模拟电子技术基础教程 9787030247155 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名:模拟电子技术基础教程

：38.00元

售价：27.7元,便宜10.3元,折扣72

作者:王友仁,李东新,姚睿

出版社：科学出版社

出版日期：2011-02-01

ISBN：9787030247155

字数：470000

页码：312

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.481kg

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内容提要

王友仁等编著的《模拟电子技术基础教程》根据模拟电子技术课程的教学基本要求与学习特点，适应近几年模拟电子技术的发展，主要讨论模拟电子电路的基本概念、基本原理、基本电路和分析方法。本书共分为8章，内容包括半导体器件、放大电路基础、模拟集成运算放大器、模拟信号运算与处理电路、反馈放大电路、信号产生电路、功率放大电路和直流稳压电源。
《模拟电子技术基础教程》可作为高等学校电气信息类专业(包括电气工程及其自动化、自动化、测控技术与仪器、探测制导与控制技术、生物医学工程等)模拟电子技术课程的教材，也可供其他专业选用，并可供有关工程技术人员阅读。

目录

作者介绍

文摘

序言

《微电子学：从基础到前沿》 前言 在信息爆炸、科技飞速发展的今天，微电子技术已成为支撑现代社会运行的基石。从智能手机的芯片到高性能计算机，从医疗设备的精密传感器到航空航天的关键部件，无处不闪耀着微电子技术的智慧光芒。作为一门高度集成化、精密化、复杂化的学科，微电子学不仅是电子信息科学的核心，更是推动科技进步和社会发展的重要引擎。 本书旨在为读者提供一个系统、全面、深入的微电子学学习路径，从最基础的概念和原理出发，逐步深入到前沿的技术和应用。我们相信，通过对本书内容的学习，读者将能够建立起扎实的理论基础，掌握关键的分析和设计方法，并对微电子学领域的最新发展趋势有深刻的理解。 第一部分：微电子学基础概念与器件 本部分将为读者打下坚实的理论基础，介绍构成现代微电子器件的基本要素和工作原理。 第一章：半导体物理基础 晶体结构与晶格振动： 深入探讨半导体材料（如硅、锗、砷化镓）的晶体结构，理解原子排列方式对材料电学性质的影响。介绍晶格振动的概念，以及它如何影响载流子的散射和输运。 能带理论： 核心概念是能量带隙。详细阐述价带、导带和禁带的形成，以及不同半导体（导体、绝缘体、半导体）的能带结构特征。解释本征半导体和杂质半导体的电子和空穴浓度随温度的变化。 载流子输运： 深入分析电导率的来源，包括电子的漂移和扩散，以及空穴的漂移和扩散。讲解载流子浓度、迁移率和平均寿命等关键参数的意义及其相互关系。 PN结理论： 这是所有半导体器件的基础。详细分析PN结的形成，包括掺杂过程、内建电势、耗尽层以及外加电压（正偏、反偏）对PN结电学特性的影响。解释整流和截止的物理机制。 第二章：基本半导体器件 二极管： PN结二极管： 深入剖析其伏安特性曲线，理解正向导通、反向击穿等关键工作区域。介绍不同类型的二极管，如整流二极管、稳压二极管（齐纳二极管）、肖特基二极管及其应用。 发光二极管（LED）： 讲解其发光原理（电致发光），以及不同颜色LED的发光机制。探讨LED的结构、效率和应用领域。 光电二极管： 讲解其光电转换原理，理解光生电流的产生。介绍光电二极管的响应速度、灵敏度等关键参数，以及其在光检测、光通信中的应用。 三极管（BJT - Bipolar Junction Transistor）： 结构与工作原理： 详细介绍NPN和PNP三极管的结构，以及其在放大区、饱和区和截止区的工作模式。深入分析基极电流、集电极电流和发射极电流之间的关系，以及电流放大系数。 电特性曲线： 讲解输出特性曲线和输入特性曲线，理解三极管的放大作用和开关作用。 等效电路模型： 介绍混合π模型和T型模型，用于分析三极管放大电路的增益、输入阻抗和输出阻抗。 场效应晶体管（FET - Field-Effect Transistor）： 结型场效应管（JFET）： 讲解其工作原理，理解栅极电压如何控制沟道导电性。介绍JFET的跨导和输入阻抗特性。 MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）： 增强型与耗尽型MOSFET： 详细介绍P沟道和N沟道MOSFET的结构和工作原理，重点阐述MOS结构中的电容效应和栅极电压对沟道形成的影响。 阈值电压： 理解阈值电压的概念及其重要性。 等效电路模型： 介绍MOSFET的小信号等效电路模型，用于分析放大电路。 CMOS技术： 介绍CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）技术，这是现代集成电路设计的基础，强调其低功耗特性。 第二部分：微电子电路分析与设计 本部分将进一步拓展，将基本器件融合成复杂的电路，并介绍电路分析和设计的方法。 第三章：放大电路分析 单级放大电路： 基本构型： 深入分析共发射极、共集电极（射极输出器）和共基极放大电路的结构、电压增益、电流增益、输入阻抗和输出阻抗。 偏置技术： 讲解静态工作点的选择和稳定技术，如固定偏置、发射极自偏置、集电极-基极反馈偏置等，以确保放大电路的线性工作。 频率响应： 分析放大电路在不同频率下的增益变化，理解高频和低频截止频率的形成原因，介绍通带、带宽的概念。 多级放大电路： 耦合方式： 介绍阻容耦合、直接耦合和变压器耦合放大电路的特点和适用性。 级联增益与阻抗匹配： 分析多级放大电路的总增益是如何由各级增益相乘得到的，以及级联对整体输入输出阻抗的影响。 差分放大电路： 工作原理： 深入理解差分放大器的共模抑制比（CMRR）和差模增益，解释其在抑制噪声和实现信号比较方面的优势。 基本结构： 分析单端输入和差分输入的差分放大电路。 第四章：反馈放大电路 反馈的类型： 详细介绍负反馈和正反馈的概念，以及它们对电路性能的影响。 负反馈的四种基本组态： 电压串联负反馈： 提高输入阻抗，降低输出阻抗，稳定电压增益。 电压并联负反馈： 降低输入阻抗，降低输出阻抗，稳定电压增益。 电流串联负反馈： 提高输入阻抗，提高输出阻抗，稳定电流增益。 电流并联负反馈： 降低输入阻抗，提高输出阻抗，稳定电流增益。 反馈对稳定性的影响： 分析负反馈的优点（稳定增益、展宽带宽、降低失真）和潜在的稳定性问题（振荡），介绍稳定性判据（奈奎斯特判据、伯德图）。 第五章：振荡电路 振荡器的工作原理： 理解正反馈和幅度限制是振荡器产生稳定周期性信号的关键。 常见振荡电路： RC振荡器： 如移相振荡器、文氏电桥振荡器，利用RC网络实现相位移。 LC振荡器： 如哈特莱振荡器、科勒皮茨振荡器，利用LC谐振回路实现。 石英晶体振荡器： 利用石英晶体的压电效应实现高稳定度的振荡。 振荡频率与幅度控制： 分析影响振荡频率的参数（如元件值）和幅度限制的机制。 第六章：运算放大器（Op-Amp） 理想运放模型： 介绍理想运放的特性，如无限开环增益、无限输入阻抗、零输出阻抗。 基本运算电路： 反相比例器、同相比例器： 实现信号的放大或衰减。 加法器、减法器： 实现信号的加法或减法运算。 积分器、微分器： 实现信号的积分和微分运算。 运放的实际特性与限制： 分析实际运放的有限增益、非零输入失调电压、输入偏置电流、有限输入阻抗、有限输出阻抗、有限带宽等，以及它们对电路性能的影响。 滤波电路设计： 利用运放设计各种滤波器，如低通、高通、带通、带阻滤波器，以及有源滤波器的优势。 第三部分：数字电子电路基础 本部分将转向数字信号的处理，介绍数字逻辑的基础和实现。 第七章：数字逻辑基础 数字信号与模拟信号： 区分数字信号和模拟信号的特点和应用。 逻辑门电路： 基本门： 与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）。 复合门： 与非门（NAND）、或非门（NOR）、异或门（XOR）、同或门（XNOR）。 逻辑代数： 学习布尔代数的基本定理和规则，如交换律、结合律、分配律、德摩根定律等。 逻辑函数的化简： 介绍卡诺图（Karnaugh Map）等方法，用于简化逻辑表达式，减少硬件实现复杂度。 第八章：组合逻辑电路 基本组合逻辑单元： 编码器： 将多种输入信号转换成二进制代码。 译码器： 将二进制代码转换成特定输出信号。 多路选择器（Multiplexer）： 根据选择信号从多个输入中选择一个输出。 分路选择器（Demultiplexer）： 将一个输入信号分发到多个输出中的一个。 算术逻辑单元： 加法器： 半加器、全加器、进位链加法器。 减法器： 通过补码实现减法。 触发器： 基本触发器： SR触发器（Set-Reset）。 时钟触发器： JK触发器、D触发器、T触发器，理解时钟信号对触发器状态翻转的控制。 第九章：时序逻辑电路 寄存器： 存储一组二进制数据的器件。 移位寄存器： 实现数据的左移或右移。 计数器： 同步计数器： 所有触发器同时接收时钟信号。 异步计数器： 触发器之间的时钟信号是串行的。 加法计数器、减法计数器、可逆计数器。 第四部分：集成电路与应用 本部分将目光投向现代微电子技术的集成化和实际应用。 第十章：集成电路（IC）基础 集成电路的分类： 模拟集成电路： 运放、比较器、电源管理IC等。 数字集成电路： 微处理器、存储器、逻辑器件等。 混合信号集成电路： 结合模拟和数字功能。 集成电路的制造工艺简介： 简单介绍外延生长、光刻、刻蚀、扩散、离子注入、金属化等关键工艺步骤，理解微电子器件是如何在硅片上形成的。 大规模集成电路（LSI）与超大规模集成电路（VLSI）： 介绍集成度不断提高对器件性能和功能的影响。 数字集成电路的家族： TTL（Transistor-Transistor Logic）、CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）等，分析它们的特点和应用。 第十一章：通信电路基础 调制与解调： 介绍幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等基本概念，以及它们在信息传输中的作用。 放大电路在通信中的应用： RF（射频）放大器、低噪声放大器。 滤波器在通信中的作用： 带通滤波器、低通滤波器用于信号选择和干扰抑制。 振荡器在通信中的应用： 作为载波信号的产生源。 第十二章：电源与管理电路 线性稳压器： 讲解其工作原理和反馈机制。 开关稳压器： 介绍其高效率的优势，如降压、升压、升降压变换器。 电源管理IC： 讲解其在电池管理、功耗控制、电源监控等方面的作用。 第十三章：传感器与接口电路 常见传感器原理： 如温度传感器（热敏电阻、热电偶）、压力传感器（应变片）、光传感器（光敏电阻、光电二极管）、加速度传感器等。 传感器信号的调理： 放大、滤波、线性化等信号处理过程。 模数转换器（ADC）与数模转换器（DAC）： 讲解它们在模拟信号与数字信号相互转换中的重要性，以及不同类型的ADC/DAC（如逐次逼近型、Δ-Σ型）。 标准接口协议： 简介SPI、I2C、UART等常用通信协议，用于传感器与微控制器的连接。 第五部分：微电子前沿与发展趋势 本部分将展望微电子技术的未来，介绍当前的研究热点和发展方向。 第十四章：现代集成电路设计 EDA工具简介： 介绍电子设计自动化（EDA）工具在集成电路设计中的作用，如原理图输入、仿真、布局布线等。 硬件描述语言（HDL）： 如Verilog、VHDL，用于描述数字逻辑电路。 版图设计与制造流程： 简述集成电路从设计到物理实现的流程。 低功耗设计： 介绍各种低功耗设计技术，在移动设备和物联网应用中尤为重要。 混合信号IC设计挑战： 模拟与数字部分的相互影响和集成。 第十五章：先进半导体材料与器件 宽禁带半导体： 如SiC（碳化硅）、GaN（氮化镓），及其在高功率、高温、高频应用中的优势。 纳米技术与量子效应： 纳米线、量子点等新型材料及其在未来器件中的潜力。 三维集成电路（3D IC）： 垂直堆叠芯片，提高集成密度和性能。 第十六章：微电子技术的未来展望 人工智能与机器学习的硬件实现： 专用的AI芯片（ASIC、FPGA）、神经网络处理器。 物联网（IoT）相关的微电子技术： 低功耗传感器、无线通信芯片、边缘计算。 生物电子学与生物集成： 将电子器件与生物系统相结合。 柔性电子与可穿戴设备： 基于柔性基底的电子器件。 结语 微电子技术是一个充满活力和创新性的领域，它不断突破着人类对信息处理和控制能力的极限。本书力求为读者提供一个全面、系统的学习框架，从微观的器件原理到宏观的系统应用，再到前沿的未来发展。我们希望本书能激发您对微电子学的浓厚兴趣，并成为您探索这个精彩世界的坚实起点。愿您在知识的海洋中乘风破浪，不断前行！