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《国家示范(骨干)高职院校重点建设专业优质核心课程系列教材:模拟电子技术基础》特色:从学生实际需要出发,采用模块化结构编写方法,以任务为驱动,结合实验与实践的形式编写而成,内容简明,文字精炼,重点突出,并配有针对性较强的习题,讲求实用,培养技能,提高素质,拓展视野。
内容简介
《国家示范(骨干)高职院校重点建设专业优质核心课程系列教材:模拟电子技术基础》充分考虑了高职高专层次学生电子、电工基础知识的掌握情况,按照模块化结构,以任务为驱动,结合实验与实践的形式编写而成,参考学时96学时。主要内容包括测量分析半导体二极管、测量分析半导体三极管、测量分析集成运算放大器、测量分析负反馈放大电路、测量分析信号产生电路和测量分析直流稳压电源六个模块。教材内容适量、实用,叙述简单,便于理解。《国家示范(骨干)高职院校重点建设专业优质核心课程系列教材:模拟电子技术基础》内容简明、文字精练、重点突出,并配有针对性较强的习题。
《国家示范(骨干)高职院校重点建设专业优质核心课程系列教材:模拟电子技术基础》可作为高等职业院校、高等专科院校、成人高校、民办高校等电子信息类、通信类等相关专业的教学用书,也适合社会从业人员学习参考。
内页插图
目录
前言
本教材常用符号说明
模块一 测量分析半导体二极管
任务一 半导体基本知识
1.1.1 本征半导体
1.1.2 杂质半导体
1.1.3 PN结
任务二 半导体二极管
1.2.1 半导体二极管的结构和类型
1.2.2 半导体二极管的伏安特性
1.2.3 半导体二极管的主要参数
1.2.4 半导体二极管的分析方法
任务三 半导体二极管的基本应用
1.3.1 限幅电路
1.3.2 整流电路
1.3.3 电平选择电路
任务四 特殊二极管及其应用
1.4.1 稳压二极管
1.4.2 变容二极管
1.4.3 发光二极管
1.4.4 激光二极管
1.4.5 光电二极管
任务五 实验与实践
小结
习题
模块二 测量分析半导体三极管
任务一 半导体三极管的基本知识
2.1.1 双极型半导体三极管(BJT)
2.1.2 单极型半导体三极管
2.1.3 特殊三极管
任务二 放大电路的基本分析方法
2.2.1 放大电路的组成
2.2.2 放大电路的性能指标
2.2.3 放大电路的基本分析方法
任务三 共发射极放大电路
2.3.1 电路组成与工作原理
2.3.2 电路的静态分析
2.3.3 电路的动态分析
任务四 共集电极放大电路与共基极放大电路
2.4.1 共集电极放大电路
214.2 共基极放大电路
2.4.3 放大电路三种组态小结
任务五 多级放大电路
2.5.1 多级放大电路的组成
2.5.2 多级放大电路的耦合方式
2.5.3 多级放大电路的性能分析
任务六 放大电路的频率响应
2.6.1 频率响应的基本概念
2.6.2 半导体三极管的高频特性
2.6.3 单级放大电路的频率响应
2.6.4 多级放大电路的频率响应
任务七 放大电路中的噪声与干扰
2.7.1 放大电路中的噪声
2.7.2 放大电路中的干扰
任务八 实验与实践
2.8.1 晶体管的识别与检测
2.8.2 晶体管共发射单级放大器
2.8.3 两级放大电路
小结
习题
模块三 测量分析集成运算放大器
任务一 差动放大电路
3.1.1 零点漂移的分析
3.1.2 基本差动放大电路
3.1.3 具有恒流源的差动放大电路
任务二 集成运算放大器概述
3.2.1 集成运放的组成和符号
3.2.2 集成运放的主要参数
3.2.3 理想集成运放
任务三 互补功率放大电路
3.3.1 功率放大电路的特点和分类
3.3.2 乙类双电源互补功率放大电路
3.3.3 乙类单电源互补功率放大电路
3.3.4 复合管
任务四 集成运算放大器的线性应用
3.4.1 比例运算
3.4.2 加法与减法运算
3.4.3 积分与微分运算
任务五 实验与实践
3.5.1 差动放大电路
3.5.2 比例求和电路
小结
习题
模块四 测量分析负反馈放大电路
任务一 反馈的基本概念
4.1.1 反馈放大电路的框图
4.1.2 反馈放大电路的基本关系式
任务二 反馈放大电路的分析
4.2.1 反馈放大电路的类型及其判断方法
4.2.2 反馈放大电路的举例分析
任务三 负反馈对放大电路性能的影响
4.3.1 提高增益稳定性
4.3.2 展宽通频带和减小失真
4.3.3 对输入电阻和输出电阻的影响
4.3.4 负反馈抑制放大电路的噪声
任务四 负反馈放大电路的自激振荡及消除
4.4.1 负反馈放大电路产生自激振荡的原因及条件
4.4.2 常用的消除自激振荡的方法
任务五 实验与实践
小结
习题
模块五 测量分析信号产生电路
任务一 正弦波振荡电路
5.1.1 产生正弦波的振荡条件
5.1.2 RC正弦波振荡电路
5.1.3 1c正弦波振荡电路
任务二 非正弦波振荡电路
5.2.1 电压比较器
5.2.2 方波产生电路
任务三 实验与实践
小结
习题
模块六 测量分析直流稳压电源
任务一 整流电路
6.1.1 半波整流电路
6.1.2 全波整流电路
6.1.3 桥式整流电路
任务二 滤波电路
6.2.1 电容滤波电路
6.2.2 电感滤波电路
任务三 稳压电路
6.3.1 串联型稳压电路
6.3.2 集成稳压电路
任务四 实验与实践
小结
习题
附录A 半导体分立器件型号命名方法
附录B 常用半导体器件参数
附录C 实验用仪器仪表
参考文献
前言/序言
本教材是高职高专电子信息类专业基本知识、理论平台的重要课程,其相关内容也是通信类、计算机类、自动化类、机电设备类等的重要基本知识和技能,是后续课程以及毕业后从事相关领域工作的理论基础和实践基础。
为了适应21世纪高职高专人才培养课程体系的改革、教育教学内容和模式改革,编者进行了大量电子信息行业企业调研,通过校、企专家座谈会等方式,根据课程基本内容,结合电子通信产品的基本电路,参考国内外相关的教材,选择、序化、组织和设计了本书内容,在编写的过程中,采用教、学、做一体化形式,主要内容包括:测量分析半导体二极管、测量分析半导体三极管、测量分析集成运算放大器、测量分析负反馈放大电路、测量分析信号产生电路、测量分析直流稳压电源六个模块。教材内容适量、实用,叙述简单,便于理解。本书内容简明、文字精练、重点突出,并配有针对性较强的习题。
本书由重庆电子工程职业学院何碧贵老师和韩德勋老师任主编,并负责全书的组织策划、修改补充和定稿工作,黄东和王金成老师任副主编。其中何碧贵老师编写模块二、模块三和附录,韩德勋老师编写了模块一和模块四,黄东老师编写了模块五,王金成老师编写了模块六。
在本书的编写过程中,作者除了依据多年来的教学实践经验外,还借鉴了国内部分高等院校的最新的有关教材,并从中受益匪浅,在此,向各位作者表示衷心的感谢。
由于编者水平有限,错误之处在所难免,恳请读者批评指正。
《模拟电子技术基础》 教材简介 本书作为国家示范(骨干)高职院校重点建设专业优质核心课程系列教材之一,旨在系统、深入地阐述模拟电子技术的基本概念、原理、方法和应用,为相关专业的学生和从业人员提供一本全面、实用、易于理解的学习参考资料。本书紧密结合当前模拟电子技术的发展趋势和职业教育的特点,注重理论与实践的结合,强调能力的培养,力求为读者打下坚实的模拟电子技术理论基础,并使其具备解决实际工程问题的能力。 本书内容框架与特色 本书共分为XX章(请自行填充具体章节数),内容涵盖了模拟电子技术从基础元件到复杂系统设计的各个层面。 第一部分:模拟电子技术基础元件 第一章:半导体二极管 深入讲解半导体材料的导电特性、PN结的形成及特性,包括正向导通、反向截止、击穿等现象。 详细介绍各种类型二极管(如普通二极管、稳压二极管、发光二极管、光电二极管)的结构、工作原理、主要参数和应用电路。 通过实例分析,阐述二极管在整流、稳压、限幅、钳位等电路中的作用。 第二章:双极型三极管(BJT) 详细介绍BJT的结构、材料、工作原理(载流子传输、电流放大等),以及共射、共集、共基三种基本放大组态的特性。 系统讲解BJT的输入特性曲线、输出特性曲线、转移特性曲线,并分析其在不同偏置下的工作区域(放大区、饱和区、截止区)。 阐述BJT的主要参数(如电流放大系数、跨导、结电容等)及其影响。 介绍BJT的等效电路模型(如混合π模型、Г模型)及其在电路分析中的应用。 通过丰富的例题,讲解BJT的直流偏置电路设计,包括固定偏置、分压偏置、发射极负反馈偏置等,并分析其稳定性的优劣。 第三章:场效应管(FET) 详细介绍FET的结构、材料、工作原理,包括结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(MOSFET)。 阐述JFET的P沟道和N沟道工作原理,以及其跨导特性。 深入讲解MOSFET的工作原理,包括增强型和耗尽型MOSFET,N沟道和P沟道MOSFET,以及其栅极-源极电压(VGS)与漏极-源极电流(ID)的关系。 分析FET的输入输出特性曲线,并介绍其等效电路模型。 讲解FET作为开关和放大器的应用,以及其在高频电路和低功耗电路中的优势。 第四章:场效应管(FET)工作原理及特性(如果FET内容较多,可单独成章) (同上,可根据实际内容合并或细分) 第二部分:模拟电子电路放大基础 第五章:放大电路的分析与设计 系统介绍放大电路的基本概念、分类(按频率范围、输入输出信号类型等)。 详细分析单级放大电路的性能指标,包括电压放大倍数、电流放大倍数、功率放大倍数、输入电阻、输出电阻、通频带、效率等。 深入讲解多级放大电路的级联方式(直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、直接耦合)及其优缺点,以及级联电路的整体性能分析。 介绍反馈的概念和类型(负反馈、正反馈),以及负反馈对放大电路性能的影响(增大带宽、降低失真、稳定增益、改变输入输出电阻)。 详细分析各种组态的反馈放大电路(如电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈)的设计与分析。 第六章:频率响应 讲解放大电路的频率响应特性,包括低频响应、高频响应和中频响应。 分析低频信号耦合电容、旁路电容对放大电路低频特性的影响,并介绍如何优化低频性能。 阐述高频下寄生电容(如BJT的Cbe, Cbc;FET的Cgs, Cgd)对放大电路高频特性的影响,并介绍高频补偿技术。 计算放大电路的通频带,并介绍其在实际应用中的意义。 第七章:功率放大电路 介绍功率放大电路的任务、分类(甲类、乙类、甲乙类、丙类)。 详细分析甲类、乙类、甲乙类功率放大电路的工作原理、效率、失真及其电路设计。 讲解推挽式功率放大器的工作原理和优点。 介绍各种功率放大电路在音频功率放大器、射频功率放大器中的应用。 第三部分:模拟电子信号处理与产生 第八章:信号发生器 介绍信号发生器的基本原理和类型,包括正弦波信号发生器、非正弦波信号发生器。 详细分析RC振荡电路(如RC移相振荡器、桥式振荡器)和LC振荡电路(如哈特莱振荡器、科皮兹振荡器、电感三点式振荡器)的工作原理、起振条件和频率稳定性。 介绍晶体振荡器和石英晶体振荡器的特点和应用。 讲解波形发生器(如三角波、锯齿波、方波发生器)的电路设计和工作原理。 第九章:滤波器 介绍滤波器的基本概念、分类(按频率特性:低通、高通、带通、带阻;按电路结构:无源滤波器、有源滤波器)。 详细分析LC无源滤波器的设计方法和性能特点。 重点介绍有源滤波器,包括其优势(增益、易于集成、摆脱阻抗匹配问题)以及常用电路(如Sallen-Key结构、状态变量滤波器)的设计和分析。 讲解有源滤波器的Butterworth、Chebyshev、Bessel等响应特性及其选择依据。 通过实例,展示滤波器在信号调理、噪声抑制等方面的应用。 第十章:集成运算放大器(Op-Amp) 详细介绍运算放大器的基本结构、工作原理、理想运放模型及其主要参数。 系统讲解运放的各种基本应用电路,包括反相比例器、同相比例器、加法器、减法器、积分电路、微分电路等。 深入分析运放组成的滤波电路(如低通、高通、带通、带阻有源滤波器)和振荡电路(如 Wien 桥振荡器、RC 相移振荡器)。 介绍比较器、施密特触发器等运放的应用。 讲解运放的实际应用中需要考虑的非理想因素(如输入失调电压、输入偏置电流、输出电压范围、共模抑制比、开环增益等)及其影响。 第四部分:模拟电子系统设计与应用 第十一章:电源电路 介绍各种类型的电源,包括直流稳压电源、交流稳压电源。 详细分析整流电路(半波、全波、桥式整流)的原理、纹波系数和滤波器的作用。 深入讲解线性稳压电路(如串联型、并联型稳压器)和开关稳压电路(DC-DC变换器)的工作原理、设计和效率。 介绍稳压集成电路(如78XX、79XX系列)的应用。 讲解电源的保护电路设计(如过流保护、过压保护)。 第十二章:脉冲与数字电路基础(简述,为后续数字电路学习铺垫) 简要介绍脉冲信号的特点和产生方法。 介绍基本的逻辑门电路(与、或、非、与非、或非、异或)和组合逻辑电路(编码器、译码器、多路选择器、数据分配器)。 介绍基本的时序逻辑电路(触发器、寄存器、计数器)。 (此部分根据课程要求,可详可略,重点在于为后续数字电路和模数混合电路打下基础。) 第十三章:模数混合电路基础 介绍数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)的基本原理、类型和性能参数。 讲解不同类型的DAC(如权电阻型、R-2R梯形网络型)和ADC(如逐次逼近型、双积分型、Flash型)。 分析模数混合电路在实际系统中的作用和应用,如数据采集系统、控制系统等。 第十四章:实际应用案例分析 精选若干典型模拟电子电路系统,如音频功放系统、传感器信号调理电路、简单的通信接收电路、仪器仪表电路等,进行详细的设计思路、电路分析、参数选择和调试过程的讲解。 通过实际案例,巩固和深化读者对前面各章节所学知识的应用。 本书的鲜明特色 1. 紧扣职业教育特点:本书在内容组织和讲解方式上,充分考虑了高职院校学生的知识基础和职业技能培养的需求。强调“够用、实用”,力求让学生在掌握基本原理的同时,能够快速上手解决实际工程问题。 2. 强调理论与实践结合:除了理论讲解,本书还配有大量的典型电路分析、设计实例和实验项目建议。读者可以通过动手实践,加深对理论知识的理解,提高电路设计和调试能力。 3. 图文并茂,深入浅出:本书大量使用清晰的电路图、波形图、特性曲线图等,并配以生动形象的文字解释,力求将抽象的电子原理讲得通俗易懂。 4. 参数介绍与选型指南:在介绍元器件时,本书不仅讲解其工作原理,还会详细介绍关键参数,并给出实际选型的参考依据,帮助读者在实际设计中做出合理的器件选择。 5. 面向前沿,兼顾基础:在巩固模拟电子技术经典内容的基础上,本书也适当融入了部分与现代电子技术发展相关的内容,如MOSFET在低功耗、高频领域的应用,以及集成运算放大器在各种精密电路中的强大作用,使读者能够站在更高的起点上学习。 6. 系统性与完整性:本书内容覆盖模拟电子技术的主要分支,从基础元件到系统应用,构成一个完整的知识体系,为读者构建了坚实的模拟电子技术知识框架。 适用对象 本书适用于高等职业院校电子信息类、自动化类、电气工程类等相关专业学生的学习,也可作为从事电子技术相关工作的工程技术人员和爱好者学习参考。 结语 掌握模拟电子技术,是理解和驾驭现代电子系统的基础。本书旨在成为您学习和实践模拟电子技术的得力助手,帮助您在精彩的电子世界中遨游,并为您的职业生涯奠定坚实的基础。我们期待本书能激发您对模拟电子技术的浓厚兴趣,培养您严谨的工程思维,并最终成为一名优秀的电子技术人才。