面向21世纪课程教材 面向21世纪课程教材 普通高等教育“九五” 国家教委重点教材
w46/ 内容简介 本书是教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课得体系改革计划“”的研究成果，是面 向2】世纪课程教材和教育部工科电子技术基础学科“九五”规划敦材，是普通高等教育“九 五"国家教委重点教材 在基本保持第三版理论体系的基础上，本次修订以较大篇幅增补了可编程逻辑器件的内 容，并独立成一章。原来的第七章“大规模集成电路”改为“半导体存储器”。另外，还补充了 压控振荡器，快闪存储器等内容。为数字电路教学上的方便，本次修订适当增加了半绿体 极管、三极管和理想运算效大器基本知识的内容，书中的自我检测题，思考题和习题也作了悠 改和补充。全书主要内容有：逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路 脉冲波形的产生和整形、半导体存储器、可编程逻辑器件，数模利模一数转换等。 本书可作为电气信总类自劲化专业、电气工程及其自动化专业的教科书，也可供其他相 关专业选用和社会读者阅滨
第四版前言 本书是在《数字电子技术基础》第三版的基础上，按照国家教育委员会高等 工业学校电子技术课程教学指导小组于1993年修订的“电子技术基础课程教学 基本要求”重新修订而成的。 自《数字电子技术基础》第三版发行以来，数字电子技术的研究和应用又取 得了新的进展，其中尤以可编程逻辑器件的广泛应用令世人骗目。由于可编程 逻辑器件等新型器件仍然是制作在硅片上的半导体器件，所以过去用于分析半 导体器件工作原理的理论基础对这些新器件也仍然适用。同时，原书中讲没的 基本逻辑单元的工作原理以及组合逻辑电路和时序逻辑电路的基本概念、分析 方法、设计方法也是使用这些新器件时必需具备的理论基础。 鉴于上述情况，第四版教材在基本保持原书理论体系的基础上，以较大篇幅 增补了可编程逻辑器件的内容，单独写成为第八章。将原来的第七章“大规模集 成电路"改成“半导体存储器”，仅限于讨论半导体存储器的有关内容。另外，还 补充了压控振荡器、快闪存储器等内容，并对自我检测题、思考题和习题作了修 改和补充，关于可编程逻辑器件开发工具及其应用的内容准备安排到实验课中 结合实际操作讲解，故未在新版教材中作具体介绍。 者虑到许多院校在安排教学计划时都有先上数字电路、后上模拟电路的要 求，这次修订时适当增加了半导体二极管，三极管和理想运算放大器基本知识的 内容，这样无论是否已经学过模拟电子技术基础，都可以选用这本书作为数字电 子技术基础课程的教材。 目录中注有“装”号的部分是建议作为选讲的内容。在学时较少或要求不高 的情况下，建议首先刷减这些内容。删去这些内容不会影响理论体系的完整性 和内容的连贯性。 此次修订工作全部由阎石教授完成。北京工业大学陆培新教授不辞辛苦地 认真审阅了全部书稿，并提出了许多宝贵意见。从本书初版的编写到历次的修 订，一直得到童诗白教投的热情支持和悉心指导。作者谨向他们表示衷心的感 谢。借此机会也向所有关心、支持和帮助过本书编写、修改、出版、发行工作的同 志们致以诚挚的谢意。 修订后的教材中一定还有许多不完善之处，殷切地期望读者给予批评和指正。 编者 1997年12月
第一版前言 这套教材是参照高等学校工科基础课电工、无线电类教材会议在1977年1】 月制定的“电子技术基础”（自动化类）编写大纲和各兄弟院校后来对该大纲提出的 修改意见编写的，以《模拟电子技术巷础》和《数字电子技术基础》两书出版。本书 是其数字电子技术基础部分。全书共有九章，分为上、下两册。上册包括门电路 数字电路的逻辑分析、组合菱辑电路、时序逻辑电路及脉冲波形的产生和整形等五 章。这是数字电路的基本部分。下册包括金属一氧化物一华导体集成电路、数模 和横数转换，数字电路中的若干实际问题以及综合读图练习等四章，作为选讲部 分。在安排教学内容时，可以视具体要求和学时的多少，作必要的增群。 在处理不断出现的新器件和蒸本内容的矛盾时，我们采取的措施是：以小规 模和中规模集成电路为主来组织内容，并适当介绍大规模集成电路；而在基本数 宇脉冲单元方面，则仍以分立元件为主。 考虑到目前的数字电子技术课程多半安排在模拟电子技术课程之后，所以 在用到模拟电路中的有关内容时，就直接作为结论加以引用了。 本书是由清华大学电子学教研组的同志们集体编写的，其中第一章由金国 芬、阁石执笔，第二章由余孟尝执笔，第三章由赵佩芹执笔，第四，六章由许道荣 执笔，第五章由李大义执笔，第七章由周明德执笔，第八章由吴年予执笔，第九章 由赵佩芹、张乃国执笔，阁石同态担任主编。全部编写工作都是在教研组主任童 诗白教授亲自组织与具体指导下完成的。 在本教材的整理和定稿过程中，承许多兄弟院校的老师对征求意见稠提出 宝贵意见。审稿会上，在主审单位西安交通大学沈尚资教授的主持下，华中工学 院、南京工学院、浙江大学、山东工学院、昆明工学院、东北工学院、合肥工业大 学，贵州工学院、上海交通大学、天津大学、华北电力学院，哈尔滨工业大学、吉林 工业大学，大连工学院、重庆大学、湖南大学、太原工学院、华南工学院、同济大 学、战都科技大学等兄弟院校的老师们仔细阅读了原稿，指出许多错误和欠妥之 处。在评审和复审过程中，又经沈尚贤教投和西安交通大学电子学教研室胡瑞 受、林雪亮、古新生等同志写出详细的修改意见，在此谨致以诚挚的谢意。 由于我们对先进的数字电子技术了解不够，本教材又缺乏一定的教学实践 虽然已经根据兄弟院校老师们的意见对征求意见稿作了修改，但必然还存在不 少缺点和错误，股切期望各方面的读者能给以批评和指正 编者 1981年1月
第二版说明 本书原分上、下两册出版。考虑到教学上的方便，同时考虑到第八章（电子 电路中元器件的选择和抗干扰问题)和第九章（数字电路应用举例）的内容不在 教学大纲的要求之内，因此决定将第一至第七章及附录合印成一阳出版。 编者 1984年9月
第三版序 自《数字电子技术基础》（第一版）出版至今，已经过去七年了。由于电子 技术及其应用又有了很大的发展，同时国家教有委员会主持制定了电子技术基 础课程的教学基本要求，因而对原书进行全面的修订就势在必行了。 修订工作主要是针对以下几个方面进行的： 从内容上，进一步制减了分立元件电路和讲述巢成电路内部结构及其详细 工作过程的内容，增强了CMOS电路和中、大规模集成电路应用的比重。同时， 还适当介绍了一些近年来迅速发展起来的新型器件和电路，如高速CMOS电 路、半定制集成电路等。 鉴于原书中各章的习题与内容配合得不够紧密，而且新版教材的内容又改 动很大，所以这次更换了绝大部分的习题。另外，为便于读者自行检查学习效 果，每章除思考题与习题之外还增加了自我检验题，并在全书的最后给出了这些 题目的答案。自我检验题所涉及的内容都是各章的基本概念、基本原理和基本 的分析、设计方法。 从体系上，在基本延用原书体养的基础上，作了一些局部调鉴。首先满换了 第一、二章的先后次序。因为门电路一章的份量比较重，概念和难点比较集中 而逻辑代数基础的内容很容易为学生所接受，所以将两章的次序对掉符合由浅 入深的原划。其次，把原来的第四章分成了触发器和时序遂辑电路两章，这样既 解决了原来第四章篇幅过大的问题，同时又不影响教材体系的系统性和完整性。 再次，考虑到大规模集成电路往往是既包含组台逻辑电路又包含时序逻辑电路 的数宇系统，所以把大规模集成电路的内容也单独列成了一章。这样，就形成了 新版教材的九章体系。 从要求上，正文部分基本上按基本要求编写，略有超出。一部分虽属比较重 要但已超出基本要求的内容写在每幸的附录中。这些内容既可供那些学时较 多、要求较商的院校作为课堂讲授的选讲内容，又可以供学生作为自学的阅读材 料。 本书是与童诗白主编的《模拟电子技术基础》（第二版）配套的教材，同时又 有相对的独立性。如果将这两本教材配合使用，那么既可以先讲模拟部分、后讲 数字部分，也可以先讲数字部分、后讲模拟部分。在先讲数字电路时，只要预先 讲过《模拟电子技术基础》（第二版）的第一章即可转入本书的讲授。为了使两学 期的学时平衡，可将第八章WD、DA转换的内容移到第二学期的模拟部分之后 再进 第三版的修订工作全部由阎石完成。修订工作得到了童诗白教授的悉心指 导。 西安交通大学沈尚贤教授、张庆男副教授，古新生到教授和林雪亮副教授在
·2 第三版序 百忙中仔细地审阅了全部书稍并提出了许多宝贵的意见。多年来，我们的教材工 作得到了沈尚贤教授和西安交通大学电子学教研室各位老师的热情关怀和大力支 持，在本书出版之际，该向他们致以最波挚的谢意。 许多兄弟院校的师生为本书的修订工作提出过积极的建议和殷切的期望 在收集资料的过程中，得到了上海元件五厂、国营七四九厂、北京半是体器件三 厂、上海无线电十四厂、国营四四三五厂有关司志的热情支持，在此一并向他们 表示感谢。 新版教材中一定还有不少缺点和不足之处，恳请各界读者给予批评指正。 编老 1988年5月
本书中的文字符号及其说明 一、电压符号 :输入电平（相对于儿路公共参考点的电压） V输入高电平 输入低电平 输出电平（相对于电路公共参考点的电压） 输高电平 输出低电平 V 温度电生当节 Ve 电源电乐（一般州于双极型半导体器件）》 V 电源电压（一般州于MOS器件） VB配 三极管基极相对于发射极的电压 V(E 三极笄集电极相对于发射极的电斥 M()S管漏极相对于源极的电生 MOS管粉极相对于源极的电压 脉冲噪声电压幅值 输入高电平嶸白容限 V 输入低电平噪声容限 Vm 门电路的阅值电压 V 施密特触发特性的正向衡值电压 V 施帝特触发特性的负向阔值电压 N沟道MOS管的开启电压 P沟道MOS管的开启电压 VP参考电生（或基准电压） 二、电流符号 in(In) 基极电流瞬时值（直流量） ic(Ir） 柴电极电流瞬时值（直流量） in(In) 漏极电流瞬时值（直流量） i,输入电流 1“高电平输入电流
2 本书中的文字符号及其说明 In. 低电平输人电流 i(1,)负载电流瞬时值（直流量） io 输出电流 高电平输出电流 低电平输出电流 电源(Vce)平均电流 辙出为高电平时的电源电流 输出为低电平时的电源电流 电源(Vo)平均电流 三、功率符号 Pe CMOS电路中负载电容充、放电功耗 CMOS电路的动态功耗 Ps CMOS电路的静态功耗 CMOS电路的瞬时导通功耗 PTOT CMOS电路的总功耗 四、脉冲参数符号 周期性脉冲的重复频率 占空比 下降时间 th 保侍时间 t. 上.丹时间 恢复时间 建立时问 脉中宽度 脉冲幅度 五、电阻、电容符号 MOS管栅极与漏极间电容 MOS管栅极与源极间电容 C 保持电容 C 输人电容 负载电容 R 输人电阻 R 负载电阻 R 输出电阻
本书中的文字符号及其说明 ROFF 器件截止时内阻 RoN 器件导通时内阻 Rv 上拉电阻 六、器件及参数符号 A 放大器 Av放大器的电压放大倍数 D 二极管 FE 融发器 G 门 开关 三极管 N沟道MOS管 P沟道MOS管 TG 传输门 平均传输延迟时间 输出由高电平变为低电平时的传输延迟时间 ZPLH 输出由低电平变为高电平时的传输延迟时间 七、其他符号 二进制 CLK时钟 CP时钟脉冲 D 计进制 EN允许（使能） H 十六进制 OF输出允许（使能） 关于中、大规模集成器件框图的一点说明 为便于教学，在用中、大规模集成器件组成的应用电路中，书中采用了示 性的框图来表示这些器件。这种框图不属于标准的逻辑图形符号。 在这些框图中，当输人（或输出）以低电平作为有效信号时（即所谓“低电平 有效")，在信号的输人（或输出）端上加小圆圈，并在相应的信号名称上加“反”号 (横线)。信号输入（或输出）端上的小圆圈和信号名称上的“反”号同时用来表小 以低电平作为有效信号。为了绘制框图的方便，这些带“反”号的信号名称可以 写在框内，也可以写在框外，这与国家标准规定的二进制逻辑单元图形符号的画