图书前言

“电工学”是高等学校非电类专业本科学生的技术基础课,课程的主要目的是根据学生所学专业对电气工程知识的需求,介绍电气工程的基本原理及其相关应用。其主要内容一般包括电工技术和电子技术两大部分。20世纪60年代我国高等学校开设了“电工学”课程,随着新技术和新器件的出现,以及电气工程在其他工科领域应用的不断深入和扩展,课程内容进行了多次改革。例如20世纪70年代末引入了模拟和数字集成电路,90年代初引入了可编程控制器和电力电子技术等。进入21世纪以来,电子设计自动化(electronics design automation,EDA)技术在我国逐渐推广应用。它以计算机为工作平台,以硬件描述语言为电路和器件设计的基础,结合相应的EDA软件工具,使电子系统的设计产生了质的飞跃,系统的功能验证日趋完善,硬件实现的速度大为提高。因此,理解EDA技术的基本原理,熟练掌握和应用EDA技术,对于从事电气工程相关工作的工程技术人员都是非常重要的。

本书是《电工电子技术与EDA基础》(第2版)教材的下册,主要内容是电工学课程中的电子技术部分。主要讲授电子技术与相关的EDA知识,包括模拟电子技术、数字电子技术的基础知识。模拟电子技术部分包括半导体器件的工作原理与器件模型、分立元件放大电路、差分放大电路和功率放大电路、电路中的负反馈、集成运算放大器的应用、直流稳压电路和电力电子技术基础知识等,有关器件的SPICE建模和相关的电路仿真内容穿插其中; 数字电子技术部分包括数字电路的基础知识、基本逻辑器件、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、数/模和模/数转换器、半导体存储器和可编程逻辑器件等。

本书在保持第1版教材注重基本原理和方法介绍特点的同时,加强了面向实际工程应用内容的介绍。与第1版内容相比,本书总体内容修改包括: 

(1) 修改了场效应晶体管的结构和工作原理的内容,讲解更深入透彻。

(2) 将差分放大电路、功率放大电路和集成运放的组成和工作原理三部分内容合为一章,主要作为集成运放的应用内容的支撑。

(3) 强化了集成运放实际应用的内容介绍。增加了集成运放的失调参数对电路的影响、单电源运放的应用等内容。

(4) 根据“电工学”课程教学内容的要求,精简了原教材中“电力电子技术”的内容,将直流稳压电源、可控硅的原理和应用等内容合并为“电源”一章。

(5) 鉴于学时的限制,去掉第1版教材中的“VHDL语言入门”一章。同时将“可编程逻辑器件”一章放在本书的最后,主要介绍可编程逻辑器件的原理和结构特点,作为数字电路的知识扩展内容。

(6) 增加了“半导体存储器”一章,使得电子技术内容更完整。

(7) 在门电路的讲解中,更注重门电路实际应用中相关的外部参数的介绍。同时,增加了“74LS系列和4000系列数字集成电路功能列表”作为附录,使读者对这两类数字电路有更深入的了解,并可作为实际应用时的参考。

本书的第1版是由段玉生、王艳丹、何丽静、侯世英、李钊年和许怡生几位老师共同编写的。虽然本书作者在第1版教材的基础上,根据多年的“电工学”教学实践经验,进行了大量的修改和重编,但是本书仍然凝聚着大家的智慧和心血,在此向本书第1版的合作编者表示衷心的感谢!本书吸收了清华大学应用电子学及电工学教研组和实验室很多老师的教学实践经验,凝聚了他们大量心血,在此向对本书做出贡献的老师、同行表示深切的谢意!

由于编者水平有限,书中错误或不当在所难免,恳切希望得到广大读者的批评和指正!

编者

2018年7月于清华园