Op-Amps and Linear Integrated Circuits (4th Edition) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prentice Hall

作者:Ram Gayakwad

出品人:

页数:543

译者:

出版时间:1999-09-03

价格:USD 141.80

装帧:Hardcover

isbn号码:9780132808682

丛书系列:

图书标签:

• Op-Amps
• Linear Integrated Circuits
• Analog Circuits
• Electronics
• Engineering
• Textbook
• 4th Edition
• Robert F
• Coughlin
• Frederick Driscoll
• Semiconductor Devices

《运算放大器与线性集成电路（第4版）》图书简介 本书深入探讨了运算放大器（Op-Amps）和线性集成电路（Linear Integrated Circuits）的核心概念、设计原理、应用以及相关的理论知识。作为该领域的权威指南，本书内容详实，结构严谨，旨在为读者提供全面而深入的理解，无论您是电子工程领域的学生、研究人员，还是希望拓展相关知识的专业工程师，都能从中获益。 核心概念与基础理论 本书的开篇将读者带入运算放大器的基本世界。我们从理解理想运算放大器的模型入手，详细阐述其无穷大的开环增益、无穷大的输入阻抗以及零输出阻抗等关键特性。在此基础上，本书将深入剖析运算放大器实际工作中的各种非理想因素，例如有限的开环增益、有限的输入阻抗、非零的输出阻抗、输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、共模抑制比（CMRR）、电源抑制比（PSRR）、压摆率（Slew Rate）以及有限的带宽等。这些非理想因素的详细分析，有助于读者理解实际电路行为与理想模型之间的差异，并为设计和分析实际电路提供坚实的基础。 接着，本书将重点介绍运算放大器的内部结构和工作原理。读者将了解差动放大器（Differential Amplifier）在运算放大器中的关键作用，包括其放大、抑制共模信号的能力。随后，我们将探讨多级放大器的设计，以实现更高的增益和更好的性能。补偿技术（Compensation Techniques）也是本书的重点内容，通过分析频率响应和稳定性，我们将详细介绍如何通过零极点补偿、米勒补偿等方法来确保运算放大器在高频下的稳定工作。 基本应用电路分析与设计 在掌握了运算放大器的基础理论后，本书将带领读者深入探索其在各种经典线性电路中的广泛应用。 信号放大电路： 从最基本的同相比例（同相）放大器和反相比例（反相）放大器开始，本书将详细推导其电压增益，并分析不同电阻值对增益的影响。我们将探讨电压跟随器（Voltage Follower）作为缓冲器的应用，以及其在驱动低阻抗负载时的重要性。此外，本书还将介绍差动放大器（Differential Amplifier）的电路结构和工作原理，并阐述其在信号测量、抑制噪声等方面的优势。 滤波器电路： 滤波器是信号处理中不可或缺的部分。本书将详细介绍如何利用运算放大器构建各种有源滤波器，包括低通滤波器（Low-Pass Filter）、高通滤波器（High-Pass Filter）、带通滤波器（Band-Pass Filter）和带阻滤波器（Band-Stop Filter）。我们将深入分析巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和贝塞尔（Bessel）等不同滤波器类型的特性，并讲解如何设计具有特定截止频率、增益和阶数的滤波器电路。 信号发生器电路： 本书将介绍如何利用运算放大器设计产生各种波形信号的电路，例如方波发生器（Square Wave Generator）、三角波发生器（Triangle Wave Generator）和正弦波发生器（Sine Wave Generator）。我们将详细分析多谐振荡器（Multivibrator）的工作原理，以及如何通过RC网络和比较器电路实现各种振荡功能。 信号处理电路： 除了上述基本应用，本书还将涵盖一系列重要的信号处理电路，包括： 积分器（Integrator）和微分器（Differentiator）： 它们在模拟计算机、信号整形等领域有着广泛应用。我们将详细分析其工作原理和限制因素，例如偏移误差和频率响应。 加法器（Adder）和减法器（Subtractor）： 用于实现模拟信号的加减运算。 比较器（Comparator）： 用于将输入信号与参考电压进行比较，常用于阈值检测、整形等场合。我们将介绍带滞后（Hysteresis）的比较器，以提高抗噪声能力。 电压基准源（Voltage Reference）： 提供稳定精确的参考电压，对许多模拟电路至关重要。 更高级的主题与集成电路 随着读者对基础知识的掌握，本书将逐步引入更高级的主题和线性集成电路的实际应用。 运算放大器的频率响应与稳定性： 这是确保电路可靠工作的关键。本书将深入分析运算放大器的开环和闭环频率响应，讲解伯德图（Bode Plot）的绘制和解读，以及如何通过相位裕度（Phase Margin）和增益裕度（Gain Margin）来评估电路的稳定性。补偿技术，如极点补偿（Pole Compensation）和零极点补偿（Zero-Pole Compensation），将被详细介绍，以克服运算放大器的频率限制。 电源电压转换与稳压器： 介绍如何使用运算放大器和其他组件设计高效的电源稳压电路，包括线性稳压器（Linear Regulators）和开关稳压器（Switching Regulators）。我们将分析不同稳压器的工作原理，以及如何选择合适的组件以满足特定的电源需求。 模拟乘法器与解乘器（Analog Multiplier and Demodulator）： 本书将探讨如何利用运算放大器实现模拟信号的乘法功能，以及在通信系统中如何使用模拟乘法器进行解调。 精密测量与数据采集： 介绍如何利用运算放大器构建高精度的传感器接口电路，以及在数据采集系统中如何使用放大器和采样保持电路。 其他线性集成电路： 除了运算放大器，本书还将介绍其他重要的线性集成电路，例如： 定时器集成电路（Timer ICs），如555定时器： 广泛用于定时、振荡、脉冲发生等应用。 锁相环（Phase-Locked Loop, PLL）： 用于频率合成、时钟恢复、解调等。 电压-频率转换器（Voltage-to-Frequency Converter, VFC）和频率-电压转换器（Frequency-to-Voltage Converter, FVC）： 将模拟信号与数字信号进行转换。 数据转换器（Data Converters），包括数模转换器（Digital-to-Analog Converter, DAC）和模数转换器（Analog-to-Digital Converter, ADC）： 它们是将模拟世界与数字世界连接起来的关键器件。本书将重点介绍这些器件的基本原理、类型和应用。 实践指导与工程考量 本书不仅仅停留在理论层面，还非常注重实践指导和工程考量。 实际元器件选择与限制： 在分析电路时，本书会充分考虑实际元器件的参数限制，如输入偏置电流、输入失调电压、压摆率、带宽等，并分析这些限制对电路性能的影响。 PCB布局与接地技巧： 对于实际电路设计，PCB布局至关重要。本书将提供关于良好PCB布局实践的指导，包括信号布线、电源分配、接地策略等，以最小化噪声和寄生效应。 故障排除与调试： 针对实际电路中可能出现的各种问题，本书将提供故障排除的思路和方法，帮助读者快速定位和解决问题。 行业标准与发展趋势： 本书还将适时介绍一些行业标准，并展望运算放大器和线性集成电路领域未来的发展趋势，例如更高性能、更低功耗、集成度更高的解决方案。 学习目标 通过学习本书，读者将能够： 深刻理解运算放大器的基本原理和非理想特性。 掌握运算放大器在放大、滤波、信号生成、信号处理等方面的核心应用电路的设计与分析方法。 熟悉其他重要的线性集成电路的功能与应用。 了解影响电路性能的关键工程因素，并能进行合理的元器件选择和电路设计。 具备分析和解决实际电路问题以及进行电路调试的能力。 本书以清晰的逻辑、丰富的图示和深入的分析，力求成为您学习运算放大器与线性集成电路的得力助手，助您在电子工程领域取得更大的成就。

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翻开这本厚厚的《Op-Amps and Linear Integrated Circuits》，立刻被它那严谨而详尽的结构所吸引。我尤其欣赏作者在开篇对基本半导体器件原理的梳理，那部分内容绝非泛泛而谈，而是深入到了PN结的能带理论，以及BJT和MOSFET在不同工作区下的精确模型。读完后，我对运算放大器内部的那些精妙的偏置电路和输入级设计有了前所未有的清晰认识，仿佛能亲眼看到电流镜是如何精确地稳定基准电压的。书中对于各种反馈拓扑的分析也做得极其到位，特别是对非理想效应的讨论，例如输入失调电压、共模抑制比（CMRR）的实际影响，以及摆率（Slew Rate）限制如何决定了高频信号的保真度，这些都是在很多初级教材中被一带而过却至关重要的内容。作者似乎深知读者在实际应用中会遇到的痛点，因此花了大量篇幅讲解如何利用仿真工具（比如SPICE）来验证设计，并对比了理想模型与实际器件参数的差异，这种理论与实践紧密结合的方式，让学习过程充满了发现的乐趣，远超出一本教科书的预期。

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我对这本书在后半部分对特定应用电路的覆盖深度感到由衷的敬佩。它不仅仅停留在基础放大器和比较器上，而是扩展到了许多工业和专业领域的核心技术。比如，书中对数据转换器（ADC和DAC）的架构进行了详尽的对比分析，从最简单的R-2R梯形网络到更现代的流水线（Pipelined）和Sigma-Delta调制器，作者详细阐述了每种架构的优势、精度限制以及噪声整形技术。特别是关于Sigma-Delta转换器的部分，它并没有将过采样率和噪声整形系数仅仅作为设计参数抛出，而是结合了z域分析，解释了量化噪声是如何被有效地推移到更高的频率范围并被数字滤波器去除的物理原理。这种对细节的极致追求，使得这本书不仅适合课堂教学，更像是工程师案头的“工具书”，每当遇到新的设计挑战，总能在其中找到成熟的理论指导和前沿的思路。

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读完这本书，我最大的感受是，它成功地架设起了一座从“理想元件思维”到“真实世界电路设计”的坚固桥梁。书中的图例和实验设置都非常贴合实际工作环境。举个例子，在讲解电源抑制比（PSRR）时，作者没有满足于给出一个公式，而是详细说明了工艺制造中，电源轨噪声是如何通过内部反馈网络耦合到输出端的，并提供了诸如增加旁路电容或优化输入偏置电流的实用技巧。再者，它对高速信号处理的讲解，特别是关于传输线效应和阻抗匹配的章节，虽然不是本书的主旨，但其穿插其中的警告和建议，显示了作者对现代电子系统设计复杂性的深刻理解。我发现自己开始习惯于在设计电路时，主动去考虑诸如散热、PCB布局对高频性能的影响，这种“系统级”的思维转变，才是这本书带给我最宝贵的财富。

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坦白说，这本书的阅读体验是充满挑战但极富回报的。它要求读者具备扎实的微积分基础和一定的线性代数知识，因为很多分析都依赖于拉普拉斯变换和矩阵运算。然而，一旦跨过这些数学门槛，读者便能领略到模拟电路设计的美妙和严谨。作者对低噪声放大器（LNA）的设计剖析尤其精彩，它巧妙地平衡了噪声系数（NF）和增益之间的关系，并引入了增益对角（Gain-Noise Figure Trade-off）的概念，这对于射频前端设计人员来说是至关重要的直觉。此外，书中对各种电压基准源（Voltage Reference）的细致比较——从齐纳击穿型到带隙基准（Bandgap Reference）的内部工作机理和温度漂移分析——都达到了教科书的最高标准。这本书不仅仅是关于运算放大器的工作原理，更是关于如何用最少的资源，在最苛刻的环境下，实现最稳定、最精确的信号调理艺术的深度探讨。

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这本书的叙事节奏把握得非常精准，绝不是那种干巴巴堆砌公式的理工读物。初读时，我对模拟电路那种晦涩难懂的印象被彻底颠覆了。它更像是一位经验丰富的工程师在手把手地教你如何“驯服”那些看似桀骜不驯的线性IC。例如，在介绍有源滤波器设计时，它没有直接抛出巴特沃斯或切比雪夫的传递函数，而是先用波德图演示了不同响应曲线的物理意义和权衡取舍——通带的平坦度与过渡带的陡峭程度之间的矛盾是如何通过选择不同的极点配置来解决的。更让我印象深刻的是，书中对锁相环（PLL）的章节进行了深入浅出的剖析，从VCO（压控振荡器）的非线性特性到鉴相器的积分器设计，每一步的推导都清晰可见，让我这个过去对频率合成望而生畏的人，现在也能自信地搭建和分析一个基本的频率合成器原型。这种循序渐进、层层递进的讲解方式，极大地降低了复杂概念的学习门槛。

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