內容簡介
《模擬電路及其應用(第3版)》結閤應用型人纔培養目標和教學特點,在選材上強化基礎,精選內容,能夠有效激發學生的學習興趣。《模擬電路及其應用(第3版)》新版修訂過程中,吸收瞭作者近年的教學實踐和廣大讀者的建議,在內容上做瞭一定調整。
《模擬電路及其應用(第3版)》共10章,以電子元器件及其應用為主綫,簡單介紹元器件的結構和工作原理,著重介紹元器件的參數及意義、元器件的選型方法,詳細介紹瞭各類元器件組成電路的應用領域、電路的分析方法、實際應用電路舉例;《模擬電路及其應用(第3版)》還從應用角度齣發,介紹瞭部分常用電子電路的設計方法。
修訂後的《模擬電路及其應用(第3版)》更符閤當前工程型院校電子技術課程教學的需要,可作為普通高校電類專業和部分非電類專業的教科書,也可作為工程技術人員的參考書。
內頁插圖
目錄
第1章 緒論
1.1 信號
1.2 電子係統
1.2.1 電子係統的組成原理
1.2.2 電子係統應用舉例
1.2.3 電子係統的設計原則
1.2.4 電子係統的分析方法
習題
第2章 模擬電路常用元器件
2.1 普通半導體二極管
2.1.1 結構類型及符號
2.1.2 伏安特性
2.1.3 主要參數
2.2 特殊半導體二極管
2.2.1 穩壓二極管
2.2.2 變容二極管
2.2.3 光電二極管
2.2.4 發光二極管
2.2.5 激光二極管
2.3 半導體三極管
2.3.1 結構類型及符號
2.3.2 特性麯綫
2.3.3 主要參數
2.4 場效應管
2.4.1 結構類型及符號
2.4.2 主要參數
2.4.3 特性麯綫
2.4.4 場效應管與三極管的比較
2.5 模擬集成器件
2.5.1 集成運算放大器
2.5.2 集成比較器
2.5.3 集成功率放大器
2.5.4 集成溫度傳感器
2.6 常用元器件選型及應用
2.6.1 二極管的選型及應用
2.6.2 三極管的選型及應用
2.6.3 半導體器件識彆
習題
第3章 分立元件基本應用電路及其分析
3.1 二極管基本應用電路
3.1.1 普通二極管基本電路的分析方法
3.1.2 普通二極管基本應用電路
3.1.3 特殊二極管在電路中的應用
3.1.4 二極管應用實例
3.2 基本電壓放大電路
3.2.1 三極管電壓放大電路及其分析
3.2.2 場效應管電壓放大電路及其分析
3.3 基本功率放大電路
3.3.1 功率放大電路的一般問題
3.3.2 三極管基本功率放大電路
3.3.3 場效應管基本功率放大電路
3.3.4 互補對稱功率放大電路
3.3.5 其他類型的功率放大電路
3.4 多級放大電路
3.4.1 多級放大電路的耦閤方式及其特點
3.4.2 多級放大電路的分析
3.4.3 音頻放大電路設計
3.5 差分放大電路
3.5.1 基本差分放大電路
3.5.2 電流源
3.5.3 含電流源的差分放大電路
3.5.4 差分放大電路的接法
習題
第4章 放大電路中的負反饋
4.1 反饋的基本概念及判斷方法
4.1.1 反饋的定義
4.1.2 反饋的分類及判斷
4.2 交流負反饋的四種組態
4.2.1 電壓串聯負反饋
4.2.2 電壓並聯負反饋
4.2.3 電流並聯負反饋
4.2.4 電流串聯負反饋
4.3 負反饋放大電路的方框圖及一般錶達式
4.3.1 負反饋放大電路的方框圖
4.3.2 負反饋放大電路的一般關係
4.3.3 關於反饋深度的討論
4.4 負反饋對放大電路性能的影響
4.4.1 提高放大倍數的穩定性
4.4.2 減小非綫性失真和抑製乾擾、噪聲
4.4.3 擴展頻帶
4.4.4 負反饋對輸入電阻的影響
4.4.5 負反饋對輸齣電阻的影響
4.4.6 放大電路中引入負反饋的一般原則
4.5 負反饋放大電路的分析方法
4.5.1 深度負反饋條件下的近似計算
4.5.2 深度負反饋條件下電壓放大倍數的分析
4.6 負反饋放大電路的自激振蕩及消除方法
4.6.1 負反饋放大電路産生自激振蕩的原因及條件
4.6.2 負反饋放大電路穩定性的定性分析
4.6.3 負反饋放大電路穩定性的判斷
4.6.4 負反饋放大電路中自激振蕩的消除方法
習題
第5章 集成運算放大器及其應用
第6章 信號産生與變換電路
第7章 直流穩壓電源
第8章 典型電路應用技術
第9章 模擬電路設計舉例
第10章 Multisim 11 在模擬電子電路中的應用
參考文獻
前言/序言
本書自2008年齣版以來,被許多院校采用為教材,得到瞭廣大讀者的關心及支持,2015年被評為“十二五”江蘇省高等學校重點教材(編號:2015-1-092)。為瞭更好地發揮本教材在電子信息類專業人纔培養中的積極作用,結閤近年來的教學實踐及讀者反饋的一些寶貴意見,在第2版修訂的基礎上,對每一章的習題進行瞭重新編寫,並對第2版中的錯漏之處進行瞭修改。經修訂後的教材,不僅適用於工程型本科院校電子信息類專業“模擬電子技術”課程,同時也適閤作為高職類院校及電子工程師學習用書。
全書共分為10章。第1章介紹模擬信號及數字信號的特點,模擬電子係統的組成、作用、分析及設計原則,並舉例說明瞭模擬電子技術所研究的問題在電子係統中的應用實例;第2章介紹模擬電路中的常用元器件的原理、特性、參數,增添瞭近年來在電子係統中常用的新型電子元件,並介紹瞭常用元件的測量、識彆方法及選用原則;第3章介紹由分立元件組成的基本模擬電路的分析方法及技術指標,添加瞭分立元件電路的應用實例,增加瞭分立元件組成的放大器的設計實例;第4章介紹模擬電路中的反饋;第5章介紹集成運算放大器的應用,由於有源濾波器在電子技術中應用極為廣泛,所以本版增強瞭有源濾波器的原理及應用,並舉例說明設計方法;第6章介紹信號的産生與變換等電路的工作原理及參數計算;第7章介紹穩壓電源的組成、工作原理及參數分析,增設瞭綫性穩壓電源的設計及應用;第8章介紹一些典型應用的模擬電路;第9章介紹常用模擬電路的設計方法,使讀者在學完模擬電子技術後,可以設計常用的模擬電子電路模塊;第10章介紹Multisim11在模擬電子技術中的應用。
本書由儲開斌、武花乾、徐權、何寶祥編著。其中儲開斌編寫瞭第1~3章和第8~9章,何寶祥編寫瞭第4~7章,徐權編寫瞭第10章,武花乾老師對每章習題和全書的圖錶等內容進行瞭修訂。在本書編寫過程中,始終得到瞭硃正偉和劉訓非等老師的大力幫助,在此謹嚮他們緻謝。本書在編寫中還引用瞭許多專傢、學者在著作和論文中的研究成果,在此特嚮他們錶示衷心的感謝。清華大學齣版社的領導和老師們也為本書的齣版付齣瞭艱辛的勞動,在些一並錶示深深的敬意和感謝。
由於編者水平有限,加之時間倉促,書中錯誤和不妥之處在所難免,殷切希望使用本書的讀者繼續給予批評指正。
編者
2017年6月於江蘇常州
《電路理論基礎與實踐》 內容簡介 本書旨在為讀者構建堅實的電路理論基礎,並引導讀者將這些理論知識應用於實際的電路設計與分析之中。全書共分為十五章,從最基本的電路概念齣發,逐步深入到復雜的電路行為與應用,理論與實踐相結閤,循序漸進,旨在培養讀者獨立分析和解決電路問題的能力。 第一章:電路基本概念與元件 本章將介紹電路分析所必需的基本概念,包括電壓、電流、電阻、電容、電感等基本電學量。我們將詳細闡述這些物理量的定義、單位以及它們在電路中的作用。通過形象的比喻和實例,幫助讀者理解電荷流動、能量轉換等核心概念。同時,本章還將詳細介紹電路中最基礎的無源元件:電阻、電容和電感。我們將分析它們的伏安特性麯綫,理解它們在不同電路狀態下的行為規律,以及它們在儲能、耗能等方麵的作用。例如,我們將探討不同類型的電阻(如固定電阻、可變電阻)的構造與應用,電容器的充放電過程及其在濾波、耦閤等方麵的作用,以及電感器的儲能特性和在電磁感應中的應用。本章還會引入理想電壓源和理想電流源等基本有源元件,為後續電路分析奠定基礎。 第二章:電路的基本定律 本章將深入探討描述電路工作狀態的基本定律,包括歐姆定律、基爾霍夫電壓定律(KVL)和基爾霍夫電流定律(KCL)。我們將詳細推導這些定律的數學錶達式,並通過大量例題展示如何運用這些定律來分析簡單的電路。歐姆定律是連接電壓、電流和電阻的關鍵,我們將通過不同材料的電阻來展示歐姆定律的普遍性。基爾霍夫定律則是分析復雜電路不可或缺的工具,我們將演示如何根據節點和迴路列寫方程,從而求解電路中的未知量。本章還將介紹一些常用的電路分析方法,如節點電壓法和網孔電流法,這些方法將極大地簡化復雜電路的分析過程。我們將通過詳細的步驟分解和實例解析,讓讀者熟練掌握這些分析技巧。 第三章:電阻電路的分析 本章將聚焦於由電阻元件構成的電路,深入探討電阻串聯、並聯的等效電阻計算方法,以及戴維南定理和諾頓定理等簡化電路分析的工具。我們將展示如何將復雜的電阻網絡化簡為一個等效電阻,從而方便地計算電路中的電流和電壓。戴維南定理和諾頓定理是將任何綫性雙端網絡等效為一個簡單的電壓源/電流源與一個等效電阻的組閤,這在實際電路設計中具有重要的應用價值。本章將通過大量的例題,演示這些定理的推導過程及其在實際電路分析中的應用,例如如何利用這些定理來簡化對大型電路特定部分的分析。 第四章:一階電路的瞬態分析 本章將引入時間的概念,開始分析含有電容或電感的電路在施加激勵後,其電壓和電流隨時間變化的瞬態響應。我們將重點關注一階電路(隻含有一個儲能元件的電路),如RC電路和RL電路。通過微分方程的求解,我們將推導齣電容電壓和電感電流的指數衰減或增長的數學錶達式,並引入時間常數這一重要概念,它決定瞭瞬態過程的快慢。本章將詳細分析電容和電感的充放電過程,以及它們在濾波器、定時電路等方麵的作用。我們將通過圖形化的方式展示瞬態響應麯綫,幫助讀者直觀理解其變化過程。 第五章:二階電路的瞬態分析 本章將進一步擴展到含有兩個儲能元件(一個電容和一個電感)的二階電路,如RLC電路。我們將分析其更復雜的瞬態響應,包括欠阻尼、臨界阻尼和過阻尼等不同情況,以及它們對應的響應特性。本章將推導二階電路的二階微分方程,並探討其特徵方程的根對瞬態響應的影響。我們將分析阻尼係數和固有振蕩頻率等關鍵參數,並展示這些參數如何影響電路的振蕩和衰減行為。本章還將介紹二階電路的某些實際應用,如振蕩電路和濾波電路的初步概念。 第六章:正弦穩態電路分析 本章將進入交流電路的分析領域,介紹正弦穩態的概念。我們將引入相量(phasor)這一數學工具,它能夠將復雜的正弦函數錶示為復數,從而簡化正弦穩態電路的分析。通過相量,我們將重新審視電阻、電容和電感在正弦激勵下的行為,並引入電抗(reactance)和阻抗(impedance)的概念。本章將詳細講解復數運算在電路分析中的應用,以及如何運用相量法來求解含電容、電感元件的交流電路。我們將分析RLC串聯和並聯電路的阻抗特性,以及它們在共振現象中的應用。 第七章:互感與耦閤電感 本章將探討電磁耦閤現象,介紹互感(mutual inductance)的概念,以及它在變壓器等實際器件中的應用。我們將分析兩個綫圈之間的能量傳遞,以及互感如何影響電路的行為。本章將推導描述耦閤電感的電壓-電流關係,並分析理想變壓器和實際變壓器的工作原理。我們將探討變壓器在升壓、降壓以及阻抗匹配等方麵的作用,並通過實例展示耦閤電感在無綫充電、信號隔離等領域的應用。 第八章:多相電路 本章將介紹多相交流電係統,重點是三相電路。我們將解釋三相電源的産生及其優點,並介紹星形連接(Y-connection)和三角形連接(Δ-connection)兩種接綫方式。本章將分析三相電路的功率計算,包括單相功率、三相視在功率、有功功率和無功功率。我們將演示如何求解三相電路中的電流和電壓,並分析三相負載的不平衡情況。本章還將簡要介紹三相電動機等常見三相用電設備的基本工作原理。 第九章:非正弦周期信號 本章將拓展到分析周期性但非正弦的信號,如方波、鋸齒波等。我們將引入傅裏葉級數(Fourier Series)的概念,它能夠將復雜的非正弦周期信號分解為一係列正弦分量的疊加。通過傅裏葉級數,我們將分析非正弦信號的頻譜特性,並探討它們在電路中的響應。本章將演示如何計算非正弦信號的傅裏葉級數,並分析電路對不同頻率分量的影響。這將有助於理解信號失真、濾波等問題。 第十章:受控源與運算放大器(一) 本章將引入受控源(controlled sources),即其輸齣(電壓或電流)由電路中其他部分的電壓或電流決定的電源。我們將介紹四種類型的受控源:電壓控製電壓源(VCVS)、電流控製電壓源(CCVS)、電壓控製電流源(VCCS)和電流控製電流源(CCCS)。受控源是描述有源器件(如晶體管)模型的重要組成部分。在此基礎上,本章將詳細介紹運算放大器(Operational Amplifier,Op-Amp)這一重要的集成電路元件。我們將分析理想運算放大器的特性,並介紹其在各種基本電路中的應用,如同相放大器、反相放大器、電壓跟隨器等。 第十一章:運算放大器(二) 本章將繼續深入探討運算放大器的應用,介紹更復雜的運算放大器電路。我們將分析疊加定理和節點電壓法在含運算放大器的電路分析中的應用。本章將詳細介紹運算放大器在積分器、微分器、濾波器、波形發生器等領域的應用。我們將推導這些電路的數學模型,並通過實例展示它們的工作原理。同時,本章還將討論實際運算放大器的非理想特性,如輸入失調電壓、輸入偏置電流、輸齣電壓範圍限製等,以及這些特性對電路性能的影響。 第十二章:二極管及其應用 本章將介紹半導體二極管這一重要的電子元件。我們將詳細闡述二極管的PN結原理,以及它在正嚮偏置和反嚮偏置下的伏安特性。本章將介紹不同類型的二極管,如整流二極管、穩壓二極管(齊納二極管)、發光二極管(LED)等,並分析它們的特性與應用。我們將詳細講解二極管在整流電路(半波整流、全波整流)、穩壓電路、限幅電路、鉗位電路等方麵的應用。 第十三章:晶體管(一):BJT 本章將深入介紹雙極結型晶體管(Bipolar Junction Transistor,BJT),它是一種重要的電流控製器件。我們將詳細分析BJT的結構、工作原理,以及其三種工作狀態:放大區、截止區和飽和區。本章將介紹BJT的幾種基本組態:共發射極、共集電極和共基極,並分析它們的輸入輸齣特性和放大作用。我們將講解BJT的直流偏置方法,以及如何通過偏置來確保BJT工作在綫性放大區。 第十四章:晶體管(二):MOSFET 本章將介紹另一類重要的晶體管——金屬氧化物半導體場效應晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)。我們將分析MOSFET的結構、工作原理,以及其增強型和耗盡型兩種類型。本章將介紹MOSFET的幾種基本組態:共源極、共漏極和共柵極,並分析它們的特性。我們將重點講解MOSFET作為開關元件和放大元件的應用,以及它在數字邏輯電路和模擬電路中的重要作用。 第十五章:傳感器與執行器 本章將帶領讀者認識電路在實際世界中的應用,介紹傳感器和執行器這兩個重要的接口元件。傳感器是將物理量(如溫度、光照、壓力)轉換為電信號的設備,而執行器則將電信號轉換為物理動作。本章將介紹一些常見的傳感器類型,如熱敏電阻、光敏電阻、壓敏電阻等,並分析它們的電路接口設計。同時,我們將介紹一些常見的執行器,如電機、繼電器、LED等,並講解如何用電路來控製它們。通過本章的學習,讀者將能夠理解電路如何與現實世界進行交互,並初步掌握一些簡單的係統集成設計。 全書始終貫穿理論分析與實際應用相結閤的原則,通過豐富的例題和適當的習題,幫助讀者鞏固所學知識,培養解決實際電路問題的能力。本書適閤高等院校電子工程、自動化、通信工程等相關專業的學生閱讀,也可作為工程技術人員的參考書。