高频电路原理与分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:西安电子科技大学出版

作者:陈健

出品人:

页数:342

译者:

出版时间:2001-8-1

价格:31.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787560602295

丛书系列:

图书标签:

• 高频
• 工程
• 高频电路
• 射频电路
• 电路分析
• 微波技术
• 电磁场
• 阻抗匹配
• 网络参数
• 传输线
• 滤波器
• 振荡器

晶体管开关电路设计与优化 本书简介 本书是一部深入探讨晶体管在数字和模拟开关电路中应用的专业技术著作。全书内容紧密围绕晶体管作为电子开关的基本原理、设计方法、性能优化以及实际应用中的关键挑战展开，旨在为电子工程师、电路设计人员以及相关专业的高年级本科生和研究生提供一套系统、深入且实用的知识体系。 第一章：半导体器件基础与开关应用 本章首先回顾了构成开关电路核心元件——双极性结型晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的物理特性和工作机理。重点阐述了晶体管的四个基本工作区（截止区、放大区、饱和区和反向区），并着重分析了在开关操作中至关重要的饱和区和截止区之间的转换过程。 BJT 开关特性： 深入分析了 $eta$ 值、集电极-发射极饱和电压 $V_{CE(sat)}$ 对开关速度和功耗的影响。介绍了不同类型的BJT（如光刻晶体管、达林顿对）在开关应用中的适用性。 MOSFET 开关特性： 详细讨论了阈值电压 $V_{TH}$、导通电阻 $R_{DS(on)}$ 的重要性。区分了增强型和耗尽型器件，并探讨了功率MOSFET在开关应用中热管理的关键考量。 开关损耗的初步分析： 初步引入了开关过程中器件内部电荷存储和开关时间对电路效率的影响。 第二章：数字开关电路基础与逻辑门实现 本章聚焦于如何利用晶体管构建基本的数字逻辑门电路，这是所有复杂数字系统的基石。 电阻晶体管逻辑 (RTL) 与直接耦合晶体管逻辑 (DCTL)： 作为历史和理论基础的介绍，分析其电路结构、噪声容限和功耗特性。 二极管晶体管逻辑 (DTL) 与晶体管-晶体管逻辑 (TTL)： 详细解析了最具代表性的TTL系列电路，特别是其多发射极晶体管的设计如何实现“与非”门功能。深入探讨了图腾柱输出级的原理及其在提高扇出能力和降低饱和电压方面的作用。 互补金属氧化物半导体 (CMOS) 逻辑： 作为现代集成电路的主流技术，本章详尽阐述了CMOS的反相器、与非门和或非门的结构。重点分析了CMOS电路的静态功耗极低的原因，以及其开关阈值的精确设计方法。 逻辑家族的性能对比： 从传播延迟时间 ($t_{pd}$)、噪声容限、扇入/扇出（Fan-in/Fan-out）等多个维度对TTL、CMOS、ECL（发射极耦合逻辑）等主流逻辑家族进行量化比较。 第三章：开关速度与瞬态响应分析 开关电路的性能瓶颈往往在于其转换速度。本章致力于量化和优化晶体管开关过程中的时间参数。 开关时间参数的定义： 详细定义并测量延迟时间 ($t_d$)、上升时间 ($t_r$)、存储时间 ($t_s$) 和下降时间 ($t_f$)。 BJT 存储时间的消除： 重点讨论如何通过电路设计（如使用肖特基二极管箝位——Schottky Clamping）或改变偏置条件来有效减小存储时间对高速开关性能的影响。 MOSFET 的充放电模型： 将晶体管视为由寄生电容和导通电阻构成的RC网络，分析栅极驱动电流如何影响开关速度。 开关损耗的精确建模： 建立精确的开关瞬态模型，分析导通损耗和关断损耗在不同工作频率下的占比变化，为高频应用中的热设计提供理论依据。 第四章：驱动电路设计与功率开关应用 本章将理论转向实际应用，讨论如何高效地驱动大功率晶体管或控制电机负载。 基极驱动与栅极驱动策略： 针对BJT和MOSFET设计不同的驱动电路。重点讨论如何提供足够的峰值电流（对于BJT）或尖峰电压（对于MOSFET）以实现快速饱和或导通。 上桥臂驱动挑战： 在半桥和全桥结构中，上侧晶体管的驱动需要浮动参考电压。本章详细介绍自举（Bootstrap）电路、光耦合驱动器和专用集成驱动芯片（Gate Driver IC）的工作原理及布局注意事项。 负载匹配与缓冲： 讨论如何根据不同类型的负载（电感性、容性）设计合适的驱动缓冲级，以防止开关振荡或过冲。 开关模式电源 (SMPS) 基础： 简要介绍Buck、Boost等基本DC-DC转换器拓扑中，晶体管作为核心开关元件的工作循环（Duty Cycle）控制和续流二极管的选择。 第五章：开关噪声、可靠性与电磁兼容性 (EMC) 在高速开关系统中，信号完整性和系统可靠性至关重要。 开关噪声的产生机制： 分析快速电流变化 ($di/dt$) 和电压变化 ($dv/dt$) 引起的导线和PCB走线上的串扰（Crosstalk）和地弹（Ground Bounce）。 PCB 布局与去耦策略： 提出针对开关电路的严格布局原则，包括最小化环路面积、合理布置去耦电容（特别是高频陶瓷电容）以抑制电源噪声。 热管理与寿命预测： 讨论在连续开关工作模式下，器件的结温升高对寿命的影响，介绍散热片选择和热阻的计算方法。 EMC 考虑： 识别开关电路中的主要辐射源，并介绍屏蔽、滤波和接地技术，以满足标准的电磁兼容性要求。 附录：器件数据手册阅读与仿真工具应用 附录部分指导读者如何正确解读关键功率晶体管的数据手册参数，并介绍了使用SPICE类仿真软件（如LTSpice, PSpice）对开关波形进行精确建模和验证的实用技巧。 本书特色： 本书理论深度与工程实践紧密结合，避免了过于抽象的数学推导，而是将重点放在“如何设计出速度更快、损耗更低、可靠性更高的开关电路”这一核心目标上。书中包含大量实际电路实例和仿真结果分析，是工程师提升高速开关电路设计能力的理想参考书。

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我是在一个偶然的机会了解到这本《高频电路原理与分析》的，当时正是我在工作中遇到了一些关于射频信号设计上的瓶颈。我一直对高频电路理论缺乏系统性的认识，很多时候只能凭借经验来摸索，效率不高，也容易踩坑。这本书的出版对我来说就像及时雨。它不仅涵盖了高频电路设计所需的基础理论，更重要的是，它对一些核心概念的阐释非常到位。例如，关于场分布和传播的介绍，我之前一直觉得很抽象，但这本书通过详细的数学推导和直观的图示，将复杂的电磁场行为变得易于理解。书中的传输线章节尤其精彩，对于驻波、反射系数、电压驻波比等概念的讲解，既有理论的严谨性，又有实际的应用指导。我尤其欣赏书中关于史密斯圆图的讲解，这部分内容是高频电路设计中必不可少的神器，而这本书的讲解非常系统，从基本原理到各种实用技巧，都一一涵盖。读完这本书，我感觉自己对高频电路的设计思路和分析方法都有了质的飞跃，解决了很多之前困扰我的实际问题。

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我买这本书的初衷，是为了提升自己在射频功放设计方面的理论功底。这本书的内容深度和广度都超出了我的预期。它不仅仅停留在基础原理的层面，更深入地探讨了在高频环境下，器件的寄生参数、分布参数以及它们对电路性能造成的非线性效应。书中对噪声分析的章节，我尤其印象深刻。作者详细讲解了各种噪声源，以及如何在设计中最小化噪声的引入，这对于设计低噪声放大器（LNA）等敏感电路至关重要。另外，关于互调失真和动态范围的讨论，也为我理解射频系统的性能极限提供了重要的理论依据。书中提供的各种计算公式和图表，都经过了严谨的推导，并且在实际应用中得到了验证。我个人非常喜欢书中关于级联电路噪声系数和增益的计算方法，这直接帮助我优化了多级放大器的设计。这本书的实践指导意义非常强，让我在理论学习的同时，也能更好地指导实际工程设计。

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在我学习高频电路的过程中，曾一度感到迷茫，找不到合适的学习路径。《高频电路原理与分析》这本书的出现，则为我指明了方向。它从最根本的电磁场理论出发，逐步引入到高频电路的建模和分析。书中对巴伦（Balun）的设计和应用进行了详细的阐述，这对于平衡传输线的应用至关重要，我之前对此一直存在一些模糊的认识，这本书的讲解让我豁然开朗。另外，关于非互易性器件，例如隔离器和环形器，以及它们在高频系统中的作用，书中的介绍也让我受益匪浅。这本书的语言风格比较严谨，但又不会过于晦涩，作者善于用类比和图示来解释抽象的概念，使得读者能够更加直观地理解。我特别赞赏书中对于高Q值电感和电容的设计考量，这对于滤波器和振荡器设计等应用场景非常重要。这本书不仅传授知识，更重要的是培养了一种严谨的科学思维方式。

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这本书的名字听起来就很高大上，我抱着学习的期待买了下来。拿到实体书，厚实的分量和精美的印刷就让我觉得物有所值。翻开第一页，精炼的文字和清晰的图示立刻吸引了我。我一直觉得高频电路是个特别难啃的骨头，但这本书的编排却让我觉得很有条理。从最基础的电磁波概念开始，循序渐进地讲解了传输线理论、史密斯圆图的应用，以及各种高频电路元件的特性。特别是关于阻抗匹配的部分，作者用了很多生动形象的比喻，让我这个初学者也能轻松理解。书中还穿插了不少实际的工程案例，这些案例的分析非常透彻，不仅展示了理论知识在实际中的应用，也让我对如何解决实际工程问题有了更深刻的认识。我特别喜欢书中关于S参数的介绍，这部分内容对我理解高频器件的散射特性非常有帮助，也为我后续深入学习微波电路打下了坚实的基础。总的来说，这本书内容丰富，逻辑清晰，讲解深入浅出，是一本非常值得推荐的高频电路入门和进阶读物。

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作为一名对电子工程领域充满好奇的学生，我一直对高频电路这一分支感到既敬畏又着迷。 《高频电路原理与分析》这本书，在我接触到的众多技术书籍中，无疑是其中的佼佼者。它并非仅仅堆砌公式和理论，而是巧妙地将这些复杂的概念融入到生动的讲解中。作者在处理诸如集肤效应、邻近效应等高频特性时，所采用的分析方法十分深入，能够让读者清晰地认识到这些效应在高频下的重要性以及它们对电路性能的影响。书中的一些章节，比如关于高频扼流圈和电容器的特殊行为的分析，为我打开了新的视野，让我明白在设计高频电路时，不能简单地将它们当作理想元件看待。此外，本书在绪论部分对电磁兼容（EMC）的初步探讨，也为我这个初学者建立了一个初步的认识框架，知道在追求信号完整性的同时，也需要考虑电磁干扰的问题。这本书不仅仅是教科书，更像是一位循循善诱的导师，引导着我一步步探索高频世界的奥秘。

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