈内极夜。北极43086634阳光46528南极圈冬至日，太阳直射南回归线。离南回归线越远，正午太阳高度越小：南半球各地23"26昼最长，南极圈内极昼，北半球各地夜最长，北极圈内极夜。一一夜弧一昼弧一昏线一晨线地球上的五带及其占全球总面积的百分比北极北极有极昼极夜北米带2-075a北杰货②.075地面得到的太阳光热极少北极醒北极无直射光线地面得到的太无极昼极夜北温带北温带阳光热比热带(12,975%1(12.975%少，比寒带多太阳每铜北回归线北回归线直射一洲无极昼极夜热带热地面得到太阳每年直赤道的太阳光射两次赤道(19.9%】19.9%】热最多太阳每年直射一次南回归线南回归线无直射光线地面得到的太南温带阳光热比热带无极昼极阌(12.975%】l127少，比寒带多南极圈南极图有极昼极夜2075%套22075%有寒带地面得到的太阳光热极少南极南极西半球东半球5第一部分自然地理地球和地图地图上的比例尺地图上的方向地图上的图例和注记地图上的基本方向有：东，西图例：地图上表示地理计算比例尺=图上距离/实地距离南、北、东南、西南、东北、西北八个事物的符号、线划、色彩及其大小比例尺的大小就是分数的大小，比方位.简明的文字说明都叫作图例。例尺越大，则图上1厘米代表的实地距离越短：比例尺越小，则图上1厘米代表的实地距离越长。在e上e同样图幅的地图上，比例尺越大，地图上所表示西北东i的实地范围越小，所表示内容越详细：反之，比例尺越小，地图上所表示的实地范围越大，所表7示内容越简略。石林A形式通常有以下三种形式：数字式：1：100000线段式：于米西南炎水湖文字式：图上1厘米代表实地距离1千米缩放水湖比例尺放大：原比例尺×放大到的倍数在有指向标的地图上判读根据指向标确比例尺缩小：原比例尺×缩小到的分数定方向，一般情况下，指向标指向正北方向。下图中丹青阁位于大门的西北方向。中国地形}1:136000000册瑚动蓄洪区在没有任何标记的地图上判读：一般情况下遵循“上北下南、左西右东”的原则。下图中的国旗位于天安门的正南方向。航海线水库坝京津唐地☒承德水是站1:13600000北京唐山市改府保定在有经纬网的地图上判读，按“经线指示南北方向，纬线指示东西方向”的原则进行判读。在以极地为中心的经纬网图上，从北极看，所有经线都指向正南方向：从南极看，所有经线都指向正北方向。铁路北京周边公路1:1360000居民点注记，在地图上，用来说明地形、水系、行政区划、城市等名称的文字，以及用来表示山高、水深、经纬度的数字等都叫作注记。6···试读结束···...

2023-03-10 地图的编制出版展示 地图册哪个出版社的好

1.如图，电阻R1、R2、R3的电阻值分别为2Ω、3Ω、4Ω，电压U为12V，求电流I的大小？答案：I=2A1、根据串联电路电流处处相等设总电压为UR2最大阻值为R(U-6V)/60Ω=6V/0.5R(U-9V)/60Ω=9V/R解该二元一次方程可得:U=18VR=60Ω。点评：这是一份很实用的初三物理欧姆定律练习题及答案，可以帮助学生更好地掌握欧姆定律的知识点，非常有帮助。...

2023-03-08 欧姆定律例题带答案 欧姆定律典型题及答案

图书名称：《模拟电子技术第5版》【作者】江晓安，付少峰主编；杨振江副主编【丛书名】普通高等教育“十一五”国家级规划教材【页数】260【出版社】西安：西安电子科技大学出版社,2021.09【ISBN号】978-7-5606-6198-8【价格】43.00【分类】模拟电路-电子技术【参考文献】江晓安，付少峰主编；杨振江副主编.模拟电子技术第5版.西安：西安电子科技大学出版社,2021.09.图书封面：《模拟电子技术第5版》内容提要：本书是编者多年教学经验的总结,综合了电子信息类相关专业的教学大纲，适应面宽。作者在编写时力求精选内容，深入浅出，图文并茂，便于教和学。此次修订已经是第五版，主要是改错、完善，增加了一些学习资源(课件、视频、大量仿真)……...

2023-03-01 模拟电子技术西安电子科技大学出版社 模拟电子技术西安电子科技大学出版社答案

图书名称：《电子技术实验及仿真》【作者】潘红英【页数】177【出版社】成都：西南交通大学出版社,2021.06【ISBN号】978-7-5643-8036-6【价格】36.00【分类】电子技术-系统仿真-高等学校-教材-电子技术-实验-高等学校-教材【参考文献】潘红英.电子技术实验及仿真.成都：西南交通大学出版社,2021.06.图书封面：《电子技术实验及仿真》内容提要：该书是华东交通大学的老师针对本校学生情况和实验开设情况编写的通信工程、软件工程、电力机车和铁道车辆等专业的实验教材，主要介绍电子技术课程实验的相关内容，包括模拟电子技术实验、数字电子技术实验和仿真实验平台简介等，部分实验给出了Multiim13.0仿真，学生可以通过自学完成各种电路的设计与仿真。书中最后给出了课程设计题目并提示了设计方案，以促进学生综合设计能力的提高。本书也可供从事电子电路设计、研发的工程技术人员参考。...

2023-03-01 电子技术 系统仿真软件 电子技术 系统仿真图

图书名称：《数字电子技术基础》【作者】许鸿文【页数】59【出版社】中国地质大学出版社有限责任公司,2021.04【ISBN号】978-7-5625-5007-5【价格】20.00【分类】数字电路-电子技术-教材【参考文献】许鸿文.数字电子技术基础.中国地质大学出版社有限责任公司,2021.04.图书封面：《数字电子技术基础》内容提要：本书在内容上完全按照我国电子技术的实际发展需求来撰写，同时参考了数字电子技术方面的经典教材，如华中科技大学康华光教授主编的《电子技术基础（数字部分）》、清华大学阎石教授主编的《数字电路技术基础》等。本书汇集了我国近年来在电子技术上取得的优秀教学成果，可以增强学生对我国电子技术发展的自信心。同时结合学校自用的试验箱，并参照学校相关电类专业的培养计划，按照实际教学需求完成了内容的编排工作。本书还汲取了学校电子信息类相关教师指导全国大学生电子竞赛、全国工程机器人大赛的相关经验，总结了相关的重要知识点，力争在实验内容设置上加强学生对关键知识点的掌握，并提高学生独立思考的能力。在难度设置上，本书由浅入深，逐步增强学生的学习自信心，力争培养出具有良好的专业基础能力、较好的动手能力及良好进取精神的学生，对培养电子信息类各专业学生的自主创新创业能力具有良好的推动作用。...

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图书名称：《数字电子技术基础》【作者】张俊涛，陈晓莉编【页数】383【出版社】西安交通大学出版社有限责任公司,2021.12【ISBN号】978-7-5693-1977-4【价格】59.00【分类】数字电路-电子技术【参考文献】张俊涛，陈晓莉编.数字电子技术基础.西安交通大学出版社有限责任公司,2021.12.图书封面：图书目录：《数字电子技术基础》内容提要：本书主要介绍数字电路的基本概念和数字系统分析与设计的工具-逻辑代数，以及数字系统设计中常用集成器件的原理、功能和应用。主要编写思路是以原理为主线，以器件为基础，以应用为目标，讲述基本门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、存储器、脉冲电路以及AD和DA转换器。通过书中穿插大量的“思考与练习”环节，以强化教学内容、提升思维能力，并通过“设计实践”项目使读者能学以致用。本书既可以作为电气类、电子信息类和计算机类相关专业的数字电子技术、数字电路与逻辑设计或者数字逻辑课程的教材，也可以作为相关课程教学和自学数字电路的参考书。《数字电子技术基础》内容试读第1章数字电路基础数字技术的发展持续改变着世界。我们每天都要获取大量信息，而这些信息的传输、处理和存储越来越趋于数字化。过去被认为是模块电路的电子产品，如收音机、电视机和电话都已经数字化。数字音乐存储方法已经取代了用模拟信号记录声音的磁带和唱片，一些汽车也安装了复杂的自动驾驶系统等。在我们的日常生活中，典型的数字产品如下。1.计算机计算机（见图1-1）是数字系统的典型代表。自20世纪40年代第一台数字计算机诞生以来，伴随着半导体工艺技术的不断发展，计算机的功能随之不断增强，性能大幅度提高，在数据处理、数字音视频技术、数字通信和人工智能等领域都得到了广泛的应用。近30年来，“数字革命”已经深人到了我们生活的方方面面。计算机不仅成为我们学习和工作的平图1-1微型计算机台，同时又是文化传播和娱乐的平台，可以听音乐、看电影、欣赏图片、浏览网页等。2.智能手机手机从初期的以语音通信为主要功能的普通手机发展到现在的集通信、数字音视频、电子商务、定位和导航，以及娱乐等多种功能为一体的智能手机（见图1-2），其内部电路是以微处理器为核心的数字系统。智能手机内置的摄像头使得人人都可以随时随地拍照，高分辨率的显示屏方便播放视频和显示图片，语音接口方便录音和播放音乐，高清数字地图配合GPS可以为我们提供定位和导航服务。3.数码相机图1-2智能手机数码相机的发展和应用主要依赖于数字存储和数字图像处理技术。40多年前，大多数照相机用银卤化物胶片记录图像。胶片需要经过曝光、冲洗、显影等过程才能再现摄入的图像信息。今天，半导体制造工艺的提高使得半导体存储器的容量大幅度提高，且成本大幅度降低。数码相机（见图1-3）摄入图像或视频，以数字信息记录，压缩存储在SD卡或U盘等半导体存储器中，便于携带、复制、加工和处理。每幅图像记录为2数字电子技术基础720P、1080P或者4K像素矩阵，其中每个像素用8位或者更多比特位表示红、绿、蓝三基色的强度值。除上述典型的数字产品外，数字技术还广泛应用于医学图像处理、仪器仪表、工业过程控制、音视频信息处理、遥测遥感和人工智能等领域。数字技术之所以能够广泛应用，主要是因为数字电路与模拟电路相比，有许多优点：图1-3数码相机(1)抗干扰能力强。数字电路能够在相同的输入条件下精确地产生相同的结果，而模拟电路受到温度、电源电压、噪声、辐射，以及元器件老化等因素的影响，在相同的输入条件下输出结果并不完全相同。(2)便于信息的传输和处理。数字系统很容易对信息进行变换和编码，不但能够提高通信效率和可靠性，而且容易实现信息的加密，从而能够有效地保护信息安全。例如，目前许多住宅小区的有线电视网络将视音频信息编码成数字信号传输，再通过机顶盒解码出信息。除了提供上网和回看等附加功能之外，便于管理也是其主要功能之一。(3)成本低。数字系统可以集成在单个芯片里，如CPU、单片机和FPGA(现场可编程逻辑门阵列)等，并且能够以很低的成本进行量产。例如，经典MCS-51系列单片机目前的售价只有几元，等效门电路达到百万门的FPGA,内部集成了功能强大的微处理器、DSP、乘法器和锁相环等功能电路，其售价也只在几十元到几百元。为了能够理解数字系统的工作原理，掌握数字电路的分析与设计方法，我们需要系统地学习数字电子技术。本章首先介绍数字信号与数字电路的基本概念，然后讲述数字系统中常用的数制和编码。1.1数字信号与数字电路人类社会通过各种各样的方式传递信息。烽火连三月，家书抵万金。古人用烽火传递战争预警信息，用击鼓鸣金传送战场上的命令信息。边关的战事信息则需要通过快马加鞭的方式接力传递，费时费力，效率低下。随着电磁波的发现和半导体器件的产生及应用，信息传递的方式也发生了巨大的变化。从起初的电报、电话发展到移动通信、网络通信和卫星通信（见图1~4），极大地提高了信息图1-4卫星通信第1章数字电路基础3传递的效率，丰富了我们的生活，拉近了人与人之间的距离。相应地，人类也从农业社会、工业社会步入了信息化社会。在电子信息领域，承载信息的载体称为信号(igal),如语音信号、温度和压力信号等。信号一般表现为随时间、空间等因素变化的某种物理量。例如，语音信号随时间变化，气压信号随高度和温度变化，而卫星通信信号随时间和空间变化。通常，习惯于将信号简单地理解为随时间变化的一维信号，记为f(t)。根据自变量是否连续取值，将信号分为连续时间信号和离散时间信号两大类，其中连续时间信号是指信号在时间上是连续的，即在信号的定义域范围内的每个时间点都有信号值。根据幅值是否连续，又将信号分为幅值连续的信号和幅值离散的信号，其中幅值连续是指信号可以取到信号值域范围内的任何一个值。根据自变量和幅值的不同分类，可以组合出以下四类信号：第一类为时间连续、幅值连续的信号；第二类为时间离散、幅值连续的信号：第三类为时间连续、幅值离散的信号：第四类为时间离散、幅值离散的信号，分别如图15(a)~(d)所示。U/mVU/mV2020的15101055◆0111Lot1t2l3tottet(a)第一类信号（模拟信号）()第二类信号u/mV20150000111000001100100000100100000101toltzt3totl红la(c)第三类信号(d)第四类信号（数字信号）图1-5信号的分类通常将第一类信号一时间连续、幅值连续的信号称为模拟信号(aalogigal),将第四类信号一时间离散、幅值离散的信号称为数字信号(digitaligal)。相应地，产生和处理模拟信号的电子电路称为模拟电路(aalogcircuit),应用数字信号处理事物之间的逻辑关系、进行数值运算和实现信号处理的电子电路称为数字电路(digitalcircuit)。第二类和第三类信号为模拟信号和数字信号相互转换时所产生的过渡信号。例如，对模拟信号进行采样产生第二类信号（因此也称为采样信号），再对幅值进行量化后才转换为数字信号，如图数字电子技术基础1-6所示。相应地，数字信号经过D/A转换器产生第三类信号，再经过低通滤波后还原为模拟信号。v/mV2015,i,100titztav/mV采样第二类信号量化20模拟00001110数字0000110010信号信号0000100100000100滤波第三类信号D/A转换titatalol:lal3u/mV20151011111111111111110.→totit2ta图1-6模拟信号与数字信号的转换虽然数字电路在信息处理、存储、加密和传输等方面有着独特的优势，但我们仍然生活在模拟世界中，因为自然界多数物理量本质上还是模拟的。如果需要用数字系统处理模拟信号，那么首先需要将模拟信号转换为数字信号，经过数字系统处理后，需要时再将数字信号还原为模拟信号。例如，音频信号数字化处理流程如图1-7所示，前端先将模拟音源信号经过调理后转换为数字信号，再经过信源编码、调制记录到存储介质上，或者通过信道编码经过传输介质进行传输，后端则通过介质传递或者网络传输后，再经过解调或者信道解码、信源解码后还原出音源信息。存储介质调制记录重放解调模拟信号A/D信源信道D/A模拟输人调理转换编码信道信道解码转换滤波输出编码发送接收解码介质图1-7音频信号数字化处理流程数字电子技术是研究数字电路原理与应用的工程基础课。与模拟电子技术相比，数字电子技术课程的特点是入门容易，但内容繁多，既包含逻辑分析与设计，又包含电路分析与设计。同时，由于实际器件的性能并不理想，因此在设计数字系统时，通常还需要在电路的功能与性能之间进行综合考虑。第1章数字电路基础51.2数制数制(umerytem)即记数所采用的体制，具体是指多位数码中每位数码的构成方式以及从低位到高位的进位规则和从高位到低位的借位规则。从古至今，人们习惯于使用十进制进行记数（这与人自身的特点有关），而数字电路采用开关电路来实现，开关的通、断只能代表两种数码，自然与二进制数相对应。因此，二进制是数字电路的基础。本节介绍常用的数制及其转换方法。1.2.1十进制数十进制数(decimalumer)使用“0、1、2、3、4、5、6、7、8、9”十个数码和小数点符号“.”，采用多位记数体制进行记数，其进位规则为逢十进一，借位规则为借一当十。处于不同数位的数码具有不同的权值(weight),以小数点为界，十进制记数法向左每位的权值依次为10°、101、102、…,向右每位的权值依次为10-1、10-2、…。对于十进制数“555.55”，虽然每个数码均为5，但处于不同位置的5代表的价值不同。因此，十进制数“555.55”实际表示的数值大小为5×102+5×101+5×10°+5×10-1+5×10-2一般地，任意一个十进制数都可以展开为以下的位权展开式：∑d,×10其中，d:表示第i位数码；10则为第i位的权值；和m分别表示整数部分和小数部分的位数。1.2.2二进制数数字电路基于开关电路实现，而开关具有闭合和断开两个稳定状态。假设用其中一个状态代表0，另一个代表1时，当开关交替闭合断开时，自然形成了0和1表示的二值序列。当多个开关同时工作时则形成了多位0和1的组合，因此，数字电路自然与二进制相对应。二进制数(iaryumer)只使用0和1两个数码，采用多位记数体制进行记数，其进位规则是逢二进一，借位规则是借一当二。例如，(1011.101)2表示数的大小为：1×23+0×22+1×21+1×2°+1×2-1+0×2-2+1×2-3任意一个二进制数都可以用其位权展开式表示：2×2其中，:表示第i位二进制数码；2则为其相应的权值；和m分别表示整数部分和小数部分的位数。一般地，N进制数共有N个数码，其权位展开式可以表示为∑k:XN其中，k:表示第i位数码的大小；N为第i位数码的权值；和m分别表示整数部分和小数部6数字电子技术基础分的位数。1.2.3十六进制数二进制的优点是简单，而且便于运算，缺点是当位数很多时不但书写麻烦而且不易识别。一方面是书写时需要占用较大的篇幅，另一方面是按权展开式计算其数值大小很麻烦。例如，32位二进制数“1111100011110_1010_1010.01110110111”的大小就不方便识别和计算了。为了解决这个问题，人们想到一种方法：将二进制数以小数点为界，向左和向右每四位合并为一个十六进制数码（常用），或者向左和向右每三位合并为一个八进制数码（周易是建立在八进制基础上的，但八进制目前已不常用了)，以方便表示和识别。十六进制数(hexadecimalumer)使用“0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F”十六个数码进行记数，其进位规则是逢十六进一，借位规则是借一当十六。以小数点为界，十六进制整数向左每位的权值依次为16°、16、162、…，向右小数部分每位的权值依次为16、16-2、…。例如：(9AB.1C)16=(9×162+10×161+11×16°+1×16-1+12×16-2)10=(2475.109375)10即十六进制9AB.1C和十进制数2475.109375等值。十六进制数既方便书写又方便识别，是数字系统中常用的数制之一。四位二进制数和十进制数，以及十六进制数之间关系的对照表如表1-1所示。表1-1不同进制数的对照表十进制二进制十六进制十进制二进制十六进制000000P1000100011910019%00102101010A300111110110100121100C501015131101D601106141110E701112151111F1.2.4不同数制之间的转换日常生活中我们习惯使用十进制，而数字系统是由产生和处理二进制数码0和1的开关电路构建的，所以应用数字系统进行数值计算时，就需要将我们熟悉的十进制数转换成二进制送入数字系统，计算完成后还需要将二进制数还原成十进制数以方便我们识别。1.二进制转换成十进制二进制数转换成十进制的基本方法是按照其位权展开式进行展开，然后将各部分相加即可得到等值的十进制数。对于位二进制数m-1.-2…1,其位权展开式为···试读结束···...

2023-03-01 陈晓电子书 陈晓莉简介

图书名称：《电力电子技术第2版》【作者】贺虎成主编；房绪鹏，张玉峰副主编【页数】241【出版社】中国矿业大学出版社有限责任公司,2021.02【ISBN号】978-7-5646-4704-9【价格】38.00【分类】电力电子技术【参考文献】贺虎成主编；房绪鹏，张玉峰副主编.电力电子技术第2版.中国矿业大学出版社有限责任公司,2021.02.图书封面：图书目录：《电力电子技术第2版》内容提要：“电力电子技术”课程的研究内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。本书内容主要包括：电力电子电路的分析基础、电力电子器件基本特性与使用方法、交流/直流变换技术直流/交流变换技术、隔离与非隔离的直流/直流变换电路、交流/交流变换技术、软开关变换技术、PWM控制技术和电力电子技术的计算机仿真等。本书根据学科发展和专业需求对课程内容进行更新和调整，注重学科体系的完整性，加强了工程实践和仿真分析，可作为高等院校自动化专业、电气工程及其自动化专业和其他相关专业的本科教材，也可作为研究生、科研及工程技术人员的参考书。《电力电子技术第2版》内容试读第1章绪论第1章绪论“电力电子技术”是自动化专业、电气工程及其自动化专业和其他相关专业的一门必修专业基础课，主要涉及各种电力电子器件的工作原理、基本特性、技术参数和各种电力电子电路的基本原理、工作波形、理论计算方法、分析方法、电路设计方法和计算机建模及仿真等内容。1.1电力电子技术概述1.1.1电力电子技术的内涵信息电子技术和电力电子技术作为电子技术的两大分支，二者在电子器件、电路分析等方面的理论基础相近，但应用对象不同。信息电子技术主要用于提取、识别、处理小功率电信号中包含的信息，模拟电子技术、数字电子技术都属于信息电子技术范畴。而电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，也就是使用电力电子器件，应用电路理论、控制理论对电能进行变换、控制的技术，包括对电压、电流、频率、相数等的变换和控制。电力电子学(PowerElectroic)这一名称是20世纪60年代被提出的。1974年，美国学者W.Newell用图1-1所示的倒三角形对电力电子学进行了描述，认为电力电子学是由电力学、电子学、控制理论三个学科交叉而形成的。这一描述被全世界学者普遍接受。国际电工委员会将电力电子学科命名为“PowerElectroic”,中文直译为“电力电子学”。电力电子技术与电力电子学并无实质的不同，只不过前者从工程技术角度而后者从学术角度来称呼所研究的学科。一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出的第一个晶闸管为标志的。简单地说，电力电子技术是主要研究电力电子器件、电力电子电路及其控制技术、电力电子装置与应用的技术。电子学电力学止电路、电力旋电子技术电机连续、离散控制理论图1-1描述电力电子技术的倒三角形。1电力电子技术电力技术（电力学）是一门涉及发电、输电、配电及电力应用的科学技术。发电设备将其他形态的能源变为电能，再通过输配电网络将电能送至用电设备，用电设备将电能转变为其他形态的能源。如照明设备将电能转变为光能，电动机将电能转变为机械能用以驱动机械运动，电热设备将电能转变为热能供生活取暖或金属加热冶炼等。电力技术研究的是发电机、变压器、电动机、输配电线路等电力设备，以及利用电力设备来处理电力电路中电能的产生、传输、分配和应用问题。电力电子技术广泛用于电气工程中，这就是电力电子学和电力学的主要关系。各种电力电子装置广泛应用于高压直流输电、静止无功补偿、电力机车牵引、交直流电力传动、电解、励磁、电加热、高性能交直流电源等电力系统和电气工程中，因此，通常把电力电子技术归属于电气工程学科。电子学又称为电子技术，它是与电子器件、电子电路以及由各种电子电路所组成的电子设备和系统有关的科学技术。最早期的电子器件是1904年出现的电子管，它能控制电路的通断和电路中电流的大小。随后发展到晶体管、晶体管集成电路和微处理器。电子技术是研究电子器件以及利用电子器件来处理电子电路中信号的产生、变换、处理、存储、发送和接收问题的技术。电子学和电力电子技术都可分为器件和电路两大分支。电力电子器件的制造技术和电子器件制造技术的理论基础是一样的，其大多数工艺也是相近的。电力电子电路和电子电路的许多分析方法也是一致的，只是两者应用目的有所不同。但需注意，在信息电子技术中，半导体器件既可处于放大状态，也可处于开关状态；而在电力电子技术中为避免功率损耗过大，电力电子器件一般工作在开关状态。控制理论以离散和连续两种形式广泛应用于电力电子技术中，它使电力电子装置和系统的性能不断提高。电力电子技术可以看成是弱电控制强电的技术，是弱电和强电之间的接口，而控制理论则是实现这种接口的强有力的纽带。另外，控制理论和自动化技术密不可分，而电力电子装置则是自动化技术的基础元件和重要支撑技术。1.1.2电力电子变换电源可分为直流(DC)和交流(AC)两大类，从蓄电池和干电池得到的电能是直流电，从公用交流电网直接得到的电能是交流电。前者有电压幅值和极性的不同，后者除电压幅值外还有频率和相位两个要素。而用电设备和负载是各式各样的，实际应用中常常需要在两类电能之间或对同类电能的一个或多个参数（如电压、电流、频率和相位等）进行变换。以电力电子器件为核心，采用不同的电路拓扑结构和控制方式来实现电能的变换和控制的电路称为电力电子电路，即通常所说的变流电路。电力电子电路主要完成各种电能形式的变换，以电能输人和输出变换的形式来分，主要包括以下四种基本变换：交流/直流变换(简称AC/DC变换)、直流/交流变换（简称DC/AC变换）、直流/直流变换（简称DC/DC变换)和交流/交流变换（简称AC/AC变换）。研究实现这些变换的电路结构及其工作原理是电力电子技术的重要内容。(1)AC/DC变换AC/DC变换把交流电变换成稳定或可调的直流电，这种变换一般也称为整流，包括不可控整流和可控整流，对应的变换装置称为整流器。AC/DC变换应用于充电、电镀、电解和直流电动机的速度调节等方面。传统的可控整流利用晶闸管的相控技术来实现，其控制简单、运行可靠、可应用于超大功率的场合，但可控整流容易产生低次谐波，造成电网严重污染，同时对电网呈感性负载，功率因数较低。20世纪80年代后期，将脉冲宽度·2·第1章绪论调制(PWM)技术引入整流器的控制中，使整流器网侧电流正弦化，且可运行于单位功率因数。(2)DC/AC变换DC/AC变换把直流电变换成频率和电压均可调的交流电，这种变换与整流相反，也称为逆变，对应的变换装置称为逆变器。当逆变器的交流输出接电网时，称为有源逆变；当逆变器的交流输出连接负载时，称为无源逆变。逆变器的输出可以是恒频，如恒压恒频电源或不间断供电电源；逆变器的输出也可以是变频，如各种变频电源、中频感应加热电源和交流电动机的变频调速等(3)AC/AC变换AC/AC变换把一种形式的交流电变换成另一种频率、电压固定或可调的交流电，主要有交流调压和交/交变频两种基本形式。交流调压只改变交流电压而频率不变，常应用于调温、调光、交流电动机的调压调速等场合；交/交变频则将交流电直接转变成其他频率的交流电，电压和频率均可调节，完成交/交变频的电力电子装置称为周波变换器，主要用于大功率交流变频调速装置。(4)DC/DC变换DC/DC变换将一种幅值固定或变化的直流电压变换成幅值可调或恒定的另一个直流电压，也称为直流斩波，对应的变换装置称为斩波器。DC/DC变换常用于开关电源、仪表电源、电池管理、光伏发电、直流电机调速等。1.1.3电力电子电路控制依据电力电子器件特性及器件开通与关断控制方案的不同，电力电子电路的控制技术可分为相位控制、频率控制和PWM控制。(1)相位控制相位控制通过控制电力电子器件在一个开关周期中开通的时刻来调节输出电能，主要用于采用电网换流的晶闸管电路。晶闸管整流和交流调压电路均为这种控制方式。(2)频率控制频率控制利用控制信号的幅值变化来改变器件开关信号的频率，以实现器件开关频率的控制，这种控制方式多用于DC/AC变换电路中。(3)PWM控制PWM控制通过直接控制在一个开关周期中电力电子器件开通与关断的时间比例来调节输出电能，主要用于采用全控器件的电力电子电路。PWM技术可用于逆变、斩波、整流、交流电力控制，已成为主流控制方法，使电力电子电路的控制性能大为改善，对电力电子技术的发展产生了深远的影响。1.1.4电力电子器件电力电子器件又称功率半导体器件，是用于电能变换和电能控制电路中的大功率（通常指电流数十至数千安，电压数百伏以上)电子器件，主要包括电力二极管、晶闸管及其派生器件、大功率晶体管(GTR)、功率场效应晶体管(P-MOSFET)和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。相对信息电子器件，电力电子器件要承受较高的电压和较大的电流。1.1.4.1电力电子器件的发展1956年美国贝尔(BELL)电话公司发明了可触发晶体管，1957年美国通用电气公司。3电力电子技术(GE)对其进行了商业化开发，并命名为晶体闸流管，简称为晶闸管(thyritor)或可控硅(ilicocotrolledrectifier,SCR)。经过20世纪60年代的完善和发展，晶闸管已经形成了从低压小电流到高压大电流的系列产品。20世纪70年代后期开始，以门极可关断晶闸管(GTO)、大功率双极型晶体管(GTR)和功率场效应管(P-MOSFET)为代表的全控型器件得到迅速发展。可关断晶闸管(GTO)具有普通晶闸管的全部优点，如耐压高、电流大等；同时它又是全控型器件，即在门极正脉冲电流触发下导通，在负脉冲电流触发下关断。70年代大功率晶体管(GTR)已进入工业应用阶段，80年代晶体管的性能变得更好，使用也更方便，被广泛应用于数百千瓦以下的功率电路中，功率晶体管工作频率比晶闸管大为提高，达林顿功率晶体管可在10kHz以下工作非达林顿功率晶体管可达20kHz,但其缺点在于存在二次击穿和不易并联以及开关频率仍然偏低等问题，使其应用受到了限制。70年代后期，功率场效应管开始进入实用阶段，标志着电力电子器件进入高频化阶段。80年代研制的垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管(VDMOS)具有工作频率高、开关损耗小、安全工作区宽、几乎不存在二次击穿、输入阻抗高、电压型驱动、易并联的特点，是高频化的主要器件，但VDMOS的导通电阻大这一缺点限制了它在高频大、中功率领域的应用。20世纪80年代后期，以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为代表的复合型器件快速发展。IGBT是MOSFET和GTR的复合，它把MOSFET的驱动功率小、开关速度快的优点和GTR通态压降小、载流能力大的优点集于一身，性能十分优越，使之成为现代电力电子技术的主导器件。集成门极换流晶闸管(IGCT)于20世纪90年代后期出现，结合了IGBT与GTO的优点，容量与GTO相当，开关速度快10倍，且可省去GTO庞大而复杂的缓冲电路，只不过所需的驱动功率仍很大。20世纪80年代中后期，另一重要的发展是功率集成电路(PIC)的研制成功，PIC在制造过程中，把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起，使电力电子装置的结构紧凑、体积减小，常常把若干个电力电子器件及必要的辅助元件做成模块的形式，这给应用带来了很大的方便。1.1.4.2电力电子器件的特点电力电子器件可直接用于处理电能，实现电能的变换与控制，同处理信息的电子器件相比，具有以下特点。①电力电子器件一般都工作在开关状态。导通时（通态）阻抗很小，接近于短路，管压降接近于零，而电流由外电路决定；阻断时（断态）阻抗很大，接近于断路，电流几乎为零，而管子两端电压由外电路决定。电力电子器件工作时不断在导通和关断状态之间切换，其动态特性（也就是开关特性）和参数，也是电力电子器件特性很重要的方面。电路分析时，一般用理想开关来代替，忽略切换过程。②电力电子器件具有较大的功率损耗。电力电子器件尽管工作在开关状态，但其处理的电功率较大，具有较大的导通电流和阻断电压。导通时器件上有一定的通态压降，形成通态损耗；阻断时器件上有微小的断态漏电流流过，形成断态损耗。器件开通或关断的转换过程中产生开通损耗和关断损耗，总称为开关损耗；这些电力电子器件自身的功率损耗通常远大于只用于处理信息的电子器件，为了避免因损耗散发的热量导致温度过高而损坏电力电子器件，不仅在器件封装上要考虑散热设计，而且在其工作时一般都。4第1章绪论还需要设计安装散热器③需要专门的驱动电路实现控制。电力电子器件在装置中通常连接于主电路，而主电路中的电压和电流一般都较大，而控制电路的元器件只能承受较小的电压和电流，因此在主电路和控制电路之间，需要一定的中间电路对控制电路的信号进行放大后传递到主电路，这就是电力电子器件的驱动电路。④电力电子器件需要缓冲电路和保护电路。电力电子器件主要工作在高速切换状态，切换过程中往往有电压和电流的过冲，而电力电子器件承受过电压和过电流的能力却要差一些，因此，在主电路和控制电路中需附加一些缓冲电路和保护电路，以保证电力电子器件和整个电力电子装置正常可靠运行。1.1.4.3电力电子器件的分类电力电子器件一般有三个端子（也称极或管脚），其中两个连接在主电路，而第三端被称为控制端（或控制极）。器件通断是通过在其控制端和一个主电路端子之间加一定的信号来控制的，这个主电路端子是驱动电路和主电路的公共端，一般是主电路电流流出器件的端子。(1)按控制程度分根据能被驱动（触发）电路输出控制信号所控制的程度，可将电力电子器件分为不可控器件、半控型器件和全控型器件①不可控器件是不能用控制信号来控制其开通和关断的电力电子器件，如电力二极管。此类器件的开通和关断完全由其在主电路中承受的电压、电流决定。对电力二极管来说，加正向阳极电压，二极管导通；加反向阳极电压，则二极管关断。②半控型器件是能利用控制信号控制器件导通，但不能控制器件关断的电力电子器件。晶闸管及其大多数派生器件都为半控型器件，它们的开通由触发电路的触发脉冲来控制，而关断则只能由其在主电路中承受的电压、电流或其他辅助换流电路来完成③全控型器件是能利用控制信号控制器件导通，也能控制器件关断的电力电子器件，通常也称为自关断器件。大功率晶体管(giattraitor,GTR)、门极可关断晶闸管(gatetur-offthyritor,GTO)、功率场效应晶体管(owerMOSFET,P-MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(iulated-gateiolartraitor,IGBT)等都是全控型器件。(2)按驱动电路加在器件控制端和公共端之间信号的性质不同分按驱动电路加在器件控制端和公共端之间信号的性质不同，电力电子器件可分为电流驱动型和电压驱动型①电流驱动型器件通过从控制端注人或者抽出电流来实现器件的导通或者关断，如SCR、大功率晶体管(GTR)、门极可关断晶闸管(GTO)。②电压驱动型器件仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现器件的导通或者关断，如功率场效应晶体管(P-MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。电压驱动型器件实际上是通过加在控制端上的电压在器件的两个主电路端子之间产生可控的电场来改变流过器件的电流大小和通断状态，所以又称为场控器件，或场效应器件。(3)按载流子类型分根据参与导电的载流子类型不同，电力电子器件可分为单极型、双极型和复合型器件5.电力电子技术三类。通过半导体器件的电流由器件内部的电子或空穴作为载体，只有电子或只有空穴参与导电的器件称为单极型器件，如功率MOSFET。同时有电子、空穴参与导电的器件称为双极型器件，如GTR。由单极型器件与双极型器件复合而成的器件称为复合型器件，如IGBT。单极型器件只有多数载流子导电，没有少数载流子的存储效应，因而开通、关断时间短。同时，单极型器件的输人阻抗很高，二次击穿的可能性极小。然而，单极型器件的不足之处是通态压降高，电压和电流额定值比双极型器件小。单极型器件适用于功率较小、工作频率高的电力电子设备。双极型器件的特点是，通态压降较低、阻断电压高、电压和电流额定值较高，因此适用于大中容量的变流设备。(4)按驱动信号的波形分按照驱动信号的波形（电力二极管除外）电力电子器件可分为脉冲触发型和电平控制型两类。脉冲触发型器件通过在控制端施加一个电压或电流的脉冲信号来实现器件的开通或者关断控制，如SCR和GTO。电平控制型器件必须通过持续在控制端和公共端之间施加一定电平的电压或电流信号来使器件开通并维持在导通状态或者关断并维持在阻断状态，如IGBT、P-MOSFET、GTR1.1.5电力电子技术的应用随着新理论、新器件、新技术的不断涌现，特别是与微电子技术的日益融合，电力电子技术的应用领域不断地得以拓展。目前，电力电子技术已广泛应用于电机控制系统、电解电镀、感应加热、电力系统、新能源发电、灯光照明、家用电器、办公自动化和航空航天航海等领域。1.1.5.1在电机控制系统中的应用电机控制技术的发展与电力电子技术和计算机控制技术的进步紧密联系，电力电子器件和计算机构成了电机控制系统的物质基础。电力电子器件的作用更为关键，可以说新一代的器件带来了新一代的变换器，又推动了新一代电机控制系统的形成和发展。(1)变流器耦合供电的直流电动机调速系统由于直流电动机中产生转矩的电枢电流和励磁磁通两个要素相互没有耦合，可通过相应电流分别控制，因此直流电动机调速易获得良好的控制性能及快速的动态响应，过去在变速传动领域中一直占据主导地位。晶闸管构成的静止直流电源装置，其结构简单、技术成熟、动静态特性好、效率高，便于实现四象限运行和自动控制，已广泛应用于直流电动机调速系统，应用实例有矿井提升机、轧钢机、回转窑和龙门刨等电气设备的电控系统。(2)绕线式异步电动机串级调速系统绕线式异步电动机转子也可以进行功率传递，构成转差功率控制的调速系统。在串级调速系统中，电机转子侧接入一个三相不可控整流器，将交流滑差功率转换为直流形式，由电源侧的三相全控桥工作在有源逆变状态，吸收滑差功率返回电网。由于电机转子侧采用了不可控整流器，决定了滑差功率流动方向只能是从电机转子到电网，使电机转速从同步转速向下调节。串级调速系统结构简单、调速性能好、节能效果显著。(3)笼型异步电动机的变频调速。6···试读结束···...

2023-03-01 锦州市医院张玉峰 张玉峰骏合

图书名称：《电工电子技术》【作者】陈佳新主编【丛书名】普通高等教育电工电子基础课程系列教材【页数】262【出版社】北京：机械工业出版社,2021.01【ISBN号】978-7-111-66320-1【价格】45.00【分类】电工技术-高等学校-教材-电子技术-高等学校-教材【参考文献】陈佳新主编.电工电子技术.北京：机械工业出版社,2021.01.图书封面：图书目录：《电工电子技术》内容提要：本书依据教学要求编写，全面系统地论述了电工电子技术的基本理论及应用分析。全书分为12章，主要内容包括：电路的基础概念和基本定律、电路的分析计算方法、正弦稳态交流电路的分析计算、一阶线性电路的暂态分析、变压器与电动机、常用半导体器件、基本放大电路、集成运算放大器及其应用、直流稳压电源、逻辑代数基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路。本书配套多媒体电子课件和部分参考答案。本书配套了多媒体电子课件，欢迎选用本书作教材的老师登录www.cmedu.com注册下载。本书可作为高等学校非电类专业相关课程的教材，也可作为相关行业领域工程技术人员科技工作者的重要参考资料。《电工电子技术》内容试读第1章电路的基本概念和基本定律随着科学技术的飞速发展，现代电工电子设备种类繁多，规模和结构更是日新月异，但无论怎样设计和制造，这些电工电子设备几乎都是由各种基本电路组成的。所以，学习电路的基础知识，掌握分析电路的规律与方法，是学习电工电子技术的重要内容，也是进一步学习电机、电气和电子技术的基础。本章重点阐明了有关电路的基本概念、基本元件特性和电路基本定律。1.1电路和电路模型1.1.1电路1.电路及其组成简单地讲，电路就是电流通过的路径。实际电路通常由各种电路元器件（如电源、电阻器、电感线圈、电容器、变压器、二极管、晶体管等)相互连接组成。每种电路元器件都具有各自不同的电磁特性和功能。按照人们的需要，把相关电路元器件按一定方式进行组合，就构成了一个电路。当某个电路元器件数目很多且电路结构较为复杂时，通常又把这些电路称为电网络。手电筒电路、单个照明灯电路是在实际应用中较为简单的电路，而电动机电路、雷达导航设备电路、计算机电路、电视机电路是较为复杂的电路，但不论是简单还是复杂，电路的基本组成部分都离不开三个基本环节：电源、负载和中间环节。电源是向电路提供电能的装置，它可以将其他形式的能量，如化学能、热能、机械能、原子能等转换为电能。在电路中，电源是激励，由其产生的电压、电流称为响应。根据激励与响应的因果关系，有时将激励称为输入，响应称为输出。负载是取用电能的装置，它将电能转换为其他形式的能（如机械能、热能、光能等）。通常在生产与生活中用到的电灯、电动机、电炉、扬声器等用电设备都是电路中的负载。中间环弹簧节在电路中起着传递电能、分配电能和控制整个电路的作用。U电灯泡中间环节可以是由开关和连接导线、保护和检测装置等组成，也可以是由许多电路元件组成的网络系统。在图1.1.1所示的手电筒照明电路中，电池作为电源开关9金属连片电灯泡作为负载，导线和开关作为中间环节，将电灯泡和电图1.1.1手电筒照明电路池连接起来。2.电路的种类及功能工程应用中的实际电路，按照功能的不同可分为两大类：一是完成能量的传输、分配和转换的电路，如图1.1.1所示，电池通过导线将电能传递给电灯泡，电灯泡将电能转化为光能和热能，这类电路的特点是大功率、大电流：二是实现对电信号的传递、变换、储存和处·2电工电子技术理的电路，图1.1.2所示的是一个扩音机的工作过程，传声器将声音的振动信号转换为电信号，即相应的电压和电流，经过放大处放大理后，通过电路传递给扬声器，再由扬声器还原为声音，这类电传声器器扬声器路的特点是小功率、小电流。图1.1.2扩音机电路1.1.2电路模型实际电路的电磁过程是相当复杂的，难以进行有效的分析计算。在电路理论中，为了方便实际电路的分析和计算，通常在工程实际允许的条件下对实际电路进行模型化处理，即忽略次要因素，抓住足以反映其功能的主要电磁特性，抽象出实际电路器件的“电路模型”。例如电阻器、灯泡、电炉等，这些电气设备接收电能并将电能转换成光能或热能，光能和热能显然不可能再回到电路中，因此把这种能量转换过程不可逆的电磁特性称为耗能。这些电气设备除了具有耗能的电磁特性外，还具有其他一些电磁特性，但在研究和分析问题时，即使忽略这些其他电磁特性，也不会影响整个电路的分析和计算。因此，可以用一个具有耗能电磁特性的“电阻元件”作为它们的电路模型。将实际电路元件理想化而得到的只具有某种单一电磁特性的元件，称为理想电路元件，简称电路元件。每种电路元件都体现了某种基本现象，具有某种确定的电磁特性和精确的数学定义。常用的有表示将电能转换为热能的电阻元件、表示电场性质的电容元件、表示磁场性质的电感元件、电压源元件和电流源元件等，其电路符号如图1.1.3所示。本章后续将分别介绍这些常用的电路元件。将由理想电路元件相互连接而组成的电路称为电路模型。如图1.1.1中，电池对外提供电压的同时，内部也有电阻消耗能量，所以电池用其电压源、和内阻R,的串联表示；电灯泡除了具有消耗电能的性质（电阻性）外，在通电时还会产生磁场，具有电感性。但是电感十分微弱，可忽略不计，因此可认为电灯泡是一个电阻元件，用R表示。图1.1.4所示为图1.1.1的电路模型。今后本书所涉及的电路，均指由理想电路元件构成的电路模型。R电阻电感电容①D开关电压源电压源电流源电源负载图1.1.3理想电路元件的符号图1.1.4手电筒照明电路的电路模型1.2电路的基本物理量1.2.1电流电流等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，用符号(t)和g(t)分别表示电流和电荷量，即i(t)=da(t)(1.2.1)dt第1章电路的基本概念和基本定律·3在国际单位制(SI)中，电荷量dg(t)的单位为库仑[C],时间t的单位为秒[],电流的单位为安培[A]。通常，习惯上将正电荷移动的方向规定为电流的正方向，也称为电流的实际方向。如果电流的大小和方向都不随时间变化，则把这种电流称为恒定电流，简称直流(D-rectCurret,DC),可用符号I表示。如果电流的大小和方向都随时间变化，则把这种电流称为交变电流，简称交流(AlteratigCurret,AC),可用符号i(t)来表示。以上规定了电流的实际方向，但是在进行电路分析时，电路中某个元件或某段电路的电流方向是未知的，因此在分析计算前需要先假定电流的参考方向。参考方向的假定可以是任意的，一般可用一个实箭头表示。如图1.2.1a所示，长方框表示电路中的一个元件或一段电路。箭头由a指向的方向，是假定流经这个元件的电流的参考方向。但流过该元件的电流的实际方向可能是由a指向,也可能是由指向a。也就是说，电流的参考方向与电流的实际方向要么相同，要么相反。若电流的实际方向是由a指向,即如图1.2.1中虚线箭头所示，它与假定的参考方向一致，则电流i为正值，即igt0。在图1.2.1c中假定电流的参考方向是由指向a,而实际方向是由a指向,与电流i的参考方向相反，即ilt0。这样，在已经假定电流参考方向的情况下，电流i值的正与负，就反映了电流的实际方向。若没有假定电流的参考方向，电流的正值和负值就毫无意义，所以在分析电路时要预先假定电流的参考方向。一电流参考方向一电流参考方向电流参考方向10o-oHO-o心0电流实际方向电流实际方向ilt0a))图1.2.1电流的参考方向1.2.2电压电压等于单位正电荷在电场力作用下由a点移到点时所做的功，即dwaUa=(1.2.2dq式中，dw为转移过程中电荷dg所失去的电能，单位为焦耳[J刀；电压单位为伏特[V]。单位正电荷在电场力的作用下由a移到,消耗电能，则a点是高电位点，称为正极，用符号“+”表示，点为低电位点，称为负极，用符号“-”表示。电荷转移失去电能表现为电压降落，即电压降。通常，电路中两点之间的电压方向可用电压极性或电压降方向表示。若电压的大小和极性均不随时间变动，则这样的电压称为恒定电压或直流电压，可用符号U表示。若电压的大小和极性均随时间变化，则称为交变电压或交流电压，用符号“(t)表示。电路两点之间的电压如同电流一样，在计算时也需要假定参考极性或参考方向。在图1.2.2a中，如果假定a点的电位高于点的电位，则a点为“+”极性，点为“-”极性。若实际中a点的电位高于点的电位，则电压ugt0,这表示元件两端的电压实际极性·4电工电子技术与参考极性相同，或者说电压实际方向与参考方向一致。如果“lt0，说明电压的参考方向与实际方向相反，如图1.2.2所示。电压参考极性电压参考极性oaoogt0电压实际极性ult0电压实际极性a】图1.2.2电压的参考极性一个元件中通过的电流或端电压的参考方向可以分别任意指定。如果假定流过元件的电流参考方向是从标有电压“+”极性的一端指向电压“-”极性的一端，即电流和电压参考方向一致，则把这种电流和电压参考方向称为关联参考方向，如图1.2.3所示。在图1.2.3中，N表示电路的一部分，N有两个端子与外电路相连，为二端电路，其电流i的参考方向是从电压的“+”极端流入二端电路，再从“一”极端流出，电流和电压参考方向一致，所以是关联参考方向。当电压和电流的参考方向不一致时，称为非关联参考方向。图1.2.3c所示的电流与电压是非关联参考方向。为了方便分析问题，常在电路中指定一点作为参考点，假定该点的电位是零，用符号“⊥”表示，如图1.2.4所示。在生产实践中，把地球作为零电位点，凡是机壳接地的设备，机壳电位即为零电位。有些设备或装置的机壳并不接地，而是把许多元件的公共点作为零电位点。电路中其他各点相对于参考点的电压就是各点的电位，用V表示，单位为伏特[V]。任意两点间的电压等于这两点的电位之差，即V=V。-V,。NRa))图1.2.3关联和非关联参考方向图1.2.4零电位示意图电路中各点电位的高低是相对的，参考点不同，各点电位的高低也不同，但是电路中任意两点之间的电压与参考点的选择无关。电路中，凡是比参考点电位高的各点电位都是正电位，比参考点电位低的各点电位都是负电位。【例1.2.1】求图1.2.5中a点的电位+12V40220+12V50230Q4】图1.2.5例1.2.1图解对于图1.2.5a有20V=40+20×12V=4y对于图1.2.5,有第1章电路的基本概念和基本定律·530V=-4V+50+30×[12-（-4)]V=2V国际单位制(S)已规定了电路变量的单位，如安、伏、秒等。表1.2.1所示为部分国际单位制中规定的十进制倍数和分数的单位词头1微安[uA]=1×10-6安[A]5千伏[kV]=5×103伏[V2毫秒[m]=2×10-3秒[]表1.2.1部分国际单位制倍数与分数词头词头名称词头名称倍数词头符号分数词头符号中文原文（法）中文原文（法）102太[拉]teraT10-1分decid109吉[咖]giga10-2厘ceti10兆megaM10-3毫millim103kilok10-6微micro102百hecto10-9纳[诺]ao10十decada10-2皮[可]ico1.2.3电功率电流通过电路时传输或转换电能的速率，即单位时间内电场力所做的功，称为电功率，简称功率。数学描述为dwP=dt(1.2.3)式中，为功率。在国际单位制中，功率的单位是瓦特[W],规定元件1内提供或消耗1J能量时的功率为1W。常用的功率单位还有千瓦[kW],1kW=1000W。将式(1.2.3)等号右边的分子、分母同乘以dg后，变为dwdwedg=uidtdadt(1.2.4)可见，元件吸收或发出的功率等于元件上的电压乘以元件中的电流。若元件的电流为直流电流1，电压为直流电压U,则电功率为P=UI(1.2.5当式(1.2.4)或式(1.2.5)中的电压和电流是关联参考方向时，则为元件吸收的电功率。若在某一时刻，gt0,表明元件吸收电功率；lt0,表明元件实际上提供电功率或输出电功率。当电流的单位为安培[A]、电压的单位为伏特[V]、能量的单位为焦耳[J]、时间的单位为秒[]时，电功率的单位为瓦特[W]。电气设备或元件长期正常运行的电流允许值称为额定电流，其长期正常运行的电压允许值称为额定电压。额定电压和额定电流的乘积为额定功率。通常电气设备或元件的额定值标在产品的铭牌上。如一白炽灯标有“220V、40W”,表示它的额定电压为220V,额定功率为40W。a))【例1.2.2】计算图1.2.6所示各电路的电功率。设图1.2.6a中，(1)1=1A,U=2V:(2)1=1A,U=图1.2.6例1.2.2图6电工电子技术-2V。设图1.2.6中，(1)I=-2A,U=3V(2)I=-2A,U=-3V。解在图1.2.6a中，I和U为关联参考方向。(1)元件吸收的电功率为P=Ul=2×1W=2W计算结果为正值，表明该元件吸收了2W电功率。(2)元件吸收的电功率为P=UI=(-2)×1W=-2W计算结果为负值，表明该元件向外提供2W电功率。在图1.2.6中，电压和电流为非关联参考方向，U与1的乘积表示该元件提供的电功率。(1)元件提供的电功率为P=UⅡ=3×(-2)W=-6W计算结果为负值，表明该元件吸收了6W电功率。(2)元件提供的电功率为P=U1=(-3)×(-2)W=6W计算结果为正值，表明该元件向外提供6W电功率。1.3电路元件电路元件是构成电路的基本单元。元件按一定方式相互连接而组成电路，这种连接是通过元件端子来实现的。元件就其端子的数目而言，可分为二端元件和多端元件。具有两个以上端子的元件称为三端、四端、…、端元件，统称为多端元件。元件的主要电磁特性通过端子间的有关变量来描述，不同变量间的特定关系反映了不同元件的性质。元件的这种关系可用一条曲线、一个或一组方程来表示，该曲线称为元件的特性曲线，该方程或方程组称为元件的定义（或特性）方程或方程组。通常，在电路分析中，用元件端电压与电流的关系(VoltageCurretRelatio,VCR)来表征元件的特性。VCR方程也称为元件的特性方程或元件的约束方程。集总（参数）元件假定：在任何时刻，流入二端元件的一个端子的电流一定等于从另一端子流出的电流，且两个端子之间的电压为单值量。由集总元件构成的电路称为集总电路，或称为具有集总参数的电路。电路元件还可以分为线性元件和非线性元件、时变元件和时不变元件等。本章介绍的元件均是线性时不变元件。1.3.1电阻元件电阻是一种最常见的、用于反映电流热效应的二端电路元件。电阻元件可分为线性电阻和非线性电阻两类，如无特殊说明，本书所涉及的电阻元件均指线R(G性电阻元件。在实际交流电路中，白炽灯、电阻炉电烙铁等均可看成是线性电阻元件。图1.3.1a所示为线性电阻的符号，在电压、电流的关联参考方向a)下，其端子的伏安关系为图1.3.1电阻的符号和特性uRi(1.3.1)式中，R为常数，用来表示电阻及其数值。···试读结束···...

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图书名称：《模拟电子技术第2版》【作者】韩党群；赵东波；刘勃妮【页数】323【出版社】西安：西安电子科技大学出版社,2021.12【ISBN号】978-7-5606-6318-0【价格】52.00【分类】模拟电路-电子技术【参考文献】韩党群；赵东波；刘勃妮.模拟电子技术第2版.西安：西安电子科技大学出版社,2021.12.图书封面：图书目录：《模拟电子技术第2版》内容提要：本书主要介绍半导体及其模拟器件的应用电路、相关知识和分析理论。全书共10章，内容包括二极管、三极管及其放大电路、场效应管及其放大电路、放大器的频率响应、集成运算放大器、反馈、运算放大器应用、功率放大电路、信号的产生与变换电路及直流稳压电源等，每章含相关电路的Multiim仿真内容，全书配套了PPT、习题答案及仿真案例的电子资源，供读者扫码下载，以方便学习和应用。本书适合作为普通高等院校电子信息类专业模拟电子技术课程的教材使用，亦可作为各类电子竞赛的培训用书及相关专业工程技术人员的参考资料。《模拟电子技术第2版》内容试读第1章二极管K第1章二极管半导体材料的发现和使用是现代电子技术的基础。本章初步认识半导体材料及其性质，进而学习半导体材料构成的PN结的结构、特性及二极管的分类与应用。1.1害导体材料自然界的物质种类繁多，形态各异，特性差别巨大，这才造就了这个▣神奇多彩的世界。在电学领域人们非常关注各种物质的导电性，按照导半导体材料电性的不同可以把物质划分为导体、绝缘体和半导体。大部分金属物质如金、银、铜、铁等具有良好的导电性能，称为导体，导体的电阻率通常小于106Ω·m橡胶、塑料、玻璃等物质导电性能极差，几乎不导电，称为绝缘体，绝缘体的电阻率大于102·。导电性能介乎导体与绝缘体之间的物质如硅、锗、硒等称为半导体，其电阻率在106~108Ω·m之间。半导体材料对于电子技术的发展起着决定性的作用，现代电子技术以及以此为基础发展起来的计算机技术、通信技术、信息处理技术等都是建立在半导体材料的应用基础之上的。在长期研究和应用半导体材料的过程中，人们发现半导体材料具有许多独特的特性，主要体现在其热敏特性、光敏特性及掺杂特性上。所谓热敏特性是指半导体材料在不同的温度条件下其导电性能不同，比如热敏电阻就是利用半导体材料对温度变化的热敏特性制成的。所谓光敏特性是指半导体材料在受到不同波长、不同强度的光照射的情况下体现出的导电性能的变化，如光敏电阻、光敏二极管及光电池等都是利用半导体器件的光敏特性工作的。所谓掺杂特性是指在半导体材料中参入适量的杂质元素可以改变半导体材料的导电性能的特性，二极管、三极管及场效应等大量的半导体器件都是利用半导体材料的掺杂特性进行工作的。1.1.1本征半导体纯净且不含杂质的半导体材料称为本征半导体。这一类的物质从原子微观结构上看其典型特征为通常具有4个价电子，位于元素周期表的第V主族，如硅和锗等。硅原子的外围电子数为14，其对应的原子结构示意图如图1-1所示。硅原子聚合在一起形成硅的晶体，其结构如图1-2所示。在晶体中每个硅原子与相邻的4个硅原子之间通过共用最外层的价电子形成稳定的共价键结构，这样每个硅原子通过与相邻原子之间共用价电子形成8个最外层电子的稳定结构。本征半导体中的共价键结构并非牢不可破，受外界热能、光能的激发这些共价键可能断裂，即某些共价键中的电子受到激发挣脱共价键的束缚成为自由电子，同时在自由电子逃脱的位置留下一个“空位”，把这个空位称为空穴。每有一个共价键断裂，就对应形成一。1·模拟电子技a…》4+4图1-1硅原子结构图图1-2硅的晶体结构个自由电子和一个空穴，因此受外界能量激发而产生的自由电子和空穴总是成对出现的称为电子-空穴对。自由电子和空穴是半导体材料导电的载体，称为载流子。电子带负电，自由电子在本征半导体内部可以自由移动形成导电电流，称为电子电流；空穴带正电，空穴也可以导电，形成的导电电流称为空穴电流。空穴导电的原理可以这样理解：某个空穴临近的共价键断裂形成的自由电子被该空穴俘获，形成新的共价键，该空穴与自由电子复合消失，但是在新断裂的共价键的位置上又出现了一个新的空穴，可以把这个新出现的空穴看作是原来的空穴移动到了此处，空穴不断地被复合、移动、再复合、再移动就形成了空穴电流。温度的变化对本征半导体中自由电子和空穴的浓度有较大的影响。以硅晶体为例，在一273℃（即热力学温度0K)时本征半导体的共价键的价电子得不到足够的激发能量，保持稳定，此时的半导体内部没有可自由移动的载流子，不能导电，相当于绝缘体。随着温度的上升，半导体材料的导电能力增强，当温度达到室温25℃时，硅晶体中自由电子的浓度达到1.45×101°/cm3。图1-3所示为载流子形成过程示意图，图中不受共价键束缚的黑点表示自由电子，自由电子挣脱后的位置上形成空穴，用空心小圆圈表示。温度越高，本征半导体受热激发产生的载流子浓度越高，导电能力越强。虽然温度升高可以激发出大量的载流子，但是受热激发而断裂的共价键占整个共价键的比例微乎其微，因此本征半导体即使受热激发产生了大量的载流子，其导电能力仍与金属导体的导电性能相差甚远。电子空穴空穴电子图1-3载流子的形成·2第1章二极管SSAASSS1.1.2杂质半导体本征半导体在半导体元器件的生产过程中主要充当基础材料来使用，通常在本征半导体中掺入微量的“杂质”元素构成杂质半导体。根据掺杂元素的不同，杂质半导体又可以分为P型半导体和N型半导体。1.P型半导体在本征半导体中掺人微量的+3价元素，如硼、铟等，即可构成P型半导体，图1一4所示为在硅材料中掺入硼元素形成的P型杂质半导体材料的晶体结构。掺人的十3价硼原子在与硅原子形成共价键结构时，由于硼原子最外层只有3个价电子，因此每个硼原子只能与3个相邻的硅原子结合形成共价键结构，由于缺一个价电子不能与第4个相邻的硅原子形成共价键，这样就在该硼原子外部形成了一个空位，如果这个硼原子周围的硅晶体的共价键受激发断裂形成的自由电子被硼原子俘获，填补到该空位上就可以在硼原子外部形成4个完整的共价键结构了，此时的硼原子变成了一个不可移动的带负电的离子，而失去电子的位置上形成了一个带正电的空穴，此时整个半导体对外仍呈现电中性。参杂的浓度越高，杂质半导体材料中的空穴的浓度就越高。在P型半导体中由于掺杂提供了大量空位+4的空穴，因此空穴的浓度远高于因共价键激硼原子发断裂而产生的自由电子的浓度，因此把空+4+4+4穴称为多数载流子，简称多子，而自由电子空穴空穴的浓度仅与激发产生的自由电子的浓度有电子+3+4关，并且数量极少，称为少数载流子，简称少硼原子子。由于掺人的杂质元素可以接收自由电子形成共价键结构，因此把掺入的杂质元素称图1-4P型半导体为受主元素。2.N型半导体在本征半导体中掺人少量的十5价元素，如磷、砷等，即可构成N型半导体。图1-5所示为在硅材料中掺入少量磷元素形成的N型杂质半导体的晶体结构。掺入的十5价磷原子在与硅原子形成共价键结构时，由于磷电子原子最外层价电子数为5个，每个磷原子与+4+4周围的4个硅原子形成共价键后多出一个电磷原子子，该电子由于不受共价键的束缚成为自由+4电子，失掉一个电子的磷原子成为带正电的空穴电子离子，但是整个杂质半导体对外显示电中性。电子+4摻杂浓度越高，提供的自由电子的浓度就越一磷原子高，N型半导体材料的导电性就越好。每个杂质原子提供一个自由电子，称为施主元素。图1-5N型半导体·3·模拟电子技术…》在N型半导体中除了杂质提供的大量的自由电子外，杂质半导体本身也会由于激发而产生少量的电子一空穴对，因此自由电子的浓度远高于空穴的浓度，称为多子，而空穴称为少子。1.1.3化合物半导体由单一的硅、锗等第V主族元素构成的本征半导体也称为元素半导体，由几种元素化合而成的半导体材料称为化合物半导体，如砷化镓(GaA)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)及锑化铟(IS)等。化合物半导体材料由于在某些方面的突出特性而使其得到广泛的应用。化合物半导体材料也可以通过掺杂得到对应的杂质半导体。随着微电子技术的发展，砷化镓材料已是化合物半导体材料中应用最为广泛、相关技术最为成熟的材料。采用砷化镓材料制作的超高速集成电路和微波、毫米波单片集成电路是雷达电子对抗、高速计算机及卫星通信设备提高速度的关键电路，亦广泛用于蜂窝电话、数字个人通信、光纤通信以及航天系统等领域。采用砷化镓材料可制作半导体发光器件，如发光二极管(LED)和固体半导体激光器(LD),尤其是以砷化镓材料制作的各种发光二极管，具有耗电量小、寿命长、发热量少、反应速度快、体积小等许多优点，是当今半导体照明工程中不可或缺的一大材料分支，其相关产品已在室内及户外显示、LCD背光源、全彩显示屏、交通信号灯、汽车灯具等领域得到了广泛应用。1.2PN结及其特性通过半导体加工工艺把P型半导体与N型半导体紧密地结合在一▣起，在两种材料的接触面之间就形成了PN结。PN结及其特性1.2.1PN结的结构P型半导体掺人的杂质元素提供导电空穴，空穴带正电，每个带正电的空穴与提供该空穴的杂质离子一起对外显示电中性，如果杂质原子俘获了外来电子，复合掉了本身的空穴，则成为带负电的离子，则必然在其他位置由于失去电子而形成新的空穴，带负电的杂质离子与对应的空穴整体上对外仍然显示电中性。这里为研究问题简单起见，我们认为P型半导体材料中每个杂质原子提供了一个带正电的空穴，而自身成为带负电的离子。对于N型半导体而言，参入的杂质提供导电的自由电子，电子带负电，每个杂质原子可以提供一个自由电子，而自身由于失去一个电子而带正电，成为带正电荷的离子。掺杂形成的离子是不能移动的，但是它可以参与导电，真正起导电作用的是空穴和自由电子。当把两种不同的杂质半导体结合在一起时，在两种材料的接触面会出现什么现象呢？P型半导体内部的多子为空穴，浓度远远高于少子电子的浓度；N型半导体的多子为电子，其浓度远远高于少子空穴的浓度。当两种半导体材料结合在一起时，在接触面两侧，P型半导体中空穴的浓度远远高于N型半导体中空穴的浓度，而N型半导体中电子的浓度又远远高于P型半导体中电子的浓度。由于接触面两侧彼此的多子的浓度存在很大的差异，因此浓度高的一侧的多子会向浓度低的一侧移动，使接触面两侧的多子的浓度趋于平衡，4第1章二极管k把这种由于浓度差引起的载流子的移动称为扩散运动。图1-6所示为PN结形成开始阶段多子扩散示意图。由于扩散运动的存在，N型半导体一侧的多子电子扩散到P型半导体一侧，并与P型区的多子大量复合，P型区的空穴被复合以后只留下带负电的杂质离子；同理，P型区的空穴扩散到N型区并与N型区的电子大量复合，N型区的电子被复合掉后只留下带正电的杂质离子，把接触面两侧多子被复合后剩余的带电离子层称为耗尽层。由于杂质离子带电，将在接触面的两侧由带电离子形成一个区域电场，称为内电场，内电场的方向由N型区指向P型区。内电场的形成对多子的扩散具有阻碍作用。随着扩散的持续，两侧带电离子层越来越宽，内电场变得越来越强，电场对多子的扩散的阻碍作用越来越强，多子的扩散变得越来越困难，越来越弱。图1-7所示为PN结的结构示意图。P型耗尽层N型P型N型8ooo⊙⊕®@©oOOOO④⊕⊕④内电场E图1-6扩散运动图1-7PN结结构示意图其实，P型区和N型区都存在一定量的少子，少子的数量虽然少，但是双方的少子可以彼此移动到对方参与导电，把少子的这种移动称为漂移运动。在P型区和N型区接触之初，两边的多子浓度差大，多子扩散运动强烈，少子的漂移运动很弱，但是随着扩散的持续，内电场出现并不断加强，内电场对于P型区的少子电子及N型区的少子空穴穿越接触面有加速作用，因此，随着内电场的增强，扩散运动变得越来越弱，漂移运动却变得越来越强，最终扩散运动和漂移运动达到平衡，耗尽层不再加宽，内电场也稳定下来，把此时存在于P型半导体材料和N型半导体材料接触面之间的这样一种结构就称为PN结。它是接触面两侧多子的扩散运动与少子的漂移运动达到动态平衡的结果。PN结的发现和应用对电子技术的发展起到了巨大的、基础的作用，如果没有PN结，很难想象现在的科技发展会是一番什么样的状况！1.2.2PN结的导电性能给PN结的两侧施加不同电压，研究PN结在不同电压条件下的导电性能，并定义流过PN结的电流与PN结两侧所加电压的关系为PN结的伏安特性。根据所加电压方向的不同，PN结的伏安特性又分正向伏安特性和反向伏安特性。1.正向伏安特性给PN结外加直流电压，P型区接电源的正极，N型区接电源的负极，此时称PN结加正向电压或PN结正偏，如图1-8所示。这里取流入P型区的电流I的方向为电流的参考正方向，规定PN结上电压U的参考方向为P型区为正，N型区为负。由于外加电源的接入，P型区注入了大量的正电荷，N型区注入了大量的电子，并且由于外加直流电压UE的存在，在PN结的耗尽层的两侧建立起一个外加的电场E,,该电场与PN结的内电场E方向相反，因此内电场E必然受到外加电场E,的削弱，E的削弱则有利于PN结两侧多子的·5·模拟电子技术…》扩散，因此扩散运动加强，耗尽层被压缩变窄。当外加直流电压幅值足够高时，两侧的多子的扩散运动足够强，耗尽层被压缩到完全消失，PN结呈现导通的状态。耗尽层P型被压缩N型3oa白ococoo00ooogI/mA日日日日：⊙①①©①①25内电场E20一外电场E11510R00.20.40.60.81.0UW图1-8PN结正偏图1-9PN结正向伏安特性图1-9为硅材料PN结加正偏电压时的伏安特性示意图，从图可以看出，当外加电压幅值比较低时，PN结的导通电流几乎为零（其实此时的电流是有的，只是电流非常微弱，忽略掉了)，但是随着外加电压的增加，PN结的导通电流开始出现，并且，在此之后随着外加直流电压的增大电流急剧上升。把PN结电流近似为零的区域称为死区。PN结的正偏导通电流随外加正偏电压的变化现象与PN结内部微观结构在正偏电压作用下的变化是一致的。当正偏电压幅值较小时，PN结的耗尽层只是被压缩变薄，PN结两侧多子的扩散仍然受到内电场的阻碍，电流很小；当外加正偏电压增加到一定幅值，耗尽层几乎被压缩消失，此时扩散电流出现并上升，之后随着外电压的增大而增大；当正偏电压足够强，内部的耗尽层及内电场完全被瓦解，此时PN结两侧完全导通，外电压的增加全部转化为回路电流的增加，电流上升显著。在图1一8所示的测试电路情况下，如果在PN结导通后显著地调高外加电压U:的幅值，PN结两端的电压U并不会显著上升，而是近似为一个常数，对于硅材料PN结，该电压约为O.6~0.7V,此时，电源电压主要消耗在回路串联电阻R上。如果没有串联电阻R,给PN结直接施加较高的电压，PN结将产生很大的电流，长时间工作必然造成PN结的损坏。2.反向伏安特性和正偏电压的方向相反，P型区接直流电源的负极，N型区接直流电源正极，称PN结外加反向电压或PN结反偏。图1-10所示为PN结耗尽层反偏伏安特性测试电路。在此，仍规定流入PN结PP型被拉宽N型型区的电流方向为电流的正方向，PN结上电压的参880⊙⊙9⊕eo'oOO⊙日⊙④⊕⊕⊕④考方向仍取P型区为正，N型区为负。可以看出，此白8白日a⑧⑧®e8时外加直流电压在PN结两侧产生一个外电场E,,该日O⊙⊙⊙①①①o外电场的方向与PN结本身内电场E的方向一致，因内电场E此相当于内电场E增强，耗尽层变宽，多子的扩散运外电场E动被进一步抑制。由于PN结两侧等效的电场增强，有利于PN结两侧少子的漂移运动，因此反偏状态下R的PN结会有从N型区到P型区的漂移电流，但是由。6图1-10PN结反偏···试读结束···...

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图书名称：《电工电子技术》【作者】邱世卉【丛书名】职业教育联盟系列课程【页数】99【出版社】重庆：重庆大学出版社,2021.02【ISBN号】978-7-5689-2522-8【价格】49.80【分类】电工技术－职业教育－教材；电子技术－高等职业教育－教材【参考文献】邱世卉.电工电子技术.重庆：重庆大学出版社,2021.02.图书封面：图书目录：《电工电子技术》内容提要：本书共分两部分，第一部分为电工技术，包括电路的基本概念和基本定律、电路的基本分析方法、正弦交流电路、磁路与变压器、三相异步电动机及继电接触器控制系统、安全用电。第二部分为电子技术，包括半导体二极管及其应用、半导体三极管和放大电路、集成运算放大器及其应用、门电路和组合逻辑电路、触发器和时序逻辑电路、脉冲信号的产生、AD和DA转换。.《电工电子技术》内容试读理论部分电子产品制造业一般使用的材料可以分为两大类：生产物料和辅助物料。其中生产物料大体可以分为：电子元器件、五金件、塑料件等；辅助物料可以分为：标签、洗板水、热水管、焊锡丝等。随着科技的不断发展，电子技术与其应用领域的飞速发展，目前所用的元器件种类不断的增多，要想从事电子技术这个行业，对于从事电子行业的工程师来说，电子元器件就像人们日常食用的米饭一样，是每天都要接触和使用的。学习和掌握常用的电子元器件的性能、用途、质量判别方法，对提高电气设备的装配质量以及电子设备开发、电路设计等将起着重要的保证作用。其中电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成电路等都是电子电路中常用的器件。1.1电阻器和电位器的介绍1.1.1关于电阻器的命名与分类作为电子行业的工作者，电阻器是无人不知、无人不晓的。它的重要性毋庸置疑。人们都说“电阻器是所有电子电路中使用最多的元件”。电阻器的使用数量在整个电子设备中约占元器件总数的30%，电阻器的质量的好坏将会对电路工作的稳定性产生极大的影响。电阻器的主要作用：稳定和调节电路中的电流和电压，还可以作为分流器、分压器和负载使用。1.电阻器的命名电阻器，一般我们把它简称为电阻，通常用电气符号R表示。电阻器是在实际电路中起特定作用的元件。电阻的单位是欧姆，用字母2表示，常用单位还有千欧(k2)、兆欧(M2)等。换算关系：1k2=1032,1M2=1062。直插式电阻示意图，如图1.1所示。图11直插式电阻示意图国产电阻器的型号命名方法如下：第一部分：主称，用字母表示，表示产品的名字，如R表示电阻，W表示电位器。第二部分：材料，用字母表示，表示电阻体用什么材料组成，比如T-碳膜、什合成碳膜、S-有机实心、N无机实心、]-金属膜、Y-氮化膜、C-沉积膜、I-玻璃釉膜、X-线绕。第三部分：分类，一般用数字表示，个别类型用字母表示，表示产品属于什么类型，比如1-普通、2-普通、3-超高频、4-高阻、5-高温、6精密、7-精密、8-高压、9特殊、G-高功率、T-可调。第四部分：序号，用数字表示，表示同类产品中不同品种，以区分产品的外形尺寸和性能指标等。如图1.2RT11型普通碳膜电阻所示。第四部分：序号第三部分：特征（精密）第二部分：材料（氧化膜）第一部分：主称（电阻器）图1,2RT11型普通碳膜电阻式电阻2,电阻器的分类电阻器按结构可以分为固定电阻器和滑动可调电阻器两大类。固定电阻器：其阻值是固定的，厂商生产后就不在改变：可调电阻器的阻值：其阻值在一定范围内可以调整：如图1.3所示。图1.3固定电阻器和可调电阻器在实际开发中，我们工程师一般把固定阻值的电阻器称为“电阻”，由于材料和工艺的不同，固定电阻也可以分为：膜式电阻、实心电阻、特殊电阻、金属绕线电阻。什么是电位器呢？电阻阻值可以调节的电阻器被称为电位器，它是电阻阻值能够在一定范围内连续可调的电阻器，一般的可调电阻器有3个接头，主要应用在可调电路中。1.1.2电阻的额定功率电阻的额定功率：在规定的环境温度和湿度小，假设周围空气不流通，在长期连续负载不损坏或者不改变性能的情况下，电阻上允许消耗的最大功率。在实际使用中，为了保证安全，一般选取其额定功率在它时间电路中消耗的功率高1~2倍。额定功率分为19个等级，常用的有0.05w、0.125w、0.25w、1w、2w、3w、5w、10w,在电路图中非线绕电阻器额定功率的符号，如图1.4所示。W/423w图1.4电阻器的额定功率1.1.3电阻阻值识别与标示法gt直标法：用数字和单位符号在电阻器表面标出阻值，其允许误差直接用百分数表示，若电阻上未注偏差，则均为±20%。gt文字符号法：用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值，其允许偏差也用文字符号表示。符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字依次表示第位小数阻值和第二位小数阻值。表示允许误差的文字符号：D、F、G、J、K、M,允许偏差分别为：±0.5%、±1%、±2%、±5%、±10%、±20%gt数码法：在电阻器上用三位数码表示标称值的标志方法。数码从左到右，第一、二位为有效值，第三位为指数，即零的个数，单位为欧。偏差通常采用文字符号表示。gt色标法：用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标称阻值和允许偏差。国外电阻大部分采用色标法。黑0、棕-1、红-2、橙-3、黄-4、绿-5、蓝-6、紫-7、灰-8、白-9、金-±5%、银-士10%、无色-土20%。当电阻为四环时，最后一环必为金色或银色，前两位为有效数字，第三位为乘方数，第四位为偏差。当电阻为五环时，最后一环与前面四环距离较大。前三位为有效数字，第四位为乘方数，第五位为偏差。其中对于贴片电阻来讲，贴片电阻阻值识别方法如下：在通常的贴片电阻，电阻表面都标识数字，或用字母来表示，阻值数法如下。(1)第一、二位数代表的是电阻的实数。6···试读结束···...

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图书名称：《数字电子技术与仿真》【作者】刘海珊，李洪芹【丛书名】新工科人才培养.电气信息类应用型系列规划教材【页数】234【出版社】北京：中国铁道出版社,2021.01【ISBN号】978-7-113-27456-6【分类】数字电路-电子技术-高等学校-教材【参考文献】刘海珊，李洪芹.数字电子技术与仿真.北京：中国铁道出版社,2021.01.图书封面：图书目录：《数字电子技术与仿真》内容提要：本教材是电气信息类专业平台课，通过电子技术的基本理论和基本知识的学习，还能帮助读者为今后着手进行中大规模数字电路或数字系统的设计打下坚实的理论基础。本书内容安排采用先“逻辑”后“电路”的次序，首先讲解数制、码制和逻辑代数等基础知识，接着重点讲解组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计方法，再介绍触发器、时序逻辑电路的分析与设计、门电路与半导体存储器的电路结构、工作原理，数字电子电路及系统设计，并采用当今数字设计实验验证的新方法Proteu来描述仿真数字电路，生动形象、直观明了，易于理解。《数字电子技术与仿真》内容试读第1章逻辑代数基础☒引言本章主要介绍数制和码制的基本概念和数字电路中常用的数制和编码，并重点讨论不同数制之间的转换方法。同时介绍了二进制数的基本运算和反码、补码的定义及运算。最后讨论了各种不同的编码方式。详细介绍了逻辑代数的基本运算、基本定律和基本运算规则，然后介绍逻辑函数的表示方法及逻辑函数的代数化简法和卡诺图化简法。逻辑代数有其自身独立的规律和运算法则，而不同于普通代数。修内容结构常用的数制数制与码制不同数制之间的转换码制基本逻辑运算逻辑运算组合逻辑运算逻辑代数的基本公式和基本规则四种典型方式逻辑代数基础逻辑函数的表示方法各种表示方法之间的相互转换逻辑函数表达式的两种标准形式公式法逻辑函数的化简H卡诺图法逻辑函数表达式形式的变换学习目标通过本章内容的学习，应该能够做到：(1)熟练掌握数制和码制；(2)灵活运用逻辑代数的基本公式和运算规则；(3)学会逻辑函数的表示方法及其相互转换；(4)熟练掌握逻辑函数表达式的两种标准形式；(5)掌握逻辑函数的公式化简和卡诺图化简法，以及包含无关项的逻辑函数的化简；(6)掌握逻辑函数表达式的四种类型及相互转换。2数字电子技术与仿真1.1数制与码制电子系统中的信号可以分为两大类：模拟量和数字量。模拟量是随时间连续变化的物理量。其特点是具有连续性。表示模拟量的信号称为模拟信号，工作在模拟信号下的电子电路称为模拟电路。数字量是时间、幅值上不连续的物理量。其特点是具有离散性。表示数字量的信号称为数字信号，工作在数字信号下的电子电路称为数字电子电路。数字信号通常用数码来表示，数码可以通过数制表示数值的大小，如二进制码、十进制码和十六进制码等。用数码通过码制来表示不同的事物或事物的不同状态，码制是指不同的编码方式，如各种BCD码、循环码等。1.1.1常用的数制1.十进制数十进制是最常见、最广泛使用的一种数制，可表示数的基本数符为0~9，是以10为基数的进位计数制。进位规则是“逢十进一，借一当十”。其中位权以基数为底，数位序数为指数的幂。通常，一个整数数位为，小数数位为m的十进制数N可写成：(N)0=(K-1×10-1+K.-2X10-2+…+K1×102+K。×10°+K-1×101十…十K-mX10m)(1-1)=公(K×10)mm均为绝对值比如：(328.013)1。=3×102+2×10+8×10°+0×10-1+1×102+3×10-3小数点左起首位称整数部分位，其位权为10°=1注意：考虑到十进制数的特点，其分析过程起始位置的特殊性，此方法又称位置计数法，即从小数点处开始左右分析。一个数码的进制表示，可用数字下标来表示，如(N)2表示二进制；(N)。表示十进制；(N)g表示八进制；(N)1表示十六进制。有时也用字母作为下标，如(N)B表示二进制，B即Biary(N)D表示十进制，D即Deci-mal(N)o表示八进制，O即Octal(N)H表示十六进制，H即Hexadecimal.2.二进制数二进制数可表示数的基本数符为0或1，是以2为基数的进位计数制。进位规则是“逢二进一，借一当二”。比如，两个一位二进制数1相加时，产生高位进位1，其结果为二进制数10。第1章逻辑代数基础1+1110通常，一个整数数位为,小数数位为m的二进制数N可写成：(N)2=(B.X2-1+B。2X22+…+B:×2+B。X2°+B1X11+…十BmX1m)0=D,×2)(1-2)例如：(11011.11)2=1×24+1×23+0×22+1×21+1×2°+1×21+1×2-2=16+8+0+2+1+0.5+0.25=(27.75)10拓展知识：计算机存储器的基本存储单位是存储单元，每个单元存放一字节二进制数。存储器由许多存储单元组成，各存储单元给予编号，称为存储地址，采用若干字节二进制表示。例如：80X86CPU处理的信息以字节为单位。一字节表示8位二进制数，其数值范围是00000000~11111111，即0~255：双字节表示16位二进制数，其数值范围是00…00~11…11，即0~65535；四字节表示32位二进制数，其存储范围为0~22，约4GB:八字节表示64位二进制数，其存储范围为0~24，性能优于32位。3.十六进制数十六进制数的基数是16，可表示数符为0~9、A~F,对应的十进制数为0~15，是多位二进制数的一种简明表示形式。二进制整数从最低位（小数从最高位）起，每四位用一位十六进制数表示；若缺位，则用零补齐。例如：(110110011)B=(000110110011)B=(1B3)H(5FB.03)H=(010111111011.00000011)B(F9AD)H=(1111100110101101)B注意：目前在计算机上常用的是8位、16位和32位二进制数表示和计算，由于8位、16位和32位二进制数都可以用2位、4位和8位十六进制数表示，故在编程时用十六进制书写非常方便。不同进制数的对照表见表1-1。表1-1不同进制数的对照表十进制数二进制八进制十六进制000000000010001011020010022030011033040100044050101055060110066070111077第1章逻辑代数基础50.500021.000…整数部分为1=k-4故(0.8125)1o=(0.1101)2一个十进制数既有整数又有小数，则分别转换后相加即可。参照上述计算结果则有：(12.8125)。=(1100.1101)2若小数乘2无法使尾数为零，则可根据精度要求求出足够位数。另外，无论整数部分还是小数部分，k,的取值顺序一定不能错。2.十进制与八进制、十六进制之间的相互转换数制转换实质就是将一个数从一种进位制转化为等值的另一种进位制。比如，将十进制转换为八进制、十六进制，对于整数部分和小数部分分别采取与前述十进制转二进制相同的方法。整数部分转换除以基数8或16，得到的余数几位k,以此类推，反复将每次得到的商除以基数直到商为零，就可以得到整数部分的每一个系数。小数部分转换乘以基数8或16，所得乘积的整数部分即为k,以此类推，将每次乘以基数得到的乘积的小数部分再乘以基数，直到小数部分为零；或小数部分不为零，但已满足误差要求进行“四舍五入”为止。从而求出八进制或十六进制小数部分的每一个系数。反之，将二进制、八进制、十六进制转换为十进制，只需要按照前文所述内容按位权展开即可，求各位数值之和即可得到相应的十进制数。3.二进制与八进制之间的相互转换从表1-1中可以看到，每位八进制数均可用三位二进制数表示。故而，以小数点为界，将二进制数的整数部分从低位开始，小数部分从高位开始，每三位一组，首（尾）位不足三位的补零，然后每组三位二进制数用一位八进制数表示。例1.1将(11101.010101)2转换为八进制。(011101.010101)￥￥￥￥=(35.25)8反之，若将八进制转换为二进制，见例1.2。例1.2将(62.45)。转换为二进制。(62.45)8=(110010.100101)24.二进制与十六进制之间的相互转换由于二进制的位数比较多，不便于书写和记忆，通常可用十六进制数或者八进制数来描述二进制数。从表1-1中可以看到，每位十六进制数均可用四位二进制数表示。故而，以小数点为界，将二进制数的整数部分从低位开始，小数部分从高位开始，每四位一组，首位不足四位的补零，然后每组四位二进制数用一位十六进制数表示。6数字电子技术与仿真例1.3将(1011110.1011001)2转换为十六进制。(01011110.10110010)2=(5E.B2)H反之，若将十六进制转换为二进制，见例1.4。例1.4将(9F1C.04A)H转换为二进制。(9F1C.04A)H=(1001111100011100,000001001010)2注意：(1)二进制转换为十进制：一般直接按照公式直接展开即可。(2)十进制转换为八进制（十六进制）：一般先把十进制转换为二进制，再转换为八（十六)进制。(3)八进制（十六进制）转换为十进制：先把八（十六）进制转换为二进制，再转换为十进制。1.1.3码制1.原码、反码和补码各种数制都有原码、反码和补码之分。前面介绍的十进制数和二进制数都属于原码。二进制的反码和补码很重要，因为它们允许表达负数。在数字电子计算机中，二进制数的正负号也用0和1表示，以最高位作为符号位，正数为0,负数为1。例如：00100表示+410011表示-3(01010111)2=(+87)10符号位(11010111)2=(+87)10符号位为了简化运算电路，在数字电路中两数相减的运算是用它们的补码相加来完成的。二进制数的补码是这样定义的：最高位为符号位，正数为0，负数为1；正数的补码和它的原码相同；负数的补码为原码的数值位逐位求反，然后在最低位上加1。例如：计算(1001)2一(0101)2，根据二进制减法运算规则有：1001-01010100在采用补码运算时，首先求出(1001)2和一(0101)2的补码，即正数的补码是符号位加数值位，正数的符号位为0，数值位为正数本身；负数的符号位为1，数值位为正数逐位求反后再加1，即···试读结束···...

2023-03-01 数字电子技术基础 数字电子技术基础第六版课后答案pdf

图书名称：《电子技术》【作者】廖利华主编【丛书名】职业教育规划新教材【页数】231【出版社】成都：电子科技大学出版社,2019.12【ISBN号】978-7-5647-7525-4【价格】38.00【分类】电子技术-中等专业学校-教材【参考文献】廖利华主编.电子技术.成都：电子科技大学出版社,2019.12.图书目录：《电子技术》内容提要：本书的主要内容共分两篇：模拟电子技术篇包括二极管及其应用、晶体管及放大电路基础、常用放大器、正弦波振荡电路、直流电源、电力电子器件及应用；数字电子技术篇包括数字电路基础、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形产生与变换等。本书注重实践技能的培养和训练，内容力求少而精，理论联系实际，可作为中等职业院校电子类及相关专业的教材使用，也可供相关爱好者学习使用。《电子技术》内容试读第一章半导体元器件学习目标·了解PN结的单向导电性·掌握半导体二极管结构，电压、电流关系，主要参数，了解特殊二极管的作用·理解半导体三极管结构、放大作用、特性曲线和主要参数·了解半导体元器件查表法电子技术第一节半导体的基本知识物体根据导电能力的强弱可分为导体、半导体和绝缘体三大类。凡是容易导电的物质(如金、银、铜、铝、铁等金属物质)称为导体，不容易导电的物质（如玻璃、橡胶、塑料、陶瓷等)称为绝缘体，导电能力介于导体和绝缘体之间的物质（如硅、锗、硒等）称为半导体。半导体之所以得到广泛的应用，是因为它具有热敏性、光敏性、参杂性等特殊性能。一、本征半导体本征半导体是一种纯净的半导体晶体。常用的半导体材料是单晶硅(S)和单晶锗(Ge)。半导体硅和储都是4价元素，其原子结构如图1-1(a)、()所示。最外层是4个电子，将原子核和芯电子看成一个整体，称为惯性核，如图1-1(c)所示。惯性核带4个单位的正电荷，最外层有4个价电子，带4个单位负电荷，整个原子呈中性。电子轨道惯性核+3迈原子核价电子(a)硅原子()储原子(c)简化模型图1-1半导体的原子结构示意图本征半导体晶体结构示意图如图1-2所示。由图1-2可见，各原子间整齐而有规则地排列着，使每个原子的4个价电子不仅受所属原子核的吸引，而且还受相邻4个原子核的吸引，每一个价电子都为相邻原子核所共用，形成了稳定的共价键结构。每个原子核最外层等效有8个价电子，由于价电子不易挣脱原子核束缚而成为自由电子，所以，本征半导体导电能力较差。但是，如果能从外界获得一定的能量（如光照、温升等），有些价电子就会挣脱共价键的束缚而成为自由电子，在共价键中留下一个空位，称为“空穴”。空穴的出现使相邻原子的价电子离开它所在的共价键来填补这个空穴，同时，这个共价键又产生了一个新的空穴。这个空穴也会被相邻的价电子填补而产生新的空穴，这种电子填补原有空穴同时又产生新空穴的现象相当于带正电荷的空穴在运动，因此可以把空穴看成一种带正电荷的载流子。空穴越多，半导体的载流子数目就越多，形成的电流就越大。第一章半导体元器件由于热激发而产共价键生的自由电子+4+息盘厨整、价电子图1-2单品硅的共价键结构在本征半导体中，空穴与电子是成对出现的，称为电子一空穴对。其自由电子和空穴的数目总是相等的。本征半导体在温度升高时产生电子一空穴对的现象称为本征激发。温度越高，产生的电子一空穴对数目就越多，这就是半导体的热敏性。在半导体中存在着自由电子和空穴两种载流子，而导体中只有自由电子这一种载流子，这是半导体与导体的不同之处。二、杂质半导体在本征半导体中掺入微量的杂质元素，就会使半导体的导电性能发生显著改变。根据掺入杂质元素的性质不同，杂质半导体可分为P型半导体和N型半导体两大类。1.P型半导体P型半导体是在本征半导体硅（或储）中掺人微量的3价元素（如硼(B)、铟(I)、铝(A)等)而形成的。因杂质原子只有3个价电子，它与周围的硅原子组成共价键时，缺少1个电子，所以在晶体中便产生了一个空穴，当相邻共价键上的电子受热激发并获得能量时，就有可能填补这个空穴，使硼原子成为不能移动的负离子，而原来硅原子的共价键因缺少了一个电子，便形成了空穴，使得整个半导体仍呈中性，如图1-3所示。在P型半导体中，原来的晶体仍会产生电子一空穴对，由于杂质的参入，使得空穴数目远大于自由电子数目，成为多数载流子（简称多子），而自由电子则为少数载流子（简称少子)。因而P型半导体以空穴导电为主。2.N型半导体N型半导体是在本征半导体硅中掺人微量的5价元素（如磷(P)、砷(A)、锑(S)等)而形成的，杂质原子有5个价电子与周围硅原子结合成共价键时，多出1个价电子，这个多余的价电子易成为自由电子，如图1-4所示。在N型半导体中，同P型半导体一样，原来的品体仍会产生电子一空穴对，由于杂质的摻入，使得自由电子数目远大于空穴数目，成为多数载流子，而空穴则为少数载流电子技术子。因而N型半导体以自由电子导电为主。综上所述，在掺入杂质后，载流子的数目都有相当程度的增加。因而对半导体参杂是改变半导体导电性能的有效方法。空穴自由●●●●原子●蘭事44●图1-3P型半导体的共价键结构图1-4N型半导体的共价键结构三、PN结的形成及特性1.PN结的形成在同一块半导体基片的两边分别形成N型和P型半导体，它们的交界面附近会形成一个很薄的空间电荷区，称为PN结。PN结的形成过程如图1-5所示。P呕N区P空贵区一N0.0.0。⊙。9999Q0。⊙。®⊙⊙⊙●a0o。99o⊙O包旦●●●Q0.9.9⊙Q9●●●扩散运动方向内电场(a)多子扩散示意图)PN结的形成图1-5PN结的形成由图1-5(a)可见，界面两边明显存在着载流子的浓度差，N区的多子（电子）必然向P区扩散，并与界面附近P区的空穴复合，在N区留下一层不能移动的正电荷离子。同样，P区的多子（空穴）也会向N区扩散，并与界面附近的N区电子复合而消失，在P区留下一层不能移动的负电荷离子。扩散的结果使界面出现了空间电荷区，如图1-5()所示。空间电荷区形成了一个由N区指向P区的内电场。内电场的存在阻碍了扩散运动，但却使P区少子（电子）向N区漂移，N区的少子（空穴）向P区漂移。多子的扩散运动使空间电荷区加厚，而少子的漂移运动使空间电荷区变薄。当扩散与漂移达到动态平衡时，便形成了一定厚度的空间电荷区，称为P、结。由于空间电荷区缺少能移动的载流第一章半导体元器件子，故又称PN结为耗尽层或阻挡层。2.PN结的单向导电性(1)PN结正向偏置一导通。给PN结加上电压，使电压的正极接P区，负极接N区（即正向连接或正向偏置），如图1-6()所示。由于PN结是高阻区，而P区与N区电阻很小，所以外加电压几乎全部落在PN结上。由图1-6(a)可见，外电场将推动P区多子（空穴）向右扩散，与原空间电荷区的负离子中和，推动N区的多子（电子）向左扩散与原空间电荷区的正离子中和，使空间电荷区变薄，打破了原来的动态平衡。同时电源不断地向P区补充正电荷，向N区补充负电荷，其结果是使电路中形成较大的正向电流，由P区流向N区。这时PN结对外呈现较小的阻值，处于正向导通状态。(2)PN结反向偏置一截止。将PN结按图1-6()所示方式连接（称PN结反向偏置），外电场方向与内电场方向一致，它将N区的多子（电子）从PN结附近拉走，将P区的多子（空穴）从PN结附近拉走，使PN结变厚，呈现出很大的阻值，且打破了原来的动态平衡，使漂移运动增强。由于漂移运动是少子运动，所以漂移电流很小；若忽略漂移电流，则可以认为PN结截止。结变窄结变窄内电场方向内电场方向外电场方向外电场方向正向电流（很大）正向电流（很小(a)正向连接)反向连接图1-6PN结的单向导电性综上所述，PN结正向偏置时，正向电流很大；PN结反向偏置时，反向电流很小，这就是PN结的单向导电性。第二节半导体二极管一、半导体二极管的结构1.结构和符号半导体二极管又称晶体二极管，简称二极管。二极管按其结构的不同可以分为点接触电子技术型和面接触型两类点接触型二极管的结构，如图1-7()所示。这类管子的PN结面积和极间电容均很小，不能承受高的反向电压和大电流，因而适用于制作高频检波和脉冲数字电路里的开关元件，以及作为小电流的整流管。面接触型二极管也称面结型二极管，其结构如图1-7()所示。这种二极管的PN结面积大，可承受较大的电流，其极间电容大，因而适用于整流，而不适用于高频电路中。图1-7（©）所示是硅工艺平面型二极管的结构图，是集成电路中常见的一种二极管。二极管的图形符号如图1-7(d)所示。阳极铝合金小球引线八结阳极阴极N型锗片引线引线阳极金锑引线N共合金:D负极金属触丝外壳底座阴极P型支持衬底引线(a)点接触型二极管)面接触型二极管(c)集成电路中的平面型二极管(d图形符号图1-7半导体二极管的结构及符号2.类型二极管根据外形、结构、材料、功率和用途可分成各种类型，按国标GB249一74的规定，国产二极管的型号命名方法见附录A。二、半导体二极管的特性1.伏安特性根据制造材料的不同，二极管可分为硅、锗两大类。其伏安特性也相应地分为两类。图1-8()所示为硅二极管的伏安特性；图1-8()所示为锗二极管的伏安特性。现以图1-8(a)所示的硅二极管为例来分析二极管的伏安特性。(1)正向特性。OA段称为“死区”。在这一区间，正向电压增加时正向电流增加甚微，近似为零。这是由于正向电压较小时，外电场不足以克服PN结内电场对多子扩散运动的阻碍作用，只有极少数多子能越过PN结形成电流的缘故。在该区，二极管呈现出很大的正向电阻，对外不导通。A点所对应的电压被称为门槛电压（或死区电压），记作V:,其大小随二极管材料和温度的不同而不同，一般硅管约为0.5V,锗管约为0.2V。AB段称为正向导通区。随着外加电压的持续增大，外电场削弱了内电场对多子的阻碍作用，正向电流开始增大。在这一区间，正向电流变化范围相当大，但二极管两端电压的变化却很小。换句话说，在该区间，正向电压已大大削弱了内电场对多子的阻碍作用，多子在外电场作用下大量通过PN结。当正向电压从0.6V增加到0.8V时，电流急剧增···试读结束···...

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图书名称：《电子技术及其应用》【作者】钟晓强，李雄杰主编；董晓红，董晓利副主编【丛书名】高等职业教育“互联网+”创新型系列教材【出版社】北京：机械工业出版社,2022.08【ISBN号】978-7-111-70612-0【价格】49.80【分类】电子技术-高等职业教育-教材【参考文献】钟晓强，李雄杰主编；董晓红，董晓利副主编.电子技术及其应用.北京：机械工业出版社,2022.08.图书封面：图书目录：《电子技术及其应用》内容提要：本书根据高等职业技术教育特点编写，内容包括二极管及其应用、晶体管及其应用、场效应晶体管及其应用、模拟集成电路及其应用、逻辑门及其应用、触发器及其应用和数字集成电路及其应用。本书突出电子技术的应用，理论简明扼要，重视实践，亦教材亦工作手册。本书各章配有实践操作、复习思考题、习题及自测题，便于学生学习、巩固与提高。本书可作为高等职业教育院校电子信息类、机电类和计算机类等专业的电子技术课程教材，也可作为开放大学、成人教育、自学考试、中职学校及培训班的教材。《电子技术及其应用》内容试读绪论1.电子技术历史回顾1879年，闻名世界的大发明家爱迪生(T.Edior)发明了白炽灯。在这个过程中，爱迪生还发现了一个奇特的现象：碳丝加热后会散发出电子云，后人称之为爱迪生效应。1904年，英国科学家弗莱明(J.Flemig)在真空中加热的灯丝前加了一块板极，从而发明了真空二极管，可以利用它给电流整流。1906年，美国发明家德·福雷斯特(DeForet)在真空二极管的灯丝和板极之间巧妙地加了一个栅板，从而发明了真空三极管，它集检波、放大和振荡三种功能于一体。真空三极管最早用于无线通信，从而推动了无线电电子学的蓬勃发展，就连飞机、雷达、火箭的发明及它们的进一步发展，也有真空三极管的一份功劳。但是，真空三极管十分笨重，其能耗大、寿命短、噪声大，制造工艺也十分复杂。1947年，美国物理学家肖克利(W.Shockley)、巴丁(J.Bardee)和布拉顿(W.Brattai)三人合作发明了晶体管。晶体管的发明是电子技术史中具有划时代意义的伟大事件，它开创了一个崭新的时代一固体电子技术时代。他们三人共同获得1956年诺贝尔物理学奖20世纪60年代，随着电子技术应用的不断推广，电子设备中应用的电子器件越来越多。为确保设备的可靠性，减小其重量和缩小其体积，人们迫切需要在电子技术领域来一次新的突破。在冷战时期激烈的军备竞赛的刺激下，在已有晶体管技术的基础上，一种新兴技术诞生了，那就是集成电路。集成电路是在一块几平方毫米的半导体晶片上将成千上万的晶体管、电阻、电容及连接线制作在一起。集成电路技术的发展历史主要经历了六个阶段。1)1962年，制造出包含12个晶体管的小规模集成电路(Small-ScaleItegratio,SSI)。2)1966年，发展到集成度为100~1000个晶体管的中规模集成电路(Medium-ScaleI-tegratio,MSI)。3)1967~1973年，研制出包含1000~10万个晶体管的大规模集成电路(Large-ScaleItegratio,LSI)。4)1977年，研制出在30mm2的硅晶片上集成15万个晶体管的超大规模集成电路(VeryLarge-ScaleItegratio,VLSI),这是电子技术的第四次重大突破，从此真正迈人了微电子时代。5)1993年，随着集成了1000万个晶体管的16MBFLASH(闪存)和256MBDRAM(动态随机存储器)的研制成功，进入了特大规模集成电路(UltraLarge-ScaleItegratio,ULSI)时代。6)1994年，由于集成1亿个器件的1GBDRAM的研制成功，标志着进入巨大规模集成电路(GigaScaleItegratio,GSI)时代。1电子技术及其应用人类进入21世纪，以集成电路为核心的微电子技术飞速发展。微电子技术包括半导体器件物理、集成电路系统设计与工艺、高密度电子组装和纳米电子等一系列微型化技术。微电子技术的特点是体积小、重量轻、可靠性高和工作速度快。微电子技术促进了信息产业(计算机、现代通信、网络等)的飞速发展，使数字电视、互联网、物联网、云计算、机器人和智能手机就在人们身边。另外，电子技术与光技术相结合，形成了光电子技术，涉及光纤通信、光电显示、半导体照明、光盘存储和激光器等多个应用领域，是信息和通信产业的核心技术。2.电子技术的应用人类已经进入了21世纪，电子技术的应用也越来越广泛，现在还找不出哪一门学科和哪一个行业与电子技术无缘。在家庭，电视机、智能手机、数码相机、计算机和电话机就属于电子产品，空调器、电冰箱、洗衣机及各式各样的小家电也都离不开电子技术。在实验室，万用表、稳压电源、示波器、信号发生器、扫频仪及毫伏表等各种仪表和仪器都离不开电子技术。在机械制造业，电子技术应用于数控机床，电机驱动，压力检测及振动、冲击和位移的检测，转速测量和吊车控制等。在电力行业，电子技术用于电流检测、电能检测、电网频率检测、超负荷控制、过电压和过电流的检测与保护等。在石油化工行业，电子技术用于液体温度和液体压力的检测，溶液电导值检测、浓度检测，C卡智能煤气表和防爆光电控制等。在矿山煤炭行业，电子技术用于物料称重、料位控制、带式输送机失速保护、交流电动机自动换向及遥控爆破等。在纺织行业，电子技术用于断线检测、织机节电、织机保护、棉花水分检测、单片机测温测湿和张力控制等。在交通运输行业，电子技术用于红绿灯控制、停车泊位检测、停车库调度、机动车信号灯故障监测和油箱液位检测等。在汽车行业，电子技术用于发动机控制、底盘控制、车身控制（安全气囊、遥控门锁、电动座椅等)、后座娱乐系统和汽车信息系统。在农牧业方面，电子技术用于土壤温度和湿度检测、空气流检测、农用设备防盗报警、电围栏控制、温室恒温控制和鱼塘加氧控制等。在智能建筑方面，电子技术用于防盗监控、防火探测报警、可视门铃、背景音响、电缆电视、电梯控制和卷闸门控制等。在航空航天领域，卫星发射、宇宙飞船都离不开电子技术，如航空航天通信系统、导航系统、显示系统和飞行控制系统。在地质学方面，电子技术用于遥感探测，对地面、海面、地下和水下的资源及外貌和其他特性进行探测。在生物学方面，生物电子学包括生物信息检测、生物信息处理、生物系统建模和仿真、生物分子电子学、生物医学仪器等。在医学方面，电子技术用于诊、断、治三个方面，如CT(计算机断层扫描)技术、磁442···试读结束···...

2023-03-01

图书名称：《数字电子技术基础》【作者】宋薇，赵铎，张文都主编【页数】277【出版社】武汉：华中科学技术大学出版社,2022.01【ISBN号】978-7-5680-7853-5【价格】54.00【分类】数字电路-电子技术-教材【参考文献】宋薇，赵铎，张文都主编.数字电子技术基础.武汉：华中科学技术大学出版社,2022.01.图书封面：图书目录：《数字电子技术基础》内容提要：本书以理论够用、实用为主、注重实践的教学思想而编写，着重介绍数字电路的新理论、新技术、新器件，对数字电路的常用集成电路作了比较详细的介绍。本书主要内容包括:门电路应用设计、可编程逻辑器件应用设计、数字集成电路使用基础、编码器与译码器、数据选择器、数据分配器、数字比较器、加法器、触发器、寄存器、计数器、555定时器应用、数模及模数转换、存储器与可编程逻辑器件和数字系统综合设计。书中给出了大量的例题、习题和主要习题的参考答案，便于学生自学。《数字电子技术基础》内容试读到得模块1数字逻辑基础《学习目标(1)了解数字集成电路的命名方法；(2)了解逻辑函数的意义，能进行逻辑函数的化简；(3)了解组合逻辑电路的设计流程，能进行简单应用电路的设计；(4)掌握数字集成电路的识别方法，(5)掌握仿真测试集成电路逻辑功能的方法，进而掌握实际数字集成电路的测试方法；(6)掌握如何选用数字集成电路芯片，能按照逻辑电路图搭建实际电路；(7)能使用仿真软件进行应用电路的设计。《数字电子技术基础《学习任务1数字逻辑基础概述随着数字电子技术的快速发展，数字通信系统、高清晰数字电视、数字视听设备、数控机床等越来越多的数字化产品进入我们工作和生活的各个领域，让我们的生产、生活以及思维方式悄悄地发生着变革。那么，数字电子技术究竟是一门怎样的技术呢？为什么它能在近几十年取得如此瞩目的变化？现在就让我们一起探索其中的奥秘吧！一、模拟信号和数字信号自然界中存在各种各样的物理量，从变化规律来看，大致可以分为模拟量和数字量两大类。模拟量具有时间上连续变化、值域内任意取值的特点，如温度、速度、压力、交流电压等就是典型的模拟量；数字量具有时间上离散变化、数值也离散取值的特点，如机床上记录零件个数的计数信号就是典型的数字量。在电子设备中，无论是数字量还是模拟量都是以电信号的形式出现的。用于表示模拟量的电信号称为模拟信号，如图1-1()所示，模拟信号不易于进行存储、处理和传输。用于表示数字量的电信号称为数字信号，如图1-1()所示。(a)模拟信号6)数字信号图1-1模拟信号和数字信号数字信号在时间上和数值上均是离散的，常用数字0和1表示，这里的0和1是一种符号，称为逻辑0和逻辑1，用来表示客观世界中相互关联又相互对立的两种状态，如高低、真假、开关等，因而称之为二值数字逻辑，简称数字逻辑。数字逻辑在电路上可以很方便地通过电子器件的开关特性来实现，也就是用高、低电平分别表示逻辑1和逻辑0两种状态。表1-1所示为电压与逻辑电平的对照关系。表1-1电压与逻辑电平的对照关系电压二值逻辑逻辑电平+5V1H(高电平)oV0L(低电平)表1-1中用“1”表示高电平，用“0”表示低电平，这是一种正逻辑：反之，则称为负逻辑。除特别说明外，本书都是采用正逻辑表示方法。图1-2所示为信号11010100的数字波形，即数字信11111011101110101号用逻辑电平对时间的图形表示，一般都画成理想波形表示高低电平所经历的时间，其中1和0每位数据占用图1-2数字信号的传输波形的最小时间为位时间，我们常说的比特率就是每秒钟所模块1数字逻辑基础。传输的数据位数，也称为数据率。数字信号是一种脉冲信号，理想的脉冲波形的突变部分是瞬时的，不占用时间，如图1-2所示的方波信号。但在实际波形中，脉冲电压从零值跃变到最大值时或从最大值跃变到零值时都需要经过一定的时间。如图1-3所示，从脉冲幅值的10%到90%所经历的时间称为脉冲波形的上升时间(t,),从脉冲幅值的90%下降到10%所经历的时间称为脉冲波形的下降时间(t)。把脉冲幅值的50%的两个时间点之间的部分称为脉冲宽度(tw),它表示脉冲持续的时间，它占整个周期的百分比就称为占空比(g),q(%)=二×100%。占空比是一个常用参数，显然，图1-3所示的方波信号的占空比为50%。0.9U0.5U.0.1Um图13实际的脉冲波形二、数字电路工作于数字信号下的电路称为数字电路，它可以实现数字信号的变换、处理和传输。由于数字信号的离散特性，所以数字电路中的二极管、三极管以及由它们组成的集成电路主要工作在开关状态，因此我们更多关注的是它们工作的饱和区和截止区，而放大区只是其过渡状态。如果把数字电路的基本单元逻辑门电路集成在一块半导体芯片上，就构成了数字集成电路，这也是当前应用的主流形式，它从20世纪60年代的小规模集成电路，发展到现在的中规模、大规模、超大规模、甚大规模集成电路，集成度不断提高，在工业自动化、通信系统等领域得到广泛应用。表1-2为从集成度角度对数字集成电路进行的分类。表1-2从集成度角度对数字集成电路进行的分类分类集成度（门的个数）典型集成电路小规模集成电路最多12个逻辑门、触发器中规模集成电路1299计数器、加法器大规模集成电路1009999小型存储器、门阵列超大规模集成电路10000~99999大型存储器、微处理器甚大规模集成电路105以上可编程逻辑器件、多功能专用集成电路另外，如果按照半导体材料、结构和生产工艺还可以把数字集成电路分为TTL型和CMOS型器件，特别是CMOS工艺的发展，使得CMOS型集成电路具有更低的功耗、更高的集成度和工作速度，而且抗干扰能力强，目前逐渐在应用中占据了主导地位。3。数字电子技术基础三、数字电路的特点数字电路在信号的存储、处理和传输上比模拟电路具有更大的优势：(1)数字技术能够完成许多复杂的信号处理工作。数字电路主要对用0和1表示的数字信号进行运算和处理，只要能可靠地区分0和1这两种状态就可以正常工作，易于完成复杂信号的处理工作。(2)数字电路不仅能够完成算术运算，而且能够完成逻辑运算，具有逻辑推理和逻辑判断的能力，因此其也被称为数字逻辑电路或逻辑电路，这在控制系统中非常重要。(3)由数字电路组成的数字系统，抗干扰能力强，可靠性高，精确性和稳定性好，还原度高，便于使用、维护和进行故障诊断，容易完成实时处理任务。(4)高速度，低功耗，可编程。现代化的生产工艺使得数字器件的工作速度越来越快，而功耗却可以越来越低，超大规模集成芯片的功耗甚至可以达到毫瓦级。另外，可编程器件的使用可以让用户根据自己的需要来定制芯片，提高了电路设计的灵活性，并大大缩短了研发周期。但数字电路也有自身的局限性，自然界中大多数物理量都是模拟量，数字技术不能直接处理模拟信号，也不能直接使用处理后的数字信号，必须经过模/数和数/模转换器把模拟信号和数字信号进行相互转换，所以实际的电子系统通常都是模拟电路和数字电路的结合体，在发展数字电子技术的同时也要重视模拟电子技术的发展。《学习任务2数制及二进制代码一、进位计数制人们在日常生活中经常使用十进制数来计数，即把0~9十个数码中的一个或几个按照一定的规律排列起来表达物体数量的多少。像这种多位数码的特定构成方式及从低位到高位的进位规则就称为进位计数制，简称数制。除了常用的十进制数，在计算机这样的数字系统中，广泛采用的还有二进制数、十六进制数等表示方式。1.十进制十进制是用0,1,2，·，9十个不同的数码按一定的规律排成序列计数。数码的个数称作基数，十进制就是以10为基数的计数体制。当数码处于数字序列的不同位置时，它所表示的数值也不同。例如，十进制数108.2可写成(108.2)=1×102+0×101+8×10°+2×10-1一般十进制数用下标“D”或“10”来表示。左边是最高位，右边是最低位，各位的数值就是这一位的数码乘上处于这位的固定常数，如最高位的数值就是这一位的数码1乘上处于这一位的固定常数102，这里的固定常数称为“权”。102、101、10°分别为百、十、个位的权值，小数点右边的权值以10的负幕表示，相邻两位的权值正好相差基数的10位倍，位即遵循逢4模块1数字逻辑基础十进一的进位规则。因此，可以这样表示任意一个十进制数：(N)D=∑K:×10式中，K,为基数10的第i次幂的系数，它可以是0一9中的任意一个数字。综上所述，十进制数的基本特点是：(1)采用0,1,2，·，9这十个不同的数码来计数，基数为10。(2)计数规律是“逢十进一”或“借一当十”。由于十进制数需要表示十个数码，用数字电路实现很复杂且不经济，因此数字电路中一般不直接采用十进制。2.二进制二进制数与十进制数的排序规律相似，区别仅在于基数不同。仿照十进制的描述，可知二进制数的基本特点是：(1)采用0和1两个数码来计数，基数为2。(2)计数规律是“逢二进一”，即1十1=10（读作“壹零”）。任意一个二进制数可表示为(N)B=∑K:X2式中，二进制数用下标“B”或“2”来表示，K,为0或1。根据此式可以方便地把二进制数转换为十进制数。例1.2.1(1001)B=1×23+0×22+1×21+1×2°=(11)D(1001.1)B=1×23+0×22+0×21+1×2°+1×2-1=(9.5)D二进制的运算规则有：加法0+0=00+1=11+0=11+1=10乘法0×0=00×1=01×0=01×1=1二进制比较简单，只有0和1两个数码，在数字电路中能通过三极管的饱和与截止、电平的高与低等方便地表示两种状态，只要规定其中一种状态为“1”，另一种状态为“0”，就可以用来表示二进制数，而且二进制的运算简单，所以二进制在数字电路中被广泛应用。3.十六进制用二进制表示数时位数很多，不便于书写和记忆，为了便于描述二进制数，通常采用易于转换的十六进制数。十六进制数的基本特点是：(1)采用0~9和A(10)、B(11)、C(12)、D(13)、E(14)、F(15)共16个数码，基数为16。(2)计数规律是“逢十六进一”。任意一个十六进制数可表示为(N)H=∑K,X16式中，十六进制数用下标“H”或“16”来表示，K,为0~9和A~F中的任一数字。二、不同数制之间的转换出于习惯，人们通常采用十进制数计数，但数字系统内部运算都按二进制来进行，因此5《数字电子技术基础必须知道这几种数制间的相互转换关系。1.其他进制数转换成十进制数根据二进制数、十六进制数的位权展开式展开相加，可以很方便地将一个数转换成十进制数。例1.2.2(1011001.001)B=25×1+2×0+24×1+23×1+22×0+21×0+2°×1+2-1×0+2-2×0+2-3×1=64+0+16+8+0+0+1+0+0+0.125=(89.125)D(4EA)H=4×162+14×161+10×16°=(1258)D2.十进制数转换成其他进制数将十进制数转换成其他进制数时要对整数部分和小数部分分开转换。整数部分采用连除基数取余，再将余数逆序排列得到转换数据的整数部分；小数部分则采用连乘基数取整，再将整数顺序排列得到转换数据的小数部分。下面以十进制数转换为二进制数为例来说明转换的过程。例1.2.3将十进制数25.625转换成二进制数。解整数部分的转换过程如下：余数225……1最低位12…026…03…1214…1最高位0小数部分的转换过程如下：整数0.626×2=1.25…1最高位0.25×2=0.5**…00.5×2=1…1最低位所以(25.625)=(11001.101)B3.二进制数与十六进制数的相互转换因为24=16，所以4位二进制数共有16种组合状态，可以分别用来表示十六进制的16个数码。这样，二进制数转换为十六进制数时，每4位二进制数对应转换成1位十六进制数。整数部分从小数点往左每4位一组，最高位组若不够四位则补0；小数部分从小数点往右每4位一组，最后一组不够四位也补0。将十六进制数转换成二进制数，只要把每1位十六进制数转换成对应的4位二进制数即可。例1.2.4(011010101111.0010)B=(6AF.2)H(A7E)H=(101001111110)B6···试读结束···...

2023-03-01 宋薇是哪部作品中的人物 宋微宋作品

图书名称：《数字电子技术》【作者】宋静，钱萌，董小明主编【页数】249【出版社】吉林科学技术出版社有限责任公司,2022.03【ISBN号】978-7-5578-8176-4【价格】79.00【分类】数字电路-电子技术-高等学校-教材【参考文献】宋静，钱萌，董小明主编.数字电子技术.吉林科学技术出版社有限责任公司,2022.03.图书封面：图书目录：《数字电子技术》内容提要：“数字电子技术”是高等院校计算机、电子、通信、电气及控制等工科专业的一门重要专业基础课，是计算机组成原理、微机原理与接口技术、单片机原理与应用等计算机硬件相关主干课程的先导课程。课程的主要目的是通过数字逻辑理论和基本数字电路结构及原理的介绍，让学生熟悉数字电路的分析和设计方法，为计算机、嵌入式系统、工业控制系统等各种数字电路系统的分析和设计打下坚实的基础。本书内容包括数字电路概述、逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、锁存器和触发器、时序逻辑电路、半导体存储器和可编程逻辑器件、脉冲波形的变换与产生、硬件描述语言与数字系统设计概述等。《数字电子技术》内容试读第1章数字电路概论的经中中差4市出数提殊据清器装出，形志时，瓶马雨器面和本章要点：·数字电路的分类中第原领联径西，仓甲的伊园的处(。数字电路的特点03门第中5四项。模拟信号与数字信号一。20020灯，0人预图为单@。BCD码、余3码与格雷码立农状伏匠，处料得衣分最大亦中爱(科学导读：英农的瓶申出集摩尔定律摩尔定律是英特尔创始人之一戈登·摩尔的经验之谈，其核心内容为集成电路上可以容纳的晶体管数目大约每经过18个月便会增加一倍。1965年，戈登·摩尔在准备一个关于计算机存储器发展趋势的报告时整理了一份观察资料，在他开始绘制数据时，发现了一个惊人的趋势。每个新的芯片大体上包含其前任两倍的容量，每个芯片产生的时间都是在前一个芯片产生后的18~24个月内，如果这个趋势继续，计算能力相对于时间周期将呈指数式的上升。人们还发现这不仅适用于对存储器芯片的描述，还精确地说明了处理机能力和磁盘驱动器存储容量的发展。该定律成为许多工业对于性能预测的基础。“摩尔定律”归纳了信息技术进步的速度。在摩尔定律应用的50多年里，计算机从神秘不可近的庞然大物变成多数人都不可或缺的工具，信息技术由实验室进入无数个普通家庭。但随着芯片集成度的逐渐增大以及目前电路硅材料的局限性，想要继续维持摩尔定律变得越来越困难，各领域科学家以及产业分析师都预测到摩尔定律的失效。世界上的万事万物都存在普遍联系，又处在永恒发展当中。科学工作者应该善于在研究实践中观察事物，分析事物的具体联系，确立整体性、开放性的观念，总结出一定的规律，从而让研究工作变得更加有效率。同时应该认识到任何规律都只能在一定时期内有效，新的规律必定代替老的规律，但也要认识到，老规律中包含着合理的要素，这样才能更好地认识世界，改造世界，让人与世界和谐共存、共同发展。31川数字电子技术1.1数字电路1.1.1数字电路的分类及特点1.数字电路的分类测器由空造章上留(1)按电路逻辑功能分，可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。①组合逻辑电路：输出只与当时的输入有关，与电路原来的状态没有关系。例如，编码器、译码器、加法器、比较器、数据选择器。②时序逻辑电路：输出不仅与当时的输入有关，还与电路原来的状态有关。例如，触发器、计数器、寄存器。(2)按电路所用的器件分，可分为双极型电路和单极型电路。①双极型电路：TTL、ECL。②单极型电路：NMOS、PMOS、CMOS。(3)按电路有无集成元器件分，可分为分立元件数字电路和集成数字电路。集成电路的分类如表1-1所示。表1-1集成电路的分类:厨昆学图集成电路分类集成度电路规模与范围小规模集成电路(SSI)110门/片或逻辑单元电路10100个元件/片包括：逻辑门电路、集成触发器10~100门/片或逻辑部件中规模集成电路(MSI)100~1000个元件/片包括：计数器、译码器、编码器、数据选择器寄存器、算术运算器、比较器、转换电路等100~1000门/片或大规模集成电路(LSI)1000~100000个元件/数字逻辑系统片包括：中央控制器、存储器、各种接口电路等超大规模集成电路(VLSI)大于1000门/片或高集成度的数字逻辑系统大于10万个元件/片例如，各种型号的单片机2.数字电路的特点的峰材损器中随目是大数衡的边您课片法作圆团数字电路处理的信号包括反映数值大小的数字量信号和反映事物因果关系的逻辑量信号，它们是在时间上和数值上都不连续变化的离散信号，在数字电路中用高、低电平表示，在运算中则用“0”和“1”来表示，因此数字电路具有以下特点：(1)数字电路所研究的问题是输入的高、低电平与输出的高、低电平之间的因果关系，称为逻辑关系。型同机，共麻界出人，见出，限出两好班被要对水料2第1章数字电路概论川(2)研究数字电路逻辑关系的主要工具是逻辑代数。在数字电路中，输人信号也称为输入变量，输出信号称为输出变量，个也称逻辑函数，它们均为二值量，非“0”即“1”。逻辑函数为二值函数，逻辑代数概括了二值函数的表示方式、运算规律及变换规律。(3)因为数字电路的输入和输出变量都只有两种状态，所以组成数字电路的半导体器件绝大多数工作在开关状态。当它们导通时相当于开关闭合，当它们截止时相当于开关断开。(4)数字电路不仅可以对信号进行算术运算，还能够进行逻辑判断，即具有一定的逻辑运算能力，这就使它能在数字计算机、数字控制、数据采集和处理及数字通信等领域中获得广泛的应用。(5)因为数字电路的主要研究对象是电路的输入和输出之间的逻辑关系，所以数字电路也称为逻辑电路。它的一套分析方法也与模拟电路不同，采用的是逻辑代数、真值表、卡诺图、特性方程、状态转换图和时序波形图等。1.1.2数字电路的发展及应用1.数字电路的发展数字电路的发展与模拟电路一样，经历了电子管、半导体分立器件到集成电路的过程。1854年，英国数学家乔治布尔在他的论文《思维规律的研究》中提出数字式电子系统中的信息用二元数“比特”表示，比特可以被认为是“0”或者“1”两个常量中的一个，这种只有两个数字元素的运算系统被称为二元系统，这个理论以用二元数“1”表示真，以“0”表示伪的概念为基础。直到香农根据布尔代数提出了开关理论，布尔的理论才找到实际的应用。1906年，美国的LeeDeForet发明了电子管。在这之前造出数字电子计算机是不可能的。这为电子计算机的发展奠定了基础。1935年，IBM推出IBM601机，这是一台能在一秒内算出乘法的穿孔卡片计算机。1939年11月，美国的JohV.Ataaoff和他的学生CliffordBerry完成了一台16位的加法器，这是第一台真空管计算机。1939年，Zue和Schreyer开始在他们的Z1计算机的基础上发展Z2计算机，并用继电器改进它的存储和计算单元。1940年，Schreyer利用真空管完成了一个10位的加法器，并使用了氖灯做存储装置。1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，有了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。实际上数字系统的历史可追溯到17世纪，1624年BlaiePacal设计了一台机械的数值加法器，1671年德国数学家GorgeBoole发明了一台可进行乘法与除法的机器。但在这之前的计算机都是基于机械运行方式，即使有个别产品开始引进一些电学内容，也都是从属于机械的，还没有进人计3川数字电子技术算机的灵活逻辑运算领域。醇，（具工是层关摩空爱突福(1958年，美国德克萨斯公司制成了第一个半导体集成电路，这是在电子设计方法上变革的开始。从20世纪60年代开始，数字集成器件以双极型工艺制成了小规模逻辑器件。随后发展到中规模逻辑器件。20世纪70年代末，微处理器的出现使数字模拟电路的性能产生了质的飞跃。数字集成器件所用的材料以硅材料为主，在高速电路中，也使用化合物半导体材料，如砷化镓等。逻辑门是数字电路中一种重要的逻辑单元电路。TTL逻辑门电路问世较早，其工艺经过不断改进，至今仍为主要的基本逻辑器件之一。随着CMOS工艺的发展，TTL的主导地位受到了动摇，有被CMOS器件取代的趋势近年来，可编程逻辑器件PLD特别是现场可编程门阵列FPGA的飞速进步，使数字电子技术开创了新局面，不但规模大，而且将硬件与软件相结合，使器件的功能更加完善，使用更灵活。2.数字电路的应用数字电路有很广泛的应用，这也是数字设计重要性的体现。数字电路与数字电子技术广泛应用于电视、雷达、通信、电子计算机、自动控制、航天等科学技术领域。其典型应用如下：(1)数字照相机。传统的模拟相机是用卤化银感光胶片记录影像，胶片成像过程需要严格的加工工艺和技术，而且胶片不容易保存和传输。数字相机是将影像的光信号转化为数字信号，以像素阵列的形式进行存储。存储的信息包括色彩、光强和位置等。例如，640*480的像素阵列中，每个像素的红、绿、蓝三原色均是八位，则该阵列的数据超过700万。如果用jg图像格式进行压缩处理，数据量只为原来的5%，便于进行网络的远距离传输。随着计算机处理照片技术的推广、外置大容量储存器的普及、激光数字冲放设备的广泛应用，数字相机取代了模拟相机。(2)视频记录设备。VCD和DVD普及之前，视频信息主要以记录模拟信号的磁带为主，录像带的携带和储存都不方便。VCD利用MPEG1压缩方式，以数字信号记录图像和声音，它可以在直径12cm的光盘上记录74mi的影音信息。(3)数控技术。数控技术，英文名称NumericalCotrol(简称NC),即采用电脑程序控制机器的方法，按工作人员事先编好的程式对机械零件进行加工的过程。(4)交通控制系统。交通控制系统也是数字技术应用的典型范例。交通灯是1920年问世的，早期的交通灯是用机电定时器控制的，后来用继电器和开关构成的控制器根据道路上传感检测的信号进行控制。现在的交通灯由计算机控制，可以将检测系统检测到的车辆流量信息送到系统计算机，经过计算后进行合理的时间分配。如果某路口东西方向堵塞，则将该路口东西方向的绿灯自动延时，并将附近区域东西方向的红灯也自动延时，堵塞解除后，信号灯恢复正常状态。中地一班能领开品继个合明左式x第1章数字电路概论川二积明县备老项规则华保是中线年设时缘绿坏容内头币1.2数字信号体出大十的情派进桌出年网原得考同取不活角降同床不琴千用容：态球园不1.2.1模拟信号与数字信号远嫩强房国的便同家要项面时调我们知道，数字电路需要处理的是各种数字信号，那么这种数字信号有什么特点呢？留意观察一下自然界中形形色色的物理量时不难发现，就其变化规律的特点而言，它们不外乎两大类，其中一类物理量的变化在时间上和数量上都是离散的而且它们数值的大小和每次的增减变化都是某一最小数量单位的整数倍，而小于这个最小数量单位的数值没有任何物理意义。我们将这一类物理量称为数字量，把表示数字量的信号称为数字信号，并把工作在数字信号下的电子电路称为数字电路。例如，我们统计通过某一个桥梁的汽车数量，得到的就是一个数字量，最小数量单位的“1”代表“一辆”汽车，小于1的数值已经没有任何物理意义。另外一类物理量的变化在时间上或数值上是连续的。我们把这一类物理量称为模拟量，把表示模拟量的信号称为模拟信号，并把工作在模拟信号下的电子电路称为模拟电路。例如，热电偶工作时输出的电压或电流信号就是一种模拟信号。因为被测的温度不可能发生突变，所以测得的电压或电流无论在时间上还是在数值上都是连续的。而且这个信号在连续变化过程中的任何一个取值都有具体的物理意义，即表示一个相应的温度。1.2.2数字信号的描述方法数字信号幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。在数字电路中，数字的表示方法与人们习惯使用的十进制有很大的不同。在数字电路中，目前几乎都采用二进制，这是因为实现数字电路的器件是与二进制对应的。例如，二极管的正向导通和反向截止，三极管的饱和与截止，都正好与二进制相对应，容易实现各种逻辑电路，所以数字电路中用二进制的“0”“1”或者“0”与“1”的不同组合来表示数字信号，并遵循二进制的运算规则。001881.3数制与编码灯)O用平【牛数字信号通常都是用数码形式给出的。不同的数码可以用来表示数量的不同大小。用数码表示数量大小时，一位数码往往不够用，因此经常需要用进位计数制的方法组成多位数码使用。我们把多位数码中每一位的构成方法以及从低位到高位的进位规则称为5川数字电子技术章「数制。在数字电路中经常使用的数制，除了我们最熟悉的十进制以外，更多的是使用二进制和十六进制。有时也用八进制。有关进制及其转换的相关内容参考电子补充材料。不同的数码不仅可以用来表示数量的大小，还可以用来表示不同的事物或事物的不同状态。在用于表示不同事物的情况下，这些数码已经不再具有表示数量大小的含义了，它们只是不同事物的代号而已。此时，这些数码称为代码。例如，在举行长跑比赛时，为便于识别运动员，通常要给每一位运动员编一个号码。显然，这些号码仅仅表示不同的运动员而已，没有数量大小的含义。为了便于记忆和查找，在编制代码时总要遵循一定的规则，这些规则就称为码制。每个人都可以根据自己的需要选定编码规则，编制出一组代码。考虑到信息交换的需要，还必须制定一些大家共同使用的通用代码。例如，目前国际上通用的美国信息交换标准代码(ASCII码)就属于这一种。1.3.1二~十进制码为了用二进制代码表示十进制数的0~9这十个状态，二进制代码至少应当有4位。4位二进制代码一共有16个(0000~1111)，取其中哪十个以及如何与0~9相对应，有许多种方案。表1-2列出了常见的几种十进制代码，它们的编码规则各不相同。表1-2几种常见的十进制代码编码种类8421码十进(BCD代码)余3码2421码5211码余3循环码制数5000000011000000000010100010100000100010110200100101001001000111300110110001101010101401000111010001110100501011000101110001100601101001110010011101701111010110111001111810001011111011011110910011100111111111010权8421242152118421码又称BCD(BiaryCodedDecimal)码，是十进制代码中最常用的一种。在这种编码方式中，每一位二进制代码的1都代表一个固定数值，将每一位的1代表的十进制数加起来，得到的结果就是它所代表的十进制数码。由于代码中从左到右每一位的1分别表示8、4、2、1，所以将这种代码称为8421码。每一位的1代表的十进制数称为这一位的权。8421码中每一位的权是固定不变的，它属于恒权代码。6···试读结束···...

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