电子技术基础及应用

高等职业教育专业基础课系列教材

电子技术基础及应用

李春英主编

张纯伟胡海燕副主编

中国铁道出版社

年北京

２０１８·

内容简介

本书为项目化教材采用项目和模块的编排格式全书共分为两部分第部分为模拟电

，，，Ⅰ

子技术基础及应用部分包含三个项目和一个课外阅读内容包括直流稳压电源的基本制作与

，，

测试扩音器的基本制作与测试集成运算放大器的基本应用与测试以及正弦波振荡器的基

、、，

本分析与应用第部分为数字电子技术基础及应用包含三个项目和两个课外阅读内容包

；Ⅱ，，

括简单抢答器的基本制作与调试组合逻辑电路基本设计与制作调试时序逻辑电路基本设计

、、

与制作调试脉冲波形产生与变换电路的基本分析与应用以及与转换器的基本分

、，Ａ／ＤＤ／Ａ

析与应用等内容

。

本书可作为高等职业院校工科院校机电类专业相关专业基础课教材也可供相关技术人

，

员参考用书

。

图书在版编目（ＣＩＰ）数据

电子技术基础及应用李春英主编北京中国

／．—：

铁道出版社

，２０１８ư１２

高等职业教育专业基础课系列教材

ＩＳＢＮ９７８⁃７⁃１１３⁃２５２１６⁃８

电李电子技术高等职业教

Ⅰư①…Ⅱư①…Ⅲư①⁃

育教材

⁃Ⅳư①ＴＮ

中国版本图书馆数据核字第号

ＣＩＰ（２０１８）２８９３７５

书名：电子技术基础及应用

作者：李春英主编

责任编辑：阚济存编辑部电话：电子信箱：

５１８７３１３３ｔｄ５１８７３１３３＠１６３ưｃｏｍ

封面设计：崔欣

责任校对：苗丹

责任印制：郭向伟

出版发行：中国铁道出版社北京市西城区右安门西街号

（１０００５４，８）

网址：

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗưｔｄｐｒｅｓｓưｃｏｍ

印刷：北京柏力行彩印有限公司

版次：年月第版年月第次印刷

２０１８１２１２０１８１２１

开本：印张字数千

７８７ｍｍ×１０９２ｍｍ１／１６：１７ư５：４４８

书号：

ＩＳＢＮ９７８⁃７⁃１１３⁃２５２１６⁃８

定价：元

４５ư００

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凡购买铁道版图书如有印制质量问题请与本社读者服务联系调换

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“十三五”期间，国家要求加快发展现代职业教育，深化职业教育教学改革，全面提高人

才培养质量。按照教育部的要求，本着高职教育“以立德树人为根本，以服务发展为宗旨，

以促进就业为导向”的指导思想，我们在“电子技术基础”课程的教学、研讨过程中，探索适

合专业需求、适合职业人才培养的教学模式，编写了本项目化教材。

本教材以工作任务为中心组织课程内容，将工作过程中所需的专业基础能力分解成若

干知识点进行教学。具体特点如下：

１．围绕专业课需求、职业人才需求将本课程内容规划为一个个相关的学习项目，按照工

作任务单展开理论与实践教学，目标明确，培养学生的专业思维、实践技能及职业素质，学习

者从知道尝试明白提升。

→→→

本教材共规划了６个学习项目及３个课外阅读。每个学习项目拆分出若干模块，每个

模块包含若干个知识点，而每个知识点对应所需的任务能力；课外阅读拓展和完善课程知

识，提升教材的趣味性。全书融教、学、做为一体，逐步完成知识体系学习和技能训练，正确

建立理论与实践的联系。

课程课时安排如下表：

序号内容课时

项目一直流稳压电源的基本制模块１认识与检测半导体二极管

１１２

作与测试模块２直流稳压电源电路的基本分析

模块１认识与检测半导体三极管

模块２单管放大电路的基本分析

项目二扩音器的基本制作与

２模块３多级放大电路的基本分析２０

测试

模块４功率放大器的基本分析

模块５差动放大电路的基本分析

模块１认识与检测集成运算放大器

项目三集成运算放大器的基本模块２集成运算放大器的线性应用

３１０

应用与测试模块３集成运算放大器的非线性应用

模块４集成运算放大器的几个使用注意问题

一、自激振荡的基本原理

二、正弦波振荡器的基本组成及分类

阅读一正弦波振荡器的基本分

４三、ＲＣ正弦波振荡器课外

析与应用

四、ＬＣ正弦波振荡器

五、石英晶体振荡器

３

ઋઋઋઋઋઋઋઋઋઋ

续上表

序号内容课时

模块１逻辑门电路的识别与检测

项目四简单抢答器的基本制作

５模块２逻辑代数与逻辑函数的化简１０

与调试

模块３集成逻辑门的识别与检测

项目五组合逻辑电路的基本设模块１组合逻辑电路的分析与设计

６１０

计与制作调试模块２常用集成组合逻辑电路器件及其应用

项目六时序逻辑电路的基本设模块１集成触发器的识别与检测

７１４

计与制作调试模块２常用集成时序逻辑电路器件及其应用

一、５５５集成定时器

阅读二脉冲波形产生与变换电二、５５５定时器构成的多谐振荡器

８课外

路的基本分析与应用三、５５５定时器构成的单稳态触发器

四、５５５定时器构成的施密特触发器

一、模／数转换器（ＡＤＣ）

阅读三Ａ／Ｄ与Ｄ／Ａ转换器的基

９二、数／模转换器（ＤＡＣ）课外

本分析与应用

三、ＤＡＣ和ＡＤＣ综合应用电路

１０实作练习２

１１实作考核２

１２合计８０

２．本教材每个项目都有实践考核内容和评价方式，方便实施理论与实作独立考核评价

的教学模式，强化学生的综合能力，促进学生职业道德、职业素养及职业精神的养成。

３．本教材充分考虑了教学及学生学习的需要，教学实施方便灵活，每个学习项目配置

了大量多题型综合练习题及其参考答案，方便学生自学自查。

４．本教材努力反映集成技术与新成果，注重集成器件的外部应用。

５．本教材努力追踪新时期要求，增强教材的合用性。

本书由南京铁道职业技术学院李春英担任主编，张纯伟、胡海燕担任副主编。其中，项

目一、二、三、四由李春英、张纯伟编写，项目五、六由李春英、钟雪燕编写，阅读一、二、三由胡

海燕、李春英编写，模拟电子技术实训内容由戚磊、李春英编写，数字电子技术实训内容由孙

凯、李春英编写。

编写本教材时，查阅和参考了众多文献资料，在此向参考文献的作者致以诚挚的谢意。

由于编者水平有限，难免存在不妥之处，恳请读者批评指正。

编者

２０１８年６月

４

ઋઋઋઋઋઋઋઋઋઋ

模拟电子技术基础及应用

Ⅰ

项目一直流稳压电源的基本制作与测试

……………………１

模块认识与检测半导体二极管

１……………５

训练：用万用表检测普通二极管…………

１２

模块直流稳压电源电路的基本分析

２……………………１４

项目小结………………………

２７

综合习题………………………

２８

项目二扩音器的基本制作与测试

…………３１

模块半导体三极管的识别与检测

１………３６

训练：用万用表检测半导体三极管………

４４

模块单管放大电路的基本分析

２…………４５

模块多级放大电路的基本分析

３…………６６

模块功率放大电路的基本分析

４…………６９

模块差动放大电路的基本分析

５…………７４

项目小结………………………

７８

综合习题………………………

７９

项目三集成运算放大器的基本应用与测试

………………８７

模块认识与检测集成运算放大器

１………９２

训练：识别和检测集成运算放大器……………

ＬＭ３５８９７

模块集成运算放大器的线性应用

２………９７

模块集成运算放大器的非线性应用

３……………………１０９

模块集成运算放大器的几个使用注意问题

４……………１１０

项目小结………………………

１１２

综合习题………………………

１１２

阅读一正弦波振荡器的基本分析与应用

…………………１１７

５

ઋઋઋઋઋઋઋઋઋઋ

数字电子技术基础及应用

Ⅱ

项目四简单抢答器的基本制作与调试

……………………１２７

模块基本逻辑门电路的识别与检测

１……………………１３１

训练：识别与检测基本逻辑门…………

１４３

模块逻辑代数与逻辑函数的化简

２………１４５

模块集成逻辑门的识别与检测

３…………１５６

训练：识别与检测集成逻辑门电路……………………

１６４

项目小结………………………

１６７

综合习题………………………

１６７

项目五组合逻辑电路的基本设计与制作调试

……………１７２

模块组合逻辑电路的分析与设计

１………１７４

模块常用集成组合逻辑电路器件及其应用

２……………１７７

项目小结………………………

１９２

综合习题………………………

１９２

项目六时序逻辑电路的基本设计与制作测试

…………１９６

模块集成触发器的识别与检测

１…………１９９

训练：常用集成触发器功能检测

………２１２

模块常用集成时序逻辑电路器件及其应用

２……………２１４

项目小结………………………

２３３

综合习题………………………

２３４

阅读二脉冲波形产生与变换电路的基本分析与应用

……２３９

阅读三Ａ／Ｄ与Ｄ／Ａ转换器的基本分析与应用

…………２４８

参考答案

………………………２５６

附录

………………………２５９

参考文献

………………………２７１

６

ઋઋઋઋઋઋઋઋઋઋ

模拟电子技术基础及应用

Ⅰ

项目一直流稳压电源的基本制作与测试

能力目标

能简单识别检测半导体二极管

１ư、。

能完成直流稳压电源的基本制作与测试

２ư。

能查找和处理整流滤波稳压电路的常见故障

３ư。

知识目标

熟悉半导体二极管及其主要参数掌握二极管在直流电路中的分析计算熟悉常用特殊

；；

二极管的应用熟悉直流稳压电源的组成及作用掌握单相整流滤波电路及其基本工作熟

；；；

悉常用三端集成稳压器具体工作任务见表

。１⁃１。

表１⁃１项目工作任务单

序号任务

小组制订工作计划明确工作任务

１，

根据直流稳压电源电路基本结构框图画出电路连接图

２，

根据电路连接图制作直流稳压电源电路

３

完成直流稳压电源电路的功能测试与故障排除

４

小组讨论总结并编写报告

５

一目标

（）

掌握单相桥式整流电容滤波集成稳压电路的基本结构及工作原理

（１）。

掌握单相桥式整流电容滤波集成稳压电路的直流输出计算观察与测试

（２）、。

学习电路的简单故障分析与处理

（３）。

培养良好的操作习惯提高职业素质

（４），。

１

ઋઋઋઋઋઋઋઋઋઋ

电子技术基础及应用

二器材

（）

所用器材清单见表

１⁃２。

表１⁃２器材清单

器材名称规格型号电器符号数量

单相变压器

２２０Ｖ／６ＶＴ１

熔断器

０ư５ＡＦＵ１

整流二极管

１Ｎ４００７ＶＤ１～ＶＤ４４

电解电容各

１０００μＦ、４７μＦＣ１、Ｃ４１

电容各

０ư３３μＦ、０ư１μＦＣ２、Ｃ３１

三端集成稳压器

ＣＷ７８０５ＩＣ１

负载电阻

１２０Ω／２ＷＲＬ１

双踪示波器

ＹＢ４３０２５１

数字万用表

ＶＣ８９０Ｃ＋１

导线若干

三原理与说明

（）

电子设备电路都需要一个或几个电压稳定的直流电源供电才能工作化学电池是一种

。

直流电源但大多数情况下小功率直流电源是通过电网提供的城市用电以下简称市电转

，（）

换而来的直流稳压电源主要由电源变压器整流电路滤波电路和稳压电路四部分组成

。、、，

一般框图如图所示

１⁃１。

图直流稳压电源基本结构框图

１⁃１

框图中各部分的作用说明如下

：

电源变压器

１ư

电网提供的市电为正弦交流电而小功率直流稳压电源所需的电源电压

２２０Ｖ、５０Ｈｚ，

较低电源变压器则是将交流电源电压ｕ变换为整流电路所需要的二次交流电压ｕ

，１２。

整流电路

２ư

利用整流二极管的单向导电性将二次交流电ｕ变换为单一方向的脉动直流电

２。

滤波电路

３ư

整流后的脉动直流电仍含有交流成分滤波电路则是进一步滤除脉动直流电中的交流

，

成分保留直流成分使直流电压波形变得平滑从而提高直流电的质量常用滤波器件有

，，，。

２

ઋઋઋઋઋઋઋઋઋઋ

项目一直流稳压电源的基本制作与测试

电容元件和电感元件

。

稳压电路

４ư

稳压电路能在电网电压波动或负载发生变化负载电流变化时通过电路内部的自动

（），

调节维持稳压电源直流输出电压基本不变即保证输出直流电压得以稳定稳压器件有稳

，，。

压二极管或用半导体三极管作电压调整管以及各种集成稳压器件

，。

四电路安装与测试

（）

电路

１ư

图直流稳压电源电路接线图

１⁃２

安装电路

２ư

参照图按照正确方法安装电路用万用表直流电压挡测试负载电阻两端输出

１⁃２，。ＲＬ

直流电压值Ｕ用示波器观察输出电压的波形

Ｏ，。

分别测试整流电路滤波电路

３ư、

单相桥式整流电路测试

（１）

参照图用万用表交流电压挡测试变压器副边电压有效值Ｕ用示波器观察输出电

１⁃３，２；

压的波形用万用表直流电压挡测试负载电阻两端输出直流电压的平均值Ｕ将测试

；ＲＬＯａｖ。

结果和观察结果填入表中

１⁃３。

表１⁃３

电网电变压器副输出直流输出直流电压

压边电压电压波形

／Ｖ／Ｖ／Ｖ

２２０

图单相桥式整流电路接线图

１⁃３

单相桥式整流电容滤波电路测试

（２）

参照图用万用表交流电压挡测试变压器副边电压有效值Ｕ用示波器观察输出电

１⁃４，２；

压的波形用万用表直流电压挡测试负载电阻两端输出直流电压的平均值Ｕ将测试

；ＲＬＯａｖ。

结果和观察结果填入表中

１⁃４。

３

ઋઋઋઋઋઋઋઋઋઋ

电子技术基础及应用

表１⁃４

电网电变压器副输出直流输出直流电压

压边电压电压波形

／Ｖ／Ｖ／Ｖ

２２０

图单相桥式整流电容滤波电路接线

１⁃４

思考：

如果单相桥式整流电路输出电压波形变成了半波，可能发生了什么故障？

１ư

如果单相桥式整流电容滤波电路输出电压波形变成了半波，可能发生了什么故障？

２ư

变压器副边电压、电容两端电压及输出电压分别用什么仪表测量？

３ưＣ１

变压器副边电压、电容两端电压、输出电压之间为什么关系？

４ưＣ１

接入小、和接入大、，输出有什么不同？

５ưＣ１ＲＬＣ１ＲＬ

实作考核

项目步骤分数序号考核内容及评分标准配分扣分得分备注

正确选择元器件元器件选择错误一个扣分直至扣完

：２，

１为止５

导线测试导线不通引起的故障不能自己查找排除一处

：，

电２扣分直至扣完为止１０

１，

路元件测试接线前先测试电路中的关键元件如果在电路

单连：，

相接测试时出现元件故障不能自己查找排除一处扣分直至

桥与５０３，２，５

扣完为止

式实

整现正确接线每连接错误一根导线扣分直至扣完为止

流４：１，１０

用示波器观察输出波形调试电路示波器操作错误扣

电：，５

容分不能看到整流输出信号波形扣分不能看到电容滤波

滤５，５，２０

波输出波形扣分直至扣完为止

５，

电用万用表分别测量交直流电压正确使用万用表进行电

路、：

连测试源电压及输出电压测量并填表每错一处扣分万用表操

接２０６，，５；２０

测作不规范扣分直至扣完为止

５，

试回答原因描述合理

１０７１０

规范操作不可带电插拔元器件错误一次扣分

８，，５５

正确穿戴文明作业违反规定每处扣分

整理９，，，２２

１０操作台整理测试合格应正确复位仪器仪表保持工作台

，，

１０整洁每处扣分３

，３

时限时限为每超扣分直至扣完为止

１０４５ｍｉｎ，１ｍｉｎ１，１０

合计

１００

注意操作中出现各种人为损坏考核成绩不合格且按照学校相关规定赔偿

：，。

４

ઋઋઋઋઋઋઋઋઋઋ

项目一直流稳压电源的基本制作与测试

知识链接

模块１认识与检测半导体二极管

知识点一半导体与ＰＮ结

导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体常用的半导体材料有硅锗等在

，、，

化学元素周期表中硅和锗都是四价元素

，。

半导体的导电能力与许多因素有关其中温度光杂质等因素对半导体的导电能力有

，、、

比较大的影响因而它具有热敏特性光敏特性掺杂特性利用这些特性可以制成各种不同

，、、，

用途的半导体器件如热敏二极管光敏二极管和光敏三极管半导体二极管半导体三极

，、、、

管场效应晶体管及晶闸管等

、。

一本征半导体

（）

本征半导体是一种完全纯净的结构完整的半导

、

体晶体在常温下或无外激发时本征半导体中有大

。，

量的价电子但没有自由电子此时半导体不导电

，，。

当受热或受光照射时共价键中的电子会获得足够能

，

量从共价键中挣脱出来变成自由电子同时在原共

，，，

价键的相应位置上留下一个空位这个空位称为空

，

穴如图所示由此可见电子和空穴是成对出

，１⁃５。，

现的所以称为电子空穴对在本征半导体中电子和

，⁃，

空穴的数目总是相等的由于半导体呈电中性价电

。，

子挣脱共价键的束缚成为自由电子后原子核因失去图本征激发产生电子空穴对

，１⁃５⁃

电子而带等量的异性电荷因为自由电子带负电荷

，，

所以认为空穴带等量的正电荷

。

由于共价键中出现了空穴邻近的价电子就容易挣脱其共价键的束缚填补到这个空穴

，

中来从而使该价电子的原位置上又留下新的空穴以后其他价电子又可填补到新的空穴

，，

中于是电子和空穴就产生了相对移动运动方向相反自由电子和空穴在运动中相遇会结

，，。

合而成对消失此为复合现象温度一定时自由电子和空穴的产生与复合达到动态平衡

，。，，

这时自由电子和空穴的浓度为一定值

。

在外电场作用下自由电子和空穴都作定向移动自由电子的定向移动产生电子电流

，，，

空穴的定向移动产生空穴电流两部分电流的方向相同总电流为两者之和因此半导体

，，。，

中存在两种载流子导电粒子电子和空穴而导体中只有一种载流子电子这是半导体与

（）：，，

导体导电的一个本质区别在常温下本征半导体中载流子浓度很低因此导电能力很弱几

。，，

乎不导电

。

５

ઋઋઋઋઋઋઋઋઋઋ

电子技术基础及应用

二杂质半导体

（）

在本征半导体纯净硅或纯净锗中掺入微量的杂质会使半导体的导电性能发生显著

（），

的变化掺杂半导体可分为型半导体和型半导体

。ＰＮ。

型半导体

１ưＰ

在本征半导体硅或锗中掺入微量的三价元素如硼铟镓则可构成型半导体

（）（、、），Ｐ。

因硼原子只有三个价电子它与相邻的四个硅原子组成共价键时因缺少一个价电子而出现

，，

空穴这样型半导体中的载流子除了本征激发产生的电子空穴对外还有因掺杂而出现

。Ｐ⁃，

的空穴如图所示在型半导体中空穴的数目远大于本征激发产生的自由电子的数

，１⁃６。Ｐ，

目空穴为多数载流子简称多子电子为少数载流子简称少子由于型半导体主要靠

，，；，。Ｐ

空穴导电因而又称为空穴型半导体

，。

图型半导体的原子结构和简化结构示意图

１⁃６Ｐ

型半导体

２ưＮ

在本征半导体硅或锗中掺入微量的五价元素如磷砷锑则可构成型半导体

（）（、、），Ｎ。

因磷原子有五个价电子它与相邻的四个硅原子组成四个共价键时多出的一个价电子容易

，，

挣脱原子核的束缚成为自由电子这使得型半导体中的载流子电子和空穴的数目不再

。Ｎ

相等自由电子的数目远大于本征激发产生的空穴的数目