基本信息
书名：电路与模拟电子学(第二版)
定价：45.0元
作者：王成华 潘双来 江爱华
出版社：科学出版社
出版日期：2016-01-01
ISBN：9787030207432
字数：486000
页码：
版次：2
装帧：平装
开本：B5
商品重量：0.522kg
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内容提要
“电路与模拟电子技术”是计算机、电子、信息、自动控制等专业的一门重要的技术基础课程。本书包括电路分析基础和模拟电子技术两大部分内容，着重于基本概念、基本原理和基本电路的分析和应用。引入了PSpice、EWB等电路设计与仿真的内容，同时介绍了可编程模拟器件的原理及应用。本书的例题与习题富于思考性和启发性，并在书后附有部分习题参考答案。
目录
作者介绍
文摘
序言
序言
跨越时空的智慧之光：经典电路理论与模拟电子学精华解析 一、 基础脉络：电气世界的基石 本书致力于为广大读者，无论是初涉工程领域的新生，还是寻求知识深化的在职工程师，搭建一座通往理解和掌握复杂电气现象的坚实桥梁。我们深知，电，作为驱动现代文明的强大动力，其奥秘就隐藏在看似简明的电路之中。因此，我们从最基础的电路理论出发，为您层层剥茧，揭示其内在规律。 1. 电压、电流与电阻：三位一体的能量传递 课程的起点，必然是电压、电流和电阻这三个电学最基本、最重要的概念。我们将不仅仅停留在定义和单位的层面，更会深入探讨它们之间的物理意义和相互关系。 电压： 它不仅仅是一个数值，更是电荷在电场中移动的“推力”或“势差”。我们将通过丰富的实例，例如水管中的水位差、滚下山坡的球，来形象地类比电压的形成和作用，帮助您直观理解其本质。我们会详细讲解不同电压源的特性，如理想电压源、实际电压源，以及它们在电路分析中的建模方式。 电流： 电荷的定向移动，是电能传输的载体。我们会深入剖析电流的形成机制，从宏观的载流子运动到微观的电子流，并详细讲解不同类型电流的特点，包括直流电、交流电的产生原理、周期性、频率、幅值等关键参数。我们会通过生动的比喻，如水管中的水流速度，来帮助您理解电流的意义。 电阻： 材料对电流阻碍作用的度量。我们将详细讲解电阻的定义、单位，以及影响电阻大小的关键因素，如材料的电阻率、导体的长度和横截面积。更重要的是，我们会深入探讨电阻在电路中的作用，它不仅仅是能量的消耗者，更是电路设计中不可或缺的“调控者”。我们会介绍各种典型电阻的类型，如固定电阻、可变电阻（电位器、微调电阻）及其应用场景。 2. 基尔霍夫定律：电路分析的通用法则 在理解了基本概念之后，我们便进入到电路分析的核心工具——基尔霍夫定律。这两条看似简单的定律，却是分析任何复杂电路的基石。 基尔霍夫电流定律（KCL）： 又称节点电流定律。它基于电荷守恒定律，指出在任何电路节点上，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。我们将通过大量的图示和具体算例，演示如何运用KCL来分析节点上的电流分配，理解电流在分支电路中的走向。 基尔霍夫电压定律（KVL）： 又称回路电压定律。它基于能量守恒定律，指出在任何闭合回路中，所有支路电压的代数和等于零。我们将通过讲解电压升与电压降的正负号约定，以及如何选取回路，来帮助您熟练运用KVL分析回路中的电压关系。 3. 戴维南定理与诺顿定理：化繁为简的电路变换 在处理复杂的线性电路时，直接套用KCL和KVL往往显得冗长而繁琐。此时，戴维南定理和诺顿定理便能大显身手，将复杂的电路等效为更简单的模型。 戴维南定理： 任何一个有多个独立电源和电阻的线性双端网络，都可以等效为一个串联的电压源（戴维南等效电压源）和一个电阻（戴维南等效电阻）。我们将详细讲解如何计算等效电压源和等效电阻，以及这种等效变换在实际电路分析中的优势。 诺顿定理： 任何一个有多个独立电源和电阻的线性双端网络，都可以等效为一个并联的电流源（诺顿等效电流源）和一个电阻（诺顿等效电阻）。我们将阐述诺顿定理与戴维南定理之间的关系，并展示如何运用诺顿等效电路来简化分析。 4. 动态电路分析：电容与电感的奥秘 除了电阻，电容和电感是电路中另外两大关键的储能元件，它们的出现使得电路分析进入了动态的范畴。 电容： 储存电场能量的元件，其特性在于“阻碍电压变化”。我们会深入讲解电容的结构、电容值与极板面积、介质电常数、极板间距离的关系。在动态电路中，电容的充放电过程是分析的重点，我们将详细讲解RC电路的暂态响应，包括充电时间和放电时间常数的概念，以及它们对电路行为的影响。 电感： 储存磁场能量的元件，其特性在于“阻碍电流变化”。我们会详细讲解电感的结构、电感值与线圈匝数、铁芯材料、几何形状的关系。在动态电路中，电感的感应电动势是分析的难点，我们将深入探讨RL电路的暂态响应，包括感抗的概念，以及电感在电流变化时产生的反电动势。 二、 模拟电子学的魅力：从器件到系统 在扎实的电路理论基础上，我们将带领您步入模拟电子学的广阔天地，探索那些能够放大、处理和转换模拟信号的电子器件和电路。 1. 半导体基础：电子世界的魔术师 模拟电子学的核心在于半导体器件。我们将从最基础的半导体材料特性讲起，揭示其独特导电性能的来源。 PN结： 这是所有半导体器件的基础。我们将详细讲解PN结的形成过程，包括空穴和电子的扩散、复合，以及由此产生的内建电场和耗尽层。我们将深入剖析PN结在正向偏置和反向偏置下的伏安特性，理解其单向导电性。 二极管： 基于PN结的简单应用。我们会介绍各种类型的二极管，如整流二极管、稳压二极管（齐纳管）、发光二极管（LED）、光电二极管等，并详细阐述它们的结构、工作原理、特性曲线以及在实际电路中的应用，如整流、滤波、稳压、信号指示等。 2. 晶体管：放大器的灵魂 晶体管是现代电子学的基石，尤其是模拟电路中的核心。 双极结型晶体管（BJT）： 我们将深入讲解NPN型和PNP型BJT的结构，载流子的注入与传输机制，以及它们在共发射极、共集电极、共基极三种基本放大组态下的静态和动态工作特性。我们会详细分析BJT的放大作用、输入输出特性曲线，以及如何进行直流偏置以获得稳定的静态工作点。 场效应晶体管（FET）： 包括结型场效应晶体管（JFET）和绝缘栅型场效应晶体管（MOSFET）。我们将讲解FET的结构，栅电压对沟道导电性的控制原理，以及它们在不同工作模式下的特性。特别地，我们会详细分析MOSFET的类型（NMOS、PMOS、增强型、耗尽型），它们的阈值电压、跨导等关键参数，以及在放大电路和开关电路中的应用。 3. 放大电路：信号的“扩音器” 放大电路是模拟电子学的核心应用之一，它能够将微弱的模拟信号放大到所需的幅度。 基本放大器原理： 我们将从单级放大器开始，详细讲解共发射极放大器、共集电极放大器（射极输出器）、共基极放大器的电路结构、信号传输方式、电压增益、电流增益、输入阻抗和输出阻抗的计算。 多级放大器： 为了获得更高的增益，常常需要将多个放大级联接。我们将介绍不同类型的多级放大器，如直接耦合放大器、阻容耦合放大器、变压器耦合放大器，并分析它们的优缺点和适用场景。 反馈放大器： 反馈是提高放大器性能的重要手段。我们将深入讲解负反馈和正反馈的概念，以及它们对放大器的增益、带宽、输入输出阻抗和失真的影响。我们将重点分析电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈、电流并联负反馈等四种基本组态。 4. 频率响应与滤波：信号的“调音师” 任何实际的放大器都存在频率响应的限制。 频率响应： 我们将分析放大器在不同频率下的增益变化，理解高频和低频截止频率的概念，以及带宽的意义。我们将探讨寄生电容和电感对高频响应的影响，以及输出电容、耦合电容对低频响应的影响。 滤波器： 能够选择性地通过或阻止特定频率范围内的信号。我们将详细讲解低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器的工作原理，以及它们的幅频特性和相频特性。我们会介绍RC滤波器、RL滤波器等无源滤波器，以及有源滤波器（利用运算放大器实现的滤波器）的设计和应用。 5. 振荡器与波形发生器：自主“发声”的电路 振荡器能够产生周期性的电信号，是许多电子设备的核心组成部分。 振荡原理： 我们将讲解正弦波振荡器（如LC振荡器、RC振荡器）的起振条件（巴克豪森判据），以及不同振荡器类型的结构和特点。 波形发生器： 除了正弦波，我们还需要其他形状的波形，如方波、三角波、锯齿波等。我们将介绍如何利用非线性元件和反馈机制来产生这些非正弦波形。 6. 信号处理电路：模拟信号的“变形记” 除了放大和振荡，模拟信号还需要进行各种处理。 比较器： 能够比较两个输入信号的电压大小，输出逻辑电平。我们将讲解理想比较器的特性，以及实际比较器的非理想性，并介绍其在阈值检测、窗口比较等方面的应用。 集成运放： 运算放大器（Op-Amp）是一种高性能的集成电路，具有极高的开环增益、极高的输入阻抗和极低的输出阻抗。我们将详细介绍运放的理想模型和实际模型，并讲解如何利用运放搭建各种实用电路，如反相放大器、同相放大器、加法器、减法器、积分器、微分器等。 电源电路： 稳定可靠的直流电源是各种电子设备正常工作的保障。我们将详细介绍整流电路（半波整流、全波整流、桥式整流）、滤波电路（电感滤波、电容滤波、LC滤波）和稳压电路（串联型稳压器、开关型稳压器）的设计原理和工作过程。 总结 本书的目标是帮助您构建一个全面而深入的知识体系，从最基础的电路定律到复杂的模拟集成电路应用。我们相信，通过系统地学习本书内容，您将能够深刻理解模拟电子学的基本原理，掌握分析和设计各种模拟电路的能力，为进一步深入学习数字电子学、微电子学、通信原理等相关领域打下坚实的基础，最终能够自信地应对各种工程挑战，将理论知识转化为创新的实践。
坦白讲，这本书在理论深度和广度上都做得相当出色。它没有停留在非常浅显的层面，而是深入到了一些关键的理论推导和器件特性分析。对于那些希望对模拟电子技术有更深入理解的读者，这本书绝对是一个不错的选择。它对于一些复杂电路的分析，比如多级放大电路的频率响应，给出了非常系统和严谨的讲解。我尤其喜欢书中对一些关键器件（如三极管、场效应管）工作原理的深入剖析，以及它们在不同电路中的作用。这种深入的理解，能够帮助我更好地分析和设计电路。而且，书中所涉及到的内容，也覆盖了模拟电子技术的大部分重要领域，能够为读者提供一个相对全面的知识体系。我感觉它既适合作为教材，也适合作为一本参考书，在遇到具体问题时，可以随时翻阅，找到相关的理论支持和解决方案。