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isbn号码:9787801725110

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电子技术基础与应用 内容简介 本书深入浅出地介绍了电子技术的基础理论、核心概念以及在现代工程实践中的广泛应用。全书结构严谨，逻辑清晰，力求在保证科学严谨性的同时，兼顾初学者对复杂概念的理解和掌握。本书旨在为电子工程、通信、自动化、计算机科学等相关领域的学生和工程技术人员提供一个全面而扎实的入门和进阶参考。 第一部分：半导体基础与元器件 本部分聚焦于电子技术的基石——半导体物理和基础电子元器件的特性与工作原理。 第一章 半导体基础物理：从能带理论出发，详细阐述了导体、绝缘体和半导体的本质区别。深入分析了本征半导体和掺杂半导体的载流子迁移率、漂移运动与扩散运动。重点讲解了N型和P型半导体的形成机制及其功函数概念。 第二章 PN结理论与二极管：这是器件分析的核心。详细推导了PN结在不同偏置状态下的电势分布、空间电荷区宽度和伏安特性曲线。系统阐述了二极管的理想模型、实际模型及其在电路中的应用，包括开关特性、限幅电路、钳位电路和整流电路的设计与分析。特别讨论了雪崩击穿和隧道效应等非理想现象。 第三章 双极型晶体管（BJT）：全面解析了BJT的物理结构（NPN和PNP）及其工作区划分（截止区、放大区、饱和区）。重点讲解了共射、共基、共集三种组态下的输入输出特性曲线，并基于Ebers-Moll模型推导了晶体管的放大原理。详细介绍了BJT作为开关和放大器的应用电路，包括偏置电路的设计（定比偏置、分压式偏置）以确保工作点稳定。内容覆盖小信号模型（混合$pi$模型）及其在音频放大电路中的应用。 第四章 场效应晶体管（FET）：本章着重介绍结型场效应晶体管（JFET）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的结构、工作原理和特性。特别是对增强型和空穴型MOSFET的导电机制进行了深入剖析。详细讨论了MOSFET在数字电路和模拟电路中的优势，包括其高输入阻抗特性，并介绍了其作为理想开关的应用。 第二部分：模拟电路分析与设计 模拟电路部分是理解信号处理和连续变化的电压电流的基础。 第五章 基本放大电路分析：构建放大器基础框架。分析了单级放大器（BJT和MOSFET）的电压增益、电流增益、输入输出阻抗的计算方法。系统梳理了耦合技术（阻容耦合、直接耦合）及其对低频响应的影响。 第六章 频率响应与反馈放大器：探讨放大器在高频和低频段的性能衰减。详细分析了高频段的米勒效应和中频增益的确定。重点讲解了负反馈（电压串联、电流并联等四种基本组态）对放大器增益、带宽、输入输出阻抗和失真率的影响，并论述了负反馈在提高电路稳定性中的关键作用。 第七章 运算放大器（Op-Amp）：作为理想化的集成器件，运放是模拟电路的核心。本章首先定义理想运放的特性。随后，详细分析了反相放大器、同相放大器、求和电路、差动放大器、积分器和微分器等经典应用电路的数学模型和功能实现。 第八章 信号源与波形发生器：介绍如何产生特定波形的电子信号。详细分析了RC振荡器（如文氏桥式）、电感电容振荡器（LC振荡器，如哈特莱振荡器和科拉皮茨振荡器）的工作原理及起振条件。最后，重点讲解了555定时器芯片在无稳态、单稳态工作模式下的应用，以及如何利用它来设计方波和脉冲发生电路。 第三部分：数制、逻辑与数字系统 本部分转向离散信号和二进制逻辑，是现代信息处理的基础。 第九章 数制与布尔代数：系统介绍二进制、八进制、十六进制与十进制之间的转换方法。详细阐述了布尔代数的运算法则、德摩根定理等，并介绍常用的逻辑函数表示法。 第十章 组合逻辑电路：深入讲解了基本逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR）的电路实现。系统学习使用卡诺图（Karnaugh Map）和布尔代数简化复杂逻辑表达式的方法。重点分析了译码器、编码器、数据选择器（MUX）和数据分配器（DEMUX）的功能与应用。 第十一章 组合逻辑芯片与算术电路：介绍了标准中小规模集成电路（SSI/MSI）的逻辑功能。详细分析了半加器、全加器、串行加法器和并行加法器的设计原理，并探讨了数据比较器和优先编码器的实现。 第十二章 存储器与时序逻辑电路：转向包含记忆功能的电路。详细分析了基本锁存器（Latch）和触发器（Flip-Flop，如SR, JK, D, T型）的建立时间、保持时间及状态转移特性。系统地介绍了寄存器、移位寄存器以及异步/同步计数器的设计与工作流程。最后，探讨了有限状态机（FSM）的设计方法，包括状态图和状态表。 第四部分：电力电子与电源技术 本部分关注大功率控制和直流/交流电源的转换技术。 第十三章 电力电子器件基础：介绍功率半导体器件，如晶闸管（SCR）、双向晶闸管（TRIAC）和功率MOSFET（功率管）的特性。重点分析了SCR的触发、导通和关断条件，并探讨了其在可控整流电路中的作用。 第十四章 直流电源与开关电源：详细讲解了线性稳压电源的基本组成（变压、整流、滤波、稳压）。特别侧重于现代高效的开关型稳压电源（如Buck, Boost, Buck-Boost）的工作原理，分析其通过PWM控制实现高效率稳定输出的机制。 全书配有大量的例题、设计实例和实验指导，确保理论与实践紧密结合，帮助读者建立强大的电子系统分析与设计能力。

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这本书的语言风格，从头到尾都保持着一种高度的学术严谨性，这固然是优点，但也无形中增加了解读的难度。它大量使用了复杂的数学推导和高度专业化的术语，使得非物理专业背景的读者，或者初次接触该领域的学生，很容易在密集的公式和符号中迷失方向。我感觉自己不是在阅读一本指导我们动手操作的指南，而是在啃食一篇篇难度极高的研究综述。例如，在讲解电磁学实验时，对矢量场的处理和积分方程的运用，其详尽程度已经远超出了大多数本科实验所要求的深度。虽然精确性值得称赞，但这种过度的理论化，削弱了其实用价值。实验的精髓，很大一部分在于“感受”物理规律的体现，在于那从粗糙到精确的迭代过程。然而，这本书似乎跳过了这个“感受”的过程，直接将读者推到了理论的制高点，要求读者在未曾“行走”过实验路径的情况下，就先要理解“登顶”的理论依据。这种教学方式，虽然培养了少数理论天赋极高的学生，但对于更广大的、需要扎实动手能力的群体来说，这本书的亲和力明显不足。

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如果说一本好的实验教材应该像一位细心的向导，那么这本书更像是一份结构清晰但地图过于简化的行程规划。它的结构划分清晰，章节安排逻辑性强，理论基础的铺陈也算得上是滴水不漏。但是，当你真的进入到每一个具体的实验项目时，那种“缺失感”就愈发明显了。例如，在介绍数据采集和误差分析的章节中，虽然提到了最小二乘法等统计工具，但对于如何在软件（比如Excel或更专业的编程环境）中快速有效地实现这些计算，并没有给出任何实际的指导或案例演示。如今的物理实验早已与计算机技术密不可分，数据处理的速度和准确性极大地依赖于软件工具的使用。这本书似乎刻意回避了这部分“工程”内容，仿佛实验的终点止于笔算和纸面分析。这使得读者在完成理论推导后，面对实际的海量数据时，会感到无从下手，不得不转向其他资源去学习如何“操作”电脑，而不是专注于“理解”数据背后的物理意义。这种对现代实验技术环境的忽视，使得这本书在时效性和实用性上大打折扣。

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这本书的装帧设计确实吸引人，那种沉稳又不失现代感的封面，让人一眼就能感受到它严谨的学术气息。我第一次拿到手里的时候，就被那种厚重感所折服，预感里面一定蕴含着丰富的知识。然而，当我翻开目录，开始探寻其中的奥秘时，那种期待却逐渐被一种深深的困惑所取代。我原本以为会看到对经典实验原理的细致剖析，对实验数据处理的详尽指导，甚至是那些在教科书上被轻描淡写，但在实际操作中却至关重要的“小窍门”。可惜，这本书似乎更侧重于理论框架的构建，对于如何将那些抽象的公式和定律，转化为实验室里可以操作、可以观察的实际步骤，着墨甚少。它更像是一本高屋建瓴的理论综述，而非一本能陪伴实验者度过每一次测量的实用手册。比如，对于误差分析的讨论，虽然理论上阐述了系统误差和随机误差的区别，但在如何选择合适的仪器、如何辨识并最小化特定实验中的系统误差时，内容显得有些苍白无力。我期待的是那些充满实践智慧的“陷阱”提示，而不是教科书上就能找到的定义重述。这种知识结构的失衡，让这本书在实际应用层面上，少了几分火候，多了几分“纸上谈兵”的遗憾。

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读完这本书，我的第一感受是，作者的学术功底毋庸置疑，其对物理学基本原理的理解之深厚，透过字里行间不时流露出的那种洞察力，确实令人敬佩。但是，作为一本“实验”指导书，它在“可操作性”和“趣味性”的平衡上，做得并不尽如人意。实验环节的设计，似乎更偏向于展示某些物理现象的宏观结果，而非引导学生深入理解微观机制或仪器的工作原理。比如，在涉及光学实验的部分，虽然提到了光的干涉和衍射，但对于如何精确地调整光路，如何克服环境温度、气流等细微因素对测量结果的干扰，描述得过于简略。很多关键的步骤和技巧，都需要读者自行去查阅其他资料，或者干脆在实际操作中“碰壁”后才能领悟。这种“留白”的处理，对于已经具备相当实验基础的人来说，或许是一种挑战，但对于初学者而言，无疑是设置了太多的门槛。我希望看到的是，作者能像一位经验丰富的老教师一样，耐心地告诉我们：“当你看不到清晰的干涉条纹时，首先应该检查你的光源是否稳定，然后是检查镜面的清洁度……”这种融入了实践经验的叙述，才是真正有价值的“实验指导”。

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这本书在对实验仪器的描述上，也显得有些过于概括和理想化。它似乎假设读者面对的都是最理想状态下的、功能完备的精密仪器，并且这些仪器能够完美地、无偏差地工作。现实情况是，实验室里的设备往往带有历史的痕迹，性能各有不同，甚至可能存在一些难以察觉的“脾气”。一本优秀的实验指导书，应该教会学生如何与这些“不完美”的设备打交道。比如，如何校准一个老旧的万用表，如何识别传感器漂移的早期信号，或者在没有备件时如何临时解决一个小故障。这本书在这方面几乎是空白的，它更多地聚焦于“应该是什么样子”，而不是“通常是什么样子”。这种描述方式，虽然能清晰地展示理想化的物理模型，却未能帮助读者建立起一种实事求是的、面对现实挑战的实验态度。它提供了一种“完美世界”的蓝图，但我们身处的，终究是充满各种限制和不确定性的真实世界。因此，这本书更像是物理定律的美学展示，而非科学实践的生存指南。

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