电工电子技术（第5版）

本书为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，根据教育部电工电子基础课程教学指导分委员会拟定的电工学课程最新教学基本要求编写。全书分6个模块共18章，包括电路分析基础、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、EDA技术、电能转换及应用、控制系统基础，涵盖了电工电子技术的所有内容。 本书内容详略得当，基本概念讲述清楚，分析方法讲解透彻，例题、思考题、练习题配置齐全，难易度适中，部分重、难点内容配有动画或视频，扫描二维码即可观看，方便学生自学和教师施教。每章后的习题分为基础练习（见二维码）和综合练习两大部分，以便更好地服务于线上教学、混合式教学等新型教学模式。 本书有配套的实验教程和学习指导与习题解答，还提供配套的电子课件。

徐淑华，青岛大学教授，硕士生导师，山东省教学名师。曾任教育部高等学校电子信息与电气学科教学指导委员会委员。国家级实验教学示范中心主任，国家级精品课程、国家级精品资源共享课主持人。全国电工学教学研究会理事，山东省电工学会副理事长，华东地区电子线路教学研究会理事。高校任教近40年，长期致力于专业基础课的教学研究。主持和参与多项国家级教研、科研项目。获2项国家级级教学成果奖；获7项省级教学成果奖；2项省级优秀教材奖。主编的《电工电子技术》先后被评为普通高等教育\"十一五”国家级规划教材和\"十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，并在首届全国教材建设奖评选中被评为山东省普通高等教育一流教材。

第1模块 电路分析基础 第1章 电路的基本定律与分析方法 1 1.1 电路的基本概念 1 1.1.1 电路的组成及作用 1 1.1.2 电流和电压的参考方向 2 1.1.3 能量与功率 3 1.1.4 电源的工作状态 4 1.1.5 理想电路元器件 6 1.1.6 电路模型 10 1.2 电路的基本定律 11 1.2.1 欧姆定律 11 1.2.2 基尔霍夫定律 12 1.3 电路的分析方法 14 1.3.1 支路电流法 14 1.3.2 结点电压法 14 1.3.3 电源等效变换法 15 1.3.4 叠加原理 18 1.3.5 戴维南定理和诺顿定理 19 1.3.6 电位的计算 22 1.3.7 含受控源电路的分析 22 习题1 25 第2章 电路的暂态分析 27 2.1 换路定则及初始值的确定 27 2.1.1 换路定则 27 2.1.2 初始电压、电流的确定 28 2.2 RC电路的暂态过程 28 2.2.1 RC电路的零输入响应 29 2.2.2 RC电路的零状态响应 30 2.2.3 RC电路的全响应 31 2.3 一阶线性电路暂态分析的三要素法 31 2.4 RL电路的暂态过程 33 2.4.1 RL电路的零输入响应 34 2.4.2 RL电路的零状态响应 35 2.4.3 RL电路的全响应 36 2.5 一阶RC电路的脉冲响应和积分、微分电路 36 2.5.1 一阶RC电路的脉冲响应 36 2.5.2 积分电路 38 2.5.3 微分电路 38 习题2 39 第3章 交流电路 41 3.1 正弦交流电的基本概念 41 3.1.1 正弦量的三要素 41 3.1.2 正弦量的相量表示法 43 3.2 单一参数的正弦交流电路 45 3.2.1 电阻的正弦交流电路 45 3.2.2 电感的正弦交流电路 46 3.2.3 电容的正弦交流电路 47 3.3 简单正弦交流电路的分析 49 3.3.1 基尔霍夫定律的相量形式 49 3.3.2 正弦交流电路的阻抗 52 3.3.3 正弦交流电路的功率 54 3.4 电路的频率特性 58 3.4.1 滤波电路 58 3.4.2 谐振电路 59 *3.5 非正弦周期信号的电路 62 3.5.1 非正弦周期量的分解 62 3.5.2 非正弦周期量的平均值和有效值 63 3.5.3 非正弦周期量线性电路的分析 63 习题3 64 第4章 三相电路 67 4.1 三相电源 67 4.2 三相电路中负载的连接 69 4.2.1 负载星形连接的三相电路 69 4.2.2 负载三角形连接的三相电路 71 4.3 三相电路的功率 72 4.3.1 三相功率的计算 72 4.3.2 三相功率的测量 73 *4.4 安全用电技术 74 4.4.1 安全用电常识 74 4.4.2 防触电的安全技术 75 4.4.3 静电防护和电气防火、防爆常识 75 习题4 76 第2模块 模拟电子技术基础 第5章 常用半导体器件 77 5.1 PN结及其单向导电性 77 5.1.1 半导体基础知识 77 5.1.2 PN结的形成 78 5.1.3 PN结的单向导电性 78 5.2 半导体二极管 79 5.2.1 二极管的基本结构 79 5.2.2 二极管的伏安特性曲线 80 5.2.3 二极管的主要参数 80 5.2.4 二极管的应用举例 81 5.3 稳压二极管 82 5.4 半导体三极管 83 5.4.1 三极管的基本结构 83 5.4.2 三极管的工作原理 83 5.4.3 三极管的伏安特性曲线 85 5.4.4 三极管的主要参数 86 *5.5 绝缘栅型场效应管 86 5.5.1 基本结构与工作原理 87 5.5.2 特性曲线 87 5.5.3 注意事项 88 5.6 光电器件 89 5.6.1 发光二极管 89 5.6.2 光电二极管 89 5.6.3 光电三极管 89 5.6.4 光电耦合器 89 5.7 集成电路 90 习题5 90 第6章 基本放大电路 92 6.1 模拟电路概述 92 6.2 基本放大电路的组成及工作原理 92 6.2.1 基本放大电路的组成 93 6.2.2 基本放大电路的工作原理 94 6.2.3 基本放大电路的性能指标 95 6.3 基本放大电路的分析 97 6.3.1 放大电路的直流通路与交流通路 97 6.3.2 基本放大电路的静态分析 98 6.3.3 基本放大电路的动态分析 99 6.4 常用基本放大电路的类型及特点 103 6.4.1 射极输出器（共集放大电路） 103 6.4.2 差动放大电路 104 6.4.3 互补对称功率放大电路 106 6.5 实用放大电路的结构 107 习题6 107 第7章 集成运算放大器及其应用 110 7.1 集成运算放大器概述 110 7.1.1 集成运算放大器的组成及工作原理 110 7.1.2 集成运算放大器的传输特性 111 7.1.3 集成运算放大器的主要参数 111 7.1.4 理想集成运算放大器及分析依据 112 7.2 放大电路中的负反馈 113 7.2.1 反馈的概念 113 7.2.2 反馈的类型及判断 113 7.2.3 负反馈对放大电路性能的影响 116 7.3 集成运算放大器的线性应用 118 7.3.1 基本运算电路 118 7.3.2 集成运算放大器在信号处理 方面的应用 122 7.3.3 RC正弦振荡器 124 7.4 集成运算放大器的非线性应用 126 7.4.1 电压比较器 126 *7.4.2 信号产生电路 128 7.5 集成运算放大器使用时的注意事项 130 7.6 集成运算放大器的应用举例 131 习题7 133 第8章 半导体直流稳压电源 138 8.1 整流电路 138 8.1.1 单相半波整流电路 138 8.1.2 单相桥式整流电路 139 8.2 滤波电路 141 8.2.1 电容滤波器 141 8.2.2 其他形式的滤波电路 142 8.3 稳压电路 143 8.3.1 稳压管稳压电路 143 8.3.2 串联型稳压电路 144 8.3.3 集成稳压电路 144 *8.3.4 开关型稳压电路 146 习题8 149 第3模块 数字电子技术基础 第9章 门电路与组合逻辑电路 150 9.1 数字电路概述 150 9.1.1 脉冲信号和数字信号 150 9.1.2 数字电路中常用数制 151 9.2 逻辑代数与逻辑函数 154 9.2.1 逻辑代数 154 9.2.2 逻辑函数及其表示 158 9.2.3 逻辑函数的化简与变换 159 9.3 集成逻辑门电路 161 9.3.1 TTL与非门电路 162 9.3.2 CMOS门电路 163 9.3.3 三态输出与非门电路 164 9.3.4 集成逻辑门电路使用中的几个实际问题 164 9.4 组合逻辑电路的分析与设计 166 9.4.1 组合逻辑电路的分析 166 9.4.2 组合逻辑电路的设计 166 9.5 常用组合逻辑模块 168 9.5.1 加法器 168 9.5.2 编码器 170 9.5.3 译码器 172 9.5.4 数据分配器与数据选择器 175 9.5.5 用中规模组合逻辑模块实现组合逻辑函数 176 9.6 应用举例――交通信号灯故障检测电路 178 习题9 180 第10章 触发器与时序逻辑电路 183 10.1 双稳态触发器 183 10.1.1 RS触发器 183 10.1.2 JK触发器与D触发器 186 10.1.3 触发器逻辑功能的转换 188 10.1.4 触发器应用举例 189 10.2 寄存器 190 10.2.1 数码寄存器 191 10.2.2 移位寄存器 191 10.3 计数器 193 10.3.1 异步计数器 194 10.3.2 同步计数器 197 10.4 中规模集成计数器组件及其应用 199 10.4.1 中规模集成计数器组件 199 10.4.2 用集成计数器构成任意进制计数器 201 10.5 555定时器及其应用 203 10.5.1 555定时器 204 10.5.2 555定时器构成单稳态触发器 205 10.5.3 555定时器构成多谐振荡器 207 10.5.4 555定时器构成施密特触发器 209 10.6 应用举例―数字秒表 212 10.7 数字电路的故障诊断与排除 213 10.7.1 常见故障类型的检测和排除 213 10.7.2 信号追踪和波形分析 214 习题10 215 第11章 半导体存储器 219 11.1 只读存储器（ROM） 219 11.1.1 ROM的基本结构和工作原理 219 11.1.2 ROM的分类 221 11.1.3 ROM的应用 222 11.2 随机存取存储器（RAM） 224 11.2.1 RAM的基本结构和工作原理 225 11.2.2 RAM存储容量的扩展 226 11.3 闪存 227 11.3.1 闪存基本存储单元的结构 228 11.3.2 闪存的基本操作 228 11.3.3 基本闪存阵列 229 习题11 230 第12章 模拟量和数字量的转换 231 12.1 D/A转换器 231 12.1.1 D/A转换器的组成和工作原理 231 12.1.2 D/A转换器的主要技术指标 233 12.2 A/D转换器 234 12.2.1 逐次逼近型A/D转换器的组成和工作原理 234 12.2.2 A/D转换器的主要技术指标 236 习题12 237 第4模块 EDA技术 第13章 电子电路的仿真和可编程逻辑器件 238 13.1 电子电路的仿真 239 13.1.1 Multisim（EWB）简介 239 13.1.2 Multisim 10的应用 245 13.2 可编程逻辑器件（PLD） 250 13.2.1 PLD简介 250 13.2.2 PLD的基本结构与电路表示法 252 13.2.3 可编程只读存储器（PROM）简介 253 13.2.4 可编程逻辑阵列（PLA）简介 254 13.2.5 可编程阵列逻辑（PAL）简介 254 13.2.6 通用阵列逻辑（GAL）器件简介 256 13.2.7 复杂可编程逻辑器件（CPLD）简介 257 13.2.8 现场可编程门阵列（FPGA）器件简介 259 13.2.9 PLD编程 260 习题13 261 第5模块 电能转换及应用 第14章 电磁转换 263 14.1 磁路的基本概念 263 14.1.1 磁路的基本物理量 263 14.1.2 铁磁性材料的磁性能 264 14.1.3 磁路的欧姆定律 265 14.2 铁心线圈电路 266 14.2.1 直流铁心线圈电路 266 14.2.2 交流铁心线圈电路 266 14.3 电磁铁 268 14.3.1 直流电磁铁 268 14.3.2 交流电磁铁 268 14.4 变压器 269 14.4.1 变压器的基本结构 269 14.4.2 变压器的工作原理 270 14.4.3 变压器的主要技术指标和额定值 272 14.4.4 变压器的同极性端 273 14.4.5 特殊变压器 273 习题14 275 第15章 机电转换 276 15.1 异步电动机 276 15.1.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理 276 15.1.2 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 279 15.1.3 三相异步电动机的额定数据 283 15.1.4 三相异步电动机的使用 285 15.1.5 单相异步电动机 287 *15.2 直流电动机 289 15.2.1 直流电动机的构造及工作原理 289 15.2.2 并励/他励电动机的机械特性 290 15.2.3 并励/他励电动机的使用 292 *15.3 控制电机 295 15.3.1 伺服电动机 295 15.3.2 步进电动机 297 15.3.3 永磁式同步电动机 300 习题15 301 *第16章 电能转换新技术 303 16.1 太阳能光伏发电 303 16.1.1 光伏发电系统的组成 303 16.1.2 光伏发电系统的分类 303 16.2 风力发电 304 16.3 大规模储能技术 305 第6模块 控制系统基础 第17章 继电接触器控制系统 306 17.1 常用低压控制电器 306 17.1.1 手动电器 306 17.1.2 自动电器 308 17.2 三相鼠笼式异步电动机的基本控制1 313 17.2.1 直接启停控制 314 17.2.2 点动控制 315 17.2.3 异地控制 315 17.2.4 正反转控制 315 17.2.5 多台电动机联锁控制 316 17.3 行程控制 317 17.4 时间控制 318 17.5 应用举例 320 习题17 320 第18章 可编程逻辑控制器及其应用 323 18.1 PLC的基本结构和工作原理 323 18.1.1 PLC的基本结构 323 18.1.2 PLC的工作原理 324 18.1.3 PLC的主要性能指标 325 18.2 PLC程序设计基础 326 18.2.1 PLC编程语言与程序结构 326 18.2.2 存储器的数据类型与寻址方式 327 18.2.3 位逻辑指令 329 18.2.4 定时器与计数器指令 330 18.2.5 功能指令 333 18.3 PLC基本编程 336 18.3.1 PLC基本编程原则 336 18.3.2 梯形图编程典型电路 336 18.4 PLC应用举例 338 18.4.1 PLC应用系统设计步骤 338 18.4.2 三层电梯PLC控制设计 339 *18.5 自动控制系统的基本结构与调节原理 341 18.5.1 自动控制系统简介 341 18.5.2 自动控制系统的基本结构 342 18.5.3 负反馈控制系统与PID控制 343 习题18 345 参考资料 346