具体描述
全书共分14章，较详尽地讲述了通用零、部件的设计与计算；常用机构的运动分析与设计。在各章中有教学提示和教学要求，并配有相应的例题、习题以及必要的数据资料，书后的附录中还分别给出了机械零件的常用材料、钢的常用热处理方法、润滑剂和润滑脂、互换性原理简介，基本可以满足本课程的学习和课程设计的使用要求。
本书针对我国21世纪对应用型高等工程技术人才培养的需要，在体系和章节内容的安排上作了精心的编排，以期更有利于提高学生综合分析问题和机械设计的能力。
本书主要作为高等工科院校近机械类和非机械类各专业《机械设计基础》课程的教材，较适宜的授课学时为60学时左右。也可供有关工程技术人员和大、中专学生参考使用。
好的，这是为您量身定制的图书简介，聚焦于《晶体管电路设计与应用》这一主题，旨在与您的《机械设计基础》形成鲜明对比，内容详实，力求自然流畅。 --- 晶体管电路设计与应用：从原理到实践的深度解析 前言：电子世界的基石与现代设计的驱动力 在当代科技飞速发展的浪潮中，信息处理、信号传输和能源转换的每一个环节，都离不开一个核心元件的支撑——晶体管。如果说机械工程关注的是宏观世界的力与运动，那么电子工程则深入到微观粒子的控制与行为。本书《晶体管电路设计与应用》，正是献给所有对电子学抱有热情，渴望掌握现代电子系统设计核心技能的工程师、技术人员和高级学生的专业指南。 我们不探讨齿轮的啮合精度、材料的疲劳强度，也不涉及连杆机构的运动学分析。本书的全部篇幅，都聚焦于半导体物理的精妙、PN结的特性，以及如何将这些微观的物理现象转化为功能强大的电子系统。 第一部分：晶体管的物理基础与模型建立 本部分将带您穿透半导体材料的表象，直达晶体管（BJT和FET）工作的物理本质。 1. 半导体材料科学回顾 在深入讨论器件之前，我们需要对P型和N型半导体的载流子输运机制进行扎实的梳理。重点分析了掺杂浓度对方程、空穴迁移率的影响，以及温度对导电特性的非线性变化规律。我们将详述费米能级、内建电场等概念，这些是理解二极管和晶体管工作状态的基础。 2. 双极型晶体管（BJT）：结构、原理与区域划分 本书对BJT的介绍，不仅限于教科书上的$I_C = eta I_B$的简化模型。我们深入探讨了Ebers-Moll模型和Spice模型的结构，详细分析了早效应（Early Effect）、载流子注入和复合机制对晶体管直流特性的影响。重点讲解了晶体管的四种工作区（截止、放大、饱和、反向），并配有详细的$I-V$曲线图解，清晰展示了电流控制电压的本质。 3. 场效应晶体管（FET）：MOSFET的精细化分析 针对当今集成电路设计的主流——MOSFET，本书进行了全面而细致的解析。我们不仅覆盖了结型场效应管（JFET），更侧重于增强型和耗尽型MOSFET。对小信号模型的推导过程进行了详尽的展开，特别是跨导$g_m$与工作点偏置的关系。此外，我们还专门开辟章节讨论了沟道长度调制效应、亚阈值导电，以及现代工艺中栅极氧化层漏电流对低功耗设计带来的挑战。 第二部分：模拟电路设计与放大技术 掌握了器件模型后，我们将进入电路设计的核心领域——信号的放大、偏置与滤波。本书完全侧重于电子信号的连续性处理，与机械运动的离散控制无关。 4. 直流偏置与稳定工作点 一个稳定可靠的放大器，其首要前提是精确的直流偏置。我们详细对比了分压器偏置、集电极反馈偏置等经典电路的优缺点，并引入了电路灵敏度分析，用以评估温度漂移和参数变化对Q点位置的影响。对于JFET和MOSFET，我们也阐述了各自特定的偏置技巧，如源极自偏置法和分压反馈法。 5. 单级与多级放大器的频率响应 本书采用开环增益、输入阻抗、输出阻抗这三个关键参数来衡量放大器的性能。对于BJT和MOSFET构成的共射极、共源极、共基极和共源共基等基本组态，我们不仅计算了中频增益，更深入推导了开尔文等效电路，精确预测了高频截止频率（$f_H$）和低频截止频率（$f_L$）的成因，并教授了米勒效应的量化处理方法。 6. 运算放大器（Op-Amp）的深入应用 虽然运算放大器是集成器件，但其内部结构仍基于晶体管的组合。本书从差分放大器的零点漂移抑制、共模抑制比（CMRR）分析入手，构建起对理想运放偏离理想状态的理解。后续章节集中于有源滤波器（如Sallen-Key拓扑）的设计与应用，以及高精度积分器、微分器的实现，这些都是信号调理的关键技术。 第三部分：开关电路、逻辑门与电源管理 本部分关注晶体管在数字逻辑和电源转换中的“开”与“关”的应用，这是连接模拟世界与数字世界的桥梁。 7. 晶体管作为开关：数字逻辑的基础 我们详细分析了BJT在饱和区和截止区的开关特性，计算了开关速度、存储时间和饱和裕度。重点讲解了如何利用晶体管构建反相器、与门、或门等基本逻辑单元，并阐述了静态功耗、动态功耗的概念及其在现代数字电路中的权衡。 8. 耦合机制与逻辑系列简介 本书将对比电阻性负载、二极管逻辑（DL）、电阻晶体管逻辑（RTL）等早期技术，并着重于耦合晶体管逻辑（CTL）和集成注入逻辑（IIL）的结构特点，为理解后续的TTL和CMOS打下坚实基础。 9. 电源调节与线性稳压器 在电源设计领域，我们探讨了晶体管在线性稳压器中的核心作用，包括如何利用串联调整管实现高效率的反馈控制，以及如何设计基准电压源电路，确保系统对输入电压波动的不敏感性。 结语：面向未来的电子系统 《晶体管电路设计与应用》旨在提供一个从物理定律到系统实现的完整认知框架。它不涉及任何复杂的机械运动仿真、结构受力分析或摩擦学研究。它是一本关于如何精确控制电流、电压，实现信息处理和信号放大的技术手册，是现代电子工程领域不可或缺的理论与实践指南。掌握了这些，读者将具备设计和分析任何基于晶体管的模拟或数字系统的能力。 --- 本书特色： 深入的数学推导： 严格的微积分和线性代数应用，确保对模型准确性的理解。 SPICE仿真案例： 附带大量实际电路的仿真验证，连接理论与工程实践。 侧重现代工艺： 讨论了纳米级器件的短沟道效应及其对电路性能的限制。
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