数字电子技术实验教程

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出版者:电子工业出版社
作者:
出品人:
页数:175
译者:
出版时间:2014-2-1
价格:CNY 25.00
装帧:平装
isbn号码:9787121223013
丛书系列:
图书标签:
  • 电路
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具体描述

晶体管电路基础与应用:深入理解半导体器件的奥秘 书籍简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入且实践导向的学习路径,以掌握现代电子技术的核心——晶体管电路。不同于侧重于逻辑门或数字系统实现的教材,《晶体管电路基础与应用》将焦点完全集中在半导体器件的物理特性、等效电路模型、放大电路设计以及开关应用的基础原理上。本书特别强调对BJT(双极性结型晶体管)和FET(场效应晶体管,包括MOSFET)工作机制的透彻理解,并辅以大量的实际电路分析与设计实例。 第一部分:半导体器件的物理基础与模型建立 本书的开篇部分将带领读者回顾必要的半导体物理学知识,但绝不陷入过于深奥的理论探讨。我们将重点关注如何将微观的物理现象转化为可用于电路分析的宏观模型。 第一章:半导体基础回顾与PN结特性 本章首先简要回顾了导体、半导体、绝缘体的区别,重点阐述了本征半导体、N型和P型掺杂的概念。随后,深入剖析了PN结在不同偏置条件下的伏安特性(I-V曲线),包括死区电压、反向击穿机制(雪崩击穿与齐纳击穿)。我们将详细介绍二极管在小信号和直流分析中的简化模型,为后续晶体管的分析打下坚实基础。 第二章:双极性结型晶体管(BJT)的结构与工作原理 BJT是本部分的核心。我们将从其物理结构出发,详细解释NPN和PNP晶体管的构造。随后,重点解析BJT的三种工作区域:截止区、饱和区和有源区。本章的关键在于理解电流的注入与扩散过程,并推导出输入电流(基极电流 $I_B$)与输出电流(集电极电流 $I_C$)之间的关系,即 $eta$(直流电流增益)和 $alpha$(共基极电流增益)。我们还将介绍Ebers-Moll模型的基础概念,尽管主要侧重于简化模型(如混合$pi$模型)在工程计算中的应用。 第三章:场效应晶体管(FET)的类型与特性 本章将系统介绍FET的两种主要类型:结型场效应晶体管(JFET)和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。对于MOSFET,我们将详尽阐述其增强型和耗尽型结构,并重点分析MOSFET的四种工作状态(截止、线性/欧姆区、饱和区)。与BJT的电流控制特性不同,本章将集中讲解FET的电压控制特性,特别是阈值电压 $V_{th}$ 对沟道导通的决定性作用,以及跨导 $g_m$ 在小信号分析中的重要性。 第二部分:晶体管作为放大器的应用 本书的第二部分完全聚焦于晶体管作为模拟信号放大器的设计与分析,涵盖了最基本的三种组态。 第四章:晶体管偏置电路设计与稳定化 在进行任何信号放大分析之前,必须确保晶体管工作在所需的工作点(Q点)——通常是有源区。本章详细介绍了实现稳定Q点的各种偏置方法:定集电极偏置、分压器偏置、发射极反馈偏置等。我们将利用负载线分析法直观展示Q点选择的重要性,并深入探讨温度对晶体管参数的影响,以及如何通过负反馈(如发射极自偏)来提高偏置点的热稳定性,计算稳定性系数 $S$。 第五章:单级晶体管放大电路分析(共射、共集、共基) 本章是放大电路分析的核心。首先,我们将推导晶体管的小信号模型(混合$pi$模型),并解释$r_{pi}$、$g_m$、$r_e$ 等参数的物理意义。然后,分别对共射(CE)、共集(CB)和共基(CC,也称射极跟随器)三种基本组态进行详尽的交流分析: 1. 共射放大器: 分析其高电压增益、中等输入阻抗和适中的输出阻抗。 2. 共集放大器: 强调其单位电压增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点,主要用于缓冲。 3. 共基放大器: 突出其高频率响应和低输入阻抗特性。 每种组态都会分析其输入电阻 $R_{in}$、输出电阻 $R_{out}$ 和电压增益 $A_v$。 第六章:多级放大器与频率响应 本章将放大器电路扩展到实际应用中更常见的级联结构。我们讨论了直接耦合、阻容耦合和变压器耦合的优缺点。重点在于理解多级放大器的总增益是各级增益的乘积(分贝表示时为和)。随后,深入探讨晶体管电路的频率响应: 低频响应: 分析耦合电容和旁路电容引入的极点和零点,计算-3dB截止频率 $f_L$。 高频响应: 引入米勒效应(Miller Effect),分析晶体管内部寄生电容(如 $C_{pi}$、$C_{mu}$)对带宽的限制,计算高频截止频率 $f_H$。 第三部分:晶体管作为开关的应用与功率效率 本书的最后一部分关注晶体管在开关电路中的应用,以及大功率信号处理的基础。 第七章:晶体管开关电路分析 本章将晶体管视为一个受控开关,分析其在数字逻辑和驱动电路中的作用。重点分析开关电路的瞬态行为: 饱和区与截止区: 详细讨论开关的“导通”和“关断”状态。 开关时间: 分析延迟时间(Turn-on Delay)、上升时间(Rise Time)、存储时间(Storage Time)和下降时间(Fall Time)。特别是,我们将解释PN结存储电荷对开关速度的影响,并介绍如何通过限制注入电流来减小存储时间。 第八章:功率放大器的基础 本章简要介绍如何利用晶体管处理较大功率信号,重点在于效率和失真的权衡。我们将解析三种主要的功率放大器类别: 1. A类放大器: 工作点设置在最大线性区,特点是高保真但效率极低。 2. B类推挽放大器: 采用互补对称(Complementary Symmetry)结构,具有高效率,但存在“交越失真”(Crossover Distortion)。 3. AB类放大器: 结合A类和B类的优点,通过少量静态偏置电流来消除交越失真。 本书的最终目标是让读者能够独立地从器件规格书(Datasheet)中提取关键参数,并能为特定的信号处理需求(无论是高增益放大还是高速开关)选择合适的晶体管类型,并设计出稳定、可靠的偏置和耦合电路。全书辅以大量的数学推导和电路仿真验证(如SPICE模型应用说明),确保理论与实践的紧密结合。

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读后感

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这本书的内容编排非常合理,结构清晰,语言流畅。作为一名正在攻读相关专业的学生,我一直都在寻找一本能够全面、深入地讲解数字电子技术核心概念,并且提供大量实践操作指导的书籍。在接触到《数字电子技术实验教程》后,我立刻被它严谨的学术态度和高质量的内容所吸引。书中从最基本的逻辑门电路开始,循序渐进地引导读者进入数字世界的奥秘。我特别欣赏书中对每一个实验项目的详细设计,不仅仅是给出电路图和操作步骤,更重要的是,它还深入浅出地阐述了实验背后的原理,以及这些原理在实际生活中的应用。例如,在学习时序逻辑电路时,书中对触发器的工作原理进行了非常详细的讲解,并且通过一个实际的实验,让我能够直观地理解触发器是如何工作的。这种理论与实践相结合的学习方式,让我对数字电子技术这门学科产生了浓厚的兴趣。而且,书中还提供了大量的实例,例如,如何利用组合逻辑电路设计一个简单的计算器,如何利用时序逻辑电路构建一个状态机等等。这些实例的应用性非常强,让我能够将所学的理论知识与实际应用紧密地联系起来,也进一步激发了我对数字电子技术的学习热情。这本书不仅仅是一本实验指导书,更是一本能够帮助我建立扎实数字电子技术基础的宝贵资料,它让我对未来的学习和研究充满了信心。

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作为一名正在学习电子信息工程的学生,我一直在寻找一本能够真正帮助我理解数字电子技术核心概念并且具备实际操作指导的书籍。在阅读了《数字电子技术实验教程》之后,我必须说,它完全超出了我的预期。这本书的结构设计非常合理,每一章都以一个关键的数字电子技术概念为核心,然后通过一系列精心设计的实验来引导读者深入理解。我特别欣赏书中对每一个实验的详细步骤说明,从元器件的选择、电路的搭建,到信号的测量和结果的分析,都进行了非常详尽的描述。这对于像我这样刚开始接触数字电子实验的学生来说,简直是福音。很多时候,我们在理论课上学习的知识,在实际操作时总会遇到各种各样的问题,而这本书就像一位经验丰富的导师,能够预见并解答我们在实验过程中可能遇到的各种困惑。我记得在学习时序逻辑电路的时候,我曾经在理解触发器的工作原理时遇到了很大的困难。但是,当我在书中按照指导搭建了一个D触发器的实验电路,并通过示波器观察其时钟信号和输出信号的关系时,我才真正领悟到了它的工作机制。那种通过实践获得知识的满足感,是任何理论学习都无法比拟的。而且,书中还提供了大量的实例,比如如何利用计数器设计一个简单的数字时钟,如何利用移位寄存器实现数据的传输等等。这些实例的应用性非常强,让我能够将所学的理论知识转化为实际的应用,也进一步激发了我对数字电子技术的学习热情。这本书不仅仅是一本实验指导书,更是一本能够帮助我构建扎实数字电子技术基础的宝贵资料。

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这本书的设计风格我很喜欢,封面简洁大气,内页排版也很舒服。作为一名对数字电子技术感兴趣的爱好者,我一直在寻找一本既能全面讲解理论知识,又能提供丰富实践经验的书籍。《数字电子技术实验教程》完全满足了我的需求。书中对数字电子技术的讲解非常透彻,从最基础的逻辑门电路开始,逐步深入到更复杂的组合逻辑和时序逻辑电路。我特别欣赏书中对每一个实验项目的精心设计,不仅仅是给出电路图和操作步骤,更重要的是,它还深入浅出地阐述了实验背后的原理,以及这些原理在实际生活中的应用。例如,在学习二极管和三极管的开关特性时,书中不仅讲解了它们的半导体物理原理,还提供了如何利用它们搭建简单的开关电路的实验,让我能够直观地感受到这些元器件的实际作用。这种理论与实践相结合的学习方式,让我对数字电子技术这门学科产生了浓厚的兴趣。而且,书中提供的元器件清单和实验电路图都非常规范和清晰,即使是对电子电路设计不太熟悉的初学者,也能轻松理解并按照书中的指引完成实验。我记得在学习如何搭建一个计数器时,我曾经因为对芯片的引脚定义不熟悉而感到困惑。但是,书中详细的芯片引脚图和功能说明,帮助我轻松解决了这个问题。这本书不仅仅是一本实验指导书,更像是一位循循善诱的良师益友,它用最平易近人的方式,引领我一步步走进数字电子技术的奇妙世界,让我感受到科技的魅力。

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不得不说,这本书在知识的深度和广度上都给我留下了深刻的印象。它不仅仅局限于基础的逻辑门和组合逻辑,还涵盖了时序逻辑电路、数制转换、逻辑代数化简、集成电路(IC)的应用等多个重要领域。最让我赞赏的是,作者在讲解每一个概念时,都力求用最通俗易懂的语言,并辅以大量的图示和表格,将复杂的知识点拆解得非常清晰。例如,在讲解组合逻辑电路的设计时,书中提供了多种不同的化简方法,并且对每种方法的优缺点进行了详细的分析,这让我能够根据不同的情况选择最合适的化简策略。此外,书中还穿插了一些与实际应用相关的案例,比如数字钟、计数器、移位寄存器等,这些案例的介绍不仅让我了解了这些基本电路的实际用途,也激发了我进一步探索和学习的动力。我尤其喜欢书中对于集成电路(IC)的讲解,它详细介绍了各种常用逻辑芯片(如74LS系列)的引脚功能、逻辑功能以及使用注意事项,这对于我们在实际搭建电路时至关重要。很多时候,我们在学习理论时能够理解电路的工作原理,但到了实际动手操作时,却常常因为对IC的型号、引脚功能不熟悉而遇到困难。这本书就像一位经验丰富的老师,耐心地为我们一一解答这些实际操作层面的问题。它让我明白,学习数字电子技术不仅仅是理解抽象的逻辑关系,更重要的是掌握如何将这些逻辑关系转化为实际可用的电路。我曾尝试过根据网上的一些资源学习,但由于缺乏系统性的指导,很多知识点都停留在碎片化的理解阶段。而这本书的系统性非常强,知识点之间的逻辑关系清晰,层层递进,让我能够建立起一个完整的知识体系。

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对于初学者来说,数字电子技术可能是一片充满未知和挑战的领域。然而,《数字电子技术实验教程》的出现,就像一盏指路明灯,为我照亮了前进的道路。这本书的编排逻辑非常清晰,从最基础的数制转换和逻辑运算,到复杂的时序逻辑电路和存储器,它都做了非常细致的讲解。我尤其欣赏书中对每一个实验项目的精心设计,它们不仅仅是为了完成一个任务,更是为了帮助我们深入理解相关的理论知识。例如,在学习逻辑代数化简时,书中提供的卡诺图化简方法,通过一个具体的电路设计实例,让我能够直观地看到化简前后的电路复杂度的变化,以及这种变化带来的实际效益。这种“理论联系实际”的学习方式,让我对数字电子技术这门学科产生了浓厚的兴趣。而且,书中对于实验器件的选择和使用都给出了非常详细的指导,即使是没有接触过电子实验的初学者,也能根据书中的指引顺利完成实验。我清楚地记得,在学习时序逻辑电路的最后一个实验,涉及到集成电路的级联和时序控制,我曾经一度认为这是一个非常复杂的课题。但是,在按照书中的步骤一步步进行搭建和调试之后,我最终成功地实现了一个能够进行倒计时的电子装置。那一刻的成就感,是任何语言都无法形容的。这本书不仅仅教会了我如何动手做实验,更重要的是,它培养了我解决问题和独立思考的能力。它让我明白,学习数字电子技术,不仅仅是记忆公式和规则,更重要的是理解它们背后的逻辑和思想。

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坦白说,我一直认为数字电子技术是一门相当抽象且枯燥的学科,直到我偶然发现了这本《数字电子技术实验教程》。我原本的计划只是想快速了解一下数字电子技术的基本概念,但没想到它却让我沉迷其中,甚至开始享受学习的过程。书中的实验设计非常巧妙,它们不仅仅是枯燥的重复练习,而是层层递进地引导读者去探索数字世界的奥秘。从最简单的二极管和三极管的开关特性,到构建复杂的逻辑门电路,再到设计和实现各种集成电路模块,每一步都充满了挑战和乐趣。我最喜欢的是书中对每一个实验的讲解方式,它不仅仅是给出电路图和步骤,更重要的是解释了为什么这样做,以及这样做背后的原理。例如,在学习如何使用万用表测量电阻和电压时,书中不仅告诉我们如何操作,还详细解释了万用表的工作原理以及如何避免测量误差。这种“知其然,更知其所以然”的教学方式,让我受益匪浅。而且,书中提供的实验电路图都非常规范和清晰,即使是对电子电路设计不太熟悉的读者,也能轻松理解。我尤其欣赏的是,书中在讲解某些复杂概念时,会穿插一些生活中的类比,这让我能够更容易地将抽象的理论转化为具象的理解。比如,在讲解JK触发器时,作者用开关的“翻转”来类比其状态的改变,这让我瞬间就抓住了核心概念。这本书不仅仅是教会我如何搭建电路,更重要的是培养了我对数字电子技术这门学科的兴趣和热情。它让我看到了数字世界的逻辑之美,也让我对未来的科技发展充满了期待。

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这本书的印刷质量非常棒,纸张厚实,文字清晰,图片色彩鲜艳。当我拿到这本书时,我就被它严谨而又不失活力的封面设计所吸引。翻开书页,映入眼帘的是清晰的章节目录和精美的排版,这让我对即将开始的学习旅程充满了期待。作为一名对数字电子技术感兴趣的业余爱好者,我一直认为理论知识和实践操作是同等重要的。而《数字电子技术实验教程》正是很好地兼顾了这一点。书中对于每一个实验的讲解都非常到位,不仅提供了详细的电路图和操作步骤,更重要的是,它还深入浅出地阐述了实验背后的原理,以及这些原理在实际生活中的应用。我尤其喜欢书中对逻辑门电路的讲解,从最基础的AND、OR、NOT门,到更复杂的XOR、NAND、NOR门,作者都用非常生动形象的比喻来帮助我们理解它们的逻辑功能。例如,作者将AND门比喻成“两扇门都开,人才可以通过”,将OR门比喻成“任意一扇门开,人才可以通过”,这些类比让我对这些抽象的逻辑操作有了直观的认识。在进行实际实验时,书中提供的元器件清单和焊接注意事项也非常实用,避免了我在实验过程中走弯路。我记得在尝试搭建一个多路选择器时,我曾经因为对芯片的引脚定义不熟悉而感到困扰。但是,书中详细的芯片引脚图和功能说明,帮助我轻松解决了这个问题。这本书不仅仅是一本实验指导书,更像是一位循循善诱的良师益友,它用最平易近人的方式,引领我一步步走进数字电子技术的奇妙世界,让我感受到科技的魅力。

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这本书的内容非常的扎实,而且覆盖面也相当广。对于我这种想要系统学习数字电子技术的人来说,这本书无疑是最佳的选择。我被书中循序渐进的教学方式所吸引,从最基本的逻辑门电路开始,逐步深入到更复杂的组合逻辑和时序逻辑电路。每一个章节都精心设计了相应的实验,并且实验的难度和复杂度都在不断递增,这能够有效地帮助我们巩固和深化所学的知识。我尤其喜欢书中对每一个实验的原理讲解,它不仅仅是简单地描述电路的工作流程,而是深入地分析了每一个元器件的作用以及它们是如何协同工作的。这让我能够更好地理解数字电路的设计思路和工作原理。而且,书中还提供了大量的实例,例如,在讲解计数器时,书中就列举了如何用计数器设计一个简单的电子时钟,以及如何用移位寄存器来实现数据的串行传输。这些实例的应用性非常强,让我能够将所学的理论知识与实际应用紧密地联系起来,也进一步激发了我对数字电子技术的学习热情。我曾经尝试过许多其他的数字电子技术书籍,但很多都过于偏重理论,或者实验指导不够详细,让我在实际操作时感到无从下手。而这本《数字电子技术实验教程》则恰恰弥补了这些不足,它既有严谨的理论讲解,又有详细的实践指导,能够帮助我们真正掌握数字电子技术的核心知识。

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这本书的封面设计就让我眼前一亮,简洁而不失专业感。当我翻开第一页,就被其严谨的逻辑和清晰的排版所吸引。作为一个对数字电子技术充满好奇的初学者,我总是担心会遇到晦涩难懂的术语和过于理论化的讲解。然而,《数字电子技术实验教程》恰恰解决了我的疑虑。它循序渐进地引导我进入数字世界的奥秘,从最基础的逻辑门电路开始,逐步深入到更复杂的组合逻辑和时序逻辑电路的构建与分析。每一个实验项目都配有详细的原理讲解、元器件清单、电路图以及预期的实验结果。这不仅仅是一本指导我完成实验的书,更是一本帮助我理解数字电路底层运作原理的百科全书。我尤其喜欢书中对每一个实验步骤的细致描述,即使是对于一些初学者可能遇到的细微操作,书中也给出了明确的提示和注意事项,这大大减少了我在实验过程中可能遇到的困惑和挫败感。而且,书中还提供了大量的实例和应用场景,让我能够将所学的理论知识与实际应用联系起来,感受数字电子技术的魅力。我曾尝试过其他一些数字电子技术的书籍,但很多都过于偏重理论,让我在实际操作时感到无从下手。而这本书的实验导向性非常强,每一章都围绕着一个或几个核心的实验展开,让我能够通过动手实践来巩固和深化理解。那些抽象的概念,在通过实际电路的搭建和测试后,变得生动而具体。我清楚地记得,在学习触发器的那一章,我花费了很多时间尝试理解其工作原理,但始终感觉隔靴搔痒。直到我按照书中的指导,搭建了一个D触发器的实验电路,并通过示波器观察其输出波形的变化,我才豁然开朗。那种“原来如此”的顿悟感,是任何纯理论的学习都无法带来的。这本书真正做到了理论与实践的完美结合,让我对数字电子技术这门学科产生了浓厚的兴趣,并建立了坚实的学习基础。

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我一直觉得数字电子技术是一门非常有趣的学科,但往往难以找到一本既能深入讲解理论,又能提供详细实践指导的书籍。庆幸我发现了《数字电子技术实验教程》。这本书的内容非常详实,从基础的逻辑门电路到复杂的组合逻辑和时序逻辑电路,都做了非常系统的讲解。我特别喜欢书中为每个实验项目设计的详细步骤和原理分析。这不仅仅是告诉我“怎么做”,更重要的是告诉我“为什么这么做”,让我能够真正理解每一个操作背后的逻辑。例如,在学习卡诺图化简时,书中通过一个具体的电路优化实例,让我直观地看到了化简前后电路的性能差异,以及这种优化带来的实际意义。这种理论与实践紧密结合的学习方式,让我在学习过程中受益匪浅。而且,书中提供的元器件清单和实验电路图都非常规范和清晰,即使是对电子电路设计不太熟悉的初学者,也能轻松理解并按照书中的指引完成实验。我记得在学习触发器的时候,我曾经在理解其工作原理上遇到了困难。但是,在按照书中指导搭建了一个D触发器的实验电路,并且通过示波器观察其输出波形的变化后,我才真正豁然开朗。这种通过动手实践获得知识的满足感,是任何理论学习都无法比拟的。这本书不仅帮助我掌握了数字电子技术的理论知识,更重要的是,它培养了我解决问题和独立思考的能力。

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