晶体管电路实用设计 (日)渡边明祯著；彭刚译 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030464422

商品编码：29721305530

包装：平装

出版时间：2015-12-01

基本信息

书名：晶体管电路实用设计

定价：45.00元

作者：(日)渡边明祯著；彭刚译

出版社：科学出版社

出版日期：2015-12-01

ISBN：9787030464422

字数：

页码：

版次：01

装帧：平装

开本：B5

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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共分三部分，部分为分立器件基础篇，主要介绍二极管、FET、晶体管、GTO、TRIAC等相关知识；第二部分为分立器件应用篇，主要介绍电源电路设计、低频放大电路设计、模拟功能电路设计、时钟与接口电路设计、高频放大电路设计、高频振荡电路设计；第三部分为实践篇，主要介绍有关电子设备的设计与制作相关知识、耳机放大器的设计与制作等

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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精通模拟世界：晶体管电路设计原理与实践 引言 晶体管，这一微小却强大的电子元件，是现代电子技术的核心基石。从最简单的收音机到复杂的集成电路，它们的身影无处不在，驱动着我们身边的万事万物。然而，要真正驾驭晶体管的无穷潜力，并将其转化为稳定可靠的电路，绝非易事。这需要深刻的原理理解、丰富的实践经验以及对细节的精益求精。 本书旨在为读者提供一套系统、详尽的晶体管电路设计指南，帮助您从零开始，逐步掌握构建各种实用模拟电路的关键技术。我们不局限于理论的枯燥阐述，而是将重点放在如何将这些理论知识转化为实际应用。通过对典型电路的深入剖析，以及对设计过程中常见问题的深入探讨，本书将助您成为一名自信、高效的晶体管电路设计师。 第一章：晶体管基础——理解核心组件 在深入设计之前，扎实的理论基础是必不可少的。本章将从晶体管的物理结构入手，详细介绍其工作原理。我们将重点关注双极结型晶体管（BJT）和金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）这两种最常用的晶体管类型。 BJT详解：我们将剖析NPN和PNP型BJT的结构，理解发射区、基区和集电区的各自作用。通过对电流放大系数（β）和跨导（gm）的深入分析，揭示晶体管放大信号的内在机制。我们还将讨论晶体管的静态偏置点设定，这是保证电路稳定工作的前提。 MOSFET剖析：我们将介绍N沟道和P沟道MOSFET，以及增强型和耗尽型器件的差异。重点讲解栅极电压如何控制沟道中的载流子浓度，从而实现电流的开关和放大。阈值电压（Vt）、跨导（gm）以及输出电阻等关键参数的意义将被详细阐述。 晶体管的等效模型：为了简化电路分析，我们需要引入晶体管的小信号等效模型。本章将详细介绍混合π模型和T型模型，并解释如何在不同工作条件下选择合适的模型。通过对这些模型的掌握，我们可以更方便地分析电路的频率响应、增益和输入输出阻抗。 晶体管的非线性特性：任何器件都存在非线性。本章也将探讨晶体管在不同信号幅度下的非线性行为，以及这些非线性可能对电路性能产生的影响，例如失真。 第二章：基本放大电路——信号放大的基石 放大是模拟电路中最基本也是最重要的功能之一。本章将围绕各种典型的单级和多级放大电路展开，为您呈现信号放大的各种实现方式。 共发射极放大器：这是最基础的BJT放大电路。我们将详细分析其偏置方式（如固定偏置、发射极自偏置、分压偏置），讲解如何计算静态工作点，并推导电路的电压增益、电流增益、输入阻抗和输出阻抗。我们还将讨论旁路电容的作用，以及如何通过它来提高增益。 共集电极放大器（射极跟随器）：这一电路以其高输入阻抗和低输出阻抗而闻名。本章将分析其工作原理，重点讲解其作为缓冲器的应用，以及在驱动低阻抗负载时的优势。 共基极放大器：虽然不如共发射极放大器常见，但共基极放大器在高频应用中具有独特的优势。本章将探讨其工作特性，以及它在阻抗匹配和高频信号传输中的作用。 MOSFET放大器：我们将介绍基于MOSFET的各种放大电路，包括共源放大器（相当于BJT的共发射极放大器）、共漏放大器（相当于BJT的共集电极放大器）和共栅放大器（相当于BJT的共基极放大器）。我们将对比MOSFET和BJT放大电路的优缺点，并讨论MOSFET在高输入阻抗和低功耗方面的优势。 多级放大器：单个放大器的增益往往不足以满足要求。本章将介绍多级放大器的连接方式（如级联、反馈放大），以及如何通过多级放大来获得更高的增益和更好的性能。我们将深入分析每种连接方式的优缺点，并给出设计实例。 第三章：反馈与稳定性——提升电路性能的关键 反馈是模拟电路设计中不可或缺的强大工具，它可以显著改善电路的性能，但同时也可能引入稳定性问题。本章将深入探讨反馈电路的设计与分析。 负反馈的基本原理：我们将阐述负反馈如何提高电路的增益稳定性、降低失真、拓宽带宽以及改变输入输出阻抗。我们将介绍四种基本的负反馈组态：电压并联、电压串联、电流并联和电流串联。 正反馈与振荡：与负反馈相反，正反馈会增强信号，当满足特定条件时，就会产生自激振荡。本章将介绍正反馈的原理，并分析振荡器的基本构成和工作方式，例如RC振荡器和LC振荡器。 稳定性分析：引入反馈后，电路的稳定性至关重要。我们将介绍奈奎斯特判据和根轨迹法等分析方法，帮助您判断电路是否存在振荡风险。我们将讨论补偿技术，如何通过引入极点和零点来稳定电路。 实际应用中的反馈：我们将结合实际电路，如运算放大器（Op-amp）的反馈应用，来展示反馈的强大威力。我们将分析多种运算放大器配置，如反相放大器、同相比放器、积分器和微分器，并讲解如何根据具体需求进行设计。 第四章：滤波器设计——选择性信号处理 滤波器在信号处理领域扮演着至关重要的角色，它们能够允许特定频率的信号通过，同时抑制其他频率的信号。本章将聚焦于各种滤波器类型的设计与实现。 滤波器类型：我们将详细介绍低通、高通、带通和带阻滤波器。对于每种类型，我们将从其频率响应特性入手，解释其工作原理。 滤波器阶数与衰减：我们将解释滤波器阶数与通带、阻带衰减之间的关系。阶数越高，滤波效果越好，但电路也越复杂。 滤波器逼近方法：为了实现理想的滤波特性，我们需要使用不同的逼近方法。本章将介绍巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和贝塞尔（Bessel）滤波器等几种经典逼近类型，并分析它们在通带平坦度、阻带衰减和相位响应方面的特点。 有源滤波器设计：我们将在本章重点讲解利用运算放大器和无源元件（电阻、电容）构建有源滤波器。我们将提供具体的电路设计步骤和计算公式，帮助您设计出满足特定性能要求的滤波器。例如，我们将介绍Sallen-Key拓扑和多反馈拓扑。 无源滤波器简介：虽然有源滤波器应用广泛，但无源滤波器在某些场合下也具有其独特性。我们将简要介绍RLC无源滤波器的基本原理。 第五章：功率放大器——高效驱动负载 功率放大器是电子系统中不可或缺的一部分，它们能够将低功率信号放大到足够驱动扬声器、电机等负载的水平。本章将深入探讨功率放大器的设计与分类。 功率放大器的分类：我们将介绍不同类别的功率放大器，包括A类、B类、AB类和C类放大器。我们将分析它们的效率、失真特性和工作原理，并讨论它们各自的适用场景。 A类功率放大器：本章将详细分析A类放大器的静态偏置设计，以及如何优化其效率和失真。 B类和AB类功率放大器：我们将重点讲解B类和AB类放大器的推挽工作方式，以及如何克服B类放大器的交越失真问题。我们将深入分析AB类放大器的工作点设定。 D类功率放大器：作为一种高效的开关模式功率放大器，D类放大器在现代音频设备和电源中越来越受欢迎。本章将介绍其PWM（脉冲宽度调制）工作原理，以及相关的滤波和驱动电路设计。 功率放大器的散热问题：功率放大器在工作时会产生大量的热量，散热设计至关重要。本章将讨论散热器的选择、安装以及热阻的计算。 第六章：集成电路（IC）基础与应用 虽然本书主要关注分立晶体管电路，但了解集成电路（IC）的基本原理和常见应用，可以帮助我们更好地将分立元件设计与IC产品结合，或者直接利用IC实现更复杂的功能。 IC的制造工艺简介：我们将简要介绍半导体制造过程中涉及的基本概念，如光刻、掺杂和金属化，帮助读者理解IC的内部结构。 运算放大器（Op-amp）：作为最常用的模拟IC之一，运算放大器是本书中将反复提及的核心元件。我们将再次回顾运算放大器的理想模型和实际特性，并展示如何将其作为构建更复杂电路的基础模块。 其他常用模拟IC：我们将简要介绍稳压器、定时器（如NE555）、滤波器IC等，并探讨它们的典型应用。 混合信号电路：我们将简要探讨模拟电路与数字电路的接口问题，以及模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的基本原理。 第七章：实际设计案例与问题排除 理论学习固然重要，但将其转化为实际可用的电路则需要经验的积累。本章将通过一系列精心挑选的实际设计案例，将前几章的知识融会贯通，并指导您应对设计过程中可能遇到的各种挑战。 从需求到设计：我们将展示如何从一个具体的需求出发，逐步进行电路的规格定义、元件选择、原理图绘制和仿真分析。 常见故障分析与排除：本章将列举晶体管电路中常见的故障现象，如无输出、信号失真、温漂过大等，并提供系统性的分析方法和故障排除步骤。 PCB布局与布线注意事项：优秀的PCB布局对于电路的性能至关重要。我们将讨论信号完整性、电源去耦、接地设计等关键问题。 EMC/EMI考量：我们将简要介绍电磁兼容性（EMC）和电磁干扰（EMI）的基本概念，以及如何在设计中考虑这些因素，以避免电路产生不必要的干扰。 结论 晶体管电路的设计是一门艺术，也是一门科学。通过对本书内容的深入学习和实践，您将不仅掌握扎实的理论知识，更重要的是，能够培养出敏锐的洞察力、严谨的设计思维和解决实际问题的能力。愿本书成为您在模拟电子设计领域探索和创新的得力助手，助您在理解和创造电子世界的过程中，不断前行。

评分☆☆☆☆☆

读这本书最大的感受是，它体现了一种非常“匠人精神”的治学态度。翻译过来的文字虽然略显生涩，但每一个技术名词的对应都力求精确无误，这对于建立准确的专业词汇库至关重要。我比较感兴趣的是书中关于电源和保护电路的设计章节。在很多入门教材中，电源设计往往被一笔带过，但这本书却花费了相当的篇幅来讨论如何设计一个稳定、低纹波的晶体管供电电路，包括对滤波电容的选型、串联稳压管的参数设定，以及防止浪涌电流冲击的具体措施。这些看似“枯燥”但却是保证电路长期稳定运行的关键细节，在书中得到了充分的重视。特别是关于热稳定性的讨论，作者详细分析了热反馈如何影响晶体管的静态工作点，并提供了几种实用的负温度系数偏置电路的对比。这让我意识到，一个“实用”的设计，远比一个“能跑起来”的设计要复杂得多，它涉及到对环境温度变化、元件老化等不可控因素的提前预判和补偿，这一点在现代快速迭代的电子产品设计中，反而常常被忽略。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常有年代感，那种老式科学出版社的风格，一下子就把我拉回了那个晶体管技术蓬勃发展的时代。我不是电子工程科班出身，但工作需要接触一些老旧设备维护，里面那些密密麻麻的电路图和手绘的元件标识，简直是天书。我抱着“姑且一试”的心态翻开了它，希望能找到一些直观的、不那么偏理论的入门知识。坦白说，开篇几章的内容对我来说还是有点硬核的，充满了对PN结、少子漂移扩散的详尽论述，幸好作者的行文思路还算清晰，虽然术语晦涩，但通过大量的图示和等效电路模型，还是能勉强跟上作者的思路。我特别欣赏其中对晶体管开关特性的分析，那部分讲解得非常透彻，尤其是关于饱和区和截止区的临界条件的讨论，虽然描述方式略显繁琐，但一旦理解了，再看那些复杂的逻辑门电路时，豁然开朗。这本书更像是一本扎实的教科书，而不是一本轻松的入门读物，它要求读者有一定的数学基础和耐心去啃读那些公式，但回报是，它确实能帮你打下坚实的理论地基，让你不再满足于仅仅“会用”某个模块，而是真正理解“为什么”它会这样工作。这本书的价值在于其深度和系统性，绝对是资料柜里值得珍藏的“老炮儿”工具书。

评分☆☆☆☆☆

最近在整理我爷爷留下的老式收音机和功放时，发现很多电路板上的元件布局和设计逻辑，跟现在市面上流行的集成电路方案完全是两码事。这本书的翻译版本，从语言风格上就能看出是那个年代的翻译作品，用词非常严谨，甚至带着一种独特的、略显生硬的专业腔调，但这种腔调反而很适合讲解严谨的电子学原理。我关注的重点是书中关于分立元件放大电路的章节。市面上很多现代书籍上来就讲运放（Op-Amp）或者直接跳到数字逻辑，但我爷爷的那些宝贝，核心就是靠少数几个晶体管搭出性能优异的音频放大电路。这本书详细剖析了共射、共基、共集三种基本组态的优缺点，特别是在噪声抑制和频率响应方面的取舍。作者似乎非常注重实际应用中的“权衡艺术”，书中不仅有理论推导，还有大量关于元器件选型和参数匹配的经验之谈，比如如何选择合适的偏置电路以保证晶体管工作在线性区。对我这个“复古维修爱好者”来说，这本书简直是打开了一扇通往黄金时代的窗户，让我能够用更现代的眼光去理解那些经典而优雅的设计。

评分☆☆☆☆☆

我通常偏爱阅读那些能够激发我动手欲望的书籍，而这本《晶体管电路实用设计》虽然理论味很浓，但其“实用”二字绝非浪得虚名。书中穿插了大量不同应用场景下的具体电路实例，从简单的直流放大器到多级耦合电路，再到一些早期的振荡器和调制电路。我尝试着按照书中的指导，在面包板上搭建了一个两级共射放大电路，用来放大一个微弱的麦克风信号。作者在设计增益时，给出的不仅是计算公式，还有关于“可调节性”的建议，比如如何用可变电阻替代固定电阻来实现灵活的增益调整，同时尽量减少对电路其他性能参数的负面影响。整个调试过程非常顺利，最终获得的放大效果和书中所预测的带宽、输入阻抗都非常接近，这极大地增强了我对书中原理的信心。这本书的价值在于，它提供了一个经过时间检验的、坚实可靠的设计框架，让读者可以像搭积木一样，在理解了每一个积木（基本单元电路）的特性后，去构建复杂的实用系统。它更像一位经验丰富的老工程师在手把手地传授毕生经验，而不是一个只会理论的大学教授在讲解抽象概念。

评分☆☆☆☆☆

这本书的纸张和装帧，标准的九十年代科学读物的风格，拿在手里有一种沉甸甸的实在感，这和现在很多轻薄的电子书体验是完全不同的。我主要对其中关于高频电路部分的内容进行了重点研读，尤其是在射频放大器（RF Amplifier）的设计准则上，作者给出了非常细致的考量。现代射频设计往往依赖于复杂的S参数分析和阻抗匹配网络设计软件，但这本书却回归到了更基础的Smith圆图概念和L/C网络调谐。虽然工具已经落后了，但背后的物理原理是永恒的。作者在讲解如何通过调整集电极反馈或发射极反馈来控制带宽和增益时，那种层层递进的逻辑推导，让人印象深刻。阅读过程中，我忍不住对照着一些老式示波器和信号发生器的内部原理图进行比对，发现很多设计思想的源头都能追溯到这本书里阐述的原理。它不是那种教你“复制粘贴”电路的速成手册，而是那种帮你建立“设计思维”的基石，让你在面对任何新的晶体管电路拓扑时，都能迅速抓住其核心的稳定性和放大机制。