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页数:294

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出版时间:2008-7

价格:33.00元

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isbn号码:9787030223296

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• 电子电路
• 电路分析
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《模拟电子技术基础：从理论到应用》 导读： 本书旨在为电子工程、通信工程、自动化、计算机科学等相关专业的学生和工程师提供一套全面、深入且注重实践的模拟电子技术学习指南。我们深知，理解和掌握模拟电子学的基本原理是构建任何复杂电子系统的基石。本书摒弃了过于抽象的纯理论阐述，而是紧密围绕实际电路的工作机制、器件特性及其在典型应用中的行为展开，力求实现理论与实践的完美结合。 --- 第一部分：半导体基础与器件特性 第一章：半导体物理基础 本章将从材料科学的角度切入，详细阐述导体、绝缘体和半导体的基本区别。我们将深入探讨本征半导体和杂质半导体的载流子迁移率、扩散过程。重点解析N型和P型半导体的掺杂机制，以及费米能级在不同条件下的变化。通过微观层面的理解，为后续晶体管的宏观行为奠定坚实基础。本章内容将配有大量能带图和载流子浓度计算示例。 第二章：半导体二极管（Diode） 二极管作为最基本的非线性元件，其特性是模拟电路的起点。本章详述PN结的形成、单向导电性原理。我们将详细分析理想二极管模型、小信号模型和工程模型（如肖特基模型），并对比它们在不同应用场景下的适用性。重点讨论了二极管的实际应用，包括： 整流电路： 半波、全波及桥式整流电路的分析，纹波系数与效率的计算，以及滤波电容的选择与影响。 稳压电路： 齐纳（Zener）二极管的稳压原理、稳压电路的动态特性分析及其局限性。 限幅与钳位电路： 利用二极管的单向导通特性实现信号的幅值控制和电平迁移。 开关应用： 二极管作为快速开关元件在数字电路预处理中的作用。 第三章：双极性结型晶体管（BJT） BJT是模拟电路设计中的核心有源器件。本章系统讲解NPN和PNP晶体管的结构、工作原理及三种基本工作区（截止、放大、饱和）。我们着重分析了晶体管的输入特性曲线和输出特性曲线，并引入了混合$pi$模型和$h$参数模型，用以进行小信号交流分析。 在工作点确定方面，本章详细介绍了偏置电路的设计方法，包括定压偏置、分压偏置、集电极反馈偏置等，并着重讨论了温度稳定性的设计，引入了安全工作区（SOA）的概念，确保器件在长期工作中的可靠性。 第四章：场效应晶体管（FET） 本章聚焦于MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）和JFET（结型场效应晶体管）。我们将深入剖析MOSFET的构建、阈值电压的确定及其在增强型和耗尽型器件中的操作模式。 重点内容包括：MOSFET的跨导特性、输出电阻的确定，以及它们在放大电路中的应用。与BJT的对比分析将贯穿全章，强调MOSFET在高输入阻抗、低功耗设计中的独特优势。同时，本章也覆盖了反馈对FET工作点稳定性的影响。 --- 第二部分：基本放大电路分析与设计 第五章：单级放大电路分析 本章是应用BJT和MOSFET进行实际电路构建的起点。我们首先建立了晶体管的交流小信号模型，并利用该模型对各种单管放大电路进行增益、输入阻抗和输出阻抗的精确计算。 涵盖的电路结构包括： 共射极（CE）/共源（CS）放大器： 深入分析其电压增益、频率响应特性及负载效应。 共基极（CB）/共栅（CG）放大器： 重点讨论其高输入阻抗和低噪声特性。 共集电极（CC）/共漏（CD）放大器（射极/源极跟随器）： 强调其单位电压增益、高输入阻抗和低输出阻抗特性，作为缓冲级的设计范例。 第六章：多级放大电路与频率响应 实际应用中，单级放大器的性能往往不足，需要级联来实现高增益。本章系统介绍多级放大器的耦合方式（直接耦合、阻容耦合、变压器耦合）及其优缺点。 频率响应分析是本章的核心。我们采用波特图（Bode Plot）工具，详细分析了放大器在高频、中频和低频段的响应特性。重点解析了米勒效应（Miller Effect）对高频截止频率的影响，并介绍了中频增益的确定方法。低频响应方面，着重分析了耦合电容和旁路电容对电路的影响。 第七章：反馈放大电路理论 反馈是控制模拟系统性能的关键技术。本章从理论上推导出负反馈对增益、带宽、输入/输出阻抗和失真的影响。我们将使用黑盒反馈拓扑结构分析法（如电压串联、电流并联等）来识别反馈类型。 本章的难点在于稳定性分析。我们将引入复频率的概念，分析极点和零点的位置对系统稳定性的影响，并通过相频特性和增益裕度、相位裕度来判断电路是否会振荡。 --- 第三部分：运算放大器（Op-Amp）与实用电路 第八章：理想运算放大器与基本应用 运算放大器是现代模拟电路的“万能积木”。本章首先定义了理想运放的特性（无限开环增益、零输入阻抗、无限输出阻抗等）。随后，我们利用反馈理论，详细推导了以下核心电路： 反相放大器、同相放大器：输入阻抗与增益的精确控制。 电压跟随器：作为理想缓冲器的应用。 加法器与减法器：线性运算的实现。 积分器与微分器：利用电容的频率依赖性实现信号处理（并分析其实际电路中的噪声问题）。 第九章：有源滤波器设计 本章聚焦于利用运放和无源元件构建高性能滤波器。我们从理论上介绍巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和贝塞尔（Bessel）等几种经典滤波器的幅频特性和相位特性，并分析它们各自的设计权衡（通带平坦度 vs. 阻带衰减 vs. 相位线性度）。 重点讲解Sallen-Key电路等高阶滤波器的设计流程，并提供实际的元器件选型指导，确保滤波器在目标频率范围内的准确性能。 第十章：非线性与信号处理电路 本章探讨运放及相关器件在非线性信号处理中的应用。 比较器与施密特触发器： 比较器的零输入端动态切换、迟滞现象的产生原因及消除方法。 波形发生器： 利用积分器和比较器构建经典的三角波-方波发生器。 乘法器与除法器： 采用跨导电路或对数/指数放大器实现复杂的数学运算。 --- 第四部分：功率放大与电源技术 第十一章：输出级与功率放大器 本章关注电路的输出能力。我们将放大电路的工作点从电压放大区扩展到能够驱动负载的功率输出区。 详细对比分析了A类、B类、AB类和C类功率放大器的效率、线性度和功耗特性。重点讲解了推挽电路（Class B/AB）的设计，分析交叉失真现象及其通过设置适当静态电流来消除的方法。此外，热管理（散热片设计）和保护电路（如限流保护）的设计也将被纳入讨论。 第十二章：线性稳压电源设计 电源电路是所有电子系统的生命线。本章从整流电路出发，系统性地介绍了线性稳压电源的构建。内容包括： 滤波器的优化设计： 平滑脉动直流电压，降低纹波幅度。 串联调整管的设计与选择： 确保调整管在高电压差和高电流下的可靠工作。 集成线性稳压器（如78XX系列）： 内部结构简述、工作原理及应用时的注意事项（如散热和去耦）。 电源的噪声抑制与瞬态响应分析。 --- 附录 附录部分提供实用的工程参考资料，包括：BJT和MOSFET的关键参数速查表、常用电阻/电容/电感值标准、SPICE仿真软件的基本建模与仿真步骤指导，以及典型的实验验证案例分析。 本书特点： 深度结合工程实例： 每一核心概念后都附有“工程实践案例”，展示器件的真实参数和应用限制。 强调稳定性分析： 不仅关注电路的理想功能实现，更侧重于温度、电源波动和元件老化下的长期可靠性。 工具导向性： 鼓励读者使用仿真工具验证理论计算结果，弥合理论与实际测量之间的差距。

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这本书的叙事风格简直像是在进行一场精彩的“技术辩论”。作者的语言非常富有感染力，他似乎总是在与读者进行一种心照不宣的交流。比如，在介绍数字电路的异步复位设计时，他先是描述了一种常见的、看似简单的设计方法，紧接着话锋一转，用非常幽默的口吻指出这种设计在特定时钟域交叉时的“隐患”，然后提出了更为健壮的同步复位方案，并解释了为什么后者在可靠性上更胜一筹。这种对比和引导，使得复杂的时序问题变得不再枯燥。此外，书中对基础理论的引入也极为巧妙。例如，在讲到滤波器设计时，它没有直接给出巴特沃斯、切比雪夫的复杂公式，而是通过一个“想要平滑掉电源上的恼人杂音”的故事开场，从听觉体验出发，自然而然地过渡到频率响应的概念，这种以用户体验为核心的知识引入，让人在不知不觉中吸收了高阶知识。这本书的知识密度很高，但由于其精妙的结构和富有启发性的表达，阅读过程中的“认知负荷”被控制得非常好，读完后非但没有产生疲惫感，反而有一种知识被彻底内化的充实感。

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我必须强调这本书在“器件选型哲学”上的独到见解。现在市面上的电子产品迭代速度极快，很多设计指南往往会过时。而这本书似乎超越了特定元件的限制，关注的是设计背后的通用原则。作者反复强调“平衡”——在成本、性能、功耗和可靠性这四个维度之间寻找最优解。例如，在设计一个便携式设备时，书中详细对比了不同封装（SOT-23, QFN等）的散热性能和可焊接性，并提供了量化的评估表格，帮助读者权衡取舍。最让我印象深刻的是它对“过设计”的批判。作者认为，很多工程师为了追求“绝对完美”，倾向于使用远超实际需求的昂贵元件，导致成本飙升。书中给出了如何通过精确的容差分析和噪声裕度计算，来确定最小可行性能指标（Minimum Viable Performance），从而指导我们选择性价比最高的方案。这种务实的、以商业目标驱动的设计理念，对于正在项目一线奋斗的人来说，是无价之宝。它教会我的不是如何堆砌最先进的芯片，而是如何用最恰当的工具解决最实际的问题，这一点，是其他许多专注于“尖端技术展示”的书籍所无法比拟的。

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我是一名从事工业自动化调试的技术人员，对快速验证和原型设计有着极高的要求。市面上很多电路设计书籍，侧重点往往偏向于芯片数据手册的堆砌，或是停留在纯粹的理论推导上，真正能拿来“上手”的实操指导少之又少。然而，这本书在“实践”二字上做到了名副其实。它有一整个章节专门讲解了如何利用低成本的开发板进行硬件功能的快速验证，包括如何正确地焊接贴片元件（SMD）而不至于虚焊，如何安全地进行高压测试，甚至连调试工具（示波器、逻辑分析仪）的最佳探头使用技巧都做了详尽的图解说明。更让我惊喜的是，书中提供的所有设计案例，都附带了对应的PCB布局图的“坏板”与“好板”对比分析。通过对比那些因布局不佳导致的信号完整性问题（如串扰、反射），读者能直观地领悟到PCB设计对于最终产品性能的关键影响。这种把理论知识与具体的物理实现紧密结合的编排方式，极大地提升了我的实战能力。它教会我的不仅仅是如何设计电路，更是如何设计一个“能稳定工作”的电路。

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这本书的装帧设计真是充满了复古的工业美感，封面那种略带磨砂质感的深蓝色调，配上那些像是电路板走线一样的银色线条，让人一看就觉得这不是一本空洞的理论教材。我当初在书店里被它吸引，主要是被书脊上那个小小的、手绘风格的晶体管图案给打动了。翻开内页，纸张的厚度和色泽都非常考究，油墨印刷得很均匀，即便是最小的电阻值和电容标记也能看得一清二楚，阅读体验极佳。内容上，我必须得说，作者在叙述上选择了非常接地气的方式。他没有一上来就抛出那些让人望而生畏的微分方程和拉普拉斯变换，而是从一个面包板上的基础搭建开始，逐步引导我们理解各个元器件是如何协同工作的。比如，讲到运放的应用时，不是直接给出一个公式，而是先描绘了一个现实中需要解决的信号放大需求场景，再一步步推导出电路结构，这种“问题驱动”的学习路径，极大地降低了初学者的入门门槛。尤其值得称赞的是，书里穿插了大量的“陷阱与对策”环节，专门指出了新手在实际操作中常犯的错误，比如电源去耦电容的选择误区、地线布局的“拉地效应”等，这些经验之谈，比教科书上的标准答案要宝贵得多。阅读这本书的过程，更像是在跟一位经验丰富的老工程师在工作室里一起动手做项目，充满了发现和解决问题的乐趣。

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说实话，我本来对手册类的书籍有点敬而远之，总觉得它们要么过于学术化，要么就是图文并茂但缺乏深度。但《电子电路实践》完全颠覆了我的看法。它的逻辑组织简直像是在搭建一个复杂的乐高模型，层层递进，逻辑链条清晰到不可思议。特别是它对“非线性效应”的处理，简直是教科书级别的范例。作者没有回避现实世界中电子元件的非理想性，而是将其作为研究的重点。例如，在讨论开关电源的纹波抑制时，书中不仅详细分析了理想开关管的切换过程，还用大量的图表展示了寄生电感和电容如何引入振荡和噪声，并提供了多种有针对性的滤波方案，每种方案都给出了具体的元器件选型建议和仿真验证结果。这种严谨中又不失灵活性的讲解方式，让人感觉自己不是在死记硬背知识点，而是在掌握一套可以应对复杂工程挑战的“思维框架”。我记得有一次我在做一个高精度ADC的参考电压设计时遇到了漂移问题，翻阅这本书的模拟前端章节，立刻找到了与我情况高度相似的案例分析，里面提到的温度补偿技术，让我茅塞顿开，问题迎刃而解。这本书的价值，不在于它告诉你“是什么”，而在于它告诉你“为什么会这样”以及“如何让它更好”。

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