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楊碧石教授,中共黨員,1981年南京師範大學物理專業畢業,主要講授《數字電子技術》和《模擬電子技術》等課程,主編齣版瞭“十一五”國傢級規劃教材和省精品教材《模擬電子技術基礎》等多本教材。南通市優秀教育工作者,校十佳師德標兵和教學名師。
第1章  半導體二極管及基本應用 1
1.1  半導體的特性 1
1.1.1  本徵半導體 2
1.1.2  雜質半導體 2
1.1.3  PN結的形成 4
1.1.4  PN結的單嚮導電性 4
思考題 5
1.2  半導體二極管 5
1.2.1  二極管的單嚮導電性 6
1.2.2  二極管的伏安特性 6
1.2.3 二極管的主要參數 7
思考題 8
1.3  半導體二極管的基本應用 8
1.3.1  整流電路 8
1.3.2 檢波電路 9
1.3.3 限幅電路 9
思考題 10
1.4 特殊二極管 10
1.4.1 穩壓二極管 10
1.4.2 變容二極管 12
1.4.3 發光二極管 12
1.4.4 光電二極管 13
1.4.5 激光二極管 14
思考題 14
1.5  故障診斷和檢測 14
1.5.1 二極管的簡單測試 14
1.5.2 模擬電路的故障檢測方法 15
1.5.3  二極管電路的故障排查技術 15
思考題 16
本章小結 16
本章關鍵術語 16
自我測試題 17
習題 18
實驗與實訓 19
第2章  半導體三極管及基本放大電路 21
2.1  雙極型三極管 22
2.1.1  三極管的結構和符號 22
2.1.2  三極管的電流分配與放大原理 23
2.1.3  三極管的特性麯綫和主要參數 25
2.1.4  特殊三極管簡介 27
思考題 28
2.2  共發射極基本放大電路 28
2.2.1  放大電路的性能指標 29
2.2.2  共發射極放大電路的組成 30
2.2.3  單管共射放大電路的放大原理 31
思考題 32
2.3  放大電路的靜態分析 32
2.3.1  用估算法確定靜態工作點 32
2.3.2  用圖解法確定靜態工作點 33
思考題 34
2.4  放大電路的動態分析 34
2.4.1  圖解法 34
2.4.2  微變等效電路法 38
思考題 42
2.5  工作點穩定電路 42
2.5.1  溫度對靜態工作點的影響 42
2.5.2  靜態工作點穩定電路 43
思考題 45
2.6  放大電路的三種基本組態 45
2.6.1  共集電極放大電路 45
2.6.2  共基極放大電路 46
2.6.3  三種基本組態的比較 48
思考題 48
2.7  多級放大電路 48
2.7.1  多級放大電路的組成 48
2.7.2  多級放大電路的分析計算 49
思考題 50
2.8  故障診斷和檢測 50
2.8.1  三極管的簡易測試 50
2.8.2  放大電路靜態故障檢測 52
2.8.3  放大電路動態故障檢測 52
思考題 52
本章小結 53
本章關鍵術語 53
自我測試題 53
習題 55
實驗與實訓 58
第3章  場效應管及基本放大電路 60
3.1  絕緣柵場效應管 60
3.1.1  N溝道增強型MOS管 61
3.1.2  N溝道耗盡型MOS管 63
3.1.3  P溝道MOS管簡介 64
思考題 64
3.2  結型場效應管 65
3.2.1  結型場效應管工作原理 65
3.2.2  結型場效應管特性麯綫 65
3.2.3  場效應管主要參數 66
思考題 67
3.3  場效應管放大電路 67
3.3.1  場效應管的偏置及其電路的
靜態分析 67
3.3.2  場效應管的微變等效電路 68
3.3.3  共源極放大電路 69
3.3.4  共漏極放大電路 71
3.3.5  共柵極放大電路 72
思考題 73
3.4  故障診斷和檢測 73
3.4.1  自偏壓電路的故障檢測 73
3.4.2  共源極電路的故障檢測 73
本章小結 73
本章關鍵術語 74
自我測試題 74
習題 75
實驗與實訓 76
第4章  放大電路的頻率響應 77
4.1  頻率響應的一般概念 77
4.1.1  幅頻特性和相頻特性 77
4.1.2  通頻帶 78
4.1.3  頻率失真 78
4.1.4  波特圖 79
思考題 81
4.2  三極管的頻率參數 81
4.2.1  共射截止頻率 82
4.2.2  特徵頻率 82
4.2.3  共基截止頻率 82
思考題 83
4.3  單管共射放大電路的頻率響應 83
4.3.1  混閤?型等效電路 83
4.3.2  阻容耦閤單管共射放大電路的
頻率響應 84
4.3.3  直接耦閤單管共射放大電路的
頻率響應 86
思考題 87
4.4  多級放大電路的頻率響應 87
4.4.1  多級放大電路的幅頻特性和
相頻特性 87
4.4.2  多級放大電路的上限頻率和
下限頻率 87
思考題 87
本章小結 87
本章關鍵術語 88
自我測試題 88
習題 89
第5章  集成運算放大器 90
5.1  集成運算放大器的特點及
基本組成 90
5.1.1  集成運算放大器的基本特點 90
5.1.2  集成運算放大器的基本組成 91
思考題 91
5.2  電流源電路 91
5.2.1  鏡像電流源 92
5.2.2  比例電流源 92
5.2.3  微電流源 93
思考題 94
5.3  差動放大電路 94
5.3.1  差動放大電路的靜態分析 94
5.3.2  差動放大電路差模信號的
動態分析 95
5.3.3  差動放大電路共模信號的
動態分析 96
5.3.4  帶恒流源的差動放大電路 98
思考題 99
5.4  集成運算放大器中的中間級和
輸齣級電路 99
5.4.1  復閤管電路 99
5.4.2  集成運算放大器的輸齣電路 100
思考題 101
5.5  通用集成運算放大器 101
5.5.1  通用型集成運算放大器F007 101
5.5.2  集成運算放大器的主要參數 103
5.5.3  理想運算放大器 104
5.5.4  集成運放使用中的幾個問題 105
思考題 107
5.6  故障診斷和檢測 107
本章小結 107
本章關鍵術語 108
自我測試題 108
習題 109
實驗與實訓 112
第6章  模擬信號運算與處理電路 113
6.1  基本運算電路 113
6.1.1  比例運算電路 113
6.1.2  求和運算電路 116
6.1.3  積分與微分運算電路 117
思考題 121
6.2  對數和指數運算電路 121
6.2.1  對數運算電路 122
6.2.2  指數運算電路 122
思考題 123
6.3  模擬乘法器及其應用 123
6.3.1  乘法器的工作原理 123
6.3.2  乘法器應用電路 123
思考題 125
6.4  有源濾波器 125
6.4.1  濾波電路的作用和分類 125
6.4.2  低通濾波器 125
6.4.3  高通濾波器 126
6.4.4  帶通濾波器 127
6.4.5  帶阻濾波器 127
思考題 127
6.5  電壓比較器 128
6.5.1  過零比較器 128
6.5.2  單限比較器 129
6.5.3 滯迴比較器(施密特觸發器) 129
6.5.4  窗口比較器 131
6.5.5  集成電壓比較器 131
思考題 132
6.6  信號檢測係統中的放大電路 132
6.6.1  測量放大器 133
6.6.2  電荷放大器 134
6.6.3  隔離放大器 135
思考題 137
6.7  故障診斷和檢測 137
6.7.1  同相運算電路的故障檢測 137
6.7.2  反相運算電路的故障檢測 137
6.7.3  加法運算電路的故障檢測 138
6.7.4  比較器電路的故障檢測 138
思考題 138
本章小結 138
本章關鍵術語 139
自我測試題 139
習題 140
實驗與實訓 143
第7章  反饋放大電路 145
7.1  反饋的概念 146
7.1.1  反饋的基本概念 146
7.1.2  反饋的一般錶達式 147
思考題 148
7.2  負反饋放大電路的組態 148
7.2.1  電壓串聯負反饋放大電路 148
7.2.2  電壓並聯負反饋放大電路 148
7.2.3  電流串聯負反饋放大電路 149
7.2.4  電流並聯負反饋放大電路 150
思考題 151
7.3  負反饋對放大電路工作性能的
影響 151
7.3.1  提高放大倍數的穩定性 151
7.3.2  減小非綫性失真 151
7.3.3  拓寬頻帶 152
7.3.4  改變輸入電阻和輸齣電阻 152
思考題 154
7.4  深度負反饋放大電路的分析
計算 155
7.4.1  利用關係式 估算反饋放大
電路的電壓放大倍數 155
7.4.2  利用關係式 估算反饋放大
電路的電壓放大倍數 155
7.4.3  深度負反饋放大電路計算舉例 155
思考題 157
7.5  負反饋放大電路的自激振蕩和
消除方法 157
7.5.1  産生自激振蕩的條件和原因 157
7.5.2  消除自激振蕩的常用方法 158
思考題 158
7.6  故障診斷和檢測 159
本章小結 159
本章關鍵術語 159
自我測試題 159
習題 160
實驗與實訓 163
第8章  信號發生電路 165
8.1  正弦波信號發生器 165
8.1.1  正弦波振蕩電路的基本概念 166
8.1.2  RC正弦波振蕩電路 167
思考題 169
8.2  LC正弦波信號發生器 169
8.2.1  LC並聯電路的特性 169
8.2.2  變壓器反饋式振蕩電路 171
8.2.3  電感三點式振蕩電路 172
8.2.4  電容三點式正弦波振蕩電路 173
8.2.5  石英晶體振蕩電路 174
思考題 176
8.3  非正弦信號發生電路 176
8.3.1  方波發生電路 177
8.3.2  三角波發生電路 178
8.3.3  壓控振蕩器 180
思考題 181
8.4  故障診斷和檢測 181
8.4.1  正弦波發生電路的故障檢測 181
8.4.2  非正弦波發生電路的故障檢測 181
本章小結 182
本章關鍵術語 182
自我測試題 182
習題 183
實驗與實訓 186
第9章  功率放大電路 188
9.1  功率放大電路的特點及分類 188
9.1.1  功率放大電路的基本要求 188
9.1.2  功率放大電路的分類 189
思考題 190
9.2  互補對稱式功率放大電路 190
9.2.1  OCL乙類功率放大電路 190
9.2.2  OCL功率放大電路參數分析計算 192
9.2.3  OCL甲乙類功率放大電路 193
9.2.4  單電源功率放大電路 194
9.2.5  前置級為運放的功率放大電路 194
思考題 195
9.3  集成功率放大電路 195
9.3.1  集成功率放大器LM386簡介 195
9.3.2  集成功率放大器LM386的應用 196
思考題 197
9.4  故障診斷和檢測 197
9.4.1  甲類功率放大器的故障檢測 197
9.4.2  甲乙類功率放大器的故障檢測 198
本章小結 198
本章關鍵術語 198
自我測試題 198
習題 200
實驗與實訓 202
第10章  直流穩壓電源 203
10.1  直流穩壓電源的基本組成 203
思考題 204
10.2  濾波電路 204
10.2.1  電容濾波電路 204
10.2.2  LC濾波電路 206
10.2.3  RC濾波電路 207
思考題 208
10.3  串聯型直流穩壓電路 208
10.3.1  電路組成和工作原理 208
10.3.2  輸齣電壓的調節範圍 209
10.3.3  調整管的選擇 209
10.3.4  穩壓電源過載保護電路 212
思考題 213
10.4  集成穩壓器 213
10.4.1  三端集成穩壓器的組成 213
10.4.2  三端集成穩壓器的應用 215
10.4.3  三端式可調集成穩壓器 217
思考題 218
10.5  開關型穩壓電路 218
10.5.1  開關型穩壓電路的特點和分類 218
10.5.2  開關型穩壓電源的基本工作
原理 219
思考題 221
10.6  故障診斷和檢測 221
10.6.1  變壓器故障檢測 221
10.6.2  濾波電路故障檢測 221
10.6.3  穩壓電路故障檢測 222
本章小結 222
本章關鍵術語 222
自我測試題 222
習題 223
實驗與實訓 225
部分習題參考答案 227
附錄A  Multisim 10簡介 230
A.1  Multisim 10概述 230
A.2  Multisim 10電路生成 230
A.3  模擬電路仿真 231
參考文獻 233
電子技術是目前發展最快的學科之一。當今正處於一個學習的時代,知識的不斷更新給學習帶來瞭很大的壓力。為學生提供一本深入淺齣、通俗易懂的教材,是作者一直奮鬥的目標。一本閤適的教材,除瞭在內容方麵符閤規定的教學要求外,更要立足於讀者的基礎和需求,按照科學的認識規律,引導學生循序漸進地學習新的知識。根據本課程各章節間的內在聯係,按照循序漸進的原則,處理本書的係統,注意前後緊密配閤,確定每章節的內容和目的,並優先做到突齣重點,分散難點,力求對不同學時和深廣度要求有區彆的專業都能適用。教材以“必需、夠用”為度,力求少而精。從學生的實際水平齣發,酌情處理文字敘述的詳略和電路的復雜程度。將理論學習、電路軟件仿真和實驗設計有機結閤。
本教材為適應高職高專技術應用型人纔能力培養的需要,立足於電路的典型性、教學的需要和實際應用。為滿足不同教學需要,本教材進行瞭以下改進:
(1)在各節後增加瞭思考題,每章後增加瞭自測題,每章節的內容作瞭部分調整,減少瞭原理性的分析討論,增加瞭模擬集成電路實際應用,以提高學生的學習技能和實際應用能力。
(2)根據高職高專教學要求和特點,減少不必要的定量分析,采用定性分析來獲得其基本知識,如負反饋放大電路輸入和輸齣電阻以定性分析為主。
(3)增加瞭故障診斷部分,這部分主要介紹故障診斷技術,講述與該章內容相關的一些測試方法、常見故障的排除方法。
(4)增加每章迴顧內容,每章末尾都有著重強調該章的重要內容,包括關鍵術語、重要知識點。
(5)為提高學生應用EWB或Multisim的能力,在附錄中增加瞭Multisim虛擬電子工作平颱的內容,供學生課後學習和選做相關實驗內容,使學生掌握用Multisim進行電子技術的單元電路參數設計的方法,培養學生應用計算機技術進行電路調試的能力。
本書由楊碧石、戴春風、陸鼕明共同編著,楊碧石擔任負責全書內容的總體策劃、統稿和全書的審定。參與本書編寫的還有劉建蘭、嚴飛、趙青、居金娟、楊衛東、陳兵飛、束慧、劉建峰和王力。
編 者
2015年10月
這本《模擬電子技術》絕對是我近年來讀過的最令人大開眼界的一本技術書籍瞭。我一直對電子世界充滿好奇,但總覺得那些枯燥的公式和電路圖像一座座高山橫亙在我麵前。然而,這本書就像一位循循善誘的嚮導,一步步地引領我跨越瞭這些障礙。它沒有一開始就丟給我一堆晦澀難懂的理論,而是從最基礎的半導體材料特性講起,用非常形象的比喻來解釋載流子的運動,讓我這個“小白”也能理解電流為什麼會流動, PN 結又是如何形成的。接著,它深入淺齣地介紹瞭二極管和三極管這些最核心的元器件,不僅僅是告訴我們它們是什麼,更重要的是解釋瞭它們在電路中扮演的角色,以及如何通過它們來實現不同的功能,比如放大、開關等。最讓我驚喜的是,書中穿插瞭大量經典的實際應用案例,比如一個簡單的音頻放大電路,它會一步步拆解,講解每一個電阻、每一個電容的作用,以及它們如何協同工作,最終發齣美妙的聲音。這種“由點及麵,由淺入深”的講解方式,讓我覺得學習過程充滿瞭成就感,而不是一味的死記硬背。我甚至覺得,這本書不僅僅是教我知識,更是在培養我分析和解決問題的思維方式。
評分我一直覺得,模擬電子技術是一門“經驗學科”,很多東西不是通過書本就能完全掌握的,需要大量的實踐和摸索。《模擬電子技術》這本書,在很大程度上彌補瞭這一遺憾。它不僅僅是羅列公式和電路圖,更重要的是,它像一位經驗豐富的設計師,在分享他在設計過程中的思考和權衡。我最欣賞的是書中關於“噪聲”和“失真”的章節。這部分的內容,往往在很多入門書籍中被忽略,但對於實際電路設計來說,卻是至關重要的。作者詳細講解瞭各種噪聲的來源,比如熱噪聲、散粒噪聲等,並且提供瞭抑製噪聲的有效方法,比如使用低噪聲元器件、閤理布局等。對於失真,他也給齣瞭詳細的分析,以及如何通過調整電路參數來減小失真。這些內容,讓我深刻認識到,一個“好”的模擬電路,不僅僅是能夠工作,更重要的是要達到預期的性能指標。這本書讓我覺得,學習模擬電子,就是學習如何“駕馭”電子元器件,讓它們為我所用,創造齣更優秀的産品。
評分說實話,一開始拿到這本《模擬電子技術》,我並沒有抱太大期望。畢竟,模擬電路這東西,在我印象中就是復雜的、難以掌握的。但這本書的齣現,徹底顛覆瞭我的看法。它的內容組織非常巧妙,不是那種按照元器件一一列舉的枯燥模式,而是圍繞著“信號的産生、傳輸、處理和控製”這一核心邏輯展開。比如,在講到運算放大器時,作者並沒有直接給齣一堆公式,而是先從“理想運放”這個概念入手,用非常直觀的“虛短”和“虛斷”兩個特性,解釋瞭它在各種應用中的強大功能,比如加法器、減法器、積分器等等。隨後,再逐步引入實際運放的局限性,以及如何通過外部電路來補償這些不足。我尤其欣賞書中對於不同放大電路的分析,它不僅僅是給齣瞭電路圖,更是深入剖析瞭每種電路的優缺點,以及適用的場景。這讓我能夠根據實際需求,選擇最閤適的電路方案。而且,書中大量的插圖和仿真截圖,讓抽象的電路原理變得觸手可及,我甚至可以在腦海中“看到”信號的變化過程。這本書讓我覺得,模擬電路並非高不可攀,而是充滿瞭智慧和創造性的藝術。
評分坦白說,《模擬電子技術》這本書的齣版,讓我覺得市麵上終於有一本真正能夠“落地”的模擬電子教材瞭。我之前也看過不少類似的書籍,但往往要麼過於理論化,要麼過於碎片化,很難形成一個完整的知識體係。這本書的結構非常清晰,它從基礎的元器件講解,到各種典型電路的設計與分析,再到一些高級應用,都銜接得非常自然。我特彆喜歡它在講解反饋電路的部分,它不僅介紹瞭正反饋和負反饋的概念,更深入分析瞭反饋對電路性能的影響,比如提高穩定性、改變輸入輸齣阻抗等。書中的實例非常豐富,從簡單的直流穩壓電源到復雜的射頻電路,幾乎涵蓋瞭模擬電子的各個方麵。而且,作者在講解過程中,始終強調“為什麼”和“怎麼樣”,而不是簡單地給齣結論。這種講解方式,讓我能夠真正理解電路的工作原理,而不是死記硬背。我甚至覺得,這本書不僅適閤初學者,對於有一定基礎的工程師來說,也是一本非常有參考價值的工具書。
評分這本書的價值,遠超我預期的“一本技術書”。它更像是一位經驗豐富的老工程師,在毫無保留地傳授他的“看傢本領”。我最喜歡的部分是關於濾波器和振蕩器的章節。濾波器這部分,它從最基本的概念齣發,解釋瞭為什麼我們需要濾波,以及不同類型的濾波器(低通、高通、帶通、帶阻)是如何工作的。然後,它詳細介紹瞭巴特沃斯、切比雪夫等經典濾波器設計方法,並且給齣瞭具體的計算公式和設計步驟。更重要的是,它還講解瞭如何利用仿真軟件(比如SPICE)來驗證設計結果,這對我這個動手能力不強的人來說,簡直是福音。而振蕩器部分,更是讓我驚嘆不已。從簡單的RC振蕩器到更復雜的LC振蕩器和晶體振蕩器,作者都給齣瞭清晰的原理分析和電路實現。他甚至還講解瞭如何調整振蕩頻率,以及如何抑製寄生振蕩。讀完這部分,我感覺自己已經能夠設計一個基本的信號發生器瞭!這本書讓我明白瞭,模擬電路的設計不僅僅是理論推導,更是一門實踐的藝術,需要在理論和實踐之間找到完美的平衡。
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