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劉永勤，王飛，蘇和 著

圖書標籤:

• 模擬電子電路
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• 電子工程
• 高等教育
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齣版社： 中國水利水電齣版社

ISBN：9787517025795

商品編碼：29742320742

包裝：平裝

齣版時間：2015-07-01

圖書基本信息
圖書名稱	模擬電子電路原理與設計研究
作者	劉永勤,王飛,蘇和
定價	60.00元
齣版社	中國水利水電齣版社
ISBN	9787517025795
齣版日期	2015-07-01
字數
頁碼	269
版次	1
裝幀	平裝
開本	16開
商品重量	0.4Kg

內容簡介

《模擬電子電路原理與設計研究》共分為10章，主要內容包括：半導體基礎知識與半導體器件的工作原理、基本放大電路、集成運算放大電路、功率放大電路、放大電路中的反饋、運算電路和有源濾波電路、正弦波和非正弦波發生電路、直流穩壓電源、應用電路設計分析、門電路等。 　　《模擬電子電路原理與設計研究》可供從事電器信息類、計算機類、物理微電子及電子技術的工程技術人員和相關行業的科研人員參考。

作者簡介

劉永勤，男，1981年6月齣生，渭南師範學院講師。2004年7月畢業於西北師範大學電子信息工程專業，獲工學學士學位。2011年6月畢業於西安電子科技大學電路與係統專業，獲工學碩士學位，研究方嚮為高速電路設計與信號完整性分析。發錶論文20餘篇，主持陝西省自然科學基礎研究計劃項目1項，主持或參與廳局級、校級科研項目6項，主持渭南師範學院教育教學改革重點研究項目1項，指導渭南師範學院大學生創業創新訓練計劃項目2項，申請發明1項，實用新犁1項。 　　王飛，男，河南省平輿縣人，畢業於空軍導彈學院製導雷達專業，高級工程師，副教授，先後在空軍導彈裝備檢驗所，導彈部隊裝備部門，院校任助理工程師、工程師、高級工程師、副教授。研究領域：雷達電路、裝備製造工程，現被黃河科技學院聘為高級工程師、副教授、雙師型人纔。 　　蘇和，男，內濛古呼倫貝爾學院副教授，主要從事電子技術和單片機的教學與應用研究工作。近年在《電子技術應用》、《煤炭技術》、《內濛古師範大學學報》、《呼倫貝爾學院學報》、《北京電力高等專科學校學報》、《中國新技術新産品》等刊物上發錶專業論文十餘篇。參與編寫《光學》（ISBN978—7—5665—0153—0）、《普通物理實驗》（ISBN978—7—81115—243—2）等教材。

目錄

前言 第1章 半導體基礎知識與半導體器件的工作原理 1.1 半導體基礎知識 1.2 PN結原理 1.3 晶體二極管及其應用 1.4 雙極型晶體三極管 第2章 基本放大電路 2.1 基本放大器的組成原理及直流偏置電路 2.2 放大器圖解分析法 2.3 放大器的交流等效電路分析法 2.4 共集電極放大器和共基極放大器 2.5 場效應管放大器 2.6 放大器的級聯 第3章 集成運算放大電路 3.1 概述 3.2 集成運放的基本組成單元 3.3 集成運放的主要技術指標 3.4 集成運放的典型電路 3.5 各類集成運放的特點和性能比較 3.6 集成運放使用注意事項 第4章 功率放大電路 4.1 概述 4.2 互補功率放大電路 4.3 集成功率放大電路 第5章 放大電路中的反饋 5.1 概述 5.2 反饋放大器的單環理想模型 5.3 負反饋對放大器性能的影響 5.4 負反饋放大電路的分析與計算方法 5.5 負反饋放大器的頻率響應 第6章 運算電路和有源濾波電路 6.1 集成運算放大電路的應用基礎 6.2 基本運算電路 6.3 模擬乘法器及其應用 6.4 運算電路設計 6.5 有源濾波電路 第7章 正弦波和非正弦波發生電路 7.1 正弦波發生電路 7.2 非正弦波發生電路 第8章 直流穩壓電源 8.1 整流濾波電源 8.2 綫性穩壓電源 8.3 開關穩壓電源 8.4 電容變壓電路 8.5 無變壓器直流變壓電路的設計思路分析 第9章 應用電路設計分析 9.1 模擬電子係統設計方法簡介 9.2 音響放大電路設計分析 9.3 簡易心電檢測放大電路設計分析 第10章 門電路 10.1 基本邏輯門電路 10.2 TTL邏輯門電路 10.3 CMOS邏輯門電路 參考文獻

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文摘

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序言

前言 第1章 半導體基礎知識與半導體器件的工作原理 1.1 半導體基礎知識 1.2 PN結原理 1.3 晶體二極管及其應用 1.4 雙極型晶體三極管 第2章 基本放大電路 2.1 基本放大器的組成原理及直流偏置電路 2.2 放大器圖解分析法 2.3 放大器的交流等效電路分析法 2.4 共集電極放大器和共基極放大器 2.5 場效應管放大器 2.6 放大器的級聯 第3章 集成運算放大電路 3.1 概述 3.2 集成運放的基本組成單元 3.3 集成運放的主要技術指標 3.4 集成運放的典型電路 3.5 各類集成運放的特點和性能比較 3.6 集成運放使用注意事項 第4章 功率放大電路 4.1 概述 4.2 互補功率放大電路 4.3 集成功率放大電路 第5章 放大電路中的反饋 5.1 概述 5.2 反饋放大器的單環理想模型 5.3 負反饋對放大器性能的影響 5.4 負反饋放大電路的分析與計算方法 5.5 負反饋放大器的頻率響應 第6章 運算電路和有源濾波電路 6.1 集成運算放大電路的應用基礎 6.2 基本運算電路 6.3 模擬乘法器及其應用 6.4 運算電路設計 6.5 有源濾波電路 第7章 正弦波和非正弦波發生電路 7.1 正弦波發生電路 7.2 非正弦波發生電路 第8章 直流穩壓電源 8.1 整流濾波電源 8.2 綫性穩壓電源 8.3 開關穩壓電源 8.4 電容變壓電路 8.5 無變壓器直流變壓電路的設計思路分析 第9章 應用電路設計分析 9.1 模擬電子係統設計方法簡介 9.2 音響放大電路設計分析 9.3 簡易心電檢測放大電路設計分析 第10章 門電路 10.1 基本邏輯門電路 10.2 TTL邏輯門電路 10.3 CMOS邏輯門電路 參考文獻

電子世界的基石：元器件、信號與電路的奧秘 一、 探尋電子信號的源頭與演變 在浩瀚的電子技術海洋中，所有神奇的應用都離不開最基礎的單元——電子信號。它們是信息傳遞的載體，是指令執行的信使。然而，這些肉眼看不見的信號並非憑空産生，它們是特定電子元器件在特定電路結構下相互作用的必然結果。要深入理解模擬電子電路的原理與設計，首先必須從最本源的物理現象齣發，理解電子的流動如何轉化為可控的信號。 電子元器件是構建任何電子電路的基石。這些看似微小的零件，卻蘊含著精妙的物理原理。從最簡單的電阻、電容、電感，到更復雜的二極管、晶體管，再到集成電路中的運算放大器、邏輯門等，每一個元器件都有其獨特的電學特性和工作機製。 電阻，顧名思義，它限製瞭電流的流動。這種“阻礙”並非簡單的消耗，而是將電能轉化為熱能，或者在某些特殊應用中，作為信號衰減的手段。理解電阻的阻值與溫度、材質、幾何形狀的關係，是掌握電路穩定性的第一步。 電容，則儲存著電荷，如同一個微小的蓄電池。它能夠平滑電壓波動，濾波掉不必要的交流成分，在電路設計中扮演著至關重要的角色。電容的充放電過程，是其核心工作機製，掌握其充放電速率與電路常數的關係，能夠幫助我們理解電路的瞬態響應。 電感，則儲存著磁場能量，它對電流的變化産生阻礙作用。電感在電路中常用於濾波、耦閤以及能量的存儲和釋放。理解電感的感抗與其頻率、綫圈匝數、鐵芯材料等的關係，是分析交流電路的重要環節。 當我們將這些基本元器件按照特定的邏輯和拓撲結構連接起來，便構成瞭各種各樣的電路。這些電路並非靜止不變的實體，它們在信號的驅動下，展現齣動態的工作狀態。模擬電子電路的核心在於對連續變化的信號進行放大、濾波、調製、解調、振蕩等處理。 信號，在模擬電子領域，通常指電壓或電流隨時間連續變化的波形。這些波形可以是簡單的正弦波、方波，也可以是復雜的音頻信號、射頻信號，甚至是生命體內的生物電信號。信號的幅度、頻率、相位等參數，都攜帶著豐富的信息。 模擬信號的特點在於其連續性和無限可分性。這意味著信號的任何一個瞬間值都可以被精確測量。這種連續性使得模擬電路在處理高精度、高保真度的信號時具有天然的優勢。然而，模擬信號也容易受到噪聲的乾擾，並且在傳輸過程中可能發生失真。 理解信號的産生、傳播、衰減與失真，是設計穩定可靠模擬電路的前提。例如，音頻信號在傳輸過程中可能因為綫路的電阻和電容而發生衰減和高頻成分的損失，這就需要設計閤適的放大器和濾波器來補償。射頻信號的傳輸則更加復雜，需要考慮阻抗匹配、電磁乾擾等因素。 二、 核心元器件的原理剖析：從 PN 結到集成電路的躍遷 深入理解電子元器件的內部工作原理，是掌握模擬電子電路設計精髓的關鍵。尤其是那些能夠對信號進行放大和控製的有源器件，更是模擬電路的核心。 二極管，作為最基礎的半導體器件，其核心在於PN 結的特性。當 PN 結外加正嚮電壓時，載流子會聚集，形成正嚮電流；當外加反嚮電壓時，載流子會被排斥，形成微小的反嚮漏電流。這種單嚮導電性使得二極管成為理想的整流器和開關。理解 PN 結的電勢壘、耗盡層寬度以及載流子注入和擴散過程，是理解二極管工作的關鍵。 晶體管，則是模擬電子電路中最具革命性的器件。無論是雙極結型晶體管 (BJT) 還是場效應晶體管 (FET)，它們都具備瞭放大和開關的功能。 BJT 的工作原理基於兩個 PN 結的串聯。通過控製基極電流的大小，可以調節集電極電流的大小，從而實現電流的放大。理解 BJT 的各種工作區（截止區、放大區、飽和區）以及不同偏置方式對放大係數和輸齣特性的影響，是設計放大電路的基礎。 FET 的工作原理則有所不同，它通過控製柵極上的電壓來改變溝道的導電性，從而調節漏極電流的大小。MOSFET 憑藉其高輸入阻抗和低功耗的優點，在現代集成電路設計中占據著主導地位。理解 MOSFET 的閾值電壓、跨導等參數，以及其不同工作模式（截止區、三極管區、飽和區）的特性，是設計高效率模擬電路的必要知識。 隨著技術的進步，大量的晶體管和其他元器件被集成到一塊小小的集成電路 (IC) 芯片上。運算放大器 (Op-amp) 是模擬集成電路中最具代錶性的器件之一。它是一個高增益、差分輸入的放大器，通過外圍的反饋網絡，可以實現各種復雜的信號處理功能，如放大、濾波、積分、微分、信號生成等。理解運算放大器的理想模型和實際模型，以及其虛短、虛斷等重要特性，是掌握集成電路設計精髓的關鍵。 三、 電路設計的邏輯與實踐：從基礎放大器到復雜係統 理解瞭元器件的原理和信號的特性，接下來的任務就是如何將這些知識轉化為實際的電路設計。模擬電路設計是一個係統工程，需要遵循一定的邏輯和流程。 放大器是模擬電路中最基本的功能模塊之一。它們用於將微弱的信號放大到可用的水平。根據信號的類型和放大需求，有多種類型的放大器： 阻容耦閤放大器：利用電阻和電容進行級間耦閤，適用於低頻信號的放大。 變壓器耦閤放大器：利用變壓器進行級間耦閤，可以實現阻抗匹配和電壓增益，但體積較大，頻率響應受限。 直接耦閤放大器：無需耦閤元件，適用於直流信號的放大，但容易受到直流漂移的影響。 射極/源極跟隨器：具有電壓增益接近1，但電流增益很高，常用於緩衝和阻抗匹配。 差分放大器：對兩個輸入信號的差值進行放大，具有良好的共模抑製能力，是運算放大器的基礎。 濾波器是用於選擇性地通過或阻止特定頻率信號的電路。根據頻率特性，有低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器。濾波器的設計需要根據所需的截止頻率、衰減斜率以及通帶紋波等指標進行。 振蕩器是能夠産生周期性信號的電路，無需外部輸入信號。它們是許多電子設備如收音機、時鍾和信號發生器的核心。振蕩器的種類繁多，常見的有 RC 振蕩器、LC 振蕩器、晶體振蕩器等。其核心原理是正反饋，當信號經過放大並反饋迴輸入端時，如果在特定頻率下，反饋信號的幅度和相位滿足特定條件，便會産生持續的振蕩。 電源電路也是模擬電路設計中不可或缺的一部分。它們負責將交流市電轉換為穩定、可靠的直流電源，為其他電路模塊提供能量。電源電路的設計需要考慮整流、濾波、穩壓等環節。 信號的産生與處理：除瞭上述基本模塊，實際的模擬電路設計還需要處理各種復雜的信號。例如，在通信係統中，需要設計調製器將信息加載到載波上，再通過解調器將信息提取齣來。在音頻係統中，需要設計均衡器來調整不同頻率分量的幅度，以及混響器來模擬空間聲效。 設計流程與考量：一個完整的模擬電路設計通常包括以下步驟： 1. 需求分析：明確電路的功能、性能指標（如增益、帶寬、噪聲、功耗等）。 2. 原理設計：選擇閤適的元器件和電路結構，繪製電路原理圖。 3. 仿真分析：利用電路仿真軟件（如 SPICE）對設計進行模擬，驗證其性能，並進行優化。 4. PCB 設計：根據原理圖繪製印刷電路闆（PCB）布局圖，需要考慮信號完整性、電磁兼容性（EMC）等因素。 5. 製作與調試：製作 PCB，焊接元器件，並進行實際調試，解決可能齣現的問題。 6. 測試與驗證：對製作好的電路進行全麵測試，確保其性能符閤設計要求。 在整個設計過程中，噪聲抑製和信號完整性是模擬電路設計的兩大挑戰。噪聲會降低信號的信噪比，影響電路的可靠性。信號完整性則關乎信號在傳輸過程中的失真程度，尤其是在高頻電路中。因此，在設計時需要仔細選擇元器件、優化布綫、采取必要的抗乾擾措施。 四、 模擬電路的未來展望與應用領域 盡管數字電子技術取得瞭巨大的發展，模擬電子電路在許多領域仍然扮演著不可替代的角色。它們是連接物理世界與數字世界的橋梁，是實現高性能電子係統的關鍵。 通信係統：無論是手機、Wi-Fi，還是更高級的 5G/6G 通信，都離不開高性能的模擬前端和射頻電路，用於信號的接收、發射、調製和解調。 生物醫學工程：心電圖、腦電圖、生物傳感器等都需要精確的模擬信號采集和處理電路，以捕捉微弱的生物電信號。 傳感器技術：各種物理量的傳感器（如溫度、壓力、光照、加速度等）輸齣的都是模擬信號，需要經過模擬電路的放大、濾波和轉換纔能被進一步處理。 音頻與視頻處理：高保真度的音頻功放、專業的音頻接口、高質量的視頻編碼器等，都依賴於精密的模擬電路設計。 汽車電子：汽車中的各種傳感器、控製單元、娛樂係統等，都需要大量的模擬電路來處理各種信號。 工業自動化：工業現場的各種傳感器信號采集、電機驅動控製等，也廣泛應用模擬電路技術。 隨著微電子技術的不斷發展，模擬電路的設計正朝著高集成度、低功耗、高性能的方嚮邁進。混閤信號集成電路（同時包含模擬和數字電路）的設計能力日益增強，將更多的功能集成到單個芯片中，提高瞭係統的效率和可靠性。同時，軟件定義模擬的概念也逐漸興起，通過軟件控製模擬電路的參數，增加瞭係統的靈活性。 總而言之，模擬電子電路原理與設計是電子技術領域永恒的基礎。深入理解其元器件原理、信號特性和設計方法，不僅能夠幫助我們掌握當下的電子技術，更能為未來的創新應用奠定堅實的基礎，探索更廣闊的電子世界。

評分☆☆☆☆☆

從我個人的學習習慣來看，這本書最大的價值在於其配套資源的豐富性和自洽性。雖然我手頭沒有實體書之外的補充材料，但光看書中的例題和自我測試環節的設計，我就能感受到作者希望讀者能夠主動參與到知識的內化過程中去。那些習題的設置非常巧妙，它們不是簡單的數值計算，而是常常要求對某個設計場景進行性能評估或故障診斷，需要綜閤運用前幾章的內容纔能解答。更重要的是，書中對關鍵參數的選取和仿真驗證的思路描述得非常細緻，這讓我可以直接將書中的理論應用於我常用的EDA工具中去進行驗證。這種理論與實踐緊密結閤的教學方式，極大地提高瞭我的學習效率。對我來說，一本好的技術書籍不應該隻是知識的容器，更應該是一座通往實際應用的可靠橋梁，而這本書無疑就是這樣一座堅固的橋梁，它將我從理論的彼岸帶到瞭工程實踐的此岸，收獲遠超預期。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常吸引人，那種深沉的藍調搭配著簡潔的幾何綫條，一下子就讓人覺得內容一定是紮實且富有深度的。我通常買書會先從封麵和裝幀入手，這本書給我的第一印象是製作精良，拿在手裏沉甸甸的，紙張的質感也很好，閱讀起來非常舒適，即使是長時間盯著密密麻麻的公式和圖錶也不會覺得眼睛乾澀疲勞。裝訂得很結實，翻閱起來很方便，讓人有種想要立刻沉浸進去學習的衝動。我尤其欣賞作者在排版上下的功夫，關鍵概念和重要公式都有特彆的標識或者加粗處理，邏輯流清晰可見，這對於初學者或者需要快速迴顧知識點的讀者來說，簡直是福音。很多技術書籍往往因為排版混亂而讓人望而卻步，但這本書的每一頁都經過瞭精心布局，使得復雜的內容也能以一種相對直觀的方式呈現齣來。光是翻閱目錄，我就能感受到內容的廣度和深度，從基礎的元器件特性到復雜的係統級設計，覆蓋麵非常廣，看得齣來作者在組織知識體係上下瞭巨大的心血。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個項目緊要關頭，急需對現有電路進行優化和升級時，經同行推薦纔入手這本書的。老實說，我原以為這又是一本堆砌公式、理論空泛的“教科書”，但事實證明我錯瞭。這本書最讓我驚喜的是它那極強的實用性和工程導嚮。它沒有停留在純粹的數學推導上，而是非常注重“為什麼”和“如何做”。比如，在講解反饋網絡的穩定性設計時，它不僅給齣瞭波特圖的分析方法，更重要的是，它結閤瞭實際應用中常見的噪聲抑製和瞬態響應的取捨問題，給齣瞭非常具體的工程經驗和“陷阱”提示。書中穿插的那些“工程師筆記”和“設計案例分析”，簡直是點睛之筆，它們像是經驗豐富的老前輩在耳邊細語，直接指明瞭理論指導實踐的關鍵點。我按照書中的某幾個設計流程復核瞭我們團隊的方案，立即發現瞭幾個以往被我們忽略的、會導緻長期可靠性問題的隱患。這種從理論直達工程實踐的過渡，處理得非常自然流暢，體現瞭作者深厚的實踐積纍。

評分☆☆☆☆☆

我發現這本書在內容深度上具有非常好的層次感和遞進性。對於我這種已經有幾年工作經驗，但希望係統性地填補知識盲區的設計師來說，它提供瞭多維度的視角。初讀時，你可以關注那些基礎電路單元的優化策略，迅速提升你的設計基綫水平；如果深入進去，你會發現作者在特定章節中對一些前沿概念和高精度模擬電路的處理上，展現瞭令人嘆服的洞察力。比如，關於低噪聲放大器（LNA）的設計章節，它不僅僅停留於計算噪聲係數，還深入探討瞭不同噪聲模型在實際芯片製造工藝下的差異化影響，以及如何通過布局布綫來緩解寄生效應帶來的性能衰減。這些內容往往是普通教材中一筆帶過，但在實際工作中卻至關重要的細節。這本書沒有把任何一個知識點當作理所當然的基礎，而是對每一個關鍵設計決策背後的物理機製進行瞭徹底的剖析，這使得讀者不僅能“學會怎麼做”，更能“明白為什麼”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格可以說是教科書中的一股清流，它既保持瞭科學論述的嚴謹性，又摒棄瞭那種高高在上、拒人於韆裏之外的學術腔調。作者的文字錶達極其精準，尤其擅長用形象的比喻來闡釋那些抽象的電路行為。例如，在解釋MOS管的跨導特性時，他使用的類比非常生動，一下子就讓我對這個核心器件的物理本質有瞭更深刻的理解，而不是僅僅記住$g_m = frac{partial I_D}{partial V_{GS}}$這個公式。而且，書中對每個概念的引入都做瞭很好的鋪墊，確保讀者不會因為知識斷層而掉隊。對於那些稍顯復雜的數學推導，作者的處理方式也十分人性化：必要時會給齣完整的推導過程，但在那些可以被讀者自行驗證或背景知識已假定掌握的部分，則會簡潔地給齣結論，避免冗餘，這種節奏的把握非常到位。讀起來的感覺就像是有一位耐心且學識淵博的導師在陪伴你，既不催促你，也不放任你，始終保持在一個高效的學習區間內。