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刘永勤，王飞，苏和 著

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出版社： 中国水利水电出版社

ISBN：9787517025795

商品编码：29742320742

包装：平装

出版时间：2015-07-01

图书基本信息
图书名称	模拟电子电路原理与设计研究
作者	刘永勤,王飞,苏和
定价	60.00元
出版社	中国水利水电出版社
ISBN	9787517025795
出版日期	2015-07-01
字数
页码	269
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

《模拟电子电路原理与设计研究》共分为10章，主要内容包括：半导体基础知识与半导体器件的工作原理、基本放大电路、集成运算放大电路、功率放大电路、放大电路中的反馈、运算电路和有源滤波电路、正弦波和非正弦波发生电路、直流稳压电源、应用电路设计分析、门电路等。 　　《模拟电子电路原理与设计研究》可供从事电器信息类、计算机类、物理微电子及电子技术的工程技术人员和相关行业的科研人员参考。

作者简介

刘永勤，男，1981年6月出生，渭南师范学院讲师。2004年7月毕业于西北师范大学电子信息工程专业，获工学学士学位。2011年6月毕业于西安电子科技大学电路与系统专业，获工学硕士学位，研究方向为高速电路设计与信号完整性分析。发表论文20余篇，主持陕西省自然科学基础研究计划项目1项，主持或参与厅局级、校级科研项目6项，主持渭南师范学院教育教学改革重点研究项目1项，指导渭南师范学院大学生创业创新训练计划项目2项，申请发明1项，实用新犁1项。 　　王飞，男，河南省平舆县人，毕业于空军导弹学院制导雷达专业，高级工程师，副教授，先后在空军导弹装备检验所，导弹部队装备部门，院校任助理工程师、工程师、高级工程师、副教授。研究领域：雷达电路、装备制造工程，现被黄河科技学院聘为高级工程师、副教授、双师型人才。 　　苏和，男，内蒙古呼伦贝尔学院副教授，主要从事电子技术和单片机的教学与应用研究工作。近年在《电子技术应用》、《煤炭技术》、《内蒙古师范大学学报》、《呼伦贝尔学院学报》、《北京电力高等专科学校学报》、《中国新技术新产品》等刊物上发表专业论文十余篇。参与编写《光学》（ISBN978—7—5665—0153—0）、《普通物理实验》（ISBN978—7—81115—243—2）等教材。

目录

前言 第1章 半导体基础知识与半导体器件的工作原理 1.1 半导体基础知识 1.2 PN结原理 1.3 晶体二极管及其应用 1.4 双极型晶体三极管 第2章 基本放大电路 2.1 基本放大器的组成原理及直流偏置电路 2.2 放大器图解分析法 2.3 放大器的交流等效电路分析法 2.4 共集电极放大器和共基极放大器 2.5 场效应管放大器 2.6 放大器的级联 第3章 集成运算放大电路 3.1 概述 3.2 集成运放的基本组成单元 3.3 集成运放的主要技术指标 3.4 集成运放的典型电路 3.5 各类集成运放的特点和性能比较 3.6 集成运放使用注意事项 第4章 功率放大电路 4.1 概述 4.2 互补功率放大电路 4.3 集成功率放大电路 第5章 放大电路中的反馈 5.1 概述 5.2 反馈放大器的单环理想模型 5.3 负反馈对放大器性能的影响 5.4 负反馈放大电路的分析与计算方法 5.5 负反馈放大器的频率响应 第6章 运算电路和有源滤波电路 6.1 集成运算放大电路的应用基础 6.2 基本运算电路 6.3 模拟乘法器及其应用 6.4 运算电路设计 6.5 有源滤波电路 第7章 正弦波和非正弦波发生电路 7.1 正弦波发生电路 7.2 非正弦波发生电路 第8章 直流稳压电源 8.1 整流滤波电源 8.2 线性稳压电源 8.3 开关稳压电源 8.4 电容变压电路 8.5 无变压器直流变压电路的设计思路分析 第9章 应用电路设计分析 9.1 模拟电子系统设计方法简介 9.2 音响放大电路设计分析 9.3 简易心电检测放大电路设计分析 第10章 门电路 10.1 基本逻辑门电路 10.2 TTL逻辑门电路 10.3 CMOS逻辑门电路 参考文献

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文摘

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序言

前言 第1章 半导体基础知识与半导体器件的工作原理 1.1 半导体基础知识 1.2 PN结原理 1.3 晶体二极管及其应用 1.4 双极型晶体三极管 第2章 基本放大电路 2.1 基本放大器的组成原理及直流偏置电路 2.2 放大器图解分析法 2.3 放大器的交流等效电路分析法 2.4 共集电极放大器和共基极放大器 2.5 场效应管放大器 2.6 放大器的级联 第3章 集成运算放大电路 3.1 概述 3.2 集成运放的基本组成单元 3.3 集成运放的主要技术指标 3.4 集成运放的典型电路 3.5 各类集成运放的特点和性能比较 3.6 集成运放使用注意事项 第4章 功率放大电路 4.1 概述 4.2 互补功率放大电路 4.3 集成功率放大电路 第5章 放大电路中的反馈 5.1 概述 5.2 反馈放大器的单环理想模型 5.3 负反馈对放大器性能的影响 5.4 负反馈放大电路的分析与计算方法 5.5 负反馈放大器的频率响应 第6章 运算电路和有源滤波电路 6.1 集成运算放大电路的应用基础 6.2 基本运算电路 6.3 模拟乘法器及其应用 6.4 运算电路设计 6.5 有源滤波电路 第7章 正弦波和非正弦波发生电路 7.1 正弦波发生电路 7.2 非正弦波发生电路 第8章 直流稳压电源 8.1 整流滤波电源 8.2 线性稳压电源 8.3 开关稳压电源 8.4 电容变压电路 8.5 无变压器直流变压电路的设计思路分析 第9章 应用电路设计分析 9.1 模拟电子系统设计方法简介 9.2 音响放大电路设计分析 9.3 简易心电检测放大电路设计分析 第10章 门电路 10.1 基本逻辑门电路 10.2 TTL逻辑门电路 10.3 CMOS逻辑门电路 参考文献

电子世界的基石：元器件、信号与电路的奥秘 一、 探寻电子信号的源头与演变 在浩瀚的电子技术海洋中，所有神奇的应用都离不开最基础的单元——电子信号。它们是信息传递的载体，是指令执行的信使。然而，这些肉眼看不见的信号并非凭空产生，它们是特定电子元器件在特定电路结构下相互作用的必然结果。要深入理解模拟电子电路的原理与设计，首先必须从最本源的物理现象出发，理解电子的流动如何转化为可控的信号。 电子元器件是构建任何电子电路的基石。这些看似微小的零件，却蕴含着精妙的物理原理。从最简单的电阻、电容、电感，到更复杂的二极管、晶体管，再到集成电路中的运算放大器、逻辑门等，每一个元器件都有其独特的电学特性和工作机制。 电阻，顾名思义，它限制了电流的流动。这种“阻碍”并非简单的消耗，而是将电能转化为热能，或者在某些特殊应用中，作为信号衰减的手段。理解电阻的阻值与温度、材质、几何形状的关系，是掌握电路稳定性的第一步。 电容，则储存着电荷，如同一个微小的蓄电池。它能够平滑电压波动，滤波掉不必要的交流成分，在电路设计中扮演着至关重要的角色。电容的充放电过程，是其核心工作机制，掌握其充放电速率与电路常数的关系，能够帮助我们理解电路的瞬态响应。 电感，则储存着磁场能量，它对电流的变化产生阻碍作用。电感在电路中常用于滤波、耦合以及能量的存储和释放。理解电感的感抗与其频率、线圈匝数、铁芯材料等的关系，是分析交流电路的重要环节。 当我们将这些基本元器件按照特定的逻辑和拓扑结构连接起来，便构成了各种各样的电路。这些电路并非静止不变的实体，它们在信号的驱动下，展现出动态的工作状态。模拟电子电路的核心在于对连续变化的信号进行放大、滤波、调制、解调、振荡等处理。 信号，在模拟电子领域，通常指电压或电流随时间连续变化的波形。这些波形可以是简单的正弦波、方波，也可以是复杂的音频信号、射频信号，甚至是生命体内的生物电信号。信号的幅度、频率、相位等参数，都携带着丰富的信息。 模拟信号的特点在于其连续性和无限可分性。这意味着信号的任何一个瞬间值都可以被精确测量。这种连续性使得模拟电路在处理高精度、高保真度的信号时具有天然的优势。然而，模拟信号也容易受到噪声的干扰，并且在传输过程中可能发生失真。 理解信号的产生、传播、衰减与失真，是设计稳定可靠模拟电路的前提。例如，音频信号在传输过程中可能因为线路的电阻和电容而发生衰减和高频成分的损失，这就需要设计合适的放大器和滤波器来补偿。射频信号的传输则更加复杂，需要考虑阻抗匹配、电磁干扰等因素。 二、 核心元器件的原理剖析：从 PN 结到集成电路的跃迁 深入理解电子元器件的内部工作原理，是掌握模拟电子电路设计精髓的关键。尤其是那些能够对信号进行放大和控制的有源器件，更是模拟电路的核心。 二极管，作为最基础的半导体器件，其核心在于PN 结的特性。当 PN 结外加正向电压时，载流子会聚集，形成正向电流；当外加反向电压时，载流子会被排斥，形成微小的反向漏电流。这种单向导电性使得二极管成为理想的整流器和开关。理解 PN 结的电势垒、耗尽层宽度以及载流子注入和扩散过程，是理解二极管工作的关键。 晶体管，则是模拟电子电路中最具革命性的器件。无论是双极结型晶体管 (BJT) 还是场效应晶体管 (FET)，它们都具备了放大和开关的功能。 BJT 的工作原理基于两个 PN 结的串联。通过控制基极电流的大小，可以调节集电极电流的大小，从而实现电流的放大。理解 BJT 的各种工作区（截止区、放大区、饱和区）以及不同偏置方式对放大系数和输出特性的影响，是设计放大电路的基础。 FET 的工作原理则有所不同，它通过控制栅极上的电压来改变沟道的导电性，从而调节漏极电流的大小。MOSFET 凭借其高输入阻抗和低功耗的优点，在现代集成电路设计中占据着主导地位。理解 MOSFET 的阈值电压、跨导等参数，以及其不同工作模式（截止区、三极管区、饱和区）的特性，是设计高效率模拟电路的必要知识。 随着技术的进步，大量的晶体管和其他元器件被集成到一块小小的集成电路 (IC) 芯片上。运算放大器 (Op-amp) 是模拟集成电路中最具代表性的器件之一。它是一个高增益、差分输入的放大器，通过外围的反馈网络，可以实现各种复杂的信号处理功能，如放大、滤波、积分、微分、信号生成等。理解运算放大器的理想模型和实际模型，以及其虚短、虚断等重要特性，是掌握集成电路设计精髓的关键。 三、 电路设计的逻辑与实践：从基础放大器到复杂系统 理解了元器件的原理和信号的特性，接下来的任务就是如何将这些知识转化为实际的电路设计。模拟电路设计是一个系统工程，需要遵循一定的逻辑和流程。 放大器是模拟电路中最基本的功能模块之一。它们用于将微弱的信号放大到可用的水平。根据信号的类型和放大需求，有多种类型的放大器： 阻容耦合放大器：利用电阻和电容进行级间耦合，适用于低频信号的放大。 变压器耦合放大器：利用变压器进行级间耦合，可以实现阻抗匹配和电压增益，但体积较大，频率响应受限。 直接耦合放大器：无需耦合元件，适用于直流信号的放大，但容易受到直流漂移的影响。 射极/源极跟随器：具有电压增益接近1，但电流增益很高，常用于缓冲和阻抗匹配。 差分放大器：对两个输入信号的差值进行放大，具有良好的共模抑制能力，是运算放大器的基础。 滤波器是用于选择性地通过或阻止特定频率信号的电路。根据频率特性，有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。滤波器的设计需要根据所需的截止频率、衰减斜率以及通带纹波等指标进行。 振荡器是能够产生周期性信号的电路，无需外部输入信号。它们是许多电子设备如收音机、时钟和信号发生器的核心。振荡器的种类繁多，常见的有 RC 振荡器、LC 振荡器、晶体振荡器等。其核心原理是正反馈，当信号经过放大并反馈回输入端时，如果在特定频率下，反馈信号的幅度和相位满足特定条件，便会产生持续的振荡。 电源电路也是模拟电路设计中不可或缺的一部分。它们负责将交流市电转换为稳定、可靠的直流电源，为其他电路模块提供能量。电源电路的设计需要考虑整流、滤波、稳压等环节。 信号的产生与处理：除了上述基本模块，实际的模拟电路设计还需要处理各种复杂的信号。例如，在通信系统中，需要设计调制器将信息加载到载波上，再通过解调器将信息提取出来。在音频系统中，需要设计均衡器来调整不同频率分量的幅度，以及混响器来模拟空间声效。 设计流程与考量：一个完整的模拟电路设计通常包括以下步骤： 1. 需求分析：明确电路的功能、性能指标（如增益、带宽、噪声、功耗等）。 2. 原理设计：选择合适的元器件和电路结构，绘制电路原理图。 3. 仿真分析：利用电路仿真软件（如 SPICE）对设计进行模拟，验证其性能，并进行优化。 4. PCB 设计：根据原理图绘制印刷电路板（PCB）布局图，需要考虑信号完整性、电磁兼容性（EMC）等因素。 5. 制作与调试：制作 PCB，焊接元器件，并进行实际调试，解决可能出现的问题。 6. 测试与验证：对制作好的电路进行全面测试，确保其性能符合设计要求。 在整个设计过程中，噪声抑制和信号完整性是模拟电路设计的两大挑战。噪声会降低信号的信噪比，影响电路的可靠性。信号完整性则关乎信号在传输过程中的失真程度，尤其是在高频电路中。因此，在设计时需要仔细选择元器件、优化布线、采取必要的抗干扰措施。 四、 模拟电路的未来展望与应用领域 尽管数字电子技术取得了巨大的发展，模拟电子电路在许多领域仍然扮演着不可替代的角色。它们是连接物理世界与数字世界的桥梁，是实现高性能电子系统的关键。 通信系统：无论是手机、Wi-Fi，还是更高级的 5G/6G 通信，都离不开高性能的模拟前端和射频电路，用于信号的接收、发射、调制和解调。 生物医学工程：心电图、脑电图、生物传感器等都需要精确的模拟信号采集和处理电路，以捕捉微弱的生物电信号。 传感器技术：各种物理量的传感器（如温度、压力、光照、加速度等）输出的都是模拟信号，需要经过模拟电路的放大、滤波和转换才能被进一步处理。 音频与视频处理：高保真度的音频功放、专业的音频接口、高质量的视频编码器等，都依赖于精密的模拟电路设计。 汽车电子：汽车中的各种传感器、控制单元、娱乐系统等，都需要大量的模拟电路来处理各种信号。 工业自动化：工业现场的各种传感器信号采集、电机驱动控制等，也广泛应用模拟电路技术。 随着微电子技术的不断发展，模拟电路的设计正朝着高集成度、低功耗、高性能的方向迈进。混合信号集成电路（同时包含模拟和数字电路）的设计能力日益增强，将更多的功能集成到单个芯片中，提高了系统的效率和可靠性。同时，软件定义模拟的概念也逐渐兴起，通过软件控制模拟电路的参数，增加了系统的灵活性。 总而言之，模拟电子电路原理与设计是电子技术领域永恒的基础。深入理解其元器件原理、信号特性和设计方法，不仅能够帮助我们掌握当下的电子技术，更能为未来的创新应用奠定坚实的基础，探索更广阔的电子世界。

评分☆☆☆☆☆

从我个人的学习习惯来看，这本书最大的价值在于其配套资源的丰富性和自洽性。虽然我手头没有实体书之外的补充材料，但光看书中的例题和自我测试环节的设计，我就能感受到作者希望读者能够主动参与到知识的内化过程中去。那些习题的设置非常巧妙，它们不是简单的数值计算，而是常常要求对某个设计场景进行性能评估或故障诊断，需要综合运用前几章的内容才能解答。更重要的是，书中对关键参数的选取和仿真验证的思路描述得非常细致，这让我可以直接将书中的理论应用于我常用的EDA工具中去进行验证。这种理论与实践紧密结合的教学方式，极大地提高了我的学习效率。对我来说，一本好的技术书籍不应该只是知识的容器，更应该是一座通往实际应用的可靠桥梁，而这本书无疑就是这样一座坚固的桥梁，它将我从理论的彼岸带到了工程实践的此岸，收获远超预期。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格可以说是教科书中的一股清流，它既保持了科学论述的严谨性，又摒弃了那种高高在上、拒人于千里之外的学术腔调。作者的文字表达极其精准，尤其擅长用形象的比喻来阐释那些抽象的电路行为。例如，在解释MOS管的跨导特性时，他使用的类比非常生动，一下子就让我对这个核心器件的物理本质有了更深刻的理解，而不是仅仅记住$g_m = frac{partial I_D}{partial V_{GS}}$这个公式。而且，书中对每个概念的引入都做了很好的铺垫，确保读者不会因为知识断层而掉队。对于那些稍显复杂的数学推导，作者的处理方式也十分人性化：必要时会给出完整的推导过程，但在那些可以被读者自行验证或背景知识已假定掌握的部分，则会简洁地给出结论，避免冗余，这种节奏的把握非常到位。读起来的感觉就像是有一位耐心且学识渊博的导师在陪伴你，既不催促你，也不放任你，始终保持在一个高效的学习区间内。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常吸引人，那种深沉的蓝调搭配着简洁的几何线条，一下子就让人觉得内容一定是扎实且富有深度的。我通常买书会先从封面和装帧入手，这本书给我的第一印象是制作精良，拿在手里沉甸甸的，纸张的质感也很好，阅读起来非常舒适，即使是长时间盯着密密麻麻的公式和图表也不会觉得眼睛干涩疲劳。装订得很结实，翻阅起来很方便，让人有种想要立刻沉浸进去学习的冲动。我尤其欣赏作者在排版上下的功夫，关键概念和重要公式都有特别的标识或者加粗处理，逻辑流清晰可见，这对于初学者或者需要快速回顾知识点的读者来说，简直是福音。很多技术书籍往往因为排版混乱而让人望而却步，但这本书的每一页都经过了精心布局，使得复杂的内容也能以一种相对直观的方式呈现出来。光是翻阅目录，我就能感受到内容的广度和深度，从基础的元器件特性到复杂的系统级设计，覆盖面非常广，看得出来作者在组织知识体系上下了巨大的心血。

评分☆☆☆☆☆

我是在一个项目紧要关头，急需对现有电路进行优化和升级时，经同行推荐才入手这本书的。老实说，我原以为这又是一本堆砌公式、理论空泛的“教科书”，但事实证明我错了。这本书最让我惊喜的是它那极强的实用性和工程导向。它没有停留在纯粹的数学推导上，而是非常注重“为什么”和“如何做”。比如，在讲解反馈网络的稳定性设计时，它不仅给出了波特图的分析方法，更重要的是，它结合了实际应用中常见的噪声抑制和瞬态响应的取舍问题，给出了非常具体的工程经验和“陷阱”提示。书中穿插的那些“工程师笔记”和“设计案例分析”，简直是点睛之笔，它们像是经验丰富的老前辈在耳边细语，直接指明了理论指导实践的关键点。我按照书中的某几个设计流程复核了我们团队的方案，立即发现了几个以往被我们忽略的、会导致长期可靠性问题的隐患。这种从理论直达工程实践的过渡，处理得非常自然流畅，体现了作者深厚的实践积累。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书在内容深度上具有非常好的层次感和递进性。对于我这种已经有几年工作经验，但希望系统性地填补知识盲区的设计师来说，它提供了多维度的视角。初读时，你可以关注那些基础电路单元的优化策略，迅速提升你的设计基线水平；如果深入进去，你会发现作者在特定章节中对一些前沿概念和高精度模拟电路的处理上，展现了令人叹服的洞察力。比如，关于低噪声放大器（LNA）的设计章节，它不仅仅停留于计算噪声系数，还深入探讨了不同噪声模型在实际芯片制造工艺下的差异化影响，以及如何通过布局布线来缓解寄生效应带来的性能衰减。这些内容往往是普通教材中一笔带过，但在实际工作中却至关重要的细节。这本书没有把任何一个知识点当作理所当然的基础，而是对每一个关键设计决策背后的物理机制进行了彻底的剖析，这使得读者不仅能“学会怎么做”，更能“明白为什么”。