電路與模擬電子技術(shù)基礎

結(jié)合作者多年教學和科研實踐的經(jīng)驗和體會，全面系統(tǒng)、深入淺出地闡述了模擬電子技術(shù)的基本電路理論和電路分析方法。

每章開頭有內(nèi)容提要，知識點配有問題引導，每章后面附有輔修內(nèi)容和知識小結(jié)，并配有大量的例題與習題，還提供配套的電子課件。

注重基本概念、基本原理和基本方法論，力求概念準確，原理闡述簡明扼要，理論推導簡單明了，突出方法應用。內(nèi)容描述簡練，通俗易懂，便于自學。

本書是針對計算機專業(yè)及相關專業(yè)編寫的電工電子基礎教材，與電氣電子類專業(yè)不同，對于計算機專業(yè)的學生既要比較熟練地掌握電工電子技術(shù)的方法和應用，又不要求對電路理論作深入研究；但也不同于非電專業(yè)只要求掌握電工電子技術(shù)的概念，它對于分析和設計還是有一定的要求，以便于掌握計算機相關硬件知識，從事計算機接口電路的分析和設計，對于電機及其控制一般不做要求。因此，計算機專業(yè)在實施專業(yè)教學的過程中，既不能與電類專業(yè)一樣按多門課程進行電工電子基礎教學，又難以以非電專業(yè)的電工電子教學大綱開展教學。同時，新知識與新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，為了適應新的課程體系和課程課時壓縮的實際需求，國內(nèi)大部分高等學校將“電路”與“模擬電子技術(shù)”合并設立為一門課程，后續(xù)“數(shù)字電子技術(shù)”或是“數(shù)字邏輯基礎”仍單獨設課，以此完成電工電子基礎的教學。正是在這樣的背景下，我們根據(jù)學科特點和教學要求，總結(jié)多年從事電路與電子技術(shù)教學工作的豐富的教學經(jīng)驗，針對電路與電子技術(shù)課程的基本要求和學習特點，編寫了本教材。

本書共分為10章，第1～4章為電路基礎內(nèi)容，主要介紹基本的電路理論和電路分析方法，先對電路的基本概念和基本定律進行了介紹，在此基礎上介紹直流電路的一般分析方法。在本著電路分析夠用的前提下，重點介紹了支路電流法和結(jié)點電壓法、戴維寧定理和諾頓定理，然后對含動態(tài)元件的一階暫穩(wěn)態(tài)電路的分析進行了介紹，最后對交流正弦穩(wěn)態(tài)電路及分析方法進行了介紹，并在此部分增加了電路的頻響特性及三相電路的分析。第5～10章為模擬電子技術(shù)基礎部分，先介紹了半導體器件，著重介紹了器件外部特性，接下來將基本放大電路放在第6章進行講述，第7章介紹了集成電路以及負反饋放大電路，第8～9主要介紹了信號運算、處理及產(chǎn)生電路，基本上以集成運放為主，第10章介紹了直流穩(wěn)壓電源。

在編寫過程中，編者認真總結(jié)了多年教學經(jīng)驗，參照學習了國內(nèi)同類相關教材及著作。本書以培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力、提高學生的素質(zhì)為目的，注重基本概念、基本原理、基本方法論，在每章后面附了輔修內(nèi)容，既能使學生掌握基礎，又能讓感興趣的學生深入學習。全書內(nèi)容描述簡練，通俗易懂，便于自學。

本書的編寫大綱是在中南大學電工電子基礎教學中心全體教師討論的基礎上制訂的，其中第1、2章由毛先柏老師編寫，第3、4章由張嬋娟老師編寫，第5～7由羅桂娥老師編寫，第8～10章由劉獻如老師編寫。

由于編者水平有限，書中難免存在不足和錯誤，懇請廣大讀者批評指正。

前言
第1章 電路的基本概念和定律 1
1.1 電路組成與電路模型 1
1.1.1 電路的作用和組成 1
1.1.2 電路模型 2
1.2 電路分析的常用變量 3
1.2.1 電流及其參考方向 3
1.2.2 電壓及其參考方向 4
1.2.3 關聯(lián)參考方向 5
1.2.4 功率和能量 6
1.3 理想無源元件 7
1.3.1 電阻元件 7
1.3.2 電容元件 9
1.3.3 電感元件 11
1.4 理想有源元件 13
1.4.1 獨立電源 13
1.4.2 受控電源 16
1.5 基爾霍夫定律 17
1.5.1 基爾霍夫電流定律 18
1.5.2 基爾霍夫電壓定律 20
1.6 電路中電位的計算 22
本章小結(jié) 24
習題一 24
第2章 電路的基本分析方法 28
2.1 一端口電路的等效變換 28
2.1.1 等效一端口電路的概念 28
2.1.2 電阻的串并聯(lián) 29
2.1.3 電源的等效變換 32
2.2 支路電流法 37
2.3 回路（網(wǎng)孔）電流法 38
2.4 結(jié)點電壓法 42
2.5 疊加定理 46
2.6 等效電源定理 50
2.6.1 戴維寧定理 51
2.6.2 諾頓定理 54
2.6.3 最大功率傳輸定理 56
本章小結(jié) 58
習題二 59
第3章 一階動態(tài)電路的暫態(tài)分析 63
3.1 動態(tài)電路方程 63
3.1.1 動態(tài)電路方程的列寫 63
3.1.2 一階微分方程的求解 65
3.2 換路定則及其初始條件 68
3.2.1 換路定則 69
3.2.2 初始條件確定 69
3.3 一階電路零輸入響應 71
3.3.1 一階RC電路的零輸入響應 71
3.3.2 一階RL電路的零輸入響應 74
3.4 一階電路零狀態(tài)響應 76
3.4.1 一階RC電路的零狀態(tài)響應 76
3.4.2 一階RL電路的零狀態(tài)響應 77
3.5 一階電路全響應及三要素法 78
3.5.1 一階RC電路的全響應 79
3.5.2 一階RL電路的全響應 81
3.5.3 一階動態(tài)電路分析的三要素法 82
3.6 輔修內(nèi)容 87
本章小結(jié) 91
習題三 92
第4章 交流正弦穩(wěn)態(tài)電路分析 96
4.1 正弦量及其相量表示法 96
4.1.1 周期和頻率 97
4.1.2 幅值和有效值 97
4.1.3 相位和相位差 98
4.1.4 正弦量的相量表示與相量圖 100
4.2 正弦量電路中的相量模型 101
4.2.1 電阻、電容及電感的相量模型 102
4.2.2 基爾霍夫定律相量模型 104
4.2.3 阻抗和導納 105
4.3 正弦穩(wěn)態(tài)電路分析 107
4.4 正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率 109
4.4.1 瞬時功率 109
4.4.2 有功功率及功率因數(shù) 109
4.4.3 無功功率和視在功率 110
4.4.4 功率因數(shù)的提高 113
4.5 交流電路中的頻率特性 114
4.5.1 濾波特性 115
4.5.2 串聯(lián)諧振 118
4.5.3 并聯(lián)諧振 122
4.6 三相交流電路 123
4.6.1 三相電源和三相負載 124
4.6.2 對稱三相電路的分析 128
4.6.3 三相負載的功率 131
4.7 輔修內(nèi)容 133
4.7.1 非正弦周期交流穩(wěn)態(tài)電路 133
4.7.2 不對稱三相電路的分析 135
本章小結(jié) 137
習題四 139
第5章 常用半導體器件 145
5.1 半導體器件基礎 145
5.1.1 半導體材料及其導電特性 145
5.1.2 P型與N型半導體 147
5.1.3 PN結(jié)的形成及其單向?qū)щ娦?149
5.2 半導體二極管 151
5.2.1 二極管的結(jié)構(gòu)與類型 151
5.2.2 二極管的伏安特性 152
5.2.3 二極管的主要參數(shù) 154
5.2.4 二極管的等效電路 155
5.2.5 穩(wěn)壓二極管 156
5.2.6 二極管應用舉例 157
5.3 雙極型晶體三極管 163
5.3.1 BJT的基本結(jié)構(gòu)與類型 163
5.3.2 BJT的工作原理與電流分配關系 164
5.3.3 BJT的共射特性曲線與分區(qū) 167
5.3.4 BJT的主要參數(shù)及溫度的影響 169
5.3.5 BJT的簡化小信號模型 172
5.3.6 晶體管分析舉例 173
5.4 場效應管 177
5.4.1 場效應管的分類 178
5.4.2 增強型NMOS管的結(jié)構(gòu)原理與伏安特性 178
5.4.3 耗盡型NMOS管的結(jié)構(gòu)原理與伏安特性 181
5.4.4 場效應管的主要參數(shù) 183
5.4.5 場效應管的交流小信號模型 184
5.5 復合管 185
5.6 輔修內(nèi)容 187
5.6.1 半導體器件型號命名及方法 187
5.6.2 光電器件 187
本章小結(jié) 190
習題五 192
第6章 基本放大電路 198
6.1 放大電路的基本概念及性能指標 198
6.1.1 放大電路的作用 198
6.1.2 放大電路的性能指標 199
6.2 雙極型晶體三極管放大電路 203
6.2.1 單管放大電路基本結(jié)構(gòu)與工作狀態(tài) 203
6.2.2 單管共射放大電路分析 205
6.2.3 靜態(tài)工作點穩(wěn)定 213
6.2.4 共集電極放大電路和共基極放大電路 217
6.3 場效應管放大電路 221
6.3.1 場效應管放大電路的靜態(tài)偏置 221
6.3.2 場效應管放大電路的動態(tài)分析 223
6.4 差動放大電路 225
6.4.1 差動放大電路結(jié)構(gòu)與抑制零漂的原理 225
6.4.2 雙入差動放大電路基本性能分析 229
6.5 功率放大電路 234
6.5.1 功率放大電路的特點與主要性能指標 235
6.5.2 功率放大電路的類型 236
6.5.3 乙類互補對稱OCL功率放大電路 238
6.6 多級放大電路 243
6.6.1 多級放大電路的耦合方式 243
6.6.2 多級放大電路分析舉例 246
6.7 輔修內(nèi)容 249
6.7.1 晶體管電流源電路 249
6.7.2 集成功率放大電路 252
本章小結(jié) 253
習題六 255
第7章 集成運算放大器與負反饋放大電路 261
7.1 集成運算放大電路 261
7.1.1 集成運放簡介 262
7.1.2 集成運放的主要性能指標 263
7.1.3 集成運放的模型及電壓傳輸特性 264
7.2 理想運放工作區(qū)域及特點 266
7.2.1 理想運放工作在線性區(qū)的特點 266
7.2.2 理想運放工作在非線性區(qū)的特點 267
7.3 反饋的基本概念與分類 267
7.3.1 基本概念 268
7.3.2 反饋的類型及其判別 268
7.3.3 交流負反饋的四種反饋組態(tài) 276
7.4 負反饋放大電路的方框圖及一般表達式 276
7.4.1 負反饋放大電路的方框圖 277
7.4.2 負反饋放大電路的一般表達式 277
7.4.3 四種組態(tài)負反饋放大電路的方框圖 278
7.5 負反饋對放大電路性能的影響 280
7.5.1 提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性 280
7.5.2 減小非線性失真 280
7.5.3 增寬放大電路的通頻帶 282
7.5.4 改善輸入電阻與輸出電阻 283
7.5.5 放大電路中引入負反饋的一般原則 285
7.6 深度負反饋放大電路的分析 288
7.6.1 深度負反饋的實質(zhì) 288
7.6.2 深度負反饋條件下閉環(huán)增益的估算 290
7.7 輔修內(nèi)容 294
7.7.1 集成運放的使用與注意事項 294
7.7.2 負反饋放大電路的穩(wěn)定性 297
本章小結(jié) 300
習題七 302
第8章 信號運算與處理電路 307
8.1 比例運算電路 307
8.1.1 反相比例運算電路 307
8.1.2 同相比例運算電路 308
8.2 求和運算電路 309
8.2.1 反相求和運算電路 309
8.2.2 同相求和運算電路 310
8.3 減法運算電路 311
8.4 積分運算電路與微分運算電路 314
8.4.1 積分運算電路 314
8.4.2 微分運算電路 316
8.5 模擬乘法器及其應用 318
8.5.1 模擬乘法器簡介 319
8.5.2 模擬乘法器的應用 319
8.6 有源濾波電路 323
8.6.1 濾波電路的基礎知識 324
8.6.2 有源低通濾波器 327
8.6.3 有源高通濾波器 330
8.6.4 帶通濾波器 331
8.6.5 帶阻濾波器 334
8.7 輔修內(nèi)容 336
8.7.1 對數(shù)運算電路與指數(shù)運算電路 336
8.7.2 開關電容濾波器 341
本章小結(jié) 343
習題八 344
第9章 波形產(chǎn)生與信號轉(zhuǎn)換 349
9.1 正弦波產(chǎn)生電路 349
9.1.1 正弦波振蕩電路的起振與平衡條件 349
9.1.2 RC正弦波振蕩電路 352
9.1.3 LC正弦波振蕩電路 357
9.1.4 石英晶體正弦波振蕩電路 365
9.2 電壓比較器 370
9.2.1 單限比較器 370
9.2.2 滯回比較器 373
9.2.3 窗口比較器 379
9.3 非正弦波產(chǎn)生電路 380
9.4 信號轉(zhuǎn)換電路 384
9.4.1 電壓－電流轉(zhuǎn)換電路 385
9.4.2 電壓－頻率轉(zhuǎn)換電路 386
9.4.3 精密整流電路 388
9.5 輔修內(nèi)容 391
9.5.1 三角波產(chǎn)生電路 391
9.5.2 集成鎖相環(huán) 394
本章小結(jié) 397
習題九 398
第10章 直流穩(wěn)壓電源 405
10.1 直流穩(wěn)壓電源的基本組成 405
10.2 單相整流電路 406
10.2.1 單相半波整流電路 406
10.2.2 單相橋式全波整流電路 407
10.3 濾波電路 410
10.3.1 電容濾波電路的工作原理 410
10.3.2 電容濾波電路的輸出特性及主要參數(shù) 411
10.3.3 其他濾波電路 413
10.4 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路 415
10.4.1 穩(wěn)壓原理 415
10.4.2 電路參數(shù)選擇 416
10.5 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 418
10.6 集成三端穩(wěn)壓器及應用 422
10.6.1 固定式集成三端穩(wěn)壓器 422
10.6.2 可調(diào)式集成三端穩(wěn)壓器 427
10.7 輔修內(nèi)容 431
10.7.1 倍壓整流電路 431
10.7.2 穩(wěn)壓電路的性能指標 433
本章小結(jié) 434
習題十 435

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