电路和电子技术(上)

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isbn号码:9786400096706
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  • 电路分析
  • 电子技术
  • 模拟电路
  • 基础电子学
  • 电路原理
  • 电子元件
  • 半导体
  • 线性电路
  • 电路设计
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具体描述

电子工程基础理论与实践:从宏观到微观的系统探索 本书旨在为初学者和希望巩固基础的工程师提供一个全面、深入的电子工程知识体系。它着眼于理论与实际应用的紧密结合,构建起一座从抽象概念到具体电路实现的坚实桥梁。 本书的叙事结构遵循循序渐进的逻辑,首先从最基本的电学原理入手,逐步深入到半导体器件的物理特性,最终过渡到复杂的系统级设计。我们深知,理解电子技术的精髓,必须扎根于扎实的数学和物理基础之上。 第一部分:电路分析的基石——从静态到动态 本部分专注于构建读者对电路基本行为的精确认知。我们不会停留在简单的欧姆定律层面,而是深入探讨电路在不同激励条件下的响应机制。 1. 基础定律的严谨推导与应用 我们从电荷、电流、电压的定义出发,系统地阐述了基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)的物理意义及其在复杂网络分析中的普适性。随后,引入节点电压法和网孔电流法,并辅以大量实例展示如何通过这些方法高效求解多回路电路的稳态解。重点区分了受控源和独立源在分析中的角色差异。 2. 线性电路的稳态与暂态分析 对于线性有源、无源网络,我们引入了网络定理,如叠加定理、戴维南定理和诺顿定理。这些工具不仅简化了电路的等效表示,更是理解电路模块化设计思想的关键。 暂态分析是理解电路动态特性的核心。本书详细讲解了电容和电感的储能特性,并将其融入一阶和二阶电路的微分方程求解。我们不仅求解了源的阶跃响应和斜坡响应,还着重探讨了时间常数和阻尼振荡对系统性能的影响。对于更复杂的含储能元件的电路,拉普拉斯变换作为强大的代数工具被引入,用以统一处理暂态和稳态分析,揭示系统在复频域的内在特性。 3. 交流稳态分析与频率响应 交流分析是处理周期性信号的必然要求。本书使用相量法,将时域的微分运算转化为频域的代数运算,极大地简化了交流稳态电路的分析过程。阻抗和导纳的概念被详细剖析,并应用于RLC串联和并联谐振电路的分析。我们深入探讨了谐振现象的Q值、带宽以及对信号选择性的影响。 频率响应分析是理解滤波器设计的基础。通过波特图(Bode Plot)的绘制和解读,读者将掌握如何评估电路对不同频率信号的衰减或增强作用,为后续的信号处理打下基础。 第二部分:关键元件的物理机制与模型构建 电子技术的进步离不开对半导体材料特性的深刻理解。本部分从微观的能带理论入手,逐步构建宏观器件的模型。 1. 半导体物理与PN结 本书详述了导体、绝缘体和半导体的能带结构差异。重点解析了本征半导体与杂质半导体的载流子迁移率、漂移电流和扩散电流。PN结的形成过程被细致描绘,包括内建电场、空间电荷区以及零偏、正向偏置和反向偏置下的伏安特性曲线的物理成因。这部分内容对于理解所有集成电路的工作原理至关重要。 2. 二极管及其应用电路 在PN结的基础上,本书介绍了理想二极管模型和更精确的工程模型(如Shockley方程)。广泛讨论了多种二极管的应用,包括: 限幅电路与钳位电路: 如何精确控制信号的幅值范围。 整流电路: 半波、全波以及桥式整流器的效率与纹波因子的计算,引入了滤波电容对输出质量的改善作用。 稳压二极管(齐纳二极管): 作为基础的电压基准源或过压保护元件的应用实例。 3. 双极性晶体管(BJT)的工作原理 BJT的分析是本部分的重中之重。我们详细阐述了晶体管的三个工作区(截止、放大、饱和)的物理过程,并着重于共源、共射、共基组态的电流和电压增益分析。 为了进行电路设计,我们引入了BJT的几种常用小信号等效模型(如混合$pi$模型),用以准确预测放大电路在特定工作点附近的线性放大性能。同时,详细分析了晶体管作为开关电路时的动态特性,包括延迟时间、上升时间和下降时间,这些参数直接决定了数字电路的开关速度。 第三部分:反馈、放大与运算放大器(Op-Amp) 本部分将前两部分的元件知识融合成完整的、具有特定功能的电路模块。 1. 负反馈理论与稳定性 反馈机制是所有高性能电子系统稳定工作的基础。本书清晰地定义了正反馈与负反馈的区别,并阐述了负反馈对电路增益、输入/输出阻抗及带宽的改善作用。稳定性分析是本节的难点与重点,通过对相位裕度和增益裕度的计算,读者将学会如何判断一个反馈系统是否会发生振荡,并掌握补偿技术以确保系统的稳定性。 2. 基础放大电路组态 详细分析了BJT和FET(场效应晶体管)作为核心元件的单级放大器,包括共射极、共源极放大器的小信号分析,以及射极/源极跟随器(共集电极/共源极跟随器)在高输入阻抗和低输出阻抗应用中的设计。 3. 理想运放到实用运放的过渡 本书对理想运算放大器的五个基本特性进行了严格定义。在此基础上,通过虚短、虚断原则,读者将能迅速分析各种基于运放的经典电路,如: 精确的加法器、减法器、积分器和微分器。 有源滤波器(如Sallen-Key结构) 的设计与传递函数分析。 比较器与施密特触发器 在信号整形中的应用。 本书的结构设计旨在确保读者不仅能“算出”电路的输出,更能“理解”其背后的物理机制,从而具备独立分析和设计现代电子系统的能力。每一个概念的引入都伴随着严格的数学推导和丰富的工程实例,力求在理论深度与工程实用性之间找到最佳平衡点。

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目录信息

读后感

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用户评价

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我非常喜欢这本书在讲解过程中的“循序渐进”的风格。它就像一个经验丰富的老师,不会把所有的知识一次性灌输给你,而是有条不紊地引导你一步步前进。在学习电感的时候,它首先介绍了电感的基本定义和单位,然后讲解了电感器的电磁感应原理,接着分析了在交流电路和直流电路中电感器的不同特性。更重要的是,书中还穿插了关于电感器在实际电路中的应用,比如在滤波电路、振荡电路中的作用,以及如何选择不同规格的电感器。我记得其中有一个章节专门讲解了“RLC串联谐振电路”,这个内容对我来说一直是个难点,但这本书的讲解非常清晰,从谐振条件推导,到品质因数、带宽的分析,都给出了详细的公式推导和图形解释。作者还通过一个简单的收音机调谐电路的例子,说明了谐振电路是如何工作的,这让我一下子就茅塞顿开。这种理论与实际相结合的讲解方式,让我在学习过程中不仅掌握了知识,还培养了解决实际问题的能力。这本书的结构设计也非常合理,每一章节的知识点都很集中,不会出现内容冗杂的情况,这让我能够更高效地进行学习。

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这本书在数学工具的应用方面,做得非常适度。它在讲解电路分析时,虽然会涉及到一些数学公式和计算,但绝不会让你感到被数学所淹没。作者非常注重将数学工具的应用与实际的电路分析相结合,确保每一个公式和计算都有其清晰的物理意义。我记得在讲解“节点电压法”和“网孔电流法”时,书中不仅给出了详细的公式推导过程,还通过具体的电路示例,展示了如何运用这些方法来求解电路中的电流和电压。作者还强调了在实际应用中,选择哪种分析方法更加高效,以及如何避免一些常见的计算错误。这一点做得非常重要,因为在电路分析中,如果数学计算出现错误,往往会导致整个分析结果的偏差。书中还对一些重要的数学概念,比如“复数”、“拉普拉斯变换”等,进行了简要的介绍,并说明了它们在电路分析中的作用。但它并没有深入探讨这些数学工具的理论细节,而是将重点放在了如何利用它们来解决实际的电路问题。这种“以用为主”的数学应用方式,对于我这种工程技术背景的学习者来说,非常实用。

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这本书的写作风格非常“接地气”,不像很多教材那样死板枯燥,而是充满了人情味和启发性。作者在讲解一些复杂的概念时,常常会加入一些自己的理解和感悟,以及一些生活中的例子,让原本抽象的理论变得生动有趣。我记得在讲到“功率”这个概念时,书中并没有简单地给出功率的公式,而是先探讨了“做功”的意义,以及电能在电路中的消耗和转化。然后,作者用一个“马力”的概念来类比功率的大小,让我对功率有了更直观的认识。在分析电源时,书中也区分了理想电源和实际电源,并详细讲解了恒压源和恒流源的区别,以及它们在电路分析中的不同作用。我尤其喜欢书中关于“戴维宁定理”和“诺顿定理”的讲解,这两个定理在简化复杂电路方面非常有用,但很多书讲得比较抽象。这本书通过几个具体的例子,一步步引导读者理解这两个定理的推导过程和应用方法。作者还强调了在实际应用中,如何根据电路的特点选择合适的定理来简化分析,这一点非常实用。总的来说,这本书不仅是知识的传授,更是一种思维方式的引导。

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这本书在概念的引入上,非常严谨,也很有逻辑性。它没有上来就给出一堆复杂的公式,而是从最基本、最直观的物理现象入手。我记得在讲解电流和电压时,书中用到了“水流”和“水压”的比喻,虽然这个比喻很常见,但它却运用得非常恰当,而且在这个基础上,进一步引申出了电荷、电势等概念。我特别欣赏它在讲解“电势差”时,没有直接给出定义,而是先通过一个例子,比如两个不同高度的水池,水会自动从高处流向低处,来类比电压的作用。这种由表及里、层层递进的讲解方式,让抽象的电学概念变得更容易理解。在进入到电路分析之前,书中还花了很大的篇幅来讲解“电路的基本组成部分”和“电路图的绘制规范”,这为后续的学习打下了坚实的基础。我之前看过的有些书,在这方面就处理得比较粗糙,导致我后来在看电路图时,常常会犯一些低级错误。这本书在这方面做得非常到位,它详细介绍了各种电路符号的含义,以及它们在电路图中的正确画法。对于像我这样希望系统学习电子技术的人来说,这本书提供的严谨的理论基础和规范的学习方法,是极其宝贵的。

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这本书的包装倒是挺朴实的,封面设计简洁明了,一眼就能看出是理工类的教材,没有任何花哨的装饰,这一点我挺喜欢的。拿到手里沉甸甸的,纸张的质感也很不错,摸起来比较厚实,不是那种薄薄的、容易揉皱的纸,这点细节处理得很好,说明出版社在这方面还是比较用心的。封面上的书名“电路和电子技术(上)”印刷清晰,字体大小适中,整体看起来就有一种严谨、专业的学术气息。我仔细翻阅了一下目录,感觉内容安排得相当有条理,从基础的电路概念,比如电阻、电容、电感的作用和原理,到比较复杂的电路分析方法,比如基尔霍夫定律、节点电压法、网孔电流法等等,都有涉及。而且,看编排顺序,似乎是从最基础的概念一步步深入,然后再过渡到一些更贴近实际应用的电子元件,比如二极管、三极管、运算放大器等。这种循序渐进的学习方式,对于我这种初学者来说,应该是非常友好的。我特别注意到,书中好像还包含了一些实际电路的分析案例,这对于理解理论知识的应用非常有帮助。我之前也接触过一些电子方面的书籍,但很多都写得过于晦涩难懂,或者理论脱离实际,这本书的目录看起来,似乎在这方面做得比较好。总的来说,初步印象是非常扎实的,期待后续的学习能够深入验证这一点,希望这本书能够成为我掌握电路和电子技术这门学科的坚实基础。

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我对这本书的第一个感觉就是,它真的很“厚实”,不仅仅是物理上的厚度,更是内容上的厚实。它涵盖了电路和电子技术最基础、最核心的部分,而且讲得非常透彻。我特别喜欢书中对各种基本元器件的讲解。比如,在介绍二极管时,书中不仅详细阐述了PN结的形成和单向导电性,还深入分析了二极管的正向偏置、反向偏置以及击穿现象。更让我惊喜的是,书中还列举了多种不同类型的二极管,如稳压管、发光二极管、肖特基二极管等,并简要介绍了它们各自的工作原理和应用场景。这种细致的分类和介绍,让我对二极管这个看似简单的元件有了更全面的认识。在讲解三极管时,书中更是花费了大量的篇幅,从BJT(双极型三极管)的NPN和PNP结构,到放大区、饱和区和截止区,再到共射、共集、共基三种基本放大电路的分析,每一种都配有详细的电路图和参数计算。我之前对三极管的认识仅限于“放大器”,看完这部分内容后,才真正理解了它在电路中扮演的多种角色。书中还引入了一些重要的概念,比如晶体管的电流放大系数(β)和输入电阻、输出电阻等,这些都是理解三极管工作特性的关键。总而言之,这本书在元器件的讲解上,做到了深入浅出,既有理论的高度,又有实践的指导意义。

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说实话,拿到这本《电路和电子技术(上)》的时候,我并没有抱太大的期望,毕竟市面上这类书籍实在是太多了,质量参差不齐。但翻开之后,我被它的内容深度和广度所震撼。它不仅仅是简单地罗列公式和概念,而是非常注重原理的讲解,以及这些原理如何在实际电路中得到应用。比如,在讲解电阻的阻值对电路电流的影响时,它不仅给出了欧姆定律,还深入分析了电阻的物理特性,以及不同材质的电阻在实际应用中的区别。这种细致入微的讲解,让我对电阻有了全新的认识。在分析串联和并联电路时,书中提供了大量的图示和计算示例,每一个步骤都清晰明了,即使是复杂的计算,也变得易于理解。我尤其欣赏的是,它并没有回避一些看似“枯燥”的理论,而是用生动的语言和贴切的比喻,将抽象的电路概念具象化。我记得其中有一段在讲电容充放电的原理时,用了一个非常形象的比喻,让我一下子就明白了能量是如何在电容中储存和释放的。这一点做得非常棒,很多时候,一个好的比喻能够帮助我们跨越理解的鸿沟。另外,书中还穿插了一些历史背景的介绍,比如某些重要元件的发明历程,这不仅增加了阅读的趣味性,也让我对电子技术的发展有了更宏观的认识。感觉作者在这本书里倾注了很多心血,力求让读者能够真正理解“为什么”而不是仅仅“怎么做”。

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这本书的章节安排非常合理,并且每一章之间都有着紧密的逻辑联系。它不像一些书籍那样,将知识点割裂开来,而是将它们有机地整合在一起,形成一个完整的知识体系。在学习了基本的电路概念和元器件之后,书中很自然地过渡到了“放大电路”和“信号处理”等更高级的主题。我特别欣赏书中在讲解“放大电路”时,并没有直接给出各种放大电路的结构图,而是先从“放大”这个概念本身入手,然后讲解了为什么需要放大,以及放大电路的基本原理。接着,书中才详细介绍了不同类型的放大电路,如单级放大电路、多级放大电路,以及它们的特点和应用。在分析这些电路时,书中还引入了一些关键参数,比如电压增益、电流增益、输入电阻、输出电阻等,并给出了计算公式和分析方法。这种由浅入深、层层递进的讲解方式,让我在学习过程中能够逐步建立起对放大电路的深入理解。此外,书中还提及了一些信号的滤波、耦合等处理方法,这为我后续学习更复杂的电子系统打下了良好的基础。

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这本书在“故障排除”和“安全注意事项”方面,做得非常到位。作为一本电路和电子技术的入门教材,考虑到很多读者可能是初学者,作者非常细心地在书中穿插了大量的实践建议和安全警示。在讲解基础电路搭建时,书中反复强调了电源的正负极连接、导线绝缘的重要性,以及如何避免短路造成的损坏。我记得有一个章节专门讲解了“电子实验中的常见危险和防范措施”,列举了触电、火灾、元器件过热等多种潜在风险,并给出了详细的应对方法。这一点做得非常重要,很多时候,我们往往会忽略安全问题,而这本书恰恰将安全放在了非常突出的位置。在分析电路故障时,书中提供了一些系统性的排查思路,比如“先测电源,再测信号,最后查元器件”等。它还针对一些典型的电路故障,比如断路、短路、元器件损坏等,给出了相应的检测方法和判断依据。这对于我这种喜欢自己动手解决问题的人来说,非常有帮助。能够快速准确地定位故障,是提高学习效率和解决实际问题的关键。这本书在这方面提供了宝贵的经验。

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这本书的讲解方式非常适合我这种喜欢动手实践的人。它不仅仅是理论的堆砌,更注重将理论与实际操作紧密结合。在讲解一些基础电路的搭建和分析时,书中提供了非常详细的实验步骤和电路图,甚至连实验器材的规格都标注得清清楚楚。我特别喜欢其中关于“万用表的使用”和“面包板搭建电路”的部分,这对于初学者来说,简直是福音。我之前学过的很多电子知识,都因为缺乏实践操作而显得空泛,这本书恰好弥补了这一不足。它引导读者一步步去搭建电路,去测量参数,去验证理论。比如,在讲解电阻串并联的计算时,书中提供了一个实际电路,让读者用万用表测量实际的等效电阻,然后与理论计算值进行对比。这种“做中学”的方式,能够极大地加深对知识的理解和记忆。而且,书中还提供了一些常见的电路故障分析方法,以及如何用万用表去排查故障。这对于我这种喜欢自己动手解决问题的人来说,非常有价值。我甚至可以在书中给出的实验电路基础上,进行一些小小的改动,观察参数变化带来的影响,进一步探索电路的奥秘。总的来说,这本书不仅是知识的传递,更是一种能力的培养。

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