本書是根據(jù)教育部高等學校電工電子基礎課程教學指導分委員會最新審定的“電工技術”“電子技術”課程教學基本要求,在系統(tǒng)地總結多年教學和教改經驗的基礎上編寫的。全書分為電工技術和電子技術兩篇,共14章。電工技術篇包括電路的基本定律與分析方法、暫態(tài)電路、單相交流電路、三相電路、變壓器、電動機;電子技術篇包括半導體器件、雙極晶體管及場效應晶體管的放大電路、集成運算放大器及其應用、直流穩(wěn)壓電源、門電路與邏輯代數(shù)、組合邏輯電路、觸發(fā)器與時序邏輯電路。本書內容簡明扼要,深淺適度,重點突出,理論聯(lián)系實際,知識點全面,可作為高等院校本科非電類專業(yè)“電工學”課程教材。
廖宇峰,博士,副教授。2008年于浙江大學獲博士學位,主要從事電子電路的設計與應用等方面的研究工作。參加完成了國家自然科學基金、湖北省教育廳研究項目以及橫向科研課題等10項;在國際國內學術期刊及國際會議上發(fā)表學術論文10余篇,其中SCI檢索收錄2篇、EI檢索收錄4篇。承擔了本科生課程模擬電子技術、數(shù)字電子技術等多門本科生課程及研究生英語讀寫等研究生課程的教學工作,2012年獲武漢科技大學第八屆青年教師教學競賽理工醫(yī)組一等獎。2015年以訪問學者身份赴美國康涅狄格州布里奇波特大學進修一年。
電工技術篇
第1章 電路的基本定律與分析方法 1
1.1 電路模型 1
1.1.1 電路與電路模型 1
1.1.2 電流和電壓的參考方向 2
1.1.3 功率和電能 3
練習與思考 4
1.2 理想電路元件 5
1.2.1 電阻元件 5
1.2.2 電感元件 6
1.2.3 電容元件 7
1.2.4 電源的兩種模型 8
1.2.5 電源的三種狀態(tài) 9
1.3 基爾霍夫定律 11
1.3.1 基爾霍夫電流定律 11
1.3.2 基爾霍夫電壓定律 12
練習與思考 13
1.4 二端網(wǎng)絡的等效變換 14
1.4.1 電阻的串聯(lián)與并聯(lián)等效 14
1.4.2 電源兩種模型的等效變換 16
練習與思考 18
1.5 電路的兩種基本分析方法 19
1.5.1 支路電流法 19
1.5.2 節(jié)點電壓法 21
1.6 線性電路的兩個重要定理 24
1.6.1 疊加原理 24
1.6.2 戴維南定理 26
練習與思考 28
第2章 暫態(tài)電路 30
2.1 電路的暫態(tài)及換路定理 30
2.1.1 電路的暫態(tài) 30
2.1.2 換路定理 30
2.1.3 電路初始值分析 31
練習與思考 32
2.2 RC電路的暫態(tài)分析 32
2.2.1 RC電路的零輸入響應 32
2.2.2 RC電路的零狀態(tài)響應 34
2.2.3 RC電路的全響應 36
練習與思考 38
2.3 微分電路和積分電路 38
2.3.1 微分電路 38
2.3.2 積分電路 39
2.4 RL電路的暫態(tài)分析 40
2.4.1 RL電路的零輸入響應 40
2.4.2 RL電路的零狀態(tài)響應 41
2.4.3 RL電路的全響應 42
練習與思考 42
第3章 單相交流電路 43
3.1 正弦交流電的基本概念 43
3.1.1 正弦量的參考方向 43
3.1.2 正弦量的三要素 44
3.1.3 同頻率正弦量的相位差 46
練習與思考 47
3.2 正弦量的相量表示法 48
3.2.1 復數(shù)及其運算 48
3.2.2 正弦量的相量表示法 50
練習與思考 51
3.3 單一參數(shù)的正弦交流電路 52
3.3.1 電阻元件的交流電路 52
3.3.2 電感元件的交流電路 53
3.3.3 電容元件的交流電路 55
練習與思考 58
3.4 一般正弦交流電路 58
3.4.1 電阻、電感、電容元件串聯(lián)的
正弦交流電路 58
3.4.2 復阻抗的串聯(lián) 60
3.4.3 復阻抗的并聯(lián) 61
練習與思考 62
3.5 正弦交流電路中的諧振 63
3.5.1 串聯(lián)交流電路的諧振 63
3.5.2 并聯(lián)交流電路的諧振 65
練習與思考 66
3.6 正弦交流電路的功率 67
3.6.1 正弦交流電路的功率 67
3.6.2 功率因數(shù)的提高 70
練習與思考 73
第4章 三相電路 74
4.1 三相電源 74
4.1.1 三相電源的產生與表示 74
4.1.2 三相電源的星形連接 75
練習與思考 76
4.2 三相負載的連接 76
4.2.1 三相負載的星形連接 77
4.2.2 三相負載的三角形連接 79
練習與思考 81
4.3 三相電路的功率 81
練習與思考 83
4.4 安全用電 83
4.4.1 電流對人體的危害 83
4.4.2 觸電方式 84
4.4.3 接地和接零 85
練習與思考 87
第5章 變壓器 88
5.1 磁路與磁路的歐姆定律 88
5.1.1 磁路及磁性材料的磁性能 88
5.1.2 磁路的歐姆定律 90
練習與思考 90
5.2 變壓器 90
5.2.1 變壓器的基本結構 91
5.2.2 變壓器的工作原理 92
5.2.3 變壓器的外特性、損耗和
效率 96
5.2.4 變壓器繞組的極性 97
5.2.5 變壓器的額定值 99
5.2.6 三相變壓器 100
5.2.7 特殊用途變壓器 101
練習與思考 104
第6章 電動機 105
6.1 三相異步電動機的基本結構 105
6.1.1 定子 105
6.1.2 轉子 106
練習與思考 107
6.2 三相異步電動機的工作原理 107
6.2.1 旋轉磁場的產生 107
6.2.2 工作原理 109
練習與思考 110
6.3 三相異步電動機的電磁轉矩 110
6.3.1 異步電動機與變壓器的
對比 110
6.3.2 異步電動機的電磁轉矩 110
練習與思考 114
6.4 異步電動機的機械特性 114
練習與思考 116
6.5 三相異步電動機的使用 116
6.5.1 啟動 116
6.5.2 反轉 118
6.5.3 調速 119
6.5.4 制動 120
練習與思考 122
6.6 繞線式異步電動機 122
練習與思考 124
6.7 單相異步電動機 124
6.8 控制電動機 127
電子技術篇
第7章 半導體器件 131
7.1 半導體的導電特性 131
7.1.1 本征半導體 131
7.1.2 雜質半導體 132
練習與思考 133
7.2 PN結及其單向導電特性 133
7.2.1 PN結的形成 133
7.2.2 PN結的單向導電性 134
練習與思考 135
7.3 半導體二極管 135
7.3.1 二極管的結構與分類 135
7.3.2 二極管的伏安特性 136
7.3.3 二極管的主要參數(shù) 137
7.3.4 二極管的應用 138
練習與思考 138
7.4 穩(wěn)壓二極管 139
7.4.1 穩(wěn)壓二極管的伏安特性 139
7.4.2 穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù) 139
練習與思考 140
7.5 光電器件 140
7.5.1 發(fā)光二極管 140
7.5.2 光電二極管 141
第8章 雙極晶體管(BJT)及其放大
電路 142
8.1 雙極晶體管 142
8.1.1 晶體管的結構 142
8.1.2 晶體管的電流放大作用 143
8.1.3 晶體管的特性曲線 144
8.1.4 晶體管的主要參數(shù) 146
8.2 放大電路概述 147
8.2.1 基本放大電路的組成 147
8.2.2 基本放大電路的工作原理 148
8.3 放大電路的靜態(tài)分析 149
8.3.1 估算法 149
8.3.2 圖解法 149
練習與思考 150
8.4 放大電路的動態(tài)分析 150
8.4.1 圖解法 150
8.4.2 微變等效電路法 154
練習與思考 157
8.5 靜態(tài)工作點的穩(wěn)定 158
8.5.1 溫度對靜態(tài)工作點的影響 158
8.5.2 分壓式偏置電路 158
練習與思考 162
8.6 射極輸出器 162
8.6.1 靜態(tài)分析 162
8.6.2 動態(tài)分析 163
練習與思考 165
8.7 頻率特性及多級放大電路 165
8.7.1 放大電路的頻率特性 165
8.7.2 阻容耦合多級放大電路 166
練習與思考 169
8.8 差分放大電路 169
8.8.1 零點漂移 169
8.8.2 差分放大電路的工作原理 170
8.8.3 典型的差分放大電路 171
練習與思考 173
8.9 互補對稱功率放大電路 173
8.9.1 對功率放大電路的基本
要求 174
8.9.2 互補對稱功率放大電路工作
原理 174
8.9.3 集成功率放大器 176
練習與思考 176
第9章 場效應晶體管及基本放大
電路 177
9.1 金屬-氧化物-半導體場效
應管 177
9.1.1 N溝道增強型MOS管 177
9.1.2 N溝道耗盡型MOS管 181
9.1.3 P溝道MOS管 183
9.1.4 影響MOS管特性的其他
因素 183
9.1.5 場效應管的主要參數(shù) 185
練習與思考 187
9.2 MOS管放大電路 187
9.2.1 基本共源極放大電路的
組成 187
9.2.2 基本放大電路的工作原理 187
9.3 MOS管放大電路的靜態(tài)分析 188
9.3.1 估算法 188
9.3.2 圖解法 189
練習與思考 189
9.4 MOS管放大電路的動態(tài)分析 190
9.4.1 圖解法 190
9.4.2 微變等效電路法 194
練習與思考 197
9.5 場效應晶體管共源極放大
電路 197
9.5.1 靜態(tài)分析 198
9.5.2 動態(tài)分析 199
練習與思考 200
9.6 源極輸出器 200
9.6.1 靜態(tài)分析 201
9.6.2 動態(tài)分析 201
練習與思考 203
9.7 場效應晶體管差分放大電路 203
9.7.1 典型的MOS管源極耦合差分
放大電路 203
9.7.2 靜態(tài)分析 204
9.7.3 動態(tài)分析 204
練習與思考 208
第10章 集成運算放大器及其應用 209
10.1 集成運算放大器簡介 209
10.1.1 集成運算放大器的特點 209
10.1.2 電路的簡單說明 209
10.1.3 主要參數(shù) 210
10.1.4 理想運算放大器及其分析
依據(jù) 210
練習與思考 211
10.2 運算放大器在信號運算方面
的應用 212
10.2.1 比例運算 212
10.2.2 加法運算 213
10.2.3 減法運算 213
10.2.4 積分運算 214
10.2.5 微分運算 215
練習與思考 215
10.3 運算放大器在信號處理方面
的應用 215
10.3.1 有源濾波器 215
10.3.2 測量放大器 216
10.3.3 電壓比較器 217
練習與思考 218
10.4 放大電路中的負反饋 218
10.4.1 反饋的基本概念 218
10.4.2 反饋性質與類型的判別 219
10.4.3 負反饋的四種基本形式 221
10.4.4 負反饋對放大電路性能的
影響 222
練習與思考 224
第11章 直流穩(wěn)壓電源 225
11.1 整流電路 225
11.1.1 單相半波整流電路 225
11.1.2 單相橋式整流電路 226
練習與思考 228
11.2 濾波電路 228
11.2.1 電容濾波電路 228
11.2.2 電感濾波電路 230
11.2.3 復合濾波電路 231
練習與思考 231
11.3 穩(wěn)壓電路 231
11.3.1 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路 231
11.3.2 恒壓源 232
11.3.3 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 233
11.3.4 集成穩(wěn)壓器 233
練習與思考 234
第12章 門電路與邏輯代數(shù) 235
12.1 基本邏輯關系和邏輯門電路 235
12.1.1 基本邏輯關系 235
12.1.2 基本邏輯門電路 237
12.1.3 基本邏輯門電路的組合 239
練習與思考 241
12.2 集成門電路 241
練習與思考 245
12.3 邏輯代數(shù) 245
12.3.1 邏輯代數(shù)的公式和定律 245
12.3.2 邏輯函數(shù)的表示方法 247
12.3.3 邏輯函數(shù)的化簡 248
練習與思考 251
第13章 組合邏輯電路 252
13.1 組合邏輯電路的分析與設計 252
13.1.1 組合邏輯電路的分析 252
13.1.2 組合邏輯電路的設計 254
練習與思考 255
13.2 加法器 256
13.2.1 半加器 256
13.2.2 全加器 256
練習與思考 257
13.3 編碼器 257
13.3.1 二進制編碼器 257
13.3.2 二-十進制優(yōu)先編碼器 259
練習與思考 261
13.4 譯碼器和數(shù)字顯示 261
13.4.1 二進制譯碼器 261
13.4.2 顯示譯碼器 263
練習與思考 266
13.5 數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器 266
13.5.1 數(shù)據(jù)選擇器 266
13.5.2 數(shù)據(jù)分配器 269
練習與思考 270
第14章 觸發(fā)器與時序邏輯電路 271
14.1 鎖存器 271
14.1.1 基本RS鎖存器 271
14.1.2 鐘控RS鎖存器 272
14.1.3 鐘控D鎖存器 274
14.2 觸發(fā)器 274
14.2.1 D觸發(fā)器 275
14.2.2 JK觸發(fā)器 276
14.2.3 T觸發(fā)器 276
14.2.4 T?觸發(fā)器 277
14.2.5 不同類型觸發(fā)器之間的
轉換 277
14.3 時序邏輯電路 278
14.3.1 時序邏輯電路概述 278
14.3.2 寄存器 278
14.3.3 計數(shù)器 280
練習與思考 285
14.4 555定時器及其應用 285
14.4.1 555定時器 286
14.4.2 555定時器的應用 287
練習與思考 289
參考文獻 290