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出版者:McGraw-Hill Inc.,US

作者:Texas Instruments Incorporated

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1963-01-01

价格:USD 49.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780070637375

丛书系列:

图书标签:

• Transistor
• Circuit
• Design
• Analog
• Digital
• Electronics
• Semiconductor
• Amplifier
• Oscillator
• Filter
• VLSI

《模拟电子技术基础与应用：从器件到系统》 一本全面深入、紧密结合工程实践的模拟电子学权威指南 内容概述 本书旨在为电子工程、通信工程、自动化以及相关领域的学生和工程师提供一套系统、深入且高度实用的模拟电子技术知识体系。我们摒弃了纯粹的理论堆砌，将重点放在核心器件的物理机制、电路分析的实用方法以及系统级应用的完整流程。全书以“从微观到宏观，从元件到系统”的逻辑展开，确保读者不仅知其然，更能解其所以然。 全书共分为五大部分，共十八章。 --- 第一部分：半导体器件的物理基础与特性（1-4章） 本部分是理解一切模拟电路工作原理的基石。我们不会将半导体物理学复杂化，而是聚焦于对电路设计至关重要的工程模型。 第一章：半导体基础与PN结 详细阐述了P型和N型半导体的掺杂过程、载流子输运机制（漂移与扩散）。重点分析了PN结在平衡态、正向偏置和反向偏置下的电势分布、空间电荷区宽度和伏安特性。引入了小信号模型的概念，解释了结电容对高频响应的影响。 第二章：二极管及其应用 系统介绍了标准PN结二极管、肖特基二极管（及其在开关应用中的优势）、齐纳二极管（作为稳压元件的精确模型）。通过大量的实例，深入探讨了二极管作为限幅器、钳位电路、开关的工作原理和设计考量，特别关注了瞬态响应和热效应。 第三章：双极性晶体管（BJT）——共性与特性 本章是BJT分析的核心。从Ebers-Moll模型入手，深入剖析了共射、共基、共集电路的基本工作区划分（截止、放大、饱和）。详细推导了晶体管的混合$pi$模型和$ ext{r}_{ ext{e}}$模型，并明确指出了两者在不同频率和不同分析任务中的适用场景。首次引入了增益、输入阻抗、输出阻抗的精确计算方法。 第四章：场效应晶体管（FET）的深度解析 本部分聚焦于MOSFET（增强型和耗尽型）和JFET。详细讲解了MOSFET的四种工作状态（截止、弱反型、强反型和饱和区），并着重分析了阈值电压的调控（亚阈值斜率）及其对低功耗设计的影响。与BJT对比，强调了MOSFET在输入阻抗和开关速度上的优势与局限。 --- 第二部分：单级放大电路与偏置技术（5-7章） 本部分将器件模型转化为可用的放大单元，是模拟电路设计的核心环节。 第五章：晶体管偏置电路设计 强调稳定偏置点的重要性。系统介绍了定电流源偏置、分压器偏置等经典方法，并引入了电路对温度和$eta$（或$g_m$）变化的敏感性分析。重点讲解了如何使用晶体管作为有源负载来优化增益和功耗。 第六章：基本单级放大器分析 以共射、共源配置为核心，全面推导了其小信号增益、输入/输出阻抗以及带宽特性。深入分析了旁路电容和耦合电容对频率响应曲线（波特图）的影响，并演示了如何利用电容实现高通和低通滤波功能。 第七章：复合放大器与效率优化 探讨了共集（跟随器）和共基（共源）配置作为信号缓冲和高频处理单元的作用。详细分析了推挽（Push-Pull）结构的原理，以及如何通过功耗和失真之间的权衡来优化输出级效率。 --- 第三部分：多级放大器、反馈与频率响应（8-11章） 本部分将单个放大单元提升到复杂系统层面，是实现高精度、宽带宽设计的关键。 第八章：多级放大器的级联与设计 讲解了多级放大器如何通过级联、共源共基组合（共源共基对）来扩展带宽和提高线性度。重点讨论了级间匹配的必要性，以及如何通过设计实现频率补偿，防止多级系统振荡。 第九章：负反馈理论与应用 这是理论深度较高的章节。全面介绍了负反馈的四大基本组态（串联电压、并联电压、串联电流、并联电流）。通过导入阻抗法，精确计算反馈对增益、输入/输出阻抗和带宽的综合影响。详细分析了相位裕度和增益裕度，作为系统稳定性的定量指标。 第十-十一章：深入频率响应与波特图分析 结合反馈理论，本章深入分析了高频和低频响应。使用米勒定理简化高频等效电路，并精确计算主极点和次极点的位置。讲解了寄生电容对电路极限频率的影响，并介绍了零点对瞬态响应的修正作用。 --- 第四部分：线性运算放大器（Op-Amp）与应用（12-14章） 本部分将理想运算放大器模型与实际器件的非理想特性相结合，是模拟设计应用最广泛的部分。 第十二章：理想运算放大器模型与结构分析 定义了理想运放的五个基本特性（无限开环增益、无限输入阻抗、零输出阻抗、无限带宽、零失调电压）。接着，剖析了实用集成运放的内部结构（输入级、增益级、输出级），解释了失调电压（Offset）和共模抑制比（CMRR）的工程意义。 第十三章：经典的运放电路应用 系统回顾和分析了反相放大器、同相放大器、差分放大器的精确公式。深入讲解了积分器、微分器的实际电路（包括如何使用二极管和电阻解决漂移问题），以及有源滤波器（如Sallen-Key结构）的设计与实现。 第十四章：电流反馈与高精度测量电路 探讨了跨导放大器（OTA）的概念，并重点介绍了仪表放大器（Instrumentation Amplifier）的结构、高CMRR的来源以及其在传感器信号采集中的应用。分析了运放的压摆率（Slew Rate）限制和如何选择合适的运放以避免失真。 --- 第五部分：信号处理与电源管理（15-18章） 本部分将模拟技术扩展到更复杂的系统功能，关注信号的转换和能量的有效利用。 第十五章：波形发生器与稳态振荡器 详细分析了RC正弦波振荡器（如文氏桥）和LC振荡器（如哈特莱、考尔皮兹）的起振条件（Barkhausen准则）。重点讲解了弛张振荡器（如多谐振荡器、555定时器）的工作机制和占空比控制。 第十六章：比较器、过零检测与锁相环（PLL）基础 阐述了比较器的特性（滞环/施密特触发器），并将其应用于方波/三角波转换。初步引入了锁相环（PLL）的基本结构——压控振荡器（VCO）、鉴相器（PD）和环路滤波器，解释了其在频率合成中的作用。 第十七章：线性稳压器与开关电源 对比了线性稳压器（LDO）的原理、效率和噪声特性。重点深入分析了开关模式电源（SMPS）的基本拓扑，包括Buck（降压）、Boost（升压）和Buck-Boost电路的工作模式（CCM/DCM），以及PWM控制在负载调整中的关键作用。 第十八章：数据转换器概述 简要但清晰地介绍了模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的基本原理。重点分析了逐次逼近式ADC（SAR ADC）的内部结构和转换速度瓶颈，并讨论了量化误差和有效位数（ENOB）的概念。 --- 学习特色与目标读者 本书的编写严格遵循“概念清晰、模型准确、设计导向”的原则。每一章节都穿插了大量的“设计实例”和“工程陷阱”分析，旨在弥合课堂理论与实际工程应用之间的鸿沟。 目标读者： 电子科学与技术、微电子学等专业本科高年级学生。 对模拟电路设计有深入学习需求的研究生。 从事集成电路设计、系统级信号调理、电源管理及嵌入式硬件开发的工程师。 通过学习本书，读者将能够独立完成从特定增益放大器、滤波器到复杂电源管理模块的模拟电路设计、仿真（使用Spice工具）和故障排除。

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