Серия «учебники и учебные пособия» Эрл д. Гейтс введение в электронику

ПРАКТИЧЕСКИЙ ПОДХОД

Издательство «ФЕНИКС» Ростов-на-Дону 1998

ББК 22.3 Я 72 Г 29

Перевод Синдеева Ю.Г.

Эрл Д.Гейтс

Г 29 Введение в электронику. Серия «Учебники и учебные пособия». Ростов-на-Дону: «Феникс», 1998. — 640 с.

Книга известного американского специалиста в простой и доступной форме знакомит с основами современной электро­ники. Основная ее цель — теоретически подготовить будущих специалистов — электриков и электронщиков — к практичес­кой работе, поэтому кроме детального изложения принципов работы измерительных и полупроводниковых приборов, интег­ральных микросхем рассмотрены общие вопросы физики диэ­лектриков и полупроводников. Обсуждение общих принципов микроэлектроники, описание алгоритмов цифровой обработки информации сопровождается примерами практической реали­зации устройств цифровой обработки сигналов, описаны прин­ципы действия и устройство компьютера. Книга снабжена боль­шим количеством примеров, задач и упражнений, выполнение которых помогает пониманию и усвоению материала. Предназ­начена для учащихся старших курсов средних специальных учебных заведений радиотехнического профиля, а также будет полезна самостоятельно изучающим основы электроники.

ISBN 5-222-00417-1 ББК 22.3 Я 72

© 1997 by Delmar, A Division of International Thomson Publishing Inc.

ALL RIGHTS RESERVED. No part' of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording, or any information stor­age and retrieval system, without permission, in writing, irom the Publisher.

© Перевод: Синдеев Ю.Г., 1998 © Изд-во «Феникс», оформление, 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ В ЭЛЕКТРОНИКУ 2

Техника безопасности 10

шшз 30

КШИт) 30

= х 33

Раздел 1 за 34

Глава 2 36

Г 109

t* 85

R 85

Г 93

Е„ 107

' 0 / % 165

,Л. 201

Г? 346

га 363

ПРЕДИСЛОВИЕ

Создание этой книги началось с написания обзора, кото­рый я завершил несколько лет назад. Тогда я рассмотрел около двадцати специальностей в электронной промышлен­ности и попытался ответить на следующие вопросы:

1. Какой должна быть подготовка студентов, начина­ющих работать в области электроники после оконча­ния учебного заведения?

2. Соответствуют ли цели и приоритеты используемых в настоящее время программ высшей школы по элек­тронике изменениям в промышленности?

Исследование показало, что промышленности нужен выпускник по специальности «электроника», который сможет обнаружить неисправности, провести измерения с помощью различного тестирующего оборудования, особен­но с помощью осциллографа, он должен уметь паять, знать, где найти информацию и ориентироваться в справочной литературе по электронике.

Я обнаружил также, что промышленность больше ценит в студентах способность делать, чем способность знать. Короче говоря, я пришел к выводу, что обучению теории надо посвящать времени меньше, а практике — больше.

Второе издание Введения в электронику продолжает давать студентам основные знания по электронике, в ко­торых нуждается промышленность. Текст книги тщательно проработан с целью сделать процесс обучения более легким и эффективным. Курс рассчитан на один год и сосредото­чен на привитии исследовательских навыков, а не на обу­чении мастерству. Предполагается в первом семестре изу­чать цепи постоянного и переменного тока, во втором — полупроводники и линейные цепи, в третьем — цифровые устройства.

Ниже приведены некоторые основные особенности из­ложения материала:

• Главы книги очень короткие и посвящены узким воп­росам.

• В начале каждой главы указаны дели обучения.

• Для улучшения восприятия материала в книге широ­ко используются иллюстрации.

• В каждой главе имеются обзорные вопросы для того, чтобы студент мог проверить себя.

• Математика в книге используется только для записи ос­новных формул.

• Частые примеры показывают, как использовать мате­матические формулы.

• В резюме после каждой главы перечислены наиболее важные вопросы.

• Каждую главу завершают вопросы для самопроверки.

При разработке книги было сделано все, чтобы она от­вечала потребностям как студентов, так и преподавателей.

Структура книги такова, что материал в ней изложен в логической последовательности. Однако, поскольку каж­дая глава является самостоятельной единицей, последова­тельность изложения материала студентам может изме­няться в зависимости от стиля преподавания.

Я пригласил преподавателя математики для проверки точности всех примеров и ответов на вопросы самопровер­ки. Все примеры в книге подготовлены с помощью этого преподавателя. Благодаря такому подходу созданы приме­ры, которые помогут студенту связать математику, изуча­емую на уроках математики, с математикой, используемой в электронике.

Поскольку в лаборатории студенты применяют изучен­ную в классе теорию на практике, я разработал руковод­ство по лабораторным работам, которое удовлетворяет тре­бованиям промышленности. Честолюбивые проекты под­крепляют процесс обучения студентов и помогают им увидеть, как теория становится практикой.

Настоящий учебник и руководство по лабораторным работам помогут студентам расширить их знания в облас­ти электроники. Я включил путеводитель по учебному пла­ну в Путеводитель Инструктора, который служит основой для программ по электронике. Этот учебный план исполь­зуется в нашем школьном округе несколько лет и успеш­но себя зарекомендовал. Кроме того, путеводитель по учеб­ному плану был представлен в Департамент Образования штата Нью-Йорк и одобрен там как один из вариантов тех­нологических программ.

Мне хотелось бы поблагодарить двух людей, чья помощь и поддержка сделала переработку этой книги возможной: учителя математики Черил Сколэнд и преподавателя элек­троники Ролфа Тидеманна из Греческой Центральной Шко­лы. Мне хотелось бы также выразить свою признательность представителям промышленности, которые продолжали оказывать мне поддержку, когда я нуждался в ней: Дже­ралду Бассу, президенту EIC Electronics и Томасу Фегаде- лу, владельцу Glenwood Sales. Благодарю также многочис­ленных преподавателей, которые использовали текст книги на своих уроках и обратили мое внимание на неточности, указав, какие вопросы надо исключить или расширить.

Мне хотелось бы также поблагодарить рецензентов за их значительную поддержку: Джеймса Роунера из Ланка­стерской профессиональной школы; Гэри А. Смита из Гро- тонской центральной школы, Рональда Дж. Фронковяка из Центра Образования Орлеан/Ниагара, Хоя Дж. Дэвиса из Высшей школы графства Вебстер и Джоэла Шнейда из Высшей Школы Восточного Виндзора.

И, наконец, я хотел бы поблагодарить мою жену Шир­ли, моих дочерей Кимберли и Сьюзен и моего сына Тимо­ти, которые поддерживали меня при создании этого тек­ста.

Эрл. Д. Гейтс