普通高等教育“十二五”规划教材·电子电气基础课程规划教材:模拟电子技术

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查丽斌,张凤霞 著
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121176098
版次:1
商品编码:11175318
包装:平装
开本:16开
出版时间:2013-01-01
页数:264
字数:477000
正文语种:中文

具体描述

内容简介

  《普通高等教育“十二五”规划教材·电子电气基础课程规划教材:模拟电子技术》依据电子信息科学与电气信息类平台课程教学基本要求编写。全书共分8章,主要内容包括:运算放大器及其线性应用、半导体二极管及直流稳压电源、晶体三极管及其基本放大电路、场效应管及其基本放大电路、多级放大电路与模拟集成运算放大器单元电路、滤波电路及放大电路的频率响应、负反馈放大电路和波形产生电路,后附大量实用例题和习题。《普通高等教育“十二五”规划教材·电子电气基础课程规划教材:模拟电子技术》配套可撕学生用《模拟电子技术习题与实验指导》,提供配套多媒体电子课件和习题参考答案。

目录

第1章 运算放大器及其线性应用
1.1 放大电路概述及其主要性能指标
1.1.1 放大电路概述
1.1.2 放大电路的方框图及其主要性能指标
1.2 集成电路运算放大器
1.2.1 集成电路运算放大器的内部组成单元
1.2.2 集成运放的符号、模型及其电压传输特性
1.3 理想集成运算放大器
1.3.1 理想集成运算放大器的主要参数
1.3.2 理想运算放大器工作在线性区的特点
1.3.3 理想运算放大器工作在非线性区的特点
1.4 基本运算电路
1.4.1 比例运算电路
1.4.2 加减运算电路
1.4.3 积分和微分运算电路
1.5 集成运放的单电源供电
1.5.1 反相放大器的单电源供电
1.5.2 同相放大器的单电源供电
习题1

第2章 半导体二极管及直流稳压电源
2.1 半导体的基础知识
2.1.1 本征半导体
2.1.2 杂质半导体
2.1.3 PN结的形成及特性
2.2 半导体二极管
2.2.1 二极管的基本结构
2.2.2 二极管的伏安特性
2.2.3 二极管的主要参数
2.3 晶体二极管电路的分析方法
2.3.1 晶体二极管的模型
2.3.2 晶体二极管电路的分析方法
2.4 晶体二极管的应用及直流稳压电源
2.4.1 直流稳压电源的组成
2.4.2 小功率整流滤波电路
2.4.3 稳压管稳压电路
2.4.4 三端集成稳压器
2.5 特殊二极管
2.6 半导体器件型号命名及方法(根据国家标准GB249-74)
习题2

第3章 晶体三极管及其基本放大电路
3.1 晶体三极管
3.1.1 晶体管的结构及其类型
3.1.2 晶体管的电流分配与放大作用
3.1.3 晶体管的共射特性曲线
3.1.4 晶体管的主要参数
3.2 放大电路的组成和工作原理
3.2.1 基本共射极放大电路的组成
3.2.2 基本共射极放大电路的工作原理
3.3 放大电路的分析
3.3.1 直流通路与交流通路
3.3.2 静态分析
3.3.3 动态分析
3.3.4 图解法分析放大电路的非线性失真和动态范围
3.4 晶体管放大电路的三种接法
3.4.1 静态工作点稳定的共射极放大电路
3.4.2 共集电极放大电路
3.4.3 共基极放大电路
3.4.4 三种基本放大电路的性能比较
习题3

第4章 场效应管及其基本放大电路
4.1 金属-氧化物-半导体(MOS)场效应管
4.1.1 增强型MOS管
4.1.2 耗尽型MOS管
4.2 场效应管放大电路
4.2.1 场效应管放大电路的直流偏置及静态分析
4.2.2 场效应管的微变等效电路
4.2.3 共源极放大电路的动态分析
4.2.4 共漏极放大电路的动态分析
4.3 结型场效应管(JFET)
4.3.1 JFET的结构和工作原理
4.3.2 JFET的特性曲线
4.4 各种场效应管特性的比较以及与双极型管的比较
4.4.1 各种场效应管的特性比较
4.4.2 MOSFET与双极型晶体管的
比较
习题4

第5章 多级放大电路与集成运算放大器单元电路
5.1 多级放大电路
5.1.1 阻容耦合放大电路
5.1.2 直接耦合放大电路
5.1.3 变压器耦合放大电路与光电耦合放大电路
5.2 集成运算放大电路简介
5.3 集成电流源电路
5.3.1 镜像电流源电路
5.3.2 比例式电流源电路
5.3.3 微电流源电路
5.3.4 MOSFET镜像电流源
5.3.5 电流源作有源负载
5.4 差分式放大电路
5.4.1 直接耦合放大电路的零点漂移现象
5.4.2 射极耦合差分式放大电路的结构
5.4.3 射极耦合差分式放大电路的动态性能分析
5.5 功率放大电路
5.5.1 功率放大电路概述
5.5.2 互补对称功率放大电路
5.5.3 采用复合管的互补对称功率放大电路
5.5.4 集成功率放大电路
5.6 通用集成运算放大器
5.6.1 通用型集成运算放大器
5.6.2 集成运放的主要参数
5.6.3 集成运算放大器使用注意事项
5.7 模拟乘法器及其应用
5.7.1 变跨导模拟乘法器
5.7.2 模拟乘法器的应用
习题5

第6章 滤波电路及放大电路的频率响应
6.1 有源滤波电路
6.1.1 滤波电路的基本概念与分类
6.1.2 低通滤波器
6.1.3 高通滤波器
6.1.4 带通滤波器
6.1.5 带阻滤波器
6.2 放大电路的频率响应
6.2.1 晶体三极管的高频等效模型
6.2.2 单管共射极放大电路的频率特性分析
6.2.3 场效应管的频率响应
6.2.4 多级放大电路的频率特性
习题6

第7章 负反馈放大电路
7.1 反馈的基本概念与分类
7.1.1 反馈的基本概念
7.1.2 反馈的类型
7.1.3 交流负反馈的4种基本组态
7.2 负反馈放大电路的方框图及一般表达式
7.2.1 负反馈放大电路的一般表达式
7.2.2 4种组态负反馈放大电路的增益和反馈系数的表达式
7.3 负反馈对放大电路性能的影响
7.3.1 提高放大倍数的稳定性
7.3.2 减小非线性失真
7.3.3 展宽通频带
7.3.4 负反馈对输入、输出电阻的影响
7.4 深度负反馈放大电路的分析计算
7.4.1 深度负反馈条件
7.4.2 虚短和虚断概念的运用
7.5 负反馈放大电路的稳定性
7.5.1 产生自激振荡的原因及条件
7.5.2 负反馈放大电路稳定性的分析
7.5.3 消除自激振荡的方法
习题7

第8章 波形产生电路
8.1 正弦波振荡电路
8.1.1 正弦波振荡电路的振荡条件
8.1.2 RC文氏桥正弦波振荡电路
8.1.3 LC正弦波振荡电路
8.1.4 石英晶体振荡电路
8.2 非正弦波产生电路
8.2.1 电压比较器
8.2.2 方波发生器
8.2.3 三角波发生器
8.2.4 锯齿波发生器
习题8
附录A 本书常用文字符号说明
附录B 部分习题答案
参考文献

前言/序言

  为适应电子信息科学技术的迅猛发展,配合高等学校新的课程体系和教学内容改革,以及教学学时压缩的实际需要,我们在总结多年从事模拟电子技术教学工作经验的基础上,针对模拟电子技术课程教学的基本要求和学习特点,编写了本教材。
  鉴于近年来就业的严峻形势,高校普遍对专业基础课学时进行压缩,并且把教学时间安排提前到第二、三学期,使得学生在学习高等数学等基础课的同时,就已经开始了专业基础课的学习,内容衔接上的不连贯使得学生对本门课程的掌握普遍感觉困难,所以本书的编写思路是保证基础、注重应用、讲清概念、力求精练;以基础知识为重点,用心安排,使得知识易懂、易学,做到语言精炼,便于自学。
  在内容的安排上,本书首先将集成运放作为基本电子器件引入,介绍其外特性及其基本应用,让读者先了解“放大”、“器件”等概念,然后再介绍其他的电子器件——二极管、三极管、场效应管及它们的应用。介绍时,将难点分散,循序渐进。第2~4章以一类半导体器件及其基本应用电路划分,便于读者学习和掌握。在这些内容的介绍中,强调对基本概念、基本原理、基本分析方法的理解和应用,减少复杂的数学推导。在学习完这些器件后,读者已经具备了足够的基础知识来理解后面章节的内容:第5章多级放大电路与集成运算放大器单元电路、第6章滤波电路及放大电路的频率响应、第7章负反馈放大电路和第8章波形产生电路。第7、8章尽量简化定量分析,突出定性分析,力求简明扼要、系统性强。由于微电子学与制造工艺的进步,与双极性器件的性能相比,MOS器件具有明显的优势,所以本书强调了MOS管的内容。
  本书包含大量例题,每章后附有习题,这些例题和习题与教材内容紧密配合,深度适当。书末给出部分习题的参考答案,以供读者参考。
  《模拟电子技术习题及实验指导》是本书的配套教材,该指导书既可以作为学生的实验指导书,也可以作为学生的作业本和习题指导手册来使用。指导书共9章,1~8章与本书对应,每章给出该章内容的知识要点总结、重点与难点、重点分析方法和步骤、填空题和选择题、习题等5部分。习题部分供学生做作业时使用,可以省去抄题目和画图的时间,提高课后学习的效率,也可以减轻教师的负担。第9章提供了7个典型的模电实验,每个实验均给出实验内容和实验电路的设计方法,不针对具体的实验板设计,通用性较强。
  本书向使用本书作为教材的教师提供多媒体电子课件和习题答案,请登录华信教育资源网注册下载。
  本书由查丽斌策划、组织和统稿,第1~6章、第8章由查丽斌编写,第7章由张凤霞编写,李自勤参与了第3章、第4章部分内容的编写,刘建岚参与了第1章、第8章部分内容的编写,王宛苹老师参与了本书的校对工作。在本书的编写过程中,许多本校教师和兄弟院校的教师提出了诸多中肯的意见和建议,在此一并表示衷心的感谢!
  本书在编写过程中,参考了一些已经出版的教材和文献,在此表示衷心的感谢!
  由于编者水平有限且编写时间仓促,书中难免存在错误和不妥之处,诚恳地希望读者提出宝贵意见和建议,以便今后不断改进。
  作者
  2013年1月
模拟电子技术:理解与应用 前言 在信息爆炸的时代,电子技术已渗透到我们生活的方方面面,从微小的芯片到庞大的通信网络,无不闪耀着模拟电子技术的智慧之光。本教材力求带领读者深入浅出地剖析模拟电子技术的核心原理,掌握其分析方法,并逐步建立起独立设计和解决实际问题的能力。我们将从最基础的半导体器件入手,层层递进,构建起复杂的模拟电路系统,最终触及当下前沿的模拟信号处理与集成电路设计领域。这不仅是一门关于电子元器件和电路的课程,更是一扇通往未来科技大门的钥匙,为读者在电子信息、通信工程、自动化等相关领域深造或就业打下坚实的基础。 第一章 半导体器件基础 本章将系统地介绍构成现代电子系统的基石——半导体器件。我们将从晶体管的物理原理出发,重点解析二极管和三极管(BJT)的特性。 二极管: 学习其PN结的形成、单向导电性、伏安特性曲线、不同类型二极管(如整流二极管、稳压二极管、发光二极管)的工作原理及其在电路中的基本应用。理解正向导通、反向截止、击穿等关键概念。 三极管(BJT): 深入理解NPN和PNP型三极管的结构、工作原理、三极管的放大作用。详细阐述其输出特性曲线、输入特性曲线、跨导特性,并讲解不同偏置方式(如共发射极、共集电极、共基极)的放大电路的特点和应用。掌握三极管的开关特性,为后续数字电路的学习奠定基础。 场效应管(FET): 介绍JFET和MOSFET的结构、工作原理,包括沟道形成、阈值电压、导通机制等。重点分析其跨导特性、输出特性,并对比BJT的优缺点。理解其在高输入阻抗、低功耗等方面的优势,以及在集成电路中的广泛应用。 第二章 基本放大电路 放大电路是模拟电路的核心功能单元。本章将在此基础上,对各种基本放大电路的结构、工作原理、参数特性进行深入分析。 单级放大电路: 重点研究共发射极放大电路,包括其静态工作点的设定、动态分析(电压增益、输入电阻、输出电阻)、频率响应(低频、高频截止)。深入讲解不同偏置方式(如固定偏置、自偏置、电位器偏置、分压偏置)的优劣,以及它们对电路性能的影响。 多级放大电路: 介绍多级放大电路的级联方式,如直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、变压器耦合。分析多级放大电路的整体增益、带宽、输入输出阻抗以及可能带来的噪声和失真问题。讲解耦合电容和旁路电容的作用。 射极输出器(共集电极): 分析其电压跟随特性,高输入阻抗和低输出阻抗的特点,以及其在驱动电路和缓冲电路中的应用。 共基极放大电路: 分析其低输入阻抗和高输出阻抗的特点,以及其在高频电路中的应用。 复合管: 讲解如何通过两个或多个三极管组合实现性能更优的放大器,例如达林顿管,分析其高电流增益特性。 第三章 信号处理电路 除了基本的放大功能,模拟电子技术还承担着对信号进行各种处理的任务。本章将聚焦于信号的滤波、衰减、激励等功能。 滤波器: 介绍不同类型的滤波器,如低通、高通、带通、带阻滤波器。讲解其基本原理(RC、RL、LC网络),理解滤波器的幅频特性和相频特性。介绍有源滤波器及其优势,例如使用运算放大器构建更灵活、性能更优的滤波器。 振荡电路: 阐述振荡电路产生自激振荡的条件(幅振和相振条件)。介绍各种振荡电路的类型,如RC振荡器(移相式、文氏电桥式)、LC振荡器(哈特莱、科勒、西平)、晶体振荡器。分析它们的频率稳定性、输出波形等特性。 电源电路: 讲解稳压电路的设计和分析,包括串联型稳压电路、并联型稳压电路(如使用齐纳二极管)。介绍直流电源的滤波和整流技术。 第四章 运算放大器(Op-Amp)及其应用 运算放大器(Op-Amp)是现代模拟电子技术中功能最强大、应用最广泛的集成电路之一。本章将对其进行深入的剖析。 运算放大器的基本原理: 介绍理想运算放大器的特性(无穷大的开环增益、无穷大的输入阻抗、零的输出阻抗),以及实际运算放大器的主要参数(开环增益、输入偏置电流、输入失调电压、共模抑制比、压摆率等)。 负反馈放大器: 深入分析运算放大器引入负反馈后的工作模式,包括电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈、电流并联负反馈。重点讲解这些反馈方式如何实现稳定的电压增益、电流增益,以及如何改善输入输出阻抗和提高线性度。 经典运算放大器电路: 详细介绍和分析各种基于运算放大器的实用电路,如反相放大器、同相放大器、电压跟随器、加法器、减法器、积分电路、微分电路、比较器。这些电路是构建更复杂模拟信号处理系统的基础。 运算放大器的频率特性: 分析运算放大器在不同频率下的增益变化,以及引入负反馈后对带宽的影响。 运算放大器的实际应用: 探讨运算放大器在音频放大器、仪器仪表、信号发生器、滤波器等方面的具体应用案例。 第五章 功率放大电路 功率放大电路是用于驱动负载的电路,其主要任务是以较小的输入信号控制较大的输出功率,并保证输出信号的失真度最小。 甲类功率放大器: 分析其输出功率、效率、失真等特性,理解其工作原理和局限性。 乙类推挽功率放大器: 讲解推挽结构的原理,如何通过两个输出级器件的协同工作来提高效率和输出功率,以及如何克服甲乙类交越失真问题。 甲乙类功率放大器: 分析其工作原理,通过设置合适的静态工作点来减小交越失真,提高效率。 功率放大器的效率与失真: 深入分析不同功率放大器的工作效率和非线性失真,以及提高效率和减小失真的方法。 输出级的匹配: 讲解输出级与负载之间的阻抗匹配问题,以及如何通过变压器等方式实现匹配。 第六章 信号产生与处理集成电路 随着集成电路技术的飞速发展,许多模拟电路的功能已经集成到芯片中,极大地简化了电路设计。 定时器(如NE555): 介绍555定时器的内部结构和工作原理,讲解其在单稳态、多谐振荡、施密特触发等工作模式下的应用,以及如何用于定时、脉冲产生、波形整形等。 锁相环(PLL): 介绍锁相环的基本组成(鉴相器、低通滤波器、压控振荡器)和工作原理。分析其在频率合成、信号解调、时钟同步等方面的应用。 数据转换器(ADC/DAC): 介绍模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)的基本原理和类型,例如逐次逼近型ADC,SAR ADC,R-2R DAC等。理解数字信号与模拟信号之间的转换过程,以及它们在数字信号处理系统中的重要作用。 模拟乘法器、对数/反对数电路: 介绍这些特殊功能集成电路的工作原理及其在信号调制、解调、信号处理等方面的应用。 第七章 噪声与失真分析 在模拟电路的设计和应用中,噪声和失真是影响电路性能的两个重要因素。本章将深入分析这些问题。 噪声的来源与类型: 介绍热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等基本噪声源,以及它们在电路中的表现形式。 噪声的分析方法: 学习如何通过噪声系数、等效输入噪声电压/电流等参数来量化电路的噪声性能。 失真的类型: 讲解线性失真(谐波失真)和非线性失真(交越失真、削波失真)的产生原因。 失真的分析与抑制: 分析不同失真的表现形式,以及如何通过改进电路设计、选择合适的元器件来减小失真。例如,调整静态工作点,采用负反馈等。 信号与噪声比(SNR): 理解SNR的定义及其重要性,以及提高SNR的策略。 第八章 现代模拟电路设计与实践 本章将引导读者将前述的理论知识应用于实际的电路设计中,并介绍一些现代模拟电路设计的趋势和方法。 电路设计流程: 介绍从需求分析、方案选择、原理图设计、参数计算、元器件选型到仿真验证、PCB设计、焊接调试的完整设计流程。 电路仿真工具: 介绍常用的电路仿真软件(如PSPICE, LTspice, Multisim等),学习如何利用仿真工具进行电路分析和性能预测。 PCB设计基础: 讲解PCB布局布线的基本原则,如何避免信号干扰和寄生效应。 抗干扰技术: 介绍电路中的各种抗干扰措施,如接地、屏蔽、滤波等。 前沿技术简介: 简要介绍一些与模拟电路相关的现代技术,如射频(RF)电路设计、微机电系统(MEMS)中的模拟接口、嵌入式系统的模拟前端设计等。 结语 模拟电子技术是一个充满挑战与机遇的领域。通过本教材的学习,我们希望读者不仅能够掌握扎实的理论基础,更能够培养出优秀的工程实践能力,为将来在复杂多变的电子技术领域中有所作为奠定坚实的基础。我们鼓励读者在学习过程中积极思考,大胆实践,不断探索模拟电子技术的无限可能。

用户评价

评分

在阅读《模拟电子技术》时,书中关于信号处理和功率放大器章节的详尽阐述,给我留下了深刻的印象。特别是对于滤波器的设计,从最基本的RC滤波器到更复杂的有源滤波器,书中都进行了细致的讲解。我个人在进行音频信号处理时,经常需要用到各种滤波器来去除噪声或者增强特定频段的信号,而这本书提供的设计思路和参数计算,非常实用。例如,书中详细介绍了巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等不同类型的滤波器,并给出了它们的幅频特性和相频特性曲线,这有助于我更直观地理解不同滤波器的性能差异。此外,对于功率放大器的部分,书中不仅讲解了不同类别的功率放大器(如甲类、乙类、甲乙类),还深入分析了它们的效率、失真以及如何进行散热设计。我尤其对书中关于AB类放大器的讨论感兴趣,因为它在保真度和效率之间取得了很好的平衡,是音响功放中常用的设计。书中的电路图和仿真分析,也为我理解这些复杂电路提供了很好的辅助。

评分

最近在学习《模拟电子技术》的过程中,对书中关于振荡器和波形发生器的章节印象特别深刻。振荡器是模拟电路中的一个重要组成部分,几乎所有的电子设备都离不开它。这本书系统地介绍了各种类型的振荡器,包括RC振荡器(如相移振荡器、韦恩桥振荡器)、LC振荡器(如哈特莱振荡器、科勒皮兹振荡器)以及晶体振荡器。它不仅解释了这些振荡器的工作原理,还深入分析了它们的频率稳定性、输出波形以及各自的优缺点,这对于我选择合适的振荡器来满足特定的应用需求至关重要。特别是对于RC振荡器,书里详细讲解了如何通过改变RC元件的参数来调整输出频率,以及如何利用放大器的增益来克服电路的损耗,从而实现持续振荡。在波形发生器方面,书中也介绍了如何利用积分器和比较器等电路产生三角波、方波等基本波形,这些波形在信号发生器和测试设备中应用广泛。这本书的讲解清晰易懂,配以大量的图示和公式推导,使得复杂的振荡原理变得相对容易理解。

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刚拿到这本《模拟电子技术》,翻看了前几章,感觉像是回到了大学时代,那些曾经熟悉的电路图和公式又浮现在眼前。这本书在电子元器件部分,从二极管、三极管的基本特性讲起,到各种放大电路的搭建和分析,都给出了详尽的讲解。特别是对于三极管的各种工作状态,比如放大区、饱和区、截止区,以及如何利用这些特性构建不同的电路,书里都有很清晰的图示和理论推导。我个人比较关注的是功率放大电路部分,书中对甲类、乙类、甲乙类以及丙类放大器的原理、特点和应用场景都做了深入的分析,还特别提到了失真问题以及如何抑制失真,这对于我理解一些音响设备和电源的实际设计非常有帮助。此外,这本书在反馈电路的设计上也下了不少功夫,正反馈和负反馈的概念、稳定性分析,以及如何通过反馈来改善电路性能,都有非常到位的阐述。比如,它详细讲解了如何通过引入负反馈来提高放大器的输入阻抗、降低输出阻抗、扩大通频带和稳定增益。对于这些经典内容,这本书的处理方式既有理论深度,又不失工程实践的指导意义,对于初学者来说,这无疑是一本很好的入门教材,即使是对有一定经验的工程师,也能在其中找到一些被忽略的细节和经典的电路结构。

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不得不说,这本《模拟电子技术》在运算放大器(Op-Amp)的介绍上,确实下了不少笔墨。从理想运放的基本模型,到各种基于运放的经典应用电路,如加法器、减法器、积分器、微分器、比较器等,都讲解得非常细致。我尤其欣赏它对这些电路的分析方式,不仅仅是给出公式,而是通过图解和实例,一步步引导读者理解电路的工作原理。例如,在讲解差分放大电路时,书里不仅给出了理论计算,还通过一个实际的电路图,展示了如何利用运放抑制共模信号,实现差模信号的放大,这对于理解许多仪器仪表和信号处理电路非常有启发。另外,书中还涉及到了滤波器电路的设计,包括低通、高通、带通和带阻滤波器,以及它们在不同阶数下的响应特性。我个人在实际工作中经常会遇到信号滤波的需求,而这本书提供的设计方法和计算公式,可以直接应用到实际项目中,大大节省了时间和精力。对于数字模拟混合电路的接口部分,这本书也给出了一些初步的探讨,虽然不是核心内容,但对于理解现实世界的复杂电路设计,提供了必要的背景知识。总的来说,在运放和滤波电路这一块,这本书的讲解是相当扎实的。

评分

我之所以选择这本书,很大程度上是因为其在“十二五”规划教材系列中的地位,这通常意味着内容会比较系统和全面。在实际阅读过程中,《模拟电子技术》确实在许多关键领域提供了扎实的理论基础和工程实践指导。例如,在探讨直流电源和稳压电路时,书中详细介绍了各种稳压器件(如齐电二极管、三端稳压器)的工作原理,以及如何设计具有较高稳定度和抗干扰能力的稳压电源。我还特别关注了书中关于模拟开关和多谐振荡器的内容,这对于理解数字逻辑控制模拟电路的应用非常有帮助。比如,如何利用多谐振荡器产生周期性的脉冲信号,进而控制模拟开关的导通和截止,实现对模拟信号的开关操作。对于信号的耦合和隔离,书中也给出了一些经典的设计方法,如变压器耦合、光电耦合等,这在实际的电路设计中,能够有效解决信号传输中的干扰和失配问题。总的来说,这本书涵盖了模拟电子技术中大部分核心内容,适合作为高等教育阶段的学习和参考。

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