晶体管电路设计(上)——放大电路技术的实验解析 (日)铃木雅臣；周南生 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030133083

商品编码：29253929671

包装：平装

出版时间：2015-12-01

基本信息

书名:晶体管电路设计(上)——放大电路技术的实验解析

定价：29.0元

售价：18.6元,便宜10.4元,折扣64

作者:(日)铃木雅臣；周南生

出版社：科学出版社

出版日期：2015-12-01

ISBN：9787030133083

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：B5

商品重量：0.359kg

编辑推荐

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导语_点评_推荐词

内容提要

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本书是“现代半导体电路设计教材系列”之一。书中通过实验简明易懂地介绍放大电路技术。主要内容有放大电路的设计、射极跟随器电路的实验，微功率放大电路设计与制作，频率特性，负反馈放大电路设计、直流稳定电源的设计与制作，差动放大电路设计等等。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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序言

《深入理解晶体管放大电路：原理、实践与优化》 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的晶体管放大电路学习体验。与市面上许多仅侧重理论推导或电路实例堆砌的书籍不同，《深入理解晶体管放大电路》将理论与实践紧密结合，通过详细的原理阐述、丰富的实验解析以及对实际应用场景的深入探讨，帮助读者真正掌握晶体管放大电路的设计精髓，并能独立解决实际工程中的技术难题。本书适合电子工程专业的学生、初级工程师以及对模拟电路设计有浓厚兴趣的业余爱好者阅读。 第一章：晶体管基础回顾与特性解析 在本章中，我们将从最基础的半导体物理知识出发，温故而知新，为后续深入学习晶体管放大电路打下坚实的基础。我们将详细回顾PN结的形成、导通与截止特性，以及二极管的伏安特性曲线。 接着，我们将重点聚焦于双极结型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）这两种最常用的晶体管类型。对于BJT，我们将深入剖析其PNP和NPN结构，讲解载流子的输运机制，并详细解释输入特性曲线、输出特性曲线以及跨导特性，帮助读者理解不同工作区域（截止区、放大区、饱和区）的物理意义和电流电压关系。我们还将介绍BJT的主要参数，如电流增益（β）、跨导（gm）、输入电阻和输出电阻，并阐述这些参数如何影响电路的性能。 对于FET，我们将分别探讨结型场效应晶体管（JFET）和绝缘栅型场效应晶体管（MOSFET）。对于JFET，我们将解析其P沟道和N沟道结构，讲解栅电压如何控制沟道导电性，并分析其输出特性曲线和转移特性曲线。对于MOSFET，我们将详细区分增强型和耗尽型MOSFET，并深入讲解其工作原理，包括阈值电压（Vth）、栅源电压（Vgs）和漏极电流（Id）之间的关系。同样，我们也会探讨MOSFET的关键参数，如跨导（gm）、零偏置跨导（gmo）、输入电容和输出电容。 通过本章的学习，读者将能够清晰地理解不同类型晶体管的基本工作原理，掌握分析其静态和动态特性的方法，并为理解更复杂的放大电路打下坚实的理论基础。 第二章：放大电路的基本概念与分类 本章将引出放大电路的核心概念，并对其进行系统性的分类，为后续深入研究打下框架。首先，我们将定义“放大”的含义，即在保持信号波形基本不变的前提下，增大信号的电压、电流或功率。我们将引入增益（Gain）这一核心参数，并详细解释电压增益、电流增益和功率增益的计算方法及其在电路设计中的意义。 接着，我们将深入探讨放大电路的静态工作点（Quiescent Operating Point, Q点）。Q点是放大器在没有输入信号时的直流工作状态，它直接决定了放大器的线性度、输出信号的动态范围以及晶体管的工作区域。我们将详细讲解如何选择合适的Q点，并介绍偏置技术的几种基本类型，包括固定偏置、发射极自偏置、集电极反馈偏置和分压偏置。我们将分析不同偏置技术的优缺点，以及它们对Q点稳定性的影响，并给出具体的偏置电路设计实例。 随后，我们将按照信号耦合方式对放大电路进行分类。我们将详细介绍直接耦合放大器、RC耦合放大器和变压器耦合放大器的工作原理、优缺点以及各自的适用场景。我们将分析不同耦合方式对放大电路的频率响应、输入输出阻抗以及直流特性的影响。 最后，本章将介绍放大电路的几种基本组态：共发射极放大器、共集电极放大器（射极/源极跟随器）和共基极放大器（集电极/漏极共基极）。我们将分别分析这三种基本组态的电压增益、电流增益、输入阻抗和输出阻抗的理论计算，并初步探讨它们各自的特点和应用。 第三章：单级放大电路的设计与分析 本章将聚焦于最基础也是最重要的放大电路单元——单级放大电路，进行详细的设计与分析。我们将以BJT为例，首先深入剖析共发射极放大器的各种偏置电路。我们将针对每种偏置电路，详细推导其电压增益、输入阻抗和输出阻抗的表达式，并分析其对Q点稳定性的影响。我们将通过大量的计算示例，展示如何根据给定的技术指标（如电压增益、输入阻抗、输出阻抗、Q点位置）来选择合适的偏置电路并确定元件参数。 在分析共发射极放大器的频率响应时，我们将详细讨论低频、中频和高频三个频段的特性。在低频段，我们将重点分析耦合电容和旁路电容引起的增益下降，并介绍如何计算这些电容的取值以满足低频响应要求。在中频段，我们将聚焦于晶体管自身的跨导（gm）和内部电阻，以及外部负载电阻，分析它们如何决定中频增益。在高频段，我们将深入研究晶体管的结电容（如Cbe、Cbc）以及引线电感对增益的影响，并介绍如何减小这些寄生参数的影响，例如通过减小晶体管尺寸或采用特殊的封装技术。 随后，我们将详细分析共集电极放大器（射极跟随器）。我们将推导其电压增益接近于1、具有高输入阻抗和低输出阻抗的特性，并分析其在阻抗匹配和驱动能力方面的应用。 接着，我们将深入分析共基极放大器。我们将分析其低输入阻抗、高输出阻抗以及近似等于1的电压增益的特性，并探讨其在高频应用中的优势。 最后，本章将引入场效应晶体管（FET）作为放大元件，并以共源极放大器为例，进行与BJT共发射极放大器类似的原理分析、偏置设计和频率响应分析。我们将对比BJT和FET作为放大器在各项指标上的优缺点，帮助读者建立对不同器件特性的深刻认识。 第四章：多级放大电路的设计与优化 本章将进一步提升放大电路的设计能力，探讨如何通过多级放大器来获得更高的增益、更优良的频率响应或特定的输入输出阻抗特性。 首先，我们将详细介绍多级放大器的级联方式，包括直接耦合、RC耦合和变压器耦合。我们将分析不同耦合方式对多级放大器整体性能的影响。 接着，我们将重点研究两种重要的多级放大器结构： 多级RC耦合放大器（如放大器级联）：我们将分析级联放大器的总增益等于各级增益之积的原理。我们将讨论如何通过合理分配各级增益来优化整体性能，以及各级放大器的偏置和元件选择如何相互影响。我们还将探讨如何通过级联来扩展放大器的频率响应范围。 差分放大器（Differential Amplifier）：本节将是本章的重点。我们将详细阐述差分放大器的基本结构，包括共模输入和差模输入的原理。我们将深入分析差分放大器的两个关键指标：差模增益（Ad）和共模增益（Ac）。在此基础上，我们将引入“共模抑制比”（CMRR）的概念，并深入探讨影响CMRR的因素，以及如何通过优化设计来提高CMRR，使其在抑制噪声和干扰方面发挥重要作用。我们将分析差模放大器和共模放大器的应用场景，并给出差分放大器作为运算放大器输入级的重要性和作用。 在设计多级放大器时，优化是不可或缺的环节。本章将指导读者如何进行性能优化，包括： 增益优化：如何在满足其他指标的前提下，通过合理设计各级来获得所需的总增益。 频率响应优化：如何通过选择合适的耦合方式、旁路电容以及晶体管参数来获得平坦的通带和优化的带宽。 噪声优化：分析不同电路结构对噪声的影响，并介绍降低噪声的技巧。 功耗优化：在满足性能要求的前提下，如何降低电路的功耗。 第五章：高级放大电路技术与应用 本章将超越基本的单级和多级放大电路，深入探讨一些更高级的放大电路技术，并结合实际应用场景进行解析。 运算放大器（Operational Amplifier, Op-Amp）：我们将从差分放大器的基础上，讲解运算放大器的理想模型和实际模型。我们将详细分析运算放大器的主要参数，如开环增益、输入失调电压、输入偏置电流、输入阻抗、输出阻抗、压摆率（Slew Rate）和带宽。我们将介绍运算放大器在各种经典电路中的应用，例如： 反相放大器：分析其增益、输入输出阻抗以及对信号的相位反转特性。 同相放大器：分析其增益、输入输出阻抗以及信号不反相特性。 电压跟随器（缓冲器）：分析其增益接近1、高输入阻抗、低输出阻抗的特性，以及在阻抗匹配中的作用。 加法器与减法器：讲解如何利用运算放大器实现信号的线性组合。 积分器与微分器：分析其在信号处理和波形生成中的应用。 滤波器电路（Filter Circuits）：我们将介绍滤波器在信号处理中的重要性，并重点讲解基于运算放大器的有源滤波器。我们将分类介绍低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器的基本原理，并分析巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）等几种常见滤波器类型的设计准则。 振荡器电路（Oscillator Circuits）：我们将介绍振荡器产生周期性信号的基本原理，并分析几种常见的振荡器类型，例如： RC振荡器：如移相振荡器和维恩桥振荡器。 LC振荡器：如哈特利振荡器和科勒皮兹振荡器。 晶体振荡器：介绍晶体的压电效应及其在高精度振荡器中的应用。 反馈与稳定性：我们将更深入地探讨反馈在放大电路中的作用，包括负反馈对增益、带宽、失真和噪声的改善。我们将引入稳定性分析的概念，并介绍伯德图（Bode Plot）等工具，以分析和确保放大电路的稳定性，避免产生自激振荡。 第六章：实验解析与调试技巧 本章将是本书的实践核心，旨在通过详细的实验解析，引导读者将理论知识转化为实际的电路制作和调试能力。 实验准备与元器件选择：我们将提供一份详细的实验准备清单，包括必要的仪器设备（如示波器、信号发生器、万用表、电源）、基础元器件（电阻、电容、晶体管、运放IC等）以及PCB板、面包板等。我们将指导读者如何根据电路需求合理选择元器件的规格和精度，并讲解一些常见的元器件识别和质量判断方法。 典型放大电路的实验搭建与测量：我们将选取本书中介绍的几种关键放大电路，例如： 单级BJT共发射极放大器：指导读者如何在面包板或PCB板上搭建电路，并进行静态工作点的测量、小信号电压增益的测量、输入输出阻抗的测量。 射极跟随器（共集电极放大器）：进行阻抗特性和驱动能力的实验验证。 差分放大器：进行差模增益、共模增益和共模抑制比的测量，并演示其在抑制噪声方面的效果。 运算放大器基本应用电路：例如反相放大器、同相放大器、电压跟随器的实验搭建和功能验证。 频率响应特性实验：我们将指导读者如何利用信号发生器和示波器，进行放大电路的频率响应测量。我们将演示如何绘制增益-频率曲线，并分析其在高频和低频端的滚降特性。 故障排除与调试技巧：电路制作过程中难免会出现问题。本章将提供一套系统性的故障排除方法。我们将讲解： 常见故障现象分析：如无输出、输出失真、增益不足、噪声过大等。 仪器设备的使用技巧：如何高效地利用示波器进行信号分析，如何利用信号发生器产生特定信号，如何利用万用表进行直流和交流参数的测量。 逐步排查法：从供电、接地、元件连接等方面逐一检查，定位故障原因。 利用仿真软件辅助调试：介绍一些常用的电路仿真软件，如LTspice、Multisim等，如何在仿真中预判问题并优化设计。 元器件损坏的判断与更换：如何判断是否是元器件损坏，以及如何安全有效地更换元器件。 结论 《深入理解晶体管放大电路：原理、实践与优化》通过理论与实践的深度融合，旨在为读者提供一个系统、全面且实用的学习平台。本书从基础原理出发，循序渐进地引导读者掌握单级、多级放大电路的设计方法，并进一步探讨了运算放大器、滤波器、振荡器等高级技术。最后，通过详尽的实验解析和实用的调试技巧，帮助读者将理论知识转化为实际动手能力，自信地进行各类模拟电路的设计与实现。本书将成为您学习和实践晶体管放大电路的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感受，是一种扎实的、面向实践的科学训练。我一直觉得，想要真正掌握一项技术，就必须亲自动手去尝试。而这本《晶体管电路设计(上)》恰恰满足了我这一愿望。它不仅仅是一本理论书籍，更像是一本为实践者量身打造的指导手册。书中对各种晶体管放大电路的讲解，都紧密围绕着实验展开，让你能够将抽象的理论概念转化为具体的电路实现。我尤其欣赏书中对于实验过程的细致描绘，从元器件的选择到电路的搭建，再到最终的测量和分析，都给出了清晰的指导。这让我在进行实验时，能够少走弯路，更专注于理解电路的工作原理。我期待着通过书中的指导，能够独立设计和搭建出各种功能强大的放大电路。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，学习技术类书籍，最怕的就是纸上谈兵。而这本《晶体管电路设计(上)》给我的最大惊喜，就是它那种“从实践出发”的教学理念。书中的每一个章节，都仿佛是引领读者走进一个真实的实验室，通过具体的电路搭建和测量，来揭示放大电路的奥秘。我尤其喜欢它在介绍完一种放大电路的工作原理后，立刻就引出相关的实验，并且对实验的每一个步骤都进行了详细的描述。这让我在学习理论的同时，能够立刻将其付诸实践，从而加深理解。而且，书中对于实验结果的分析和讨论也非常到位，它会引导读者去思考，为什么会出现这样的结果，以及如何通过调整参数来优化电路性能。这种互动式的学习方式，让我感觉自己不是在被动地接受知识，而是在主动地探索和发现。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，最初是被这书的标题吸引了，尤其是“实验解析”这几个字。我一直觉得，学电路不能只停留在理论层面，动手能力是关键。这本书的结构设计非常合理，每个章节都围绕着一个核心的放大电路技术展开，然后深入到具体的实验。我喜欢它那种循序渐进的方式，从最基础的共射放大电路开始，逐步深入到更复杂的应用。书中的图示和电路图都非常清晰，而且每个实验都配有详细的步骤和参数设置，让我能够很好地按照书中的指示进行实践。更重要的是，书中不仅仅告诉你怎么做，还会解释为什么这么做，背后的物理原理是什么。这种“知其然，知其所以然”的学习方式，让我对晶体管放大电路有了更深刻的理解。我甚至已经开始构思，根据书中的一些例子，自己设计一些更具挑战性的实验了。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像是一本经过精心打磨的工具书，充满了实践的智慧。我一直对模拟电路的“调校”过程感到好奇，理论知识固然重要，但如何在实际电路中实现最佳性能，往往需要大量的实验和经验。这本书恰恰弥补了这一点。它不仅仅是介绍理论，更重要的是展示了如何在实验中验证和优化这些理论。我特别欣赏作者在讲解中提出的那些“细节提示”和“注意事项”，这些往往是教科书上不会详细提及，但却是实际操作中至关重要的信息。例如，关于元器件的选择、焊接技巧、以及如何排除常见的故障，书中都有涉及。这让我感觉自己不仅仅是在学习电路知识，更是在学习一种解决实际问题的能力。我迫不及待地想尝试书中的各种实验，通过亲手搭建和调试，来加深对放大电路工作原理的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书，我得说，简直是为我这样想动手实践的读者量身定做的。我一直觉得学理论很重要，但没有实际操作，那些公式和图表就好像是空中楼阁。拿到这本书，我迫不及待地翻开，第一眼就被它丰富的实验案例吸引住了。不仅仅是简单的电路连接，更重要的是它深入浅出地解析了每一个实验背后的原理，以及在不同条件下电路会有怎样的变化。比如，书中对不同类型晶体管在放大电路中的应用做了详尽的对比分析，从BJT到MOSFET，每一个我都想亲自搭建验证一下。而且，作者在讲解时，非常注重细节，会告诉你应该注意哪些问题，哪些地方容易出错，这对于新手来说简直是福音。那些看似复杂的参数，在书中的讲解下变得清晰易懂，仿佛一位经验丰富的老师手把手地教你。我特别期待它后续关于其他放大电路技术的探讨，因为这仅仅是“上册”，已经让我受益匪浅了。