編輯推薦
本教材配有教學課件(PPT)等教輔資料,下載地址為清華大學齣版社網站本書頁麵。本書全部實例采用Multism精確仿真,適閤作為參考手冊,特色如下:
理念創新:(1)先電路理論,後單元電路;(2)從外部到內部,從整體到局部;(3)電路分析與設計並重;(4)電路仿真貫穿全書,培養學生動手能力。
內容創新:(1)前沿的技術知識,開闊視野;(2)創新的敘述方式,易於理解;(3)理論結閤仿真,便於實踐。
形式創新:(1)本課程與前期課程的銜接,易於入門;(2)電路理論與單元電路的銜接,易於理解;(3)前後章節知識點的銜接,易於掌握。
內容簡介
《模擬電子技術/高等學校電子信息類專業係列教材》是高等院校電子類專業的基礎教材,全書共13章,分為電子電路基礎知識、基本電路及其應用、基本應用電路和模擬集成電路原理及半導體器件四個部分。本書采用“自頂嚮下”的層次結構,注重設計思想,全麵地介紹瞭模擬電子學的基本技術和基本理論,內容豐富,實用性強,尤其是與Multisim軟件相結閤,通過仿真輔助分析和設計驗證,提供瞭大量有價值的實例。本書的附錄還對綫性電路的基本問題進行瞭歸納和總結。
《模擬電子技術/高等學校電子信息類專業係列教材》可用作高等院校模擬電子技術基礎課程的教材,也可作為工程技術人員的參考工具書。
內頁插圖
目錄
第1章電子電路基礎知識
1.1電信號
1.2電子係統
1.3放大電路
1.4放大電路的電源
1.5差分放大電路
1.6放大電路的傳輸特性
1.7放大電路的性能指標
1.8級聯放大電路
1.9計算機仿真
本章小結
習題
第2章放大電路的頻率響應
2.1概述
2.1.1為什麼要研究放大電路的頻率響應
2.1.2頻率失真
2.2分析方法
2.2.1高通電路和低通電路
2.2.2三頻段近似分析法
2.3放大電路的頻率響應
2.4密勒效應
本章小結
習題
第3章放大電路中的反饋
3.1反饋的基本概念
3.2反饋的分類
3.3負反饋放大電路的四種組態
3.4反饋放大電路的基本方程
3.5負反饋對放大電路性能的影響
3.5.1提高增益的穩定性
3.5.2展寬頻帶
3.5.3減小非綫性失真
3.5.4對輸入電阻和輸齣電阻的影響
3.6反饋網絡的負載作用
3.6.1反饋網絡模型
3.6.2電壓串聯負反饋
3.6 3電流並聯負反饋
3.6.4電流串聯負反饋
3.6.5電壓並聯負反饋
3 7負反饋放大電路的穩定性
3.7.1負反饋放大電路産生自激振蕩的條件和原因
3.7.2反饋放大器的穩定判據
3.7.3負反饋放大電路的穩定裕度
3.7.4負反饋放大電路自激振蕩的消除方法
本章小結
習題
第4章集成運算放大器和電壓比較器
4.1集成運放的電壓傳輸特性
4.2應用電路
4.2.1反相電路
4.2.2同相電路
4.2.3差分電路
4.2.4加法電路
4.2.5積分電路
4.2.6微分電路
4.2.7電壓電流轉換電路
4.3集成運放的單電源供電
4.3.1單電源供電運放電路的特性
4.3.2單電源供電運放電路的偏置電路
4.3.3單電源供電運放電路的設計實例
4.4電壓反饋運放與電流反饋運放
4.4.1基本概念
4.4.2主要區彆
4.4.3集成運放的參數
4.5集成電壓比較器
4.5.1集成電壓比較器的電壓傳輸特性
4.5.2電壓比較器的基本應用
4.5.3各種比較器電路簡介
4.5.4比較器的簡單應用
4.6模擬乘法器
4.6.1模擬乘法器的電路符號及其等效電路
4.6.2模擬乘法器的應用
本章小結
習題
第5章半導體二極管
5.1半導體二極管的外部特性
5.2半導體二極管模型
5.3應用電路分析與毆計
5.3.1整流電路
5.3.2二極管邏輯電路
5.3.3鉗位電路
5.3.4穩壓電路
5.3.5限幅電路
5.3.6顯示電路
5.3.7光控電路
5.4計算機仿真分析與設計
5.4.1二極管的伏安特性
5.4.2二極管的動態特性
5.4.3對數和指數放大電路
5.4.4基準電壓源設計
5.4.5限幅放大器
本章小結
習題
第6章雙極型晶體管
第7章場效應管
第8章有源濾波器
第9章信號産生電路
第10章功率放大電路
第11章直流電源電路
第12章模擬集成電路原理
第13章半導體器件的物理機理
附錄A綫性電路的基本問題
參考文獻
前言/序言
“模擬電子電路”是電子、通信和計算機等專業的學科基礎課程。因為中學生所學課程中幾乎沒有涉及電子電路的內容,因此“模擬電子電路”是學生接觸“電子技術”的啓濛課。作者在多年教學實踐中發現,采用傳統的從器件原理,到分立元件再到集成電路的教學思路,學生普遍感到入門難、學習枯燥、課程知識點零散龐雜,不易形成電子係統的整體概念,這對於本課程乃至後續專業學習和工作實踐均有不利的影響。
在前期學習瞭側重掌握基本分析工具的“電路分析”課程之後,學生在學習模擬電子電路時,除瞭將分析方法進一步延伸到電子電路上外,核心的學習目的是進行電路設計。如今高性能集成電路已經廣泛普及,在工程實踐中更為重要的是確立設計框架,從宏觀上確定係統結構,通過理解器件的外部特性進行選型,並輔以相應的分析和驗證從而達到設計要求。
本書首先為讀者打下理論基礎,采用瞭從電子係統功能到係統構建,再從器件特性到器件原理的“自頂嚮下”的層次結構,體現從外部到內部,從整體到局部的逐步深化的認識過程,而不至於在學習之初時“見樹木而不見森林”,被大量的器件內部結構和原理等知識所睏擾。同時,針對模擬電子電路實踐性強的特點,書中采用理論與仿真實驗緊密結閤的教學形式,利用Multisim仿真軟件對所學內容進行分析和設計驗證。每一章的習題均分為分析題與設計題,旨在能夠更好地培養學生認識、分析和設計電路的能力。無論學生後續是側重混閤電路係統設計,還是深入學習半導體和微電子學科,本書均能夠發揮良好的基礎作用。
本書整體分為四個部分,即第1~3章介紹模擬電路的基礎知識和分析方法,第4~7章為基本電路要素,第8~11章為基本應用電路,第12、13章為模擬集成電路和半導體器件,如圖0.1所示。
圖0.1本書內容框圖
第1章介紹電子電路基礎知識。考慮到讀者學習知識上的連續性,本書在電路理論(電路分析)的基礎上,從電信號和電子係統齣發,介紹放大器的主要指標、電源設置和簡單應用,形成對模擬電子電路的宏觀認識; 第2、3章分彆為放大電路的頻率響應和放大電路中的反饋。在學習模擬電路之前,先掌握電路係統中的兩個基本問題——頻率響應和反饋,掌握嚴密係統的分析方法,為後續學習各種功能電路打下基礎。
第4~7章,均從器件的外部特性齣發,分彆介紹集成運算放大器與集成電壓比較器、半導體二極管、雙極型晶體管和場效應管的基本電路。前三章的知識會幫助讀者深刻理解和掌握這四章的內容。第8~11章是各種應用型功能電路介紹,分彆為有源濾波器、振蕩器、功率放大電路和電源電路,它們是模擬電路實際應用時的常見模塊。
最後,進一步深入器件內部,第12章介紹各種模擬集成電路內部電路原理,以便讀者更好地理解和應用集成電路,掌握基本集成電路結構和分析方法; 第13章半導體器件的物理機理,從微觀角度對半導體器件的內部結構和原理加以介紹,為今後微電子專業的學習打下基礎。
感謝清華大學齣版社的大力支持和幫助。
謹將本書獻給一如既往支持我們工作的賢妻良母——陳力力女士。
作者2015年6月於上海
《電子綫路分析與設計基礎》 內容簡介 本書是一本麵嚮高等學校電子信息類專業的教材,旨在係統地闡述電子綫路的基本原理、分析方法和設計技術。全書緊密圍繞電子綫路的核心概念展開,力求在理論深度和工程實踐之間取得平衡,為讀者打下堅實的電子綫路基礎。本書的編寫遵循由淺入深、循序漸進的原則,從最基本的電路元件入手,逐步引入復雜的電路模型和分析工具,並最終引導讀者掌握實際電路的設計與調試能力。 第一部分:電路基本概念與元件模型 本部分將係統介紹構成電子綫路的基石——電路元件及其理想模型。首先,我們將迴顧和深化直流電路分析的基礎,包括歐姆定律、基爾霍夫電壓定律(KVL)和基爾霍夫電流定律(KCL)等基本定律,並介紹節點分析法和網孔分析法等求解復雜直流電路的方法。在此基礎上,我們將重點介紹綫性電阻、綫性電容和綫性電感這三種基本無源元件。對於每一種元件,我們將深入探討其電壓-電流關係、能量存儲特性,並引入它們在時域和頻域的錶現。 在深入理解基本元件後,我們將轉嚮電子綫路中的“靈魂”——有源元件。本書將重點介紹二極管和三極管(BJT)作為典型的半導體器件。我們將詳細解析二極管的正嚮導通、反嚮截止特性,討論其等效電路模型,並介紹二極管在整流、穩壓等基本應用中的原理。對於雙極結型晶體管(BJT),我們將深入分析其三種工作狀態(截止、放大、飽和),闡述共發射極、共集電極和共基極三種基本組態的放大作用,並介紹其各種等效電路模型,包括混閤-π模型和Г模型。此外,本書還將對場效應晶體管(FET)進行介紹,包括結型場效應管(JFET)和金屬-氧化物-半導體場效應管(MOSFET),重點分析其跨導特性、等效電路模型以及在開關和放大電路中的應用。 第二部分:綫性電路分析與基本放大電路 本部分將係統性地介紹綫性電路的分析方法,並在此基礎上深入探討基本放大電路的設計與分析。我們將首先復習和拓展AC穩態分析技術,包括相量法、阻抗和導納的概念,以及它們在RLC電路分析中的應用。我們將詳細講解傅裏葉級數和拉普拉斯變換在分析含有任意信號激勵的綫性電路中的作用,這將為理解電路的瞬態響應奠定基礎。 接著,我們將重點轉嚮放大電路的設計。我們將從單級放大電路入手,詳細分析共發射極放大電路的靜態工作點設置、電壓放大倍數、輸入電阻和輸齣電阻的計算。本書將深入討論放大電路的頻率響應,分析耦閤電容、旁路電容和管子本身的極間電容對電路在高頻和低頻段增益的影響,並引入半功率點和帶寬等概念。同時,我們將分析共集電極(電壓跟隨器)和共基極放大電路的特性,並探討它們在特定應用場景下的優勢。 為瞭提高放大電路的性能,我們將深入研究多級放大電路的設計。我們將討論直接耦閤、阻容耦閤和變壓器耦閤等不同的耦閤方式,並分析各耦閤方式對電路性能的影響。此外,本書還將詳細闡述反饋在放大電路設計中的重要作用。我們將區分正反饋和負反饋,並重點分析負反饋對放大電路的電壓放大倍數、輸入電阻、輸齣電阻以及帶寬的影響。本書將詳細講解串聯電壓負反饋、並聯電壓負反饋、串聯電流負反饋和並聯電流負反饋四種基本反饋組態的分析方法,並引導讀者根據實際需求選擇閤適的反饋結構。 第三部分:信號處理電路與振蕩器 本部分將聚焦於電子綫路在信號處理領域的應用,包括濾波電路、有源濾波器、信號發生器以及振蕩器等。我們將從最基本的無源濾波電路(RC、RL、RLC濾波器)開始,介紹低通、高通、帶通和帶阻濾波器的基本原理和設計方法。隨後,我們將轉嚮更加靈活和性能優越的有源濾波器,介紹如何利用運算放大器構建各種有源濾波器,包括Sallen-Key結構和多重反饋結構等,並深入分析其通頻帶、阻帶特性和選擇性。 在信號産生方麵,我們將詳細介紹各種信號發生電路的設計。我們將從簡單的RC振蕩器(如移相振蕩器、維恩電橋振蕩器)入手,分析其振蕩條件(幅振條件和相振條件),並探討晶體管和運算放大器在振蕩器中的應用。接著,我們將重點介紹LC振蕩器(如哈特萊振蕩器、科勒皮茲振蕩器),分析其諧振迴路的原理以及如何實現穩定的正弦波輸齣。本書還將介紹晶體振蕩器,強調其高穩定度和高頻率精度。 此外,本部分還將觸及一些重要的信號處理電路,如包絡檢波器、倍增器等。我們將分析這些電路的工作原理,並介紹它們在通信、測量等領域的典型應用。 第四部分:非綫性電路與集成電路基礎 本部分將擴展到非綫性電路的分析與設計,並為讀者引入集成電路的基本概念。我們將深入研究二極管的非綫性特性,並介紹其在限幅、鉗位、倍壓等非綫性電路中的應用。我們將詳細分析三極管的非綫性特性,並介紹其在開關電路、邏輯門電路中的應用。 在介紹集成電路(IC)方麵,我們將從概念入手,介紹集成電路的分類(單片集成電路、混閤集成電路)和製造工藝概述。我們將重點介紹運算放大器(Op-Amp)作為一種基礎的集成電路單元,詳細分析其理想模型和實際參數,如開環電壓增益、輸入阻抗、輸齣阻抗、共模抑製比、壓擺率等。本書將通過大量實例,展示運算放大器在直流放大器、交流放大器、加法器、減法器、積分器、微分器等各種信號處理電路中的應用。 最後,我們將對比較器、定時器(如NE555)、電壓比較器等基本集成電路功能模塊進行介紹,並引導讀者理解如何將這些集成電路模塊靈活地組閤起來,完成更復雜的電子係統設計。 學習目標與適用對象 本書的目標是幫助電子信息類專業的本科生係統掌握電子綫路的基本理論、分析方法和設計技巧,培養其分析和解決實際電子工程問題的能力。本書也適閤對電子綫路感興趣的工程技術人員作為參考和進階學習的材料。 特色與優勢 理論體係完整: 涵蓋瞭從基本元件模型到復雜非綫性電路和集成電路應用的全過程。 深入淺齣: 循序漸進的章節安排,由易到難,適閤不同基礎的讀者。 工程導嚮: 強調理論與實踐的結閤,注重實際電路的分析和設計。 內容詳實: 詳細的原理推導、電路分析和設計實例,為讀者提供豐富的學習資源。 語言嚴謹: 使用規範的電子工程術語,力求錶達準確清晰。 通過對本書的學習,讀者將能夠自信地分析各種電子電路,理解其工作原理,並能初步設計和實現滿足特定需求的電子係統。