晶体管电路设计(上)——放大电路技术的实验解析 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名：晶体管电路设计(上)——放大电路技术的实验解析

定价：29.0元

作者：(日)铃木雅臣；周南生

出版社：科学出版社

出版日期：2015-12-01

ISBN：9787030133083

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：B5

商品重量：0.359kg

编辑推荐

---

导语_点评_推荐词

内容提要

---

本书是“现代半导体电路设计教材系列”之一。书中通过实验简明易懂地介绍放大电路技术。主要内容有放大电路的设计、射极跟随器电路的实验，微功率放大电路设计与制作，频率特性，负反馈放大电路设计、直流稳定电源的设计与制作，差动放大电路设计等等。

目录

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

序言

《模拟电路基础：元件、原理与实用设计》 内容梗概 本书旨在为读者提供一个全面而深入的模拟电路设计基础知识体系。我们将从最基本的电子元器件出发，系统地解析各种模拟电路的核心原理，并通过大量的实例分析，引导读者掌握实用的电路设计技巧。全书内容紧密围绕模拟电路的应用，力求理论与实践相结合，让读者在理解基础原理的同时，也能快速上手实际的电路设计与调试。 第一部分：基础元件与电路模型 本部分将详细介绍模拟电路中最基础、最核心的电子元器件。 电阻（Resistors）：我们将深入探讨电阻的种类（固定电阻、可变电阻）、材料特性、阻值计算、功率损耗以及在电路中的应用。重点讲解等效电阻的计算方法，以及串联、并联电阻网络的简化技巧。还将涉及一些特殊的电阻类型，如光敏电阻（LDR）、热敏电阻（NTC/PTC）等，并阐述它们的工作原理及其在传感器电路中的应用。 电容（Capacitors）：电容的物理结构、电容量单位、电容的充放电过程将是重点。我们将解析不同类型电容（电解电容、陶瓷电容、薄膜电容等）的特点、适用场合和选型原则。电容在电路中的作用，如滤波、耦合、隔直、储能等，将通过典型电路进行详细讲解。容抗的计算及其对交流信号的影响也将被深入剖析。 电感（Inductors）：电感的定义、感抗的计算、电感在电路中的储能特性以及对电流变化的阻碍作用将被系统阐述。不同电感类型的特性（空心电感、铁芯电感）以及电感选型的注意事项也会被提及。感抗对交流信号的影响，以及电感在滤波、振荡电路中的关键作用，将通过实例得以体现。 二极管（Diodes）：我们将详细讲解PN结的形成与特性，肖特基二极管、稳压二极管（齐纳二极管）、变容二极管等特殊二极管的工作原理和应用。重点在于理解二极管的单向导电性，以及它在整流、钳位、限幅等电路中的应用。正向偏压、反向偏压下的工作状态分析将贯穿始终。 晶体管（Transistors）：这是模拟电路设计的重中之重。我们将首先深入理解双极型晶体管（BJT）的结构、工作原理（NPN与PNP）、各种工作区域（截止区、放大区、饱和区），以及其关键参数（如$eta$、$V_{BE}$）。从BJT的输入特性曲线和输出特性曲线出发，详细分析共发射极、共集电极、共基极三种基本组态的电压增益、电流增益、输入阻抗和输出阻抗。随后，将详细介绍场效应晶体管（FET），包括结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（MOSFET，包括N沟道和P沟道，以及增强型和耗尽型）。通过对FET的跨导、阈值电压等参数的解析，阐述其与BJT在工作原理和应用上的异同。 FET在低噪声放大器、开关电路等领域的应用也将被充分展现。 第二部分：放大电路原理与设计 本部分将聚焦于模拟电路的核心功能——放大。 放大器基本概念：我们将明确放大器的定义、放大器的基本功能、放大器的性能指标（增益、带宽、输入阻抗、输出阻抗、失真度、噪声等）。理解信号在放大过程中的基本变化规律，以及理想放大器的特性。 单级放大电路分析： 共发射极放大器（Common-Emitter Amplifier）：这是最基本也是最常用的放大电路。我们将从静态工作点（Q点）的设定入手，分析不同偏置方式（固定偏置、分压偏置、发射极自偏置）的优缺点，以及它们对Q点稳定性的影响。深入解析交流小信号模型，计算电压增益、输入阻抗、输出阻抗，并重点讨论其频率响应特性，包括高频和低频截止频率的产生原因及计算。 共集电极放大器（Common-Collector Amplifier，射极跟随器）：我们将分析其电压增益接近1，具有高输入阻抗和低输出阻抗的特性，并阐述其在阻抗匹配和缓冲方面的应用。 共基极放大器（Common-Base Amplifier）：我们将解析其低输入阻抗、高输出阻抗和电流增益接近1的特点，以及它在高频应用中的优势。 多级放大电路： 直接耦合放大器（Direct-Coupled Amplifier）：解析其直流信号放大能力，以及级间耦合对Q点稳定性的影响。 RC耦合放大器（RC-Coupled Amplifier）：通过电容实现级间耦合，详细分析其频率响应特性，特别是低频衰减的原因。 变压器耦合放大器（Transformer-Coupled Amplifier）：利用变压器进行耦合，分析其阻抗匹配和阻抗变换的特点，以及在高功率放大器中的应用。 直接耦合多级放大器（Cascaded Amplifiers）：讲解多级放大器如何通过串联提升整体增益，并分析整体输入输出阻抗、增益以及频率响应的计算方法。我们将重点讨论级间增益的计算以及整体失真和噪声的累积效应。 差分放大器（Differential Amplifier）：这是许多集成电路的核心组成部分。我们将深入理解差分放大器的基本结构，分析其共模信号抑制比（CMRR），以及在抑制噪声和信号处理中的重要作用。双端输入、单端输出以及双端输出的差分放大器结构将被详细解析。 功率放大器（Power Amplifier）： A类功率放大器：解析其线性度好但效率低的特点，以及输出效率的计算。 B类功率放大器：介绍其效率较高，但存在交越失真的问题，并讲解推挽电路的设计以解决交越失真。 AB类功率放大器：分析AB类放大器如何结合A类和B类的优点，在效率和线性度之间取得平衡。 C类功率放大器：讲解其效率最高，但失真大，主要用于高频功率输出。 我们将从输出功率、效率、失真等角度对比分析不同类别的功率放大器，并结合实际电路讲解其设计要点。 第三部分：反馈电路与稳定性 反馈是模拟电路设计中至关重要的概念，它能改善电路性能，但同时也可能引入稳定性问题。 负反馈（Negative Feedback）： 负反馈的四种基本组态：电压串联反馈、电压并联反馈、电流串联反馈、电流并联反馈。我们将通过分析各种组态如何改变放大器的输入阻抗、输出阻抗、增益以及带宽，来理解负反馈的强大作用。 负反馈对放大器性能的影响：详细分析负反馈如何提高增益稳定性、展宽带宽、降低失真、改变输入输出阻抗。 反馈放大器的稳定性分析：我们将介绍伯德图（Bode Plot）和奈奎斯特图（Nyquist Plot）等工具，用于分析反馈放大器的相位裕度和增益裕度，以确保电路在高频下的稳定性，避免振荡。 正反馈（Positive Feedback）： 正反馈的原理与应用：讲解正反馈如何导致振荡，以及它在振荡器和施密特触发器等电路中的应用。 振荡器的基本原理：巴克豪森判据（Barkhausen Criterion）的提出，以及如何通过组合放大器和滤波器来实现特定频率的振荡。 第四部分：集成运放（Operational Amplifier）及其应用 集成运放是现代模拟电路设计的基石，本书将对其进行深入剖析。 集成运放的基本结构与特性：讲解理想运放模型，包括无穷大的开环增益、无穷大的输入阻抗、零输出阻抗。介绍实际运放的主要参数，如偏置电流、失调电压、摆率（Slew Rate）等，以及它们对电路性能的影响。 集成运放的经典应用电路： 反相放大器（Inverting Amplifier）：详细解析其增益为负的输入信号，以及如何通过外围电阻控制增益。 同相放大器（Non-inverting Amplifier）：分析其增益大于或等于1，输出信号与输入信号同相的特点。 电压跟随器（Voltage Follower）：理解其电压增益为1，主要用于阻抗匹配和缓冲。 加法器（Summing Amplifier）：讲解如何用运放实现多个信号的加法运算。 减法器（Differential Amplifier）：实现两个输入信号的差值放大。 积分器（Integrator）：利用电容实现对输入信号的积分运算。 微分器（Differentiator）：利用电容实现对输入信号的微分运算，并分析其噪声敏感性问题。 比较器（Comparator）：介绍运放作为比较器的工作原理，以及施密特触发器（Schmitt Trigger）的滞回特性。 有源滤波器（Active Filters）： 低通滤波器（Low-Pass Filter）：介绍不同阶数的低通滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫）的设计，以及其截止频率和滚降特性。 高通滤波器（High-Pass Filter）：解析高通滤波器的设计原理及其在滤除低频噪声中的应用。 带通滤波器（Band-Pass Filter）：实现对特定频段信号的通过。 带阻滤波器（Band-Stop Filter）：实现对特定频段信号的抑制。 将详细阐述如何利用集成运放与无源元件（电阻、电容）构建各种有源滤波器，以及其相比无源滤波器的优势（如增益、易于级联）。 第五部分：信号产生与处理 本部分将介绍模拟电路中用于产生和处理各种信号的关键电路。 振荡器（Oscillators）： RC振荡器（RC Oscillators）：如移相振荡器、维恩桥振荡器，利用RC网络决定振荡频率。 LC振荡器（LC Oscillators）：如哈特莱振荡器、科莱皮兹振荡器，利用LC谐振电路决定振荡频率，常用于高频振荡。 晶体振荡器（Crystal Oscillators）：利用晶体的压电效应实现高稳定性的频率源。 多谐振荡器（Multivibrators）：如非稳态多谐振荡器（产生方波）、单稳态多谐振荡器（产生脉冲）。 波形发生器（Waveform Generators）：讲解如何通过组合基本电路产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等多种波形。 开关电源（Switching Power Supplies）：虽然不是纯粹的模拟电路，但开关电源的设计离不开模拟控制电路，如PWM控制器、反馈环路等。我们将简要介绍其工作原理和关键构成。 模拟信号的测量与分析：介绍示波器、信号发生器、万用表等常用测量仪器在模拟电路调试中的应用。 本书特色 理论严谨，概念清晰：从最基础的物理原理出发，逐步深入到复杂的电路分析，确保读者对模拟电路的理解深刻而扎实。 图文并茂，实例丰富：大量的电路图、波形图、以及来自实际应用的电路示例，帮助读者直观地理解抽象的理论概念。 从易到难，循序渐进：章节安排合理，难度逐步提升，适合不同层次的读者学习，包括初学者和有一定基础的工程师。 实用性强，侧重设计：不仅讲解理论，更注重实际电路的设计方法和技巧，帮助读者解决实际工程中的问题。 涵盖广泛，紧跟潮流：覆盖了模拟电路设计的各个重要方面，并适时引入一些现代模拟电路设计中的新概念和技术。 通过学习本书，读者将能够： 1. 深刻理解各种模拟电子元器件的工作原理和特性。 2. 掌握各种模拟电路的基本设计方法和分析工具。 3. 能够独立完成简单到中等复杂度的模拟电路的设计和调试。 4. 具备分析和解决模拟电路故障的能力。 5. 为进一步深入学习数字电路、混合信号处理、集成电路设计等领域打下坚实的基础。 本书适合于电子工程、通信工程、自动化、仪器仪表等相关专业的本科生、研究生，以及从事电子产品设计、研发、测试的工程师，也欢迎对模拟电路感兴趣的业余爱好者阅读。