计算机电路基础（第三版）

·坚持以应用为目的，注重理论基础、实践环节与工程训练相结合，贯彻少而精、启发式原则，培养学习者独立思考、善于联想、触类旁通的发散思维能力。

·知识体系完整，逻辑线索清晰；行文力图深入浅出、图文结合、通俗易懂；概念准确，科学严谨。加强定性分析，重视从物理现象和物理过程的分析中说明道理。

·依据高等职业教育的特点，追踪信息技术的飞跃发展和时代进步，关注高新科技知识在计算机硬件方面的应用，使教材反映计算机科技的最新成果。

从第一版到第二版，眨眼就是六年；从第二版到第三版，转瞬又是七年。感谢广大读者的关心与支持，本书相继被评为“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”和“‘十二五’职业教育国家规划教材”。

岁月催人老，科技日日新。电工电子技术的迅猛发展和广泛应用，促进相应学科的教学体系和教学内容的更新，给本书第三版的修订带来巨大的压力和挑战。

本书作者思虑再三，认为新版必须坚持以下几点：

1．明确读者对象，严格遵守教学大纲。

本书是为高职高专和应用型本科的计算机、信息技术类相关专业编写。计算机电路基础是一门综合性革新的课程，依据减少内容重复、精简课程门类的原则，针对计算机、信息技术等相关专业学习计算机硬件知识方面的需求，有机地融合了电路与磁路、模拟电子技术及数字电子技术等三门课程所包含的内容，使总学时大大缩短，让学生有时间学习更多更专业的知识，如微机原理与接口技术、单片机和嵌入式电路技术、PLC控制技术、以及计算机控制技术等课程，并为此打下良好的基础。

严格遵守教学大纲，注重实际计算能力和分析解决实际问题能力的提高；贯彻少而精、启发式原则，培养学习者独立思考、善于联想、触类旁通的发散思维能力。

2．选材精当，简明扼要。

知识体系完整，逻辑线索清晰顺畅；行文力图深入浅出、通俗易懂；概念准确，科学严谨。加强定性分析，重视从物理现象和物理过程的描述和分析上，浅显易懂地说明道理。注重图形的直观解释作用，精选图形，图文互助。

3．依据高等职业和应用型本科教育的特点，强调理论与实际的有机结合。特别是在计算机科学技术方面的应用。

4．注意以知识的逻辑线索来统筹相关的知识内容，帮助学习者从整体上把握知识体系、领会知识间的相互联系。如每章后面有本章小结和本章知识逻辑线索图，同时设计了一些口诀帮助记忆。

5．本书注意追踪信息技术的飞跃发展和时代进步，将教学内容和技术发展相结合。还适当安排了一些选学内容，以符号※为标志。

6．本书电路、元气件符号及文字表述、插图，多数采用国家标准，并有相关说明。为了扩大读者视野，便于读者查看国内旧资料和国外资料，也有意保留了一些非国家标准。

本书篇章结构沿用第二版，共分12章。全书由何超和何翔等部分原编著者共同修订，另外江骏参与了第3、4章的编写，李卫星参与了第2、8章的编写，李云平参与了第6、9章的编写，李健参与了第7、10、11章的编写，黄贻彬、郭志勇对全书的修订提出了宝贵的建议。在本书的编写过程中，得到了清华大学教学仪器厂、武汉理工大学、中国人民解放军第二炮兵指挥学院和武汉市软件学院、广东技术师范学院天河学院、广东白云学院等单位的大力支持和帮助，在此一并表示感谢。

为了不断提高本书的编写质量，编著者真诚地欢迎广大读者和各界人士批评指正本书的错误和不妥之处，并提出宝贵的建议。

第三版前言
第二版前言
第一版前言

第1章 电路的基本概念和基本定律 1
1.1 电路 1
1.1.1 电路的组成和电路图 1
1.1.2 电路的基本物理量 1
1.1.3 负载 7
1.1.4 电源 12
1.2 电路的基本定律 16
1.2.1 有源支路欧姆定律 16
1.2.2 基尔霍夫定律 17
1.2.3 叠加定理 25
1.2.4 戴维南定理 27
1.2.5 最大功率传输条件 29
※1.3 Y-Δ变换 29
本章小结 31
本章知识逻辑线索图 32
习题1 33
第2章 正弦交流电路和电磁现象 36
2.1 正弦交流电的基本概念 36
2.1.1 正弦交流电的表示方法
——三角函数式 36
2.1.2 表示正弦交流电变化快慢特征的
物理量——频率 37
2.1.3 表示交流电大小的物理量
——瞬时值、最大值、有效值 38
2.1.4　表示交流电变化位置的物理量
——相位 38
2.2 正弦量的相量表示 40
2.2.1 正弦交流电的相量表示 41
2.2.2 相量图 42
2.2.3 用相量法求同频率正弦量的和与差
——导出“基尔霍夫定律的
相量形式” 42
2.2.4 正弦交流电路中电阻、电容、电感
性能方程的相量形式 44
2.2.5 统一的伏安关系——欧姆定律的
相量形式——阻抗和导纳的引入 46
2.2.6 正弦交流电路的相量分析方法 47
2.3 正弦交流电路的功率 53
2.3.1 一般正弦交流电路的功率 53
2.3.2 提高功率因数的意义和方法 56
※2.4 正弦交流电路的谐振 56
2.4.1 串联电路的频率特性和谐振现象 57
2.4.2 并联电路的频率特性和谐振现象 59
2.5 电磁现象及其应用 62
2.5.1 常见的电磁现象 63
2.5.2 磁场的基本物理量和基本规律 64
2.6 磁记录原理与电磁波及其应用 66
2.6.1 模拟磁记录原理 66
2.6.2 数字磁记录原理 67
2.6.3 电磁波及其应用 68
2.7 直流电动机 69
2.7.1 直流电机的基本结构 70
2.7.2 直流电动机的工作原理 70
2.7.3 直流电动机的励磁方式 71
※2.7.4 步进电动机 72
2.8 变压器 72
2.8.1 变压器的基本结构 73
2.8.2 变压器的基本原理 74
2.8.3 电子电路中常用变压器 76
2.9 继电器 77
※2.9.1 电磁式控制继电器 77
※2.9.2 热继电器 78
本章小结 79
本章知识逻辑线索图 80
习题2 80
第3章 半导体器件基本知识 84
3.1 半导体的导电特性 84
3.1.1 本征半导体与本征激发 84
3.1.2 P型半导体和N型半导体 85
3.2 PN结与半导体二极管 86
3.2.1 PN结及其单向导电性 86
3.2.2 半导体二极管 87
3.2.3 稳压二极管 89
3.3 半导体三极管（晶体管或BJT） 91
3.3.1 半导体三极管的结构与符号 91
3.3.2 半导体三极管的连接方法 91
3.3.3 半导体三极管的电流分配与
放大作用 92
3.3.4 半导体三极管的特性曲线 93
3.3.5 半导体三极管的主要参数 94
3.4 场效应管（FET） 95
3.4.1 结型场效应管的结构、符号与
工作原理 95
3.4.2 结型场效应管的特性曲线 97
3.4.3 结型场效应管的主要参数 98
3.4.4 绝缘栅场效应管 99
本章小结 102
本章知识逻辑线索图 103
习题3 104
第4章 基本放大电路 107
4.1 放大电路的主要性能指标 107
4.2 晶体管共射极放大电路 108
4.2.1 放大电路的组成及各元件的作用 108
4.2.2 静态与动态工作情况 109
4.3 共射极放大电路的分析方法 111
4.3.1 放大电路的图解分析法 111
4.3.2 放大电路的微变等效电路分析法 113
4.4 共射极放大电路静态工作点的稳定 117
4.4.1 温度对静态工作点的影响 117
4.4.2 分压式偏置电路 117
4.5 场效应管放大电路 120
4.5.1 自偏压电路 120
4.5.2 分压式自偏压电路 121
4.6 多级放大电路 121
4.6.1 多级放大电路的级间耦合方式 121
4.6.2 多级放大电路的性能分析 123
本章小结 124
本章知识逻辑线索图 125
习题4 125
第5章 几种常用的放大电路 129
5.1 负反馈放大电路 129
5.1.1 反馈的基本概念 129
5.1.2 负反馈放大电路的一般方框图和
基本关系式 129
5.1.3 负反馈的四种基本组态与判别 130
5.1.4 负反馈对放大器性能的影响 132
5.1.5 负反馈放大电路的特例——
射极输出器 134
5.2 直流放大电路 136
5.2.1 直接耦合电路静态工作点的配置 136
5.2.2 抑制零点漂移的有效电路结构——
差动放大电路 138
5.3 功率放大电路 141
5.3.1 功率放大电路的分类 141
5.3.2 乙类互补对称功率放大电路 142
5.3.3 交越失真与电路的改进措施 146
本章小结 147
本章知识逻辑线索图 149
习题5 149
第6章 集成运算放大器 152
6.1 运放的基本结构和主要性能参数 152
6.1.1 运放的电路符号与基本结构 152
6.1.2 理想运放的特性 154
6.1.3 运放的主要性能参数 154
6.2 运放构成的基本电路 158
6.2.1 比例放大器 158
6.2.2 差分式放大器 160
6.3 运放在信号运算方面的应用 161
6.3.1 求和运算 161
6.3.2 积分运算 162
6.3.3 微分运算 164
6.3.4 对数运算 164
6.3.5 反对数运算 165
6.3.6 高级运算 165
6.4 运放其他应用示例 167
6.4.1 比较器 167
6.4.2 测量放大器 171
※6.4.3 有源滤波器 172
6.5 运放的调零与补偿 173
6.5.1 调零 173
6.5.2 补偿 173
本章小结 173
本章知识逻辑线索图 174
习题6 175
第7章 正弦波振荡电路 178
7.1 概述 178
7.1.1 自激振荡的条件 178
7.1.2 自激振荡的建立和振幅的
稳定过程 179
7.1.3 正弦波振荡电路的组成 179
7.2 RC振荡器 180
7.2.1 RC桥式振荡器 180
7.2.2 RC移相振荡器 182
7.3 LC振荡器 183
7.3.1 LC并联谐振回路的特性 183
7.3.2 变压器反馈式振荡器 184
7.3.3 电感三点式振荡器 185
7.3.4 电容三点式振荡器 186
7.4 石英晶体振荡器 188
7.4.1 石英晶体谐振器的阻抗特性 188
7.4.2 典型石英晶体振荡器 190
本章小结 190
本章知识逻辑线索图 191
习题7 192
第8章 脉冲与脉冲电路 194
8.1 脉冲波形及其参数 194
8.2 RC电路的过渡过程 195
8.2.1 电容的充放电现象 195
8.2.2 RC电路的应用 196
8.3 晶体管的开关特性 199
8.3.1 晶体二极管的开关特性 199
8.3.2 二极管开关特性的应用 200
8.3.3 三极管开关特性 202
8.3.4 场效应管的开关特性 202
※8.4 非正弦信号的频谱及选频网络 203
8.4.1 非正弦周期信号的频谱分析 203
8.4.2 RC低通、高通滤波网络 204
本章小结 204
本章知识逻辑线索图 205
习题8 205
第9章 数字变量与逻辑函数 207
9.1 数制与编码 207
9.1.1 数制 207
9.1.2 编码与码制 210
9.1.3 定点数与浮点数 211
9.1.4 计算机中的编码 212
9.2 逻辑函数和基本逻辑门电路 215
9.2.1 逻辑变量和逻辑函数 215
9.2.2 逻辑函数及其表示方法 218
9.3 逻辑代数的基本定律和运算规则 220
9.4 逻辑函数的化简法 221
9.4.1 逻辑函数的公式化简法 222
9.4.2 逻辑函数化简的卡诺图法 223
9.4.3 具有无关项逻辑函数的化简 225
9.4.4 多输出逻辑函数的化简 226
9.5 逻辑函数的门电路实现 227
9.5.1 TTL门电路 227
9.5.2 MOS金属半导体场效应管门电路 233
9.5.3 TTL集成电路和MOS集成电路的
系列、性能比较及使用方法 234
9.6 集成门电路在脉冲电路中的应用 243
9.6.1　单稳态触发器 243
9.6.2 多谐振荡器 244
9.6.3　施密特触发器 246
9.6.4 555定时器 247
9.6.5　555定时器构成的单稳态触发器 249
9.6.6 555定时器构成多谐振荡器 250
9.6.7 555定时器构成施密特触发器 251
本章小结 252
本章知识逻辑线索图 252
习题9 253
第10章 组合逻辑电路 257
10.1 组合逻辑电路的定义及特点 257
10.1.1 组合逻辑电路的定义 257
10.1.2 组合逻辑电路的特点 257
10.2 组合逻辑电路的分析 257
10.3 组合逻辑电路的设计 258
10.4 组合逻辑电路中的竞争险象 259
10.5 常见的组合逻辑电路 260
10.5.1 编码器和优先编码器 260
10.5.2 译码器 262
10.5.3 数据选择器 266
10.5.4 数值比较器 267
10.5.5 加法器 269
10.6 中规模集合组合逻辑电路（MSI）
的应用 270
10.6.1 用一位全加器MSI构成多位
加法器 271
10.6.2 用MSI设计组合电路的
一般方法 272
本章小结 276
本章知识逻辑线索图 277
习题10 277
第11章 时序逻辑电路 279
11.1　时序逻辑电路的定义和特点 279
11.1.1　时序逻辑电路的定义 279
11.1.2　时序逻辑电路的特点 279
11.2　触发器 280
11.2.1　基本触发器 280
11.2.2　时钟触发器 283
11.2.3　主从触发器 285
11.2.4 边沿触发器 286
11.2.5 RS触发器构成其他逻辑功能的
触发器 288
11.3　时序逻辑电路分析 292
11.3.1　时序逻辑电路的功能描述方法 292
11.3.2 同步时序电路分析 292
11.3.3 异步时序电路分析 294
11.3.4 常用时序电路 295
本章小结 302
本章知识逻辑线索图 303
习题11 303
第12章 数字信息采集与处理 309
12.1 多路转换单元 309
12.1.1 多路选择器 309
12.1.2 多路分配器 311
12.2 D/A转换器 313
12.2.1 转换器的基本原理 313
12.2.2 D/A转换器的分类、特点、用途 314
12.2.3 D/A转换器的应用 315
12.3 采样保持和模-数转换单元（A/D） 316
12.3.1 采样保持单元 316
12.3.2 A/D转换器及其应用 317
12.4 数据存储单元——存储器 323
12.4.1 随机存储器（RAM） 323
12.4.2 随机存储器RAM容量的扩展 326
12.4.3 只读存储器 328
本章小结 329
本章知识逻辑线索图 329
习题12 330
参考文献 331

1. 信息技术基础 [主编 唐倩 邵锐]
2. 大学计算机基础实验（WPS版） [主编　谢江宜　蔡勇]
3. 信息技术（微课版） [王云　徐江鸿　李清霞　罗学锋　]
4. 电路设计与PCB制作实操教程 [主编 周永宏]
5. 计算思维与大学计算机基础 [主编　赵旭剑]
6. 大学信息技术实训教程 [主编 任云晖 丁红 赵琳琳]
7. 大学信息技术教程 [主编 任云晖 冯政军 魏斌]
8. 信息技术基础立体化教程 [邹承俊 周洪林 刘和文 叶煜 ]
9. 大学计算机基础与计算思维 [主编 闵笛 汪莹]
10. 信息技术基础项目化教程 [主编 王宏斌 王万丽 王芳]
11. 大学计算机信息素养（第二版） [主编 卢山]
12. 全国计算机等级考试一级（MS Office）指导手册 [主编 王宏斌 孙元 禹晨]
13. 大学计算机基础实验指导及习题解析 [主编 闵笛 李明]
14. 大学计算机信息素养实验指导（第二版） [主编 卢山]
15. 信息技术基础（微课版） [主编　赵艳莉　喻林]
16. 大学信息技术基础 [主编 黎夏克 张倩文 王静]
17. 计算机信息素养基础实践教程 [王锦 姚晓杰 王立武 等 编著]
18. 计算机基础与应用实践教程 [杨毅 刘立君 张春芳 梁宁玉 ]
19. 计算机信息素养基础 [主编 陈艳 秦凯 黄海玉]
20. 计算机基础与应用 [主编 秦凯 梁宁玉 王毅]
21. 大学计算机基础上机实践教程（第六版） [主编 何振林 罗奕]
22. 大学计算机基础教程实验指导与测试题集 [主编 饶拱维 吴华光 巫满秀]
23. 大学计算机基础（等级考试版） [主编 钟诚]
24. 大学计算机基础教程（第二版） [主编 安志远 崔岩]
25. 计算机应用基础实训教程（第三版） [主 编 王向慧 康秀兰]
26. 计算机应用基础（第三版） [主 编 王向慧 康秀兰]
27. 计算机应用基础 [主编　赵艳莉]
28. 大学计算机基础案例教程（第二版） [主 编 叶潮流 金 莹]
29. 大学信息技术 [主编　连卫民　张志明　陈炎龙]
30. 新编计算机应用基础教程 [主编　戴毅　吴瑞芝　贾姗姗]