材料科学与工程基础实验教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:

出品人:

页数:231

译者:

出版时间:2008-6

价格:26.00元

装帧:

isbn号码:9787111238881

丛书系列:

图书标签:

• 材料科学
• 材料工程
• 实验教程
• 高等教育
• 大学教材
• 理工科
• 工程技术
• 实践教学
• 材料基础
• 实验指导

晶体管电路设计与应用：从理论到实践的深度探索 本书简介 本书《晶体管电路设计与应用：从理论到实践的深度探索》旨在为电子工程、通信工程、自动化以及相关领域的学生和工程师提供一套全面、深入且极具实践指导意义的晶体管电路学习资源。它不仅仅是一本教科书，更是一本融合了扎实理论基础、前沿设计方法与丰富工程实践经验的工具书。 在信息技术飞速发展的今天，晶体管作为现代电子系统的“基石”，其工作原理和应用能力构成了理解和设计任何复杂电子系统的先决条件。本书聚焦于双极性结型晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）这两大核心器件，系统地剖析了它们在各类电路结构中的行为、特性以及优化策略。 全书结构精心设计，层层递进，确保读者能够从基础概念稳步过渡到复杂的系统级设计。 第一部分：晶体管基础与核心模型 本部分奠定了理解后续所有高级应用的基础。我们首先从半导体物理学的基本概念入手，回顾PN结的形成、载流子输运机制，为理解晶体管的结构和工作模式做好铺垫。 晶体管的物理结构与工作原理： 我们将详细介绍BJT（NPN和PNP）和MOSFET（增强型和结型）的物理结构、掺杂分布和制造工艺的简化模型。重点解析电流的产生、控制机制以及跨导的物理本质。 器件的等效电路模型： 理论联系实际的关键在于模型。本书会深入探讨小信号模型（如混合$pi$模型和$ ext{r}_{ ext{e}}$模型）和直流偏置模型。对于MOSFET，重点分析其平方律模型（Square-Law Model）和更精确的EKV模型（Enz-Krummenacher-Vittoz Model），并讨论这些模型在不同工作区（截止区、线性区、饱和区）的适用性与局限性。此外，我们还将引入高频模型，分析寄生电容和电感对电路性能的影响。 偏置电路设计与稳定性分析： 晶体管的性能高度依赖于其工作点（Q点）的设置。本章详细讲解了多种直流偏置电路的设计方法，包括定点偏置、分压器偏置、自偏置等。着重于分析温度漂移和器件参数（如$eta$值、Vth）变化对Q点稳定性的影响，并提供实用的稳定化技术，如负反馈偏置电路。 第二部分：单级放大电路的设计与分析 放大电路是晶体管最基础也是最重要的应用。本部分专注于分析和设计各类单级放大器，强调性能指标的量化和优化。 共射/共源放大器： 深入分析了共射极（CE）和共源极（CS）放大器的电压增益、输入阻抗和输出阻抗的计算。重点探讨电容耦合与电阻加载对频率响应的影响，并引入米勒效应（Miller Effect）及其在构建高增益放大器中的作用。 共基/共栅放大器与共集电极/源极跟随器： 探讨了共基（CB）和共源极（CG）放大器在高频特性和高输入阻抗方面的优势。对共集电极（CE）和共源极（Source Follower）作为缓冲级（Buffer Stage）的设计进行了详尽的论述，分析其单位电压增益和驱动能力。 晶体管在不同工作区下的应用： 探讨了如何利用晶体管的非线性区，如在开关电路中的应用，包括上升时间、下降时间、存储时间等开关参数的精确估算。 第三部分：多级放大器、反馈与频率响应 在实际应用中，单级放大器往往无法满足高性能要求，因此本书将视线转向多级级联与反馈理论。 多级放大器结构： 详细分析了直接耦合、阻容耦合和变压器耦合多级放大器的优缺点。重点研究了共源-共源（CS-CS）、共源-共基（CS-CG）级联结构在不同频率范围内的性能表现，以及如何通过合理的级联来优化带宽和增益。 负反馈理论在放大器设计中的应用： 负反馈是电子系统稳定的核心。本书系统介绍了四种反馈拓扑结构（电压串联、电流串联、电压并联、电流并联），并使用反馈因子、开环增益和闭环增益的概念，精确分析反馈对输入/输出阻抗、带宽和失真的影响。 频率响应与补偿技术： 讨论了晶体管内部寄生电容导致的低频和高频滚降现象。引入波特图分析，并重点讲解了补偿技术，包括柯蒂斯-莱恩补偿（Miller Compensation）和米勒补偿，以确保负反馈系统的稳定性（相位裕度与增益裕度）。 第四部分：集成电路中的晶体管应用与进阶主题 本部分将视角从分立元件电路提升至集成电路（IC）设计环境，探讨现代半导体技术下的关键电路模块。 差分放大器与运算放大器（Op-Amp）基础： 差分放大器作为CMOS和BJT集成电路的核心单元，其共模抑制比（CMRR）和线性度是设计的关键。本书详细分析了双输入对管的偏置、增益计算，并以此为基础构建了经典的双极型和MOS型运算放大器结构（如两级OTA结构）。 电流镜与有源负载： 详细讲解了晶体管电流源的精度问题，并深入研究了各种电流镜拓扑（如镜像电流源、威尔逊电流镜），以及它们作为有源负载在提高放大器增益和效率中的作用。 噪声分析与低噪声设计： 晶体管电路不可避免地引入热噪声、散弹噪声和闪烁噪声。本书提供了系统的噪声分析方法，包括等效输入噪声电压和电流的计算，并针对射频（RF）和低噪声应用，讲解了如何选择器件和优化偏置点以实现最低噪声因数（NF）。 功率放大器基础： 探讨了晶体管在线性区和开关区（D类）的功率放大应用。重点分析了A类、AB类、B类放大器的效率与失真之间的权衡，并介绍了简单的推挽（Push-Pull）结构。 实践与仿真指导 本书每一章后都附有详细的“工程案例与仿真验证”部分。我们采用行业主流的SPICE仿真工具（如LTSpice或HSPICE）作为辅助设计平台。读者将通过这些实践案例，将理论公式直接应用于仿真环境，观察参数变化对电路性能的实际影响，从而建立起从数学模型到物理实现的直观认识。 面向读者对象： 高等院校电子信息类专业本科生及研究生。 从事硬件设计、模拟电路开发、射频电路设计的工程师。 渴望系统性学习晶体管电路原理和设计方法的自学者。 通过对本书的学习，读者将不仅掌握晶体管电路的“是什么”和“为什么”，更将精通“如何设计”和“如何优化”，为未来处理更复杂的模拟与混合信号系统设计打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，这本书的语言风格是相当沉稳、老练的，但绝不枯燥，反而有一种经得起时间考验的厚重感。它在关键概念的引入上，大量采用了历史发展的脉络作为铺垫，比如追溯到早期冶金学的发现，再连接到现代的计算模拟技术，使得知识的传承性非常清晰。这种历史纵深感让人在学习时，能更深刻地体会到科学发现的来之不易和当前技术的前沿地位。此外，书中对专业术语的定义极其精准，几乎没有歧义，这对于跨学科交流至关重要。排版设计上也可见用心，图文的结合处理得非常协调，那些复杂的结构示意图和实验装置图，都清晰明了，没有出现常见的“图注难以对应正文”的问题。整体感觉就像在阅读一本被精心校订、几易其稿的经典教材，每一个细节都经过了千锤百炼，确保了信息的准确传递和知识的稳固吸收。

评分☆☆☆☆☆

这部著作的深入剖析，着实让人对材料的微观世界有了更宏大、也更精细的认识。它并非仅仅罗列实验步骤，更像是引导读者去“感受”材料的行为。书中对于晶体结构、缺陷理论的阐述，那种层层递进的逻辑推演，简直是教科书级别的典范。我尤其欣赏它对现象背后机理的挖掘，比如当讨论到热处理对合金相变的影响时，作者并没有止步于结果的呈现，而是巧妙地将相图的绘制与实际微观形貌的变化串联起来，让复杂的理论变得直观易懂。阅读过程中，我几次停下来反复琢磨那些关于电子结构和能带理论的章节，它们如同导航仪，指引着我们理解材料导电、导热等宏观特性的根本来源。对于一个渴望打好理论基础的初学者来说，这部分内容无疑是宝贵的基石，它构建了一个坚实的知识框架，使得后续更前沿、更复杂的材料设计理念都有了可依托的理论支撑。这种由基础到深入，由宏观到微观的叙事手法，极大地提升了阅读体验的层次感和厚重感，读完后，感觉看待任何材料时，都会不自觉地联想到它内部的原子排列和能量状态。

评分☆☆☆☆☆

我个人对该书在跨学科知识融合方面所做的努力印象最为深刻。它清晰地展示了材料科学与信息技术、环境科学的交叉点。例如，在讨论材料的无损检测技术时，书中并未孤立地介绍超声波或射线检测的原理，而是将其置于整个质量控制体系中，并引入了数据处理和模式识别的初步概念，暗示了利用大数据分析材料状态的可能性。这种前瞻性的视野，极大地拓宽了我们对“材料工程师”角色的认知，不再局限于传统的冶金或陶瓷领域。同时，书中对于可持续性和绿色化学在材料制备中的应用也给予了足够的篇幅，强调了环境友好型材料的研发趋势。这种将传统核心知识与新兴交叉领域紧密结合的处理方式，使得整本书的知识体系显得既扎实又富有活力，对于希望站在科技前沿的读者来说，无疑提供了宝贵的思维跳板和知识储备。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构编排，体现了一种深刻的“工程思维”。它似乎在刻意地模仿一个真实的研发流程，从基础的材料表征技术开始，逐步过渡到性能测试与失效分析，最后落脚于材料的制备工艺优化。这种布局使得学习者能够清晰地看到材料科学如何从实验室走向工业化应用。特别是关于力学性能测试那一章，它不仅详细介绍了拉伸、压缩等基本测试，还引入了疲劳和蠕变等更贴近实际服役环境的测试方法，并且对测试曲线的斜率、拐点等关键特征的物理意义进行了细致的解读。当我对照书中的图谱去解读那些陌生的工程数据时，那些原本晦涩难懂的数字和曲线，瞬间就变得鲜活起来，仿佛材料本身在向我诉说它的“遭遇”。这种以应用为导向，以问题为驱动的叙事风格，让学习过程充满了目的性和挑战性，有效避免了纯理论学习中容易产生的“脱离实际”的空泛感。

评分☆☆☆☆☆

翻阅这本实验指导书，最让人惊喜的是它对实验操作规范性的极致追求。不同于市面上那些流于表面的操作指南，这里的每一个步骤都浸透着严谨的科学态度和对安全性的高度重视。比如，在进行高精度称量和溶液配制时，作者细致到连环境温湿度的控制要求都明确标注，这对于追求精确结果的研究人员来说，是极为关键的细节。更值得称道的是，它对于误差来源的分析异常透彻。它不回避实验中常见的问题，而是主动剖析了系统误差和随机误差的产生机制，并提供了切实可行的改进措施，这远超出了普通实验手册的范畴，更像是一位经验丰富的老教授在耳边亲自指导。我发现，仅仅是阅读关于金相磨抛环节的描述，就已经能预感到自己下一轮的实验成品会更加完美，因为书中对抛光液的选择、施力角度的微调等“艺术性”的环节，都用量化的语言进行了阐释。这种将操作技巧提升到科学方法论层面的处理方式，极大地提升了实验的可靠性和可重复性，对于培养规范的实验习惯至关重要。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆