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第一章电路的基本定律与分析方法
电路理论主要研究电路中发生的电磁现象。用电流、电压和电功率等物理量来描述其中的过程。
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●1.1电路的基本概念
电路是电流通过的路径，是各种电气设备或元件按一定方式连接起来组成的总体。
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●1.2基尔霍夫定律
电路分析的基本依据是电路的基本定律，即欧姆定律和基尔霍夫定律。
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●1.3电路的分析方法
电路分析通常是已知电路的结构和参数，求解电路中的基本物理量。对于简单的电路可以用电阻的串、并联等效，以及串联分压、并联分流公示来分析计算。但对于一些较为复杂的电路，还应根据电路的结构和特点，归纳出分析和计算的简便方法。
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第二章电路的暂态分析
在纯电阻电路中，如果电路的状态发生变化，电路会在一瞬间从一种稳定状态转变为另一种稳定状态。但在含有电感和电容等储能元件的电路中，当电路的状态发生变化时，必将伴随着电感和电容中的磁场能量和电场能量的变化。
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●2.1换路定则及初始值的确定
电路的接通、断开、短路、电源或电路参数的改变等所有电路状态的改变，统称为换路。
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●2.2RC电路的暂态过程
分析电路的暂态过程就是根据激励（电压源电压或电流源电流），求电路的响应（电压和电流值）。
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●2.3一阶线性电路暂态分析的三要素法
对于只含有一个储能元件或可等效为只含有一个储能元件的线性电路，当电路中元件参数为常数时，列出的微分方程是一阶常系数线性微分方程，这种电路成为一阶线性电路。
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●2.4RL电路的暂态过程
电机、电磁铁、电磁继电器等电磁元器件都可等效为RL的串联电路。因为L是储能元件，所以RL电路在换路时也可能会产生暂态过程。
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●2.5一阶电路的脉冲响应
周期性的矩形脉冲信号激励下的一阶RC电路是在信号处理电路中常见的一种应用电路。
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第三章交流电路
正弦交流电简称交流电，是目前供电和用电的主要形式。
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●3.1正弦交流电的基本概念
电路中随时间按正弦规律变化的电压和电流等物理量，称为正弦量。
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●3.2单一参数的正弦交流电路
用来表示电路元件基本性质的物理量称为电路参数。电阻、电感、电容是交流电路的三个基本参数。仅具有一种电路参数的电路称为单一参数电路。
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●3.3简单正弦交流电路的分析
在一般情况下，R、L、C构成的正弦交流电路各元件的连接关系可能是串联，可能是并联，也可能是串并联构成的混联。对于这样一般形式的正弦交流电路的分析，通常将电路从时间域模型转换成相应的相量模型，电路的元件特性和基本定律都能在相量域中得到相应形式的表达。
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●3.4电路的谐振
在含有R、L|C元件的交流电路中，因为感抗、容抗都是频率的函数，所以当改变电感元件、电容元件的参数或电源的频率时，感抗和容抗会随之发生变化，同时引起电压与电流大小和相位发生变化。响应与频率之间的关系称为电路的频率特性或者频率响应。
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●3.5非正弦周期信号的电路
若线性电路中的电压或电流为非正弦周期量，那么，分析该电路的方法是首先利用傅里叶级数将非正弦周期量分解为直流分量和许多不同频率的正弦量的叠加，然后再用叠加原理进行分析计算。
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第四章三相电路
现代电路系统中，绝大多数采用三相制供电。
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●4.1三相电源
三相供电系统由三相电源、三相负载和三相输电线三部分组成。三项交流电源是由三相交流发电机产生的。
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●4.2三相电路中负载的连接
三相电路中的负载可以连接成星形或者三角形。
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●4.3三相电路的功率
正弦稳态电路中，有功功率满足功率的可加性。
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●4.4安全用电技术
电能可以微人类服务，为人类造福。但若不能正确使用电器，违反电气操作规程或疏忽大意，则可能造成设备损坏，引起火灾，甚至人身伤亡等严重事故，因此，懂得一些安全用电的常识和技术是必要的。
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第五章常用半导体器件
电子技术是研究电子器件及由它们构成的电子电路的应用。在学习电子电路的分析与设计之前，必须首先掌握常用电子器件的基本结构、工作原理、特性和参数并学会合理地选用器件型号，这是深入学习电子电路的基础。当前，电子器件已从电真空器件（电子管）、分立半导体器件（二极管、三极管等）、小规模集成电路、中规模集成电路发展到大规模、超大规模集成电路。虽然现在的电子电路绝大部分使用集成电路，但二极管、三极管是构成集成电路的基础，同时，一些具有特殊功能的半导体器件，在科学研究和生产实践中也起着非常重要的作用。
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●5.1半导体基础知识
物质按其导电能力的不同，可以分为导体、绝缘体和半导体三类。半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。半导体在常态下导电能力非常微弱，但在掺杂、受热、光照等条件下，其导电能力大大加强。用来制造电子器件的半导体材料有硅、锗和砷化钾等。
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●5.2PN结
采用不同的掺杂工艺，将P型半导体和N型半导体制作同一块硅片上，在它们的交界面就形成了PN结。PN结具有单向导电性。
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●5.3半导体二极管
半导体二极管的核心部分是一个PN结。在PN结的两端加上电极，P区引出的电极为阳极，N区引出的电极为阴极。用管壳封装，就成为半导体二极管。
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●5.4稳压二极管
稳压管是一种特殊的二极管，在电路中与适当的电阻配合具有稳定电压的功能。
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●5.5半导体三极管
半导体三极管简称为三极管或晶体管。因为有电子和空穴两种载流子参与导电，所以称为双极型晶体管。三极管具有放大作用和开关作用，是电子技术中应用最广泛的器件之一，对电子技术的发展起着至关重要的作用。学习三极管，主要是掌握它的伏安特性和主要参数，以便正确地应用它。
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●5.6场效应管
场效应管是利用电场效应来控制电流的一种半导体器件。它与半导体三极管的主要区别是：三极管是两种载流子（电子和空穴）参与导电，称为双极型晶体管；场效应管只有一种载流子参与导电，称为单极型晶体管。按结构不同，场效应管分为结型和绝缘栅型两大类，由于绝缘栅型场效应管的应用更广泛，所以这里只介绍此种类型。
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●5.7光电器件
发光二极管是一种特殊的二极管，由能够发光的半导体材料（如坤化镓、磷化镓等）制成，简称为LED。发光二极管是一种能将电能转换成光能的半导体器件（发光器件）。
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第六章基本放大电路
三极管、场效应管的主要用途之一就是利用其放大作用组成放大电路，将微弱的电信号放大到所需要的量级。在生产实践和科学实验中，放大电路的应用十分广泛，是构成模拟电路和系统的基本单元。对初学者来说，从分立元件组成的基本放大电路入手，掌握一些放大电路的概念是非常必要的。
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●6.1基本放大电路的组成及工作原理
所谓放大，是指用一个较小的变化量去控制一个较大的变化量，实质上是实现能量的控制。由于输入信号微弱，能量很小，不能直接推动负载做功，因此，需要另外提供一个直流电源作为能源，由能量较小的输入信号控制这个能源，使之输出与输入信号变化规律相同的大能量，推动负载作功。放大电路就是利用有放大功能的半导体器件来实现这种控制。
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●6.2基本放大电路的分析
分析放大电路就是在理解放大电路工作原理的基础上求解静态工作点和各项动态性能指标。本节以上述基本共射放大电路为例，针对电子电路中存在着晶体管或场效应管等非线性器件，而且直流量与交流量同时作用的特点，提出分析方法。
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●6.3常用基本放大电路的类型及特点
在生产实践中放大器需放大的往往不只是正弦交流信号，还有直流信号；同时，也不只是电压信号的放大，有时还需要放大电流、功率。放大器为了完成不同的功能，电路结构也有所不同，即放大器有不同的类型。但不论何种类型的放大电路，它们的工作原理、性能指标及分析方法基本上都是相同的。
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●6.4实用放大电路
实用的放大电路往往根据其用途全面考虑各性能指标。如一个放大直流微弱电压信号的放大电路，因为是直流信号输入，所以要求输入级的零漂小；又因为输入信号小，且不能提供大的电流，所以要求放大电路的输入电阻大，放大倍数高；该电路直接带负载，还要求输出电阻小，功率大，效率高。
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第七章集成运算放大器及其应用
模拟集成电路自20世纪60年代初期问世以来，在电子技术中得到了广泛的应用。其中最主要的代表器件就是运算放大器。运算放大器在早期应用于模拟信号的运算，故名运算放大器。随着集成技术的发展，运算放大器的应用已远远超出了模拟运算的范围，广泛应用于信号的处理和测量、信号的产生和转换以及自动控制等诸多方面。同时，许多具有特定功能的模拟集成电路也在电子技术领域中得到了广泛应用。
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●7.1集成运算放大器
集成运算放大器简称运放，是一种放大倍数很高的直接耦合多级放大电路。
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●7.2放大电路中的负反馈
运算放大器必须引入深度负反馈才能工作在线性区。因此，在介绍运算放大器的应用之前，先介绍一下有关反馈的概念。
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●7.3集成运算放大器的线性应用
集成运算放大器的应用基本上可以分为两大类：线性应用和非线性应用。当运算放大器外加深度负反馈后，可以闭环工作在线性区。运算放大器线性应用时可构成模拟信号运算电路、信号处理电路及正弦波振荡电路等。运算放大器线性应用的电路特征是：引入负反馈。运算放大器线性应用的分析依据是：“虚短路”和“虚断路”。运算放大器线性应用的分析就是利用“虚短”和“虚断”的概念分析电路输出和输入的关系。
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●7.4集成运算放大器的非线性应用
当运算放大器工作在开环状态或引入正反馈时，由于其放大倍数非常大，所以只存在正、负饱和两种状态，输出不是高电平就是低电平。当运算放大器工作在这种状态时，称为运算放大器的非线性应用。
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第八章半导体直流稳压电源
大功率电子器件的出现，使电子技术进入了电力领域。在工农业生产和科学研究中，主要应用交流电。但在某些场合，例如电解、电镀、蓄电池的充电、直流电动机等都需要直流电源供电。特别是电子线路、电子设备和自动控制装置都需要稳定的直流电源。本章主要介绍利用功率电子器件组成直流稳压电源电路的原理及应用。
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●8.1整流电路
整流电路就是利用二极管的单向导电性将交流电转换成脉动直流电的电路。如果整流电路输入的是单相交流电，则为单相整流电路；如果整流电路输入三相交流电，则称为三相整流电路。在小功率整流电路中（200W以下），常用单相整流电路。在整流电路的分析中，将二极管当作理想元件处理，即正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
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●8.2滤波电路
整流电路的输出电压虽然是单方向的直流，但还是包含了很多脉动成分（交流分量），不能直接用作电子电路的直流电源。利用电容和电感对直流分量和交流分量呈现不同电抗的特点，可以滤除整流电路输出电压的交流成分，保留其直流成分，使其变成比较平滑的电压、电流波形。常用的滤波电路有电容滤波器、电感滤波器和型滤波器等。
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●8.3稳压电路
经整流滤波后的电压往往会随着电源电压的波动和负载的变化而变化。为了得到稳定的直流电压，必须在整流滤波之后接入稳压电路。在小功率设备中常用的稳压电路有稳压管稳压电路、串联型稳压电路和集成稳压电路。
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第九章门电路与组合逻辑电路
电子电路中的信号可分为两大类，一类是随时间连续变化的模拟信号，处理模拟信号的电路称为模拟电路。另一类是在时间和数量上都是离散的数字信号，处理数字信号的电路称为数字电路。模拟电路和数字电路的功能不同，分析和设计电路的方法也不相同。根据电路的结构和功能特点，数字电路又可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。本章系统介绍了基本逻辑门电路的功能、组合逻辑电路的分析与设计方法，以及常用的各种中规模集成组合逻辑电路的工作原理和使用方法。
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●9.1数字电路概述
数字电路处理的信号是脉冲信号。脉冲信号是一种持续时间很短的跃变信号。
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●9.2逻辑代数与逻辑函数
分析和设计逻辑电路的数学工具是逻辑代数，也称布尔代数(1849年，由英国数学家乔治布尔提出)。虽然逻辑代数与普通代数一样，也是用字母表示变量，但是逻辑变量的取值只有1和0两种。而且1和0并不代表变量的大小，而是代表两种相反的逻辑状态，例如：“是”与“不是”，“通”与“断”等。1和0的含义要根据所研究的具体事件来确定。这与普通代数有着本质的区别。任何一个具体的逻辑关系都可以用一个确定的逻辑函数来描述，通过逻辑函数可以方便地研究各种复杂的逻辑问题。
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●9.3逻辑门电路
逻辑门是组成数字逻辑电路的基本逻辑器件。由二极管或晶体管组成的逻辑门电路称为分立元件门电路。分立元件门电路体积大、可靠性差，实际应用中已不再采用，目前广泛采用的是集成电路( Integrated Circuit，简称IC)。集成电路不仅微型化、可靠性高、耗电小，而且速度高、便于多级连接。
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●9.4组合逻辑电路的分析与设计
根据需要将基本逻辑门电路组合，可构成具有特定功能的组合逻辑电路。组合逻辑电路的特点是：其输出状态只取决于当前的输入状态，而与原输出状态无关。本节介绍组合逻辑电路的分析与设计方法。
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●9.5常用的组合逻辑模块
在实用的数字系统中，经常会大量地应用一些具有特定功能的组合逻辑模块，如加法器、编码器、译码器、数据分配器、数据选择器、数值比较器等。这些功能模块被制成中规模集成电路，方便使用。
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●9.6中规模集成芯片的组合逻辑电路
与小规模逻辑门电路相比，用中规模组合逻辑模块实现任意组合逻辑函数，可以减少连线、提高可靠性。
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第十章触发器与时序逻辑电路
由门电路构成的组合逻辑电路的特点是，当前的输出状态只取决于该时刻的输入信号的状态，与电路原来的输出状态无关，即组合逻辑电路没有记忆功能。在数字系统中，常需要保存一些数据和运算结果，因此需要具有记忆功能的电路，例如，计数器、寄存器电路。电路当前的输出状态不仅取决于当前输入信号的状态，而且还与电路原来的输出状态有关。触发器作为基本单元可构成时序逻辑电路，时序逻辑电路具有记忆功能。时序逻辑电路和组合逻辑电路是数字电路的两大类。门电路是组合逻辑电路的基本单元，触发器是时序逻辑电路的基本单元。
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●10.1双稳态触发器
双稳态触发器有0和1两种稳定的输出状态，在一定条件下两种状态可以互相转换，称为触发器状态的翻转。按逻辑功能来分，双稳态触发器可分为RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器等；按结构来分，双稳态触发器可分为主从型触发器和维持阻塞型触发器等。
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●10.2寄存器
在数字电路中，常使用寄存器来暂时存放运算数据、运算结果或指令等。寄存器由具有记忆功能的双稳态触发器组成。一个触发器只能存放1位二进制数，欲存放N位二进制数，需要用N个触发器组成的寄存器。寄存器存入和取出数据的方式有并行和串行两种。并行方式是指，多位数码的存入和取出同时完成；串行方式是指，多位数码的存入和取出通过移位方式完成。寄存器常分为数码寄存器和移位寄存器两种，它们的区别在于有无移位的功能。
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●10.3计数器
计数器和寄存器一样，都是由触发器构成的时序逻辑电路。寄存器是用来存储数据的，而计数器是用来统计输入时钟脉冲个数的。计数器在数字系统中是一种很重要的基本组件，应用十分广泛。它不仅具有计数功能，还可以用于分频、定时等操作。
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●10.4中规模集成计数器组件及其应用
尽管集成计数器产品种类很多，也不可能做到任意进制的计数器都有其相应的产品。但是用一片或几片集成计数器经过适当连接，就可以构成任意进制的计数器。
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●10.5555定时器及其应用
555定时器是一种广泛应用的中规模集成电路。555定时器的电源电压范围很宽，双极型的定时器电源电压为5～16V，COMS型的为3～18V。555定时器使用灵活、方便，只需在其外部连接少量的阻容元件，就可以构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器，因而常用于信号的产生、信号的变换以及检测和控制等电路中。
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第十一章半导体存储器
大规模集成的半导体存储器可以用来存储大量的二进制信息，因为其具有集成度高、功耗低、速度快、体积小、价格便宜等优点，所以被广泛地用于各种数字系统中。
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●11.1半导体存储器的基本结构和工作原理
主要由存储矩阵和地址译码器构成
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●11.2半导体存储器的分类
根据功能的不同，半导体存储器可以分为只读存储器ROM（Read Only Memory）和随机存取存储器RAM（Random Access Memory）。半导体存储器还有双极型和MOS型之分。双极型的速度快，但功耗大；MOS型的集成度高、功耗小。
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第十二章模拟量和数字量的转换
在现代控制、通信和检测技术领域中，广泛采用计算机对信号进行运算、处理。实际的控制对象大多数是模拟量。为了使计算机和数字仪表等能识别这些信号，必须通过模数转换器（简称A/D转换器或ADC）把它们转换成数字量。经过处理的数字量还要再通过数模转换器（简称D/A转换器或DAC）转换成模拟量，才能对被控制的模拟量系统进行控制。
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●12.1DA转换器
在集成D/A转换器中，权电流型D/A转换器的转换速度快，转换精度高，是较常用的一种转换器。
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●12.2AD转换器
A/D转换器的类型很多，本节以逐次逼近型A/D转换器为例，说明A/D转换器的工作原理。
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第十三章铁心线圈与变压器
生产中常用的一些电工设备，如变压器、电动机、控制电器等，它们的工作基础都是电磁感应，是利用电与磁的相互作用来实现能量的传输和转换的。这类电工设备的工作原理依托电路和磁路的基本理论。
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●13.1磁路的基本概念
所谓磁路，就是集中磁通的闭合路径。也可以说，磁路是封闭在一定范围里的磁场，所以描述磁场的物理量也适用于磁路。
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●13.2磁路的欧姆定律
根据安培环路定律，磁场中磁场强度矢量H沿任何闭合曲线的线积分，等于穿过该闭合曲线所围曲面的电流的代数和。
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●13.3铁心线圈电路
将线圈绕制在铁心上便构成了铁心线圈。根据线圈励磁电源的不同，可分为直流铁心线圈和交流铁心线圈两类，它们的磁路分别为直流磁路和交流磁路。
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●13.4电磁铁
电磁铁是常用的一种控制电器。另外，许多电工设备也是以电磁铁为基本组成部分制成的。例如，机床上的电磁离合器、液压或气压传动系统中的电磁阀等，都是基于电磁吸力的原理工作的。
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●13.5变压器
变压器是根据电磁感应原理制成的一种电气设备，它具有变换电压、变换电流和变换阻抗的功能，因而获得广泛的应用。
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第十四章异步电动机
异步电动机具有结构简单、运行可靠、维护方便及价格便宜等优点。在电力拖动系统中，异步电动机被广泛应用于各种机床、起重机、鼓风机、水泵、皮带运输机等设备中。
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●14.1三相异步电动机的基本结构与工作原理
异步电动机的主要部件包括定子（包括机座）和转子两部分。
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●14.2三相异步电动机的电磁转矩
由三相异步电动机的转动原理可知，驱动电动机旋转的电磁转矩是由转子导条中的电流I2与旋转磁场每极磁通相互作用而产生的。
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●14.3三相异步电动机的机械特性
在实际工作中，常用异步电动机的机械特性n=f (T)来分析问题，机械特性反映了电动机的转速n和电磁转矩T之间的函数关系。
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●14.4三相异步电动机的额定数据
要想正确地使用电动机，必须先了解电动机的铭牌数据。不当的使用不仅使电动机的能力得不到充分的发挥，甚至会损坏电动机。
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●14.5三相异步电动机的使用
电动机接通电源启动后，转速不断上升直至达到稳定转速，这一过程称为启动。调速是指负载不变时使电动机产生不同的转速。在生产实际中，常要求电动机能迅速而准确地停止转动，所以需要对电动机进行制动。
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●14.6单相异步电动机
单相异步电动机的定子为单相绕组，转子大多是鼠笼式的。
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第十五章直流电动机和控制电机
直流电机是实现机械能和直流电能互相转换的装置。控制电机是转换和传递信号的装置。
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●15.1直流电动机的构造及工作原理
直流电动机主要由磁极、电枢和换向器三部分组成。
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●15.2并励（他励）电动机的机械特性
在电源电压U和励磁电路的电阻Rf（包括励磁绕组的电阻和励磁调节电阻R'f）为常数的条件下，电磁转矩T与电枢转速n之间关系T=f(n)称为机械特性。
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●15.3并励（他励）电动机的使用
并励（他励）电动机的使用主要包括启动、制动和调速。
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●15.4控制电机
控制电机的种类很多，根据用途和性能的不同，可分为信号元件和功率元件两大类。凡是用来转换信号的都是信号元件，如测速发电机；凡是把信号转换成输出功率或把电能转换为机械能的都是功率元件，如伺服电动机和步进电动机。本节只简要介绍伺服电动机和步进电动机。
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第十六章继电接触器控制系统
在现代化工农业生产中，生产机械的运动部件大多数是由电动机拖动的，通过对电动机的自动控制（如启动、停止、正反转、调速和制动等），来实现对生产机械的自动控制。由各种有触点的控制电器（如继电器、接触器、按钮等）组成的控制系统称为继电接触器控制系统。
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●16.1常用低压控制电器
低压控制电器用途广泛，种类繁多，一般可分为手动电器和自动电器两类。手动电器必须由人工操纵，如闸刀开关、组合开关、按钮等；自动电器是随某些电信号（如电压、电流等）或某些物理量的变化而自动动作的，如继电器、接触器、行程开关等。本节只介绍部分常用的低压控制电器。
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●16.2三相异步鼠笼式电动机的基本控制
任何复杂的控制线路都是由一些基本的控制电路组成的，基本的控制电路包括直接启停控制、点动控制、异地控制、正反转控制、联锁控制等。掌握一些基本控制单元电路，是阅读和设计较复杂的控制线路的基础。
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●16.3行程控制
利用行程开关可以对生产机械实现行程、限位、自动循环等控制。
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●16.4时间控制
在自动化生产线中，常要求各项操作或各种工艺过程之间有准确的时间间隔，或者按一定的时间启动或关停某些设备等。这些控制可以由时间继电器来完成。
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第十七章可编程序控制器及应用
可编程序控制器是结合继电接触器控制和计算机技术而不断发展完善起来的一种自动控制装置，具有编程简单、使用方便、通用性强、可靠性高、体积小、易于维护等优点，在自动控制领域应用得十分广泛。近几十年来，可编程序控制器从诞生到发展，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃，实现了逻辑控制到数字控制的进步，实现了单体设备简单控制到运动控制、过程控制及集散控制的跨越。
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●17.1PLC简介
PLC从结构形式上可分为整体式和模块式两大类，其逻辑结构基本相同。
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●17.2梯形图编程典型电路
梯形图是国内使用最多的PLC编程语言。梯形图与继电接触器控制系统的电路图很相似，它借助类似继电器的常开、常闭触点、线圈以及串联与并联等术语和符号，根据控制要求连接而成表示PLC输入和输出之间逻辑关系的图形，具有直观易懂的优点，特别适用于开关量逻辑控制。
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●17.3PLC应用实例
在掌握了PLC的基本工作原理、编程指令和编程方法的基础上，可结合实际问题进行PLC应用控制系统的设计。