电工电子(第2版21世纪高等院校信息与通信工程规划教材)

黄元峰、刘晓静、高玉良主编的《电工电子（第2版）》是根据 电工学课程组颁布的高等院校“电工技术”、“电子技术”课程教学的基本 要求，以及面向21世纪教学内容和课程体系改革的要求而编写的。《电工电 子（第2版）》介绍电工电子学中的基本概念、基本定律、基本定理和基本 分析方法，注重加强基础理论的系统性、技术发展的先进性、理论与实践结 合的实用性。 《电工电子（第2版）》共分为12章，内容包括直流电路、交流电路、 暂态电路、三相电路、磁路、二极管及其应用、三极管及放大电路、集成运 算放大器、组合逻辑电路、时序逻辑电路、存储器、数模和模数转换等。各 章均配有与基本内容密切相关的例题、思考题与练习。 《电工电子（第2版）》可作为高等学校非电类各专业“电工电子”课 程教材，也可供其他相关专业人员选用和参考。

第1章 电路的基本定律与基本分析方法 1 1.1 电路的组成及基本物理量 1 1.1.1 电路的基本物理量及其参考方向 1 1.1.2 电路模型 4 思考与练习 4 1.2 电路的基本元件 4 1.2.1 电阻、电容和电感元件 5 1.2.2 电压源 7 1.2.3 电流源 8 思考与练习 9 1.3 电路的基本定律 9 1.3.1 欧姆定律 9 1.3.2 基尔霍夫定律 10 思考与练习 12 1.4 基本元件的串联与并联 12 1.4.1 电阻、电感、电容的串联、并联 12 1.4.2 电压源、电流源的串联、并联 15 思考与练习 16 1.5 电路的3种基本工作状态 16 1.5.1 有载工作状态 16 1.5.2 开路状态 17 1.5.3 短路状态 17 1.5.4 电位的计算 17 思考与练习 19 1.6 电路的基本分析方法 19 1.6.1 支路电流法 19 1.6.2 结点电压法 20 1.6.3 叠加原理 22 1.6.4 电压源与电流源的等效转换 24 1.6.5 等效电源定理 25 1.6.6 非线性电阻电路的分析 27 1.6.7 受控源* 28 思考与练习 29 习题 30 第2章 正弦交流电路 33 2.1 正弦交流电的基本概念 33 2.1.1 正弦交流电的概念 33 2.1.2 正弦电量的三要素 33 思考与练习 36 2.2 正弦电量的相量表示法 36 2.2.1 复数及四则运算 36 2.2.2 正弦电量的相量表示法 39 思考与练习 40 2.3 单一参数的正弦交流电路 41 2.3.1 电阻元件的正弦交流电路 41 2.3.2 电感元件的正弦交流电路 43 2.3.3 电容元件的正弦交流电路 45 思考与练习 47 2.4 RLC串联、并联交流电路 48 2.4.1 基尔霍夫定律的相量形式 48 2.4.2 RLC串联交流电路 48 2.4.3 RLC并联交流电路 51 2.5 阻抗的串联与并联 53 2.5.1 阻抗的串联 53 2.5.2 阻抗的并联 53 思考与练习 55 2.6 电路中的谐振 55 2.6.1 串联谐振 55 2.6.2 并联谐振 58 思考与练习 59 2.7 功率因数的提高 59 2.7.1 提高功率因数的意义 59 2.7.2 提高功率因数的方法 60 思考与练习 62 2.8 正弦交流电路的频率特性 62 2.8.1 低通滤波电路 62 2.8.2 高通滤波电路 63 2.8.3 带通滤波电路 64 思考与练习 65 习题 65 第3章 线性电路的暂态分析 68 3.1 暂态与换路定则 68 3.1.1 暂态分析的基本概念 68 3.1.2 换路定则 69 思考与练习 72 3.2 一阶线性电路的响应 72 3.2.1 一阶线性电路的零输入响应 73 3.2.2 一阶线性电路的零状态响应 76 3.2.3 一阶电路的全响应 79 思考与练习 82 3.3 一阶线性电路暂态分析的 三要素法 83 思考与练习 84 3.4 微分电路与积分电路 85 3.4.1 矩形脉冲信号 85 3.4.2 微分电路 85 3.4.3 积分电路 86 思考与练习 88 习题 88 第4章 三相电路 91 4.1 三相电源 91 4.1.1 三相电压的产生 91 4.1.2 三相对称电源的正序星形联结 92 思考与练习 93 4.2 三相对称负载电路 93 4.2.1 负载作星形联结的三相四线制电路（Y0-Y0） 93 4.2.2 负载作三角形联结的三相三线制电路（Y-△） 96 思考与练习 98 4.3 三相不对称负载电路 99 4.3.1 三相不对称负载作三角形联结的三相电路 99 4.3.2 三相不对称负载作星形无中线联结的三相电路 99 4.3.3 三相不对称负载作星形有中线联结的三相电路 100 思考与练习 101 4.4 安全用电 101 思考与练习 103 习题 103 第5章 磁路及基本应用 105 5.1 磁路的基本概念 105 5.1.1 磁场的基本物理量 105 5.1.2 磁性材料的主要性能 106 5.1.3 磁路基本定律 107 5.1.4 交流磁路 109 思考与练习 111 5.2 变压器 111 5.2.1 变压器基本结构 111 5.2.2 变压器工作原理 112 5.2.3 变压器基本应用 114 思考与练习 117 5.3 电动机 117 5.3.1 三相异步电动机 117 5.3.2 单相异步电动机 123 思考与练习 124 5.4 继电接触控制系统 125 5.4.1 基本控制器件 125 5.4.2 基本控制电路 128 思考与练习 131 习题 131 第6章 半导体二极管与直流稳压电源 133 6.1 半导体基础知识 133 6.1.1 本征半导体 133 6.1.2 杂质半导体 134 6.1.3 PN结 135 思考与练习 136 6.2 半导体二极管 137 6.2.1 半导体二极管的结构与特性 137 6.2.2 二极管的主要参数 138 思考与练习 138 6.3 二极管应用电路 138 6.3.1 开关电路 138 6.3.2 限幅电路 139 6.3.3 整流电路 140 思考与练习 141 6.4 特殊二极管 141 6.4.1 稳压二极管 141 6.4.2 变容二极管 142 6.4.3 光电二极管 143 6.4.4 发光二极管 143 6.5 直流稳压电源 143 6.5.1 滤波电路 144 6.5.2 稳压电路 145 思考与练习 147 习题 147 第7章 半导体三极管与交流放大电路 150 7.1 半导体三极管 150 7.1.1 三极管的结构与电流放大原理 150 7.1.2 三极管的特性曲线 152 7.1.3 三极管的微变等效电路 153 7.1.4 三极管的主要参数 154 思考与练习 155 7.2 共射放大电路 155 7.2.1 放大电路的基本概念 155 7.2.2 共发射极放大电路的组成及工作原理 157 思考与练习 158 7.3 放大电路的基本分析法 158 7.3.1 放大电路的静态分析 159 7.3.2 放大电路的动态分析 159 思考与练习 164 7.4 静态工作点的稳定 165 思考与练习 167 7.5 共集放大电路 167 思考与练习 169 7.6 功率放大电路 169 7.6.1 功率放大电路概述 169 7.6.2 互补对称放大电路 170 7.6.3 集成功率放大器 173 思考与练习 173 7.7 多级放大电路 173 7.7.1 多级放大电路的耦合 173 7.7.2 多级放大电路的动态分析 175 思考与练习 176 7.8 差动放大电路 176 7.8.1 差动放大电路的工作原理 176 7.8.2 典型差动放大电路 177 7.8.3 恒流源式的差动放大电路 179 思考与练习 180 7.9 场效晶体管及其放大电路 180 7.9.1 绝缘栅场效晶体管 181 7.9.2 场效晶体管的主要参数及微变等效电路 182 7.9.3 场效晶体管放大电路 183 思考与练习 186 习题 186 第8章 集成运算放大电路及其应用 189 8.1 集成运算放大电路 189 8.1.1 集成运放的组成 189 8.1.2 集成运放的主要参数与分类 190 8.1.3 理想运放及特点 191 思考与练习 192 8.2 放大电路中的负反馈 192 8.2.1 反馈的基本概念和分类 193 8.2.2 负反馈对放大电路性能的影响 194 思考与练习 197 8.3 集成运放在信号运算方面的应用 197 8.3.1 比例运算电路 197 8.3.2 加法运算电路 198 8.3.3 减法运算电路 199 8.3.4 积分和微分运算电路 200 8.3.5 乘法和除法运算电路 202 思考与练习 202 8.4 集成运放在信号处理电路中的应用 202 8.4.1 有源滤波器 202 8.4.2 电压比较器 206 思考与练习 209 8.5 集成运放在信号产生电路中的应用 209 8.5.1 产生正弦振荡的条件 209 8.5.2 RC正弦振荡电路 210 8.5.3 矩形波产生电路 212 8.5.4 三角波产生电路 213 思考与练习 214 习题 214 第9章 门电路和组合逻辑电路 217 9.1 基本门电路及其组合 217 9.1.1 逻辑状态的表示 218 9.1.2 基本逻辑门电路 218 9.1.3 基本逻辑门电路的组合 220 思考与练习 222 9.2 TTL门电路 222 9.2.1 TTL与非门电路 222 9.2.2 三态输出与非门电路 223 9.2.3 集电极开路与非门电路 224 思考与练习 225 9.3 CMOS门电路 225 9.3.1 CMOS非门电路 226 9.3.2 CMOS与非门电路 226 9.3.3 CMOS或非门电路 226 9.3.4 CMOS传输门电路* 227 9.4 逻辑代数 227 9.4.1 逻辑代数的基本定律 227 9.4.2 逻辑函数的表示方法 228 9.4.3 逻辑函数的化简 230 思考与练习 233 9.5 组合逻辑电路的分析和设计 233 9.5.1 组合逻辑电路的分析 233 9.5.2 组合逻辑电路的设计 234 思考与练习 236 9.6 常用组合逻辑功能器件 236 9.6.1 加法器 237 9.6.2 编码器 239 9.6.3 译码器和数字显示电路 242 9.6.4 数据选择器和数据分配器 246 思考与练习 249 习题 249 第10章 触发器和时序逻辑电路 252 10.1 双稳态触发器 252 10.1.1 RS触发器 252 10.1.2 JK触发器 254 10.1.3 D触发器 257 10.1.4 T触发器 258 思考与练习 259 10.2 寄存器 259 10.2.1 数码寄存器 260 10.2.2 移位寄存器 260 思考与练习 262 10.3 计数器 262 10.3.1 二进制计数器 262 10.3.2 十进制计数 265 10.3.3 任意进制计数器 268 思考与练习 269 10.4 555定时器及其应用 269 10.4.1 555定时器 270 10.4.2 555定时器的应用 271 思考与练习 274 习题 274 第11章 存储器和可编程逻辑器件 280 11.1 只读存储器 280 11.1.1 ROM的结构 280 11.1.2 ROM的工作原理 281 11.1.3 ROM的分类 282 11.1.4 ROM的应用 283 思考与练习 285 11.2 随机存储器 285 11.2.1 RAM的结构 285 11.2.2 RAM容量的扩展 287 思考与练习 288 11.3 可编程逻辑器件 288 11.3.1 PLD的结构、内部电路表示方法 288 11.3.2 PLD的分类及特点 289 11.3.3 PROM及其应用 290 11.3.4 PLA及其应用 291 11.3.5 PAL及其应用 292 11.3.6 GAL及其应用 293 思考与练习 295 习题 295 第12章 数/模和模/数转换技术 297 12.1 数/模转换器 297 12.1.1 倒T型电阻网络数/模转换器 298 12.1.2 数/模转换器的主要技术指标 299 12.1.3 集成数/模转换器及其应用 300 思考与练习 303 12.2 模/数转换器 303 12.2.1 模/数转换的一般步骤及采样定理 303 12.2.2 逐次逼近型模/数转换器 304 12.2.3 模/数转换器的主要技术指标 306 12.2.4 集成模/数转换器及其应用 306 思考与练习 308 习题 308 参考答案 310 参考文献 330