编辑推荐
本书是为适应电子科学技术的发展和21世纪高等教育人才培养的需要,根据教学基本要求,总结多年的教学实践,针对模拟电子技术课程学习的特点,为满足学时较少情况下的需求而编写的。力图在内容体系、编写体例、叙述风格等方面有别于其他教材,做到语言简练,容易自学,具有系统性、科学性、启发性、先进性和适用性。
内容简介
本书是根据近年来电子技术的发展和丰富的教学实践,针对模拟电子技术课程教学基本要求和学习的特点,编写而成的。
主要内容包括:模拟电子系统简介、集成运算放大电路及其基本应用、半导体二极管及其基本应用电路、晶体三极管及其基本放大电路、场效应管及其放大电路、集成运算放大电路、放大电路中的反馈、模拟信号的运算和滤波、信号的产生和变换、直流电源。本书配有光盘,主要内容包括MultisimV7使用手册和本书大部分例题的仿真。
本书适用于作为高等院校电气信息类各个专业和部分非电类专业的教科书,而且特别适合于学时较少的情况,也可作为工程技术人员的参考书。
内页插图
目录
第1章 导言
1.1 电信号
1.1.1 什么是电信号
1.1.2 模拟信号和数字信号
1.2 电子信息系统
1.2.1 模拟电子系统的组成
1.2.2 电子信息系统的组成原则
1.2.3 电子信息系统中的模拟电路
1.3 电子电路的计算机辅助分析和设计软件介绍
1.3.1 概述
1.3.2 Pspice
1.3.3 MultisimV7
习题
第2章 集成运放及其基本应用
2.1 放大的概念和放大电路的性能指标
2.1.1 放大的概念
2.1.2 放大电路的方框图及其性能指标
2.2 集成运算放大电路
2.2.1 差分放大电路的概念
2.2.2 集成运放的符号及其电压传输特性
2.2.3 理想集成运放
2.2.4 理想运放两个工作区域的特点
2.3 理想运放组成的基本运算电路
2.3.1 比例运算电路
2.3.2 加减运算电路
2.3.3 积分运算电路和微分运算电路
2.4 理想运放组成的电压比较器
2.4.1 电压比较器概述
2.4.2 单限比较器
2.4.3 滞回比较器
习题
第3章 半导体二极管及其基本应用电路
3.1 半导体基础知识
3.1.1 本征半导体
3.1.2 杂质半导体
3.1 _3PN结
3.2 半导体二极管及其基本应用电路
3.2.1 半导体二极管的几种常见结构
3.2.2 二极管的伏安特性
3.2.3 二极管的主要参数
3.2.4 二极管的等效电路
3.2.5 基本应用电路
3.3 稳压二极管及其基本应用电路
3.3.1 稳压二极管
3.3.2 稳压管的基本应用电路
3.4 发光二极管及其基本应用举例
习题
第4章 晶体三极管及其基本放大电路
4.1 晶体三极管
4.1.1 晶体管的结构及类型
4.1.2 晶体管的电流放大作用
4.1.3 晶体管的共射特性曲线
4.1.4 晶体管的主要参数
……
第5章 场效应管及其基本放大电路
第6章 集成运算放大电路
第7章 放大电路中的反馈
第8章 信号的运算和滤波
第9章 波形的发生与变换电路
第10章 直流电源
前言/序言
为了适应电子科学技术的发展和21世纪高等教育人才的培养,我们根据教学基本要求,总结了多年的教学实践,针对模拟电子技术课程学习的特点,为满足学时较少情况下的需求,编写了这本教材。力图在内容体系、编写体例、叙述风格等方面有别于其它教材,做到语言简练,容易自学,具有系统性、科学性、启发性、先进性和适用性。
为达到上述目的,具体做法是:
一、第1章阐明模拟信号的特点、模拟电子系统的组成及各种模拟电路在系统中的作用。力图使读者从电子系统的角度了解全书所讲述的模拟电路的功能,从而在面对实际应用时能够正确选择合适的电路。
二、针对模拟电子技术课程入门较难的特点,在第2章中,将集成运放作为基本电子器件,简述其外特性,并在讲述其基本应用的同时阐明对模拟信号的放大、运算、比较等基本处理电路,使读者较快深入到实质性问题中去。
三、分散难点,循序渐进。在第3~5章中,均各以一类半导体器件及其基本应用电路划分为一章,便于学习和掌握。在有足够的基本知识的铺垫下,第6、7章分别讲述集成运算放大电路和放大电路中的反馈。遵循“先基础、后应用”的原则,第8、9两章讲述模拟信号的处理、转换和产生等电路,第10章讲述直流电源。
四、为了突出教学基本要求,各章的开头均给出了本章的基本概念、基本电路与基本方法,使读者学习目的明确,有利于自我检查。
五、本书配备了足够数量的例题和习题,力图使其在难度上有层次,在题型上多样化,在提问题的角度上具有启发性,有利于读者自学并提高分析问题和解决问题的能力。
六、本书配有光盘,内容为Multisim V7的使用说明和本书大多数例题的仿真,以利于读者更深入地理解电子电路的基本原理,并学习和掌握电子电路先进的分析和设计方法。
本书由华成英主编。全书正文由华成英编写,习题由叶朝辉编写;叶朝辉还完成了光盘的制作。
由于我们的能力和水平所限,书中定有疏漏、欠妥和错误之处。恳请各届读者多加指正。
《模拟电子技术基础》 内容简介: 本书是面向高等院校电子信息类及相关专业本科生编写的经典教材,旨在系统、深入地阐述模拟电子技术的基本概念、原理、分析方法和设计技巧。全书以培养学生扎实的理论基础、良好的工程实践能力和创新意识为目标,内容涵盖了模拟电子技术的核心内容,兼顾理论深度与工程实用性。 第一章 绪论 本章首先介绍模拟电子技术在现代科技中的地位和作用,引出电路中信号的分类(模拟信号与数字信号),强调模拟信号处理的重要性。随后,简要回顾电路理论的基础知识,包括电路的基本定律(欧姆定律、基尔霍夫定律)、电路元件(电阻、电容、电感)的特性以及基本的电路分析方法(节点电压法、网孔电流法)。最后,介绍模拟电子技术发展的历史和未来趋势,为后续内容的学习打下基础。 第二章 半导体二极管及其应用 本章深入讲解半导体二极管的基本结构、工作原理、伏安特性曲线及其主要参数。重点阐述PN结的形成、单向导电性、反向击穿等现象。在此基础上,详细介绍各种常用二极管的类型,如整流二极管、稳压二极管(齐纳二极管)、发光二极管(LED)、光电二极管等,分析它们的特性和适用范围。 紧接着,本章将二极管的特性应用于实际电路,详细讲解二极管的几种典型应用电路,包括: 整流电路: 半波整流、全波整流(带中心抽头的变压器全波整流、桥式全波整流)及其滤波、稳压(利用稳压二极管)等性能分析与设计。 限幅电路: 单向限幅、双向限幅电路的原理与设计,分析其对信号幅值的限制作用。 钳位电路: 交流信号钳位到某个直流电平的电路,分析其工作原理与实际应用。 二极管的开关特性: 探讨二极管在正向导通和反向截止状态下的应用,为后续晶体管的开关应用奠定基础。 第三章 双极型晶体管(BJT)及其放大电路 本章系统介绍双极型晶体管(BJT)的结构、工作原理、输入输出特性曲线以及主要参数。深入分析PNP和NPN两种类型的BJT,详细阐述载流子在基区、发射区和集电区的作用,理解BJT的放大作用是如何产生的。 在此基础上,重点讲解BJT的基本放大电路的构成和工作原理,包括: 放大电路的组成: 明确放大电路的基本组成部分,即放大元件(BJT)、偏置电路、输入输出耦合元件。 偏置电路: 详细介绍各种偏置方式,如定电阻偏置、固定偏置、分压偏置、发射极反馈偏置等,分析它们的优缺点、稳定性分析(如温度稳定系数),并指导读者如何选择合适的偏置电路以获得稳定的静态工作点。 放大电路的分析: 介绍小信号模型(混合-π模型、Г模型)和等效电路法,对不同偏置方式下的共射、共集、共基放大电路进行静态和动态分析,计算电压增益、电流增益、输入电阻和输出电阻。 多级放大电路: 讲解多级放大电路的级联方式(阻容耦合、直接耦合、变压器耦合、变压器耦合),分析其优缺点,并讨论多级放大电路的整体性能。 频率响应: 探讨放大电路在高频和低频段的性能变化,分析截止频率的产生原因(耦合电容、旁路电容、内部寄生电容)及其对放大电路带宽的影响。 第四章 场效应管(FET)及其放大电路 本章介绍与BJT同为重要放大元件的场效应管(FET)。首先讲解JFET(结型场效应管)和MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应管)的结构、工作原理、伏安特性曲线以及主要参数。详细阐述JFET的夹断效应和MOSFET的增强型与耗尽型的工作模式,重点分析MOSFET的栅极输入电阻为何极高。 随后,本章将FET应用于放大电路的设计与分析,内容包括: FET放大电路的组成: 介绍FET放大电路的基本构成,与BJT放大电路进行对比。 偏置电路: 介绍JFET和MOSFET的各种偏置方式,如自偏置、固定偏置、分压偏置等,分析静态工作点的稳定性和选择方法。 放大电路的分析: 介绍FET的小信号模型和等效电路法,对不同偏置方式下的共源、共栅、共漏(源极输出)放大电路进行静态和动态分析,计算其增益和输入输出电阻。 FET作为开关: 讨论FET在高输入电阻和开关特性的应用,为数字电路和功率电子电路打下基础。 第五章 运算放大器(Op-Amp)及其基本应用 本章聚焦于应用极为广泛的运算放大器(Op-Amp)。首先介绍理想运放的模型及其基本特性,如极高的开环电压增益、极高的输入电阻、极低的输出电阻、零的输入失调电压和电流。然后,介绍实际运放的参数及其对电路性能的影响。 接着,本章详细讲解运算放大器的基本应用电路,这些电路在信号处理、测量和控制系统中扮演着重要角色: 基本运算电路: 同相放大器: 实现信号的同相放大,增益由外部反馈电阻决定。 反相放大器: 实现信号的反相放大,增益由外部反馈电阻决定。 电压跟随器(缓冲器): 实现信号的跟随,具有高输入电阻和低输出电阻,用作阻抗匹配。 加法器: 实现多个输入信号的加权求和。 减法器: 实现两个输入信号的差值放大。 积分器: 实现对输入信号的积分运算。 微分器: 实现对输入信号的微分运算(注意其稳定性问题)。 其他重要应用: 比较器: 比较两个输入信号的大小,输出为高或低电平。 滞回比较器(施密特触发器): 引入正反馈,提高抗干扰能力,形成信号的整形功能。 有源滤波器: 利用运放实现低通、高通、带通、带阻等滤波功能,克服无源滤波器的局限性。 信号发生器: 构成振荡电路(如多谐振荡器)产生特定波形的信号。 第六章 信号产生电路 本章深入研究各种能够产生周期性波形的振荡电路。首先阐述振荡电路产生振荡的必要条件(幅度条件和相位条件)。 随后,详细介绍几种典型的振荡电路: RC振荡电路: 相移振荡器: 利用RC网络产生90°或270°的相移,如文氏桥振荡器。 移相振荡器: 通过多级RC移相网络实现。 LC振荡电路: 哈特莱振荡器: 利用电感耦合实现振荡。 科了毕兹振荡器: 利用电容分压实现振荡。 阿姆斯特朗振荡器: 利用变压器耦合实现振荡。 石英晶体振荡器: 介绍石英晶体的压电效应和等效电路,分析其高Q值和频率稳定性的优势,以及常见的晶体振荡器电路。 多谐振荡器(也常与第五章中的比较器结合讲解): 产生方波或脉冲信号,常用于定时和脉冲发生。 三角波/锯齿波发生器: 利用运放和积分电路实现。 第七章 信号滤波与信号调理 本章关注模拟信号的预处理和增强,使其更适合后续的处理和分析。 滤波器的分类与设计: 按频率特性分类: 低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。 按电路结构分类: 无源滤波器(RLC电路)和有源滤波器(利用运放、晶体管)。 滤波器设计原理: 介绍巴特沃斯、切比雪夫等几种经典的逼近函数,以及它们在通带和阻带的特性权衡。详细讲解如何设计一阶、二阶等滤波电路,包括确定滤波器的截止频率、增益等参数。 信号调理: 放大: 针对微弱信号的放大,介绍仪表放大器等高精度、高共模抑制比的放大器。 衰减: 针对幅度过大的信号进行衰减。 线性化: 补偿传感器或信号源的非线性特性。 阻抗匹配: 确保信号在传输过程中能量损耗最小,避免反射。 隔离: 利用光电耦合或变压器等实现电路之间的电气隔离,提高安全性。 第八章 功率放大器 本章专注于将信号的功率进行放大,以驱动扬声器、电机等功率负载。 功率放大器的分类与特点: A类功率放大器: 工作在线性区,失真小,效率低。 B类功率放大器: 工作在截止区,效率高,有交叉失真。 AB类功率放大器: A类和B类的折衷,兼顾了失真和效率。 C类功率放大器: 工作在截止区,只放大信号的峰值部分,效率最高,用于高频功放。 基本功率放大电路分析: 详细讲解单端和推挽式功率放大电路的结构、工作原理、效率计算和失真分析。 集成电路功率放大器: 介绍常见的集成电路功率放大器(如LM386、TDA系列),分析其内部结构和应用电路。 散热问题: 讨论功率放大器在工作时产生的热量以及散热设计的重要性。 第九章 电源电路 本章介绍为各种电子设备提供稳定工作电压的电源电路。 整流与滤波: 重温前述的整流和滤波电路,强调其作为电源电路基础的重要性,以及如何选择合适的滤波元件以减小纹波。 稳压电路: 线性稳压电路: 串联型稳压电路: 利用调整管(三极管或MOSFET)与稳压器件(如稳压二极管、集成稳压器)配合实现。详细讲解集成稳压器(如78xx、79xx系列、LM317)的工作原理和应用。 并联型稳压电路: 利用稳压管和限流电阻实现。 开关型稳压电路(DC-DC转换器): 介绍其基本原理,如降压型(Buck)、升压型(Boost)、升降压型(Buck-Boost)等,分析其高效率的优势。 直流电源的保护: 讨论过压、过流保护等电路设计。 第十章 模拟电子线路的集成与系统应用 本章将前述的各个模拟电子模块进行整合,展示它们如何在实际系统中协同工作。 传感器信号采集系统: 介绍如何将传感器(如温度、压力、光信号)的原始信号经过信号调理、放大、滤波等处理,最终转换为便于微控制器或数字处理单元读取的模拟信号。 音频放大系统: 讲解从前置放大器、音调控制、主功率放大器到扬声器的完整音频信号处理流程。 通信系统中的模拟电路: 简要介绍模拟信号的调制(AM、FM)、解调等过程中的关键模拟电路。 测试测量仪表: 探讨示波器、信号发生器、数字万用表等常用测试仪器中包含的模拟电子技术。 系统设计流程与方法: 强调从需求分析、模块划分、电路设计、仿真验证到实际调试的系统化设计思想。 光盘内容(CD-ROM) 随书附带的光盘包含丰富多样的辅助学习资源,例如: 仿真软件: 提供常用的电路仿真软件(如PSpice, LTspice等)的试用版或相关教程,方便读者对所学电路进行仿真验证,加深理解。 实验指导: 包含详细的实验项目,涵盖本书中介绍的各个重要电路,提供实验原理、实验步骤、预期结果和注意事项,便于读者进行动手实践。 电路图库: 提供大量经典模拟电路的原理图和PCB设计参考。 参考资料: 包含电子元器件手册、数据手册、技术文章等,供读者进一步查阅。 习题解答与讨论: 对书中部分重要习题提供详细解答,并可能包含一些难点问题的讨论。 本书力求将抽象的理论知识与实际的工程应用紧密结合,通过大量的实例分析和电路图示,帮助读者建立直观的理解。通过对本书的学习,读者应能掌握分析和设计各类模拟电子电路的基本能力,为将来从事相关领域的学习和工作打下坚实的基础。