电工测量与实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业

作者:智强

出品人:

页数:190

译者:

出版时间:2004-1

价格:21.00元

装帧:

isbn号码:9787502526702

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• 电工测量
• 电工实验
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• 仪器仪表
• 电力系统
• 电子技术
• 实验教学
• 高等教育
• 工程技术
• 实践操作

现代电子学基础：从元件到系统 本书导读 本书旨在为读者构建一个扎实且深入的现代电子学知识体系，内容覆盖电子技术领域的核心原理、关键元件特性、常用电路设计方法以及系统集成应用。我们力求在理论深度与工程实践之间找到最佳平衡点，使读者不仅理解“为什么”，更能掌握“如何做”。本书内容紧密围绕半导体器件的物理基础展开，逐步深入到集成电路的设计与应用，最终触及现代电子系统的工作原理。 第一篇：半导体物理与基础器件 第一章：导论与半导体物理基础 本章首先回顾了电学和材料科学的必要背景知识，为理解半导体的工作机制奠定基础。重点阐述了晶体结构、能带理论在导体、绝缘体和半导体中的应用差异。随后，深入探讨了本征半导体和杂质半导体的载流子输运现象，包括漂移电流和扩散电流的物理机制。我们详细分析了费米能级、少数载流子寿命以及复合过程对器件特性的影响。通过引入非平衡态载流子注入的概念，为后续理解二极管和三极管的开关特性做好了理论铺垫。 第二章：PN结理论与二极管 PN结是所有现代半导体器件的基石。本章从物理学角度推导出结电阻、内建电场和势垒高度。核心内容集中在PN结在不同偏置状态下的电流-电压（I-V）特性曲线的数学建模，特别是对理想二极管方程的深入剖析及其局限性。我们详细讨论了实际二极管中的非理想效应，如导通电阻、反向漏电流和击穿现象（雪崩击穿与齐纳击穿）。此外，本章还专门介绍了几种关键的特殊二极管，包括：齐纳二极管（及其稳压应用）、肖特基二极管（高速开关特性）和变容二极管（在频率调谐中的应用）。 第三章：双极性晶体管（BJT） 双极性晶体管是模拟电路和开关电路的基石。本章首先介绍BJT的结构、工作原理及其三种基本工作区（截止、线性、饱和）。重点分析了BJT的输入电阻、输出电阻、电流放大系数 $eta$ 和 $alpha$ 的物理意义及相互关系。我们系统阐述了BJT在共射、共基、共集电极三种基本组态下的性能特点。随后，深入探讨了BJT在放大电路中的应用，包括直流偏置电路的设计（定点偏置、分压器偏置）以确保晶体管工作在期望的线性区。最后，分析了高频效应，如转移频率 $f_T$ 和米勒效应，对高频性能的影响。 第四章：场效应晶体管（FET） 场效应晶体管以其高输入阻抗特性，在许多应用中逐渐取代了BJT。本章详细介绍了结型场效应管（JFET）和金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）的结构与工作原理。针对MOSFET，我们着重讲解了其阈值电压 $V_{th}$ 的确定、跨导 $g_m$ 的物理来源，以及其“增强型”和“耗尽型”的工作模式。本章的重点是理解MOSFET的输出特性曲线，并将其等效为跨导模型，用于后续的放大电路分析。我们也讨论了功率MOSFET（如功率MOSFET和IGBT）在功率电子学中的应用特点。 第二章：模拟电路分析与设计 第五章：放大电路的基本分析 本章将前述器件知识应用于构建实用的放大电路。首先，引入小信号等效电路模型（如混合-$pi$ 模型），用以精确描述器件在小信号激励下的线性放大行为。随后，对单级和多级放大器进行增益、输入/输出阻抗、带宽的全面分析。我们详细讲解了耦合方式（直接耦合、RC耦合、变压器耦合）对放大器性能的影响。本章的实践性内容包括设计一个具有特定电压增益和输入阻抗要求的两级放大器。 第六章：反馈与稳定 反馈是提升电路性能的关键技术。本章系统介绍了负反馈和正反馈的基本概念，并阐述了负反馈对电路性能（增益、带宽、失真、噪声）的改善作用。我们使用四种基本拓扑结构（串-串、串-并、并-串、并-并）来分类反馈放大器，并推导了它们各自的输入/输出阻抗变化。特别地，本章深入探讨了频率响应和相位裕度，解释了反馈电路可能导致振荡的原因，并介绍了波德图在分析稳定裕度（相位裕度和增益裕度）中的应用。 第七章：运算放大器（Op-Amp）原理与应用 本章将运算放大器作为理想的、高增益的“黑箱”元件进行分析。首先介绍其内部结构（差分输入级、增益级、输出级）的宏观原理。随后，详细分析了基于理想运算放大器的经典电路，包括反相放大器、同相放大器、电压跟随器、加法器、减法器。在有源滤波器部分，我们引入了二阶滤波器（如萨伦-凯（Sallen-Key）拓扑），并计算了其通带增益、截止频率和品质因数 $Q$ 值。最后，讨论了运算放大器的非理想特性，如输入失调电压、共模抑制比（CMRR）和压摆率（Slew Rate）。 第八章：线性稳压电源与数据转换 本章侧重于将交流电源转换为稳定直流电的工程实践。首先，系统分析了线性稳压电路，包括整流（半波、全波、桥式）、滤波（电容和电感的作用）以及稳压电路（使用齐纳二极管和三端集成稳压器如LM78xx系列）。接着，引入了开关模式电源（SMPS）的基本概念，重点分析了降压（Buck）和升压（Boost）拓扑的工作周期控制。在数据转换方面，本章阐述了数/模转换器（DAC）和模/数转换器（ADC）的基本原理，包括加权电阻法、R-2R梯形网络，以及逐次逼近式ADC的工作流程。 第三篇：数字电子学与逻辑电路 第九章：布尔代数与组合逻辑电路 本章奠定数字电路的理论基础。从逻辑门（AND, OR, NOT, XOR）开始，系统梳理了布尔代数的基本定律和德摩根定理。随后，重点介绍逻辑函数的化简方法，包括卡诺图（K-map）和奎因-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）法。基于化简结果，我们设计和分析了多种重要的组合逻辑电路，如编码器、译码器、数据选择器（MUX）和数据分配器（DEMUX）。本章还涉及TTL和CMOS逻辑电平标准及其扇入/扇出特性。 第十章：时序逻辑电路与存储器 时序逻辑电路引入了“记忆”的概念。本章详细分析了基本锁存器（Latch）和触发器（Flip-Flop）的结构和状态转换特性，包括SR, D, JK, T触发器。接着，深入探讨了利用触发器构建的常用电路：寄存器（用于数据暂存）和计数器（异步和同步计数器的设计）。在存储器方面，本章阐述了静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）的基本单元结构、读写原理以及容量扩展方法。 第十一章：可编程逻辑器件与微处理器接口基础 本章将理论电路设计提升到集成应用层面。介绍了可编程逻辑器件（PLD）的基本概念，包括可编程只读存储器（PROM）、通用阵列逻辑（GAL）和现场可编程门阵列（FPGA）的结构和编程模型。最后，简要概述了微处理器与外部世界的接口技术，包括总线结构、I/O寻址方式以及简单的并行数据传输协议，为理解现代嵌入式系统奠定基础。 结论 本书通过对半导体物理的溯源、对模拟电路精细化设计的探讨，以及对数字逻辑构建块的掌握，为读者提供了进入电子工程领域的全面视角。学习者将能够独立分析和设计满足特定性能指标的电子电路模块，并具备理解复杂电子系统架构的能力。

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这本书，暂且称它为《自动控制原理精讲》，简直是理论与实践完美结合的典范。我之前学过好几本关于PID控制的书，但大多过于侧重数学模型的建立和拉普拉斯变换的运用，真正落地到工程实施时，总感觉隔着一层纱。然而，这本书的处理方式完全不同。它在引入状态空间法时，并没有急于抛出复杂的矩阵运算，而是先用一个实际的机械臂或无人机姿态控制案例来阐述“为什么要用这种方法”。更令人称道的是，它花了相当大的篇幅讲解了数字控制系统的实现细节，包括采样周期的选择对系统稳定性的影响，以及如何应对量化误差。我印象最深的是其中关于“鲁棒控制”的章节，它没有停留在理论的描述，而是通过对比不同鲁棒控制器（如$H_infty$）在面对模型不确定性时的表现，直观地展示了其优越性。对于我这种需要将理论快速转化为实际控制器代码的工程师来说，这本书提供的不仅仅是知识，更是一套解决实际问题的思维框架。它的习题设计也极具启发性，往往需要读者综合运用前几章的知识点才能得出结论，而不是简单的套用公式。

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作为一本关于《数据结构与算法分析》的教材，这本书的独特之处在于它对“分析”二字的深刻理解。很多算法书会侧重于讲解如何实现链表、树或图，但这本书更注重于探究这些数据结构在不同场景下的性能边界。例如，在讲解排序算法时，它不仅仅比较了快速排序和归并排序的时间复杂度，还深入分析了在缓存局部性理论指导下，不同排序算法在现代CPU架构上的实际执行效率差异。它还引入了概率分析的方法来评估某些动态数据结构的平均性能，这在处理海量实时数据流时尤为重要。我特别喜欢它在讲解图论算法时，对实际网络路由和社交网络分析的应用案例的剖析，这些案例紧密结合了最新的研究热点。书中对于NP完全性理论的阐述也极为清晰，没有回避其复杂性，而是用易于理解的归约论证展示了为什么某些问题是计算困难的。对于希望从“能写代码”晋升到“能设计高效系统”的读者来说，这本书提供的理论深度是构建坚实计算机科学基础的关键所在。

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拿到这本《电子线路设计与应用》，我本以为它会是一本深奥晦涩的理论书籍，但翻开之后才发现，作者的讲解方式非常贴近实际操作。书里大量的实例图示和详细的步骤分解，对于初学者来说简直是福音。比如，在讲解运放电路的搭建时，书中不仅提供了基础的公式推导，还配上了不同厂商品牌芯片的选型建议，甚至连面包板上的连线技巧都细致入微。我尤其欣赏它对“为什么”的解释，而不是简单地告诉你“怎么做”。它会深入探讨不同元器件参数对整体电路性能的影响，比如电容的等效串联电阻（ESR）在特定频率下的表现，这对于我们进行精密测量和信号处理是至关重要的知识点。这本书的排版也很舒服，字体大小适中，图表清晰明了，不像有些教材那样密密麻麻让人望而生畏。如果说有什么可以改进的地方，或许是某些高级应用部分可以再增加一些前沿技术的剖析，比如高速信号完整性处理方面的内容，但总的来说，作为一本工具书和入门指南，它的价值是无可替代的。我打算将它作为我实验室常备的参考手册，随时查阅那些关于滤波和放大电路设计的实用技巧。

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我最近在研究《半导体器件物理与制造工艺》，这本书的深度和广度都超出了我的预期。它不是那种停留在教科书上介绍PN结特性的基础读物，而是直接切入了现代集成电路制造的核心环节。书中对MOSFET的亚阈值区导电机制的阐述细致入微，特别是对短沟道效应的物理根源分析，让我对晶体管尺寸微缩的物理极限有了更清晰的认识。让我印象特别深刻的是关于光刻工艺的章节，它详细描述了深紫外光刻（DUV）和极紫外光刻（EUV）的原理差异，以及掩膜版制作的复杂流程，甚至是先进的化学机械抛光（CMP）技术中的关键参数控制，都有专门的图表和文字进行说明。这对于理解为什么芯片成本居高不下，以及为什么先进制程的良率控制如此困难，提供了极具说服力的技术视角。阅读过程中，我感觉自己仿佛真的进入了一座洁净室，亲眼目睹了硅片是如何从原材料一步步转变为功能复杂的芯片的。虽然某些章节涉及到的量子力学背景知识需要读者具备一定的基础，但整体而言，这本书为半导体领域的专业人士提供了一个绝佳的、从微观物理到宏观工艺的桥梁。

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我最近在研读的这本《嵌入式系统实时操作系统（RTOS）设计指南》提供了一种非常务实且面向工程的设计哲学。它不是仅仅罗列RTOS的API函数，而是着重讲解了内核调度策略背后的权衡取舍。例如，在讨论优先级反转问题时，书中不仅给出了经典的互斥锁（Mutex）解决方案，还详细比较了优先级继承（Priority Inheritance）和优先级天花板（Priority Ceiling）协议在不同任务模型下的性能表现和资源占用情况。我发现书中对于中断处理和上下文切换的底层机制描述得异常透彻，结合了ARM Cortex-M系列处理器的寄存器操作示例，使得抽象的概念变得具体可感。此外，书中对内存管理单元（MMU）和内存保护单元（MPU）在实时系统中的应用场景进行了深入探讨，这对开发高可靠性、高安全性的航空电子或医疗设备至关重要。这本书的价值在于，它引导读者思考的不是“如何调用操作系统提供的功能”，而是“如何根据硬件特性和应用需求，优化甚至修改操作系统内核的行为”，从而实现对系统资源的精确控制，这正是嵌入式系统高级开发人员的核心竞争力所在。

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