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绪论1

第1章 半导体器件3

1.1半导体的基本知识3

1.1.1本征半导体3

1.1.2杂质半导体4

1.1.3 PN结的形成和特性5

1.2半导体二极管9

1.2.1半导体二极管的结构9

1.2.2半导体二极管的伏安特性9

1.2.3二极管的主要参数10

1.2.4二极管的应用12

1.2.5特殊二极管12

1.3双极型半导体三极管16

1.3.1三极管的结构16

1.3.2三极管的电流分配与放大作用17

1.3.3共射极电路的特性曲线20

1.3.4三极管的主要参数22

1.4场效应管24

1.4.1结型场效应管25

1.4.2绝缘场效应管28

1.4.3场效应管参数32

1.4.4场效应管的特点及应用33

本章小节34

习题35

第2章 数字逻辑基础37

2.1数字电路概述37

2.1.1数字信号和数字电路37

2.1.2数字电路的分类和特点37

2.1.3数字电路的研究方法38

2.2数的进制和二进制代码38

2.2.1常用的数制38

2.2.2不同进制数之间的相互转换41

2.2.3二进制代码43

2.3逻辑代数及其基本运算46

2.3.1逻辑代数中的逻辑变量和正负逻辑46

2.3.2逻辑代数中的三种基本运算47

2.4逻辑代数的定律和规则49

2.4.1逻辑代数的基本公式49

2.4.2逻辑代数的三大规则50

2.4.3若干常用公式51

2.5常用的复合逻辑运算52

2.6逻辑问题有多种表达方法55

2.6.1逻辑表达式和逻辑真值表55

2.6.2逻辑图56

2.6.3波形图和卡诺图57

2.7逻辑函数的代数化简法58

2.7.1逻辑函数化简的意义和最简的概念58

2.7.2代数化简逻辑函数的常用方法59

2.7.3逻辑函数表达式不同形式的转换61

2.8逻辑函数的卡诺图化简法63

2.8.1逻辑函数的最小项及其最小项表达式63

2.8.2逻辑函数的最大项及其最大项表达式65

2.8.3逻辑函数的卡诺图表示方法66

2.8.4卡诺图化简逻辑函数的方法68

2.8.5逻辑函数式中的无关项72

2.8.6具有无关项逻辑函数的化简73

本章小节73

习题74

第3章 逻辑门电路76

3.1逻辑门电路概述76

3.1.1逻辑门电路的特点及其类型76

3.1.2半导体器件的开关特性76

3.2基本逻辑门电路80

3.2.1二极管与门和或门80

3.2.2三极管非门电路82

3.3 TTL集成逻辑门电路83

3.3.1 TTL与非门的工作原理83

3.3.2 TTL与非门的电气特性与参数86

3.3.3改进的TTL与非门92

3.3.4集电极开路与非门和三态与非门94

3.3.5 TTL数字集成电路的系列和特点99

3.3.6 TTL集成门电路的使用注意事项101

3.4其他类型的双极型数字集成电路简介103

3.4.1射极耦合逻辑电路（ECL）103

3.4.2集成注入逻辑电路（I2L）105

3.5 MOS集成逻辑门电路107

3.5.1 CMOS非门108

3.5.2 CMOS传输门和双向模拟开关110

3.5.3 CMOS与非门和或非门111

3.5.4 CMOS漏极开路门和三态门113

3.5.5 CMOS数字集成逻辑电路的系列114

3.5.6 CMOS逻辑电路的特点115

3.5.7 CMOS逻辑门电路的使用注意事项116

3.6集成逻辑门接口技术117

3.6.1用TTL电路驱动CMOS电路118

3.6.2用CMOS电路驱动TTL电路119

3.6.3 TTL（CMOS）电路驱动大电流负载120

本章小节121

习题121

第4章 组合逻辑电路124

4.1组合逻辑电路概述124

4.1.1组合逻辑电路的特点124

4.1.2组合逻辑电路的逻辑功能描述124

4.1.3组合逻辑电路的类型和研究方法125

4.2组合逻辑电路的分析方法和设计方法125

4.2.1组合逻辑电路的分析方法125

4.2.2组合逻辑电路的设计方法126

4.3组合电路的竞争冒险现象130

4.3.1竞争冒险的产生原因130

4.3.2竞争冒险的判断和识别130

4.3.3竞争冒险的消除131

4.4加法器和比较器132

4.4.1加法器132

4.4.2数值比较器137

4.5数据选择器和数据分配器141

4.5.1数据选择器141

4.5.2数据分配器144

4.6编码器和译码器145

4.6.1编码器145

4.6.2译码器152

4.6.3集成中规模译码器的应用160

本章小节162

习题163

第5章 触发器165

5.1触发器概述165

5.1.1触发器的特点165

5.1.2触发器的分类165

5.2基本RS触发器166

5.2.1基本RS触发器的电路结构和工作原理166

5.2.2基本RS触发器的功能描述方法167

5.2.3基本RS触发器的工作特点168

5.3同步时钟触发器169

5.3.1同步RS触发器169

5.3.2同步D触发器170

5.3.3同步JK触发器171

5.3.4同步T触发器和T′触发器172

5.3.5同步触发器的工作特点172

5.4主从时钟触发器173

5.4.1主从RS触发器173

5.4.2主从JK触发器175

5.4.3主从触发器的工作特点175

5.5边沿触发器176

5.5.1维持—阻塞式D触发器176

5.5.2利用门延迟时间的边沿触发器178

5.5.3 CMOS传输门型边沿触发器179

5.5.4集成边沿触发器介绍181

5.5.5边沿触发器时序图的画法182

5.6集成触发器使用中应注意的几个问题183

5.6.1集成触发器的脉冲工作特性183

5.6.2集成触发器的参数186

5.6.3电路结构和逻辑功能的关系187

5.6.4触发器的选择和使用187

5.6.5不同类型时钟触发器之间的转换188

本章小节189

习题190

第6章 时序逻辑电路192

6.1时序逻辑电路概述192

6.1.1时序逻辑电路的概念和特点192

6.1.2时序逻辑电路的分类193

6.1.3时序电路的功能描述193

6.2时序电路的分析方法194

6.2.1分析时序电路的一般步骤194

6.2.2时序电路分析举例195

6.3计数器200

6.3.1二进制计数器200

6.3.2十进制计数器205

6.3.3集成计数器210

6.3.4任意进制计数器的构成215

6.3.5计数器的应用222

6.4寄存器225

6.4.1状态寄存器225

6.4.2移位寄存器227

6.4.3移位寄存器在数据传送系统中的应用230

6.4.4移位寄存器构成移存型计数器231

6.5顺序脉冲发生器和序列信号发生器235

6.5.1顺序脉冲发生器235

6.5.2序列信号发生器238

6.6时序逻辑电路的设计239

6.6.1同步时序逻辑电路设计的一般步骤240

6.6.2同步时序逻辑电路设计举例241

6.7时序逻辑电路中的竞争冒险246

本章小节247

习题248

第7章 脉冲信号的产生与整形251

7.1概述251

7.1.1脉冲信号的特点及主要参数251

7.1.2脉冲产生与整形电路的特点251

7.2施密特触发器252

7.2.1门电路构成的施密特触发器252

7.2.2集成施密特触发器254

7.2.3施密特触发器的应用254

7.3单稳态触发器256

7.3.1门电路构成的单稳态触发器256

7.3.2集成单稳态触发器259

7.3.3单稳态触发器的应用262

7.4多谐振荡器263

7.4.1门电路构成的多谐振荡器263

7.4.2石英晶体多谐振荡器265

7.4.3施密特触发器构成的多谐振荡器266

7.5 555定时器及其应用267

7.5.1 CC7555的电路结构和工作原理267

7.5.2 555定时器构成的施密特触发器269

7.5.3 555定时器构成的单稳态触发器269

7.5.4 555定时器构成的多谐振荡器271

7.5.5 555定时器综合应用实例273

本章小节276

习题276

第8章 半导体存储器278

8.1半导体存储器概述278

8.2只读存储器278

8.2.1掩模ROM279

8.2.2可编程只读存储器（PROM）281

8.2.3可擦除可编程只读存储器282

8.2.4只读存储器芯片简介286

8.3随机存储器286

8.3.1 RAM的基本电路结构287

8.3.2 RAM的存储单元288

8.3.3 RAM芯片简介291

8.4存储器容量的扩展292

8.4.1位数的扩展292

8.4.2字数的扩展293

8.4.3 RAM的字位同时扩展293

8.5存储器的应用294

8.5.1存储器实现组合逻辑函数294

8.5.2存储数据、程序297

本章小节297

习题297

第9章 可编程逻辑器件299

9.1概述299

9.2可编程逻辑器件的基本结构和表示方法300

9.2.1 PLD的基本结构301

9.2.2 PLD器件的表示方法301

9.3现场可编程逻辑阵列（FPLA或PLA）302

9.3.1 PROM阵列结构302

9.3.2 FPLA （Programmable Logic Array）结构303

9.3.3 FPLA器件的应用304

9.4可编程阵列逻辑PAL305

9.4.1 PAL的基本电路结构305

9.4.2 PAL的输出电路结构和反馈形式306

9.4.3 PAL器件的应用308

9.4.4 PAL的特点312

9.5通用阵列逻辑GAL312

9.5.1常用GAL芯片的结构312

9.5.2 GAL的输出逻辑宏单元（OLMC）315

9.5.3 GAL器件的特点320

9.6高密度PLD320

9.6.1可擦除的可编程逻辑器件（EPLD）321

9.6.2复杂的可编程逻辑器件（CPLD）323

9.6.3现场可编程门阵列（FPGA）327

9.7可编程逻辑器件的开发331

9.7.1系统可编程技术331

9.7.2可编程逻辑器件的设计过程331

9.7.3边界扫描测试技术334

本章小结334

习题335

第10章 D／A转换和A／D转换337

10.1概述337

10.2 D／A转换器（DAC）338

10.2.1 D／A转换器的基本工作原理338

10.2.2 D／A转换器的主要电路形式338

10.2.3 D／A转换器的主要技术指标342

10.2.4常用集成DAC简介342

10.3 A／D转换器（ADC）345

10.3.1 A／D转换器的基本工作过程345

10.3.2 A／D转换器的主要电路形式347

10.3.3 A／D转换器的主要技术指标356

10.3.4集成A／D转换电路357

本章小节361

习题362

附录A 数字系统的设计363

A.1数字系统的组成363

A.2数字电路系统的方框图描述法364

A.3多路可编程控制器设计与制作364

A.3.1多路可编程控制器的电路设计364

A.3.2电路制作与测试368

A.4数字频率计的设计与制作369

A.4.1数字频率计电路设计369

A.4.2频率计的制作与调试373

A.5数字电路系统设计与制作的一般方法374

A.5.1数字电路系统设计的一般方法374

A.5.2数字电路系统的安装与调试376

附录B 数字系统一般故障的检查和排除378

B.1常见故障378

B.2产生故障的主要原因379

B.3查找故障的常用方法380

B.4故障的排除381

附录C 国产半导体集成电路型号命名法（GB3430—82）382

C.1型号的组成382

C.2实际器件举例382

附录D 本书常用文字符号384

参考文献386