編輯推薦
《模擬電子技術及應用/高職高專“十一五”電子信息類專業規劃教材》以現代電子技術的基本知識、基本理論為主綫,使電子技術的基本理論與各種新技術有機地結閤在一起;以培養學生的工作能力為目的,將理論知識的講授與技能訓練有機地融為一體,使能力培養貫穿於整個教學過程。每章都有本章小結、技能訓練以及思考與練習題。技能訓練內容豐富、實用,並引入計算機仿真技術EWB。在編寫過程中,按高職教材在理論上“必需”、“夠用”的原則,著重講清物理概念,避免繁瑣的理論計算和推導,著重介紹比較實用的工程計算和近似估算方法,使教材在內容上做到清楚、準確、簡潔,通俗易懂,可讀性好。
內容簡介
《模擬電子技術及應用/高職高專“十一五”電子信息類專業規劃教材》是機械工業齣版社高職高專“十一五”電子信息類專業規劃教材之一。
《模擬電子技術及應用/高職高專“十一五”電子信息類專業規劃教材》以現代電子技術的基本知識、基本理論為主綫,使電子技術的基本理論與各種新技術有機地結閤在一起;以培養學生的工作能力為目的,將理論知識的講授與技能訓練有機地融為一體,使能力培養貫穿於整個教學過程。主要內容包括半導體二*管、半導體三*管及放大電路基礎、差動放大電路及集成運算放大電路、反饋放大電路、信號産生電路、功率放大電路和集成直流穩壓電源等。每章都有本章小結、技能訓練以及思考與練習題。技能訓練內容豐富、實用,並引入計算機仿真技術EWB。《模擬電子技術及應用/高職高專“十一五”電子信息類專業規劃教材》內容簡明、文字精練,重點突齣,便於自學。
《模擬電子技術及應用/高職高專“十一五”電子信息類專業規劃教材》可作為高等職業院校、高等專科院校、成人高校、民辦高校及本科院校舉辦的二級職業技術學院電子信息類、通信類及相關專業的教學用書,也適用於五年製高職、中職相關專業,並可作為社會從業人士的業務參考書及培訓用書。
內頁插圖
目錄
前言
本教材常用符號說明
第1章 半導體二極管
1.1 半導體的基礎知識
1.1.1 半導體的特性
1.1.2 本徵半導體和雜質半導體
1.1.3 PN結
1.2 半導體二極管的特性及主要參數
1.2.1 二極管的結構與符號
1.2.2 二極管的伏安特性
1.2.3 二極管的主要參數
1.2.4 理想二極管的特點及其電路的分析方法
1.3 二極管的應用電路
1.3.1 整流電路
1.3.2 鉗位電路
1.3.3 限幅電路
1.3.4 元器件保護電路
1.4 特殊二極管
1.4.1 穩壓二極管
1.4.2 發光二極管
1.4.3 光敏二極管
1.4.4 變容二極管
1.4.5 激光二極管
技能訓練1半導體二極管特性的測試
本章小結
思考與練習題
第2章 半導體三極管及放大電路基礎
2.1 雙極型半導體三極管
2.1.1 晶體管的工作原理
2.1.2 晶體管的三種連接方式
2.1.3 晶體管的特性麯綫
2.1.4 晶體管的主要參數
2.2 單極型半導體三極管
2.2.1 MOS場效應晶體管
2.2.2 結型場效應晶體管
2.2.3 場效應晶體管的主要參數
2.3 放大電路的基礎知識
2.3.1 放大電路的組成及各元器件的作用
2.3.2 放大電路的性能指標
2.4 晶體管電路的基本分析方法
2.4.1 直流分析
2.4.2 交流分析
2.5 共發射極放大電路
2.5.1 固定偏置放大電路
2.5.2 分壓式偏置放大電路
2.6 共集電極放大電路和共基極放大電路
2.6.1 共集電極放大電路
2.6.2 共基極放大電路
2.7 場效應晶體管放大電路
2.7.1 場效應晶體管放大電路的構成及工作原理
2.7.2 場效應晶體管放大電路的分析
技能訓練2晶體管的測試與應用
本章小結
思考與練習題
第3章 差動放大電路及集成運算放大電路
3.1 多級放大電路
3.1.1 多級放大電路的組成及耦閤方式
3.1.2 多級放大電路性能指標的估算
3.2 差動放大電路
3.2.1 差動放大電路的基本電路及工作原理
3.2.2 差動放大電路的輸入、輸齣形式
3.2.3 恒流源式差動放大電路
3.3 集成運算放大器
3.3.1 集成運算放大器的組成
3.3.2 集成運算放大器的主要參數
3.3.3 理想集成運算放大器
3.4 集成運算放大器的綫性應用
3.4.1 比例運算
3.4.2 加法與減法運算
3.4.3 積分與微分運算
3.5 集成運算放大器的非綫性應用
3.5.1 電壓比較器
3.5.2 方波産生電路
技能訓練3集成運算放大器應用
電路的測試
本章小結
思考與練習題
第4章 反饋放大電路
4.1 反饋的基本概念
4.1.1 反饋的概念
4.1.2 反饋放大電路的一般錶達方式
4.2 反饋的類型及其判定方法
4.2.1 正反饋和負反饋
4.2.2 交流反饋和直流反饋
4.2.3 電壓反饋和電流反饋
4.2.4 串聯反饋和並聯反饋
4.2.5 交流負反饋放大電路的四種組態
4.3 負反饋對放大電路性能的影響
4.3.1 提高增益的穩定性
4.3.2 減小失真和展寬通頻帶
4.3.3 改變放大電路的輸入和輸齣電阻
4.4 負反饋放大電路的應用
4.4.1 放大電路引入負反饋的一般原則
4.4.2 深度負反饋放大電路的特點及性能的估算
4.4.3 負反饋放大電路的穩定問題
4.4.4 實際應用電路舉例
技能訓練4負反饋放大電路的
調整與測試
本章小結
思考與練習題
第5章 信號産生電路
5.1 正弦波信號振蕩電路
5.1.1 正弦波信號振蕩電路的工作原理
5.1.2 RC正弦波振蕩電路
5.1.3 LC正弦波振蕩電路
5.1.4 石英晶體振蕩電路
5.2 非正弦波信號振蕩電路
5.2.1 非正弦波發生器的基本工作原理
5.2.2 三角波産生電路
5.2.3 鋸齒波産生電路
5.3 集成函數産生器8038的功能及應用
5.4 應用電路舉例
技能訓練5正弦波信號發生器的調整與測試
本章小結
思考與練習題
第6章 功率放大電路
6.1 功率放大電路概述
6.2 乙類雙電源互補對稱功率放大電路
6.2.1 乙類雙電源互補對稱功率放大電路的工作原理
6.2.2 乙類雙電源互補對稱功率放大電路性能的估算
6.3 乙類單電源互補對稱功率放大電路
6.4 甲乙類互補對稱功率放大電路
6.4.1 甲乙類互補對稱功率放大電路的工作原理
6.4.2 復閤管互補對稱放大電路
6.5 集成功率放大器及其應用
6.5.1 LA4102集成功率放大器及其應用
6.5.2 LM386集成功率放大器及其應用
6.6 甲乙類互補對稱功率放大電路的測試
技能訓練6功率放大電路的調整與測試
本章小結
思考與練習題
第7章 集成直流穩壓電源
7.1 直流穩壓電源的組成及各部分的作用
7.2 整流電路
7.2.1 半波整流電路
7.2.2 橋式整流電路
7.3 濾波電路
7.3.1 電容濾波電路
7.3.2 電感電容濾波電路
7.3.3 RC.1 T型濾波電路
7.4 綫性集成穩壓器
7.4.1 串聯型穩壓電路的工作原理
7.4.2 三端固定輸齣集成穩壓器
7.4.3 三端可調輸齣集成穩壓器
技能訓練7集成直流穩壓電源的調整與測試
本章小結
思考與練習題
附錄
附錄A 半導體器件型號命名方法
附錄B 常用電子元器件的使用知識
附錄C 模擬電子技術EWB仿真實驗
C.1 EWB軟件基本操作方法簡介
C.2 模擬電路仿真實驗
參考文獻
前言/序言
《模擬電子技術及應用》是電子信息類和通信類專業入門性質的重要技術基礎課程,也是一門實踐性很強的課程。通過本課程的學習,可以使學生掌握電子技術方麵的基本知識、基本理論和基本技能,培養學生分析問題和解決問題的能力,並為學習後續課程和今後在實際工作中應用電子技術打好基礎。
根據高職高專培養目標的要求以及現代科學技術發展的需要,本書以現代電子技術的基本知識、基本理論為主綫,使電子技術的基本理論與各種新技術有機地結閤在一起;以培養學生的工作能力為目的,將理論知識的講授與技能訓練有機地融為一體,使能力培養貫穿於整個教學過程。每章都有本章小結、技能訓練以及思考與練習題。技能訓練內容豐富、實用,並引入計算機仿真技術EWB。在編寫過程中,按高職教材在理論上“必需”、“夠用”的原則,著重講清物理概念,避免繁瑣的理論計算和推導,著重介紹比較實用的工程計算和近似估算方法,使教材在內容上做到清楚、準確、簡潔,通俗易懂,可讀性好。
通過本課程的教學,應使學生達到如下基本要求:
1)熟悉常用電子元器件的特性和主要參數,具有識彆元器件和檢測元器件的能力,具有會查閱器件手冊和正確選用器件的能力。
2)掌握常用基本單元電路和典型電路的結構、工作原理和功能,熟練掌握分析電子電路的基本方法,能對電子電路進行定性分析和工程估算,具有根據需要選擇適用電路和使用集成電路的能力。
3)具有識讀整機電路圖的能力。
4)掌握電子技術的基本技能,具有實際操作的能力。
本書由安徽電子信息職業技術學院曹光躍老師擔任主編,負責全書的統稿工作並編寫瞭第3章和附錄;重慶三峽職業學院餘戰波老師擔任副主編並編寫瞭第1章;重慶職業技術學院陳宗梅老師編寫瞭第2章;西安航空職業技術學院馬寜麗老師編寫瞭第4章和第5章;煙颱職業學院張海丹老師編寫瞭第6章和第7章。本書在編寫過程中,得到瞭安徽電子信息職業技術學院的領導和老師們的大力支持,在此一並錶示衷心的謝意。
由於編者水平有限,錯誤之處在所難免,懇請讀者批評指正。
編者
模擬電子技術:深入淺齣,實踐為王 圖書簡介 在信息技術飛速發展的今天,無論是集成電路的設計、信號的處理,還是各種智能設備的研發,都離不開對模擬信號的深刻理解和精準操控。模擬電子技術,作為電子工程領域最基礎、也是最核心的學科之一,其重要性不言而喻。它不僅是理解數字世界的基石,更是創新實踐的源泉。 本書旨在為讀者構建一個紮實、係統而又貼近實際的模擬電子技術知識體係。我們深知,理論的掌握需要與實踐的結閤纔能真正轉化為解決問題的能力。因此,本書在深入闡述基本原理、關鍵器件和電路分析方法的同時,更加注重模擬電子技術在實際應用中的落地。本書並非一本簡單的教科書,而是一本旨在引導讀者深入探索模擬電子技術奧秘、激發創新思維、提升工程實踐能力的得力助手。 內容精要: 本書共分為十五章,循序漸進地引導讀者掌握模擬電子技術的核心內容,並將其應用於實際工程。 第一章 緒論: 本章將帶領讀者迴顧電子技術的發展曆程,明確模擬電子技術在現代科技中的地位與作用。我們將梳理模擬電子技術的學科範疇,介紹其研究對象和基本研究方法。同時,本章將重點介紹學習模擬電子技術所必需的電路基本概念,包括電荷、電流、電壓、電阻、電容、電感等基本電學量的定義、單位及相互關係,並引入基爾霍夫定律、歐姆定律等電路分析的基石。此外,還將簡要介紹電路圖的繪製規範和閱讀方法,為後續深入學習打下基礎。 第二章 半導體二極管及其基本應用: 本章將深入剖析半導體二極管的工作原理,包括PN結的形成、特性以及不同工作狀態下的電-壓關係。我們將詳細介紹各種類型二極管(如普通二極管、穩壓二極管、發光二極管、光電二極管等)的結構、特性麯綫及其工作機理。基於對二極管特性的深刻理解,本章將重點講解其在整流、濾波、穩壓、限幅、鉗位等基本電路中的應用,並通過具體的電路實例,展示二極管作為電子係統中“開關”和“單嚮導電器件”的關鍵作用。 第三章 三極管及其放大電路: 三極管是模擬電子技術中最基本的放大元件。本章將全麵介紹雙極型晶體管(BJT)和場效應管(FET)的結構、工作原理和輸齣特性麯綫。我們將詳細分析三極管的各種工作區域,並重點講解其放大功能。在此基礎上,本章將圍繞三極管構建各種基本放大電路,包括共發射極放大電路、共集電極放大電路(射極跟隨器)和共基極放大電路。我們將深入分析這些電路的電壓放大係數、電流放大係數、輸入電阻和輸齣電阻等重要參數,並討論不同組態的優缺點及其適用場閤。同時,本章還將介紹放大電路的偏置方式,包括固定偏置、分壓偏置和復閤偏置,以保證放大電路穩定可靠地工作。 第四章 場效應管及其放大電路: 本章將聚焦於場效應管(FET),介紹其兩種主要類型:結型場效應管(JFET)和金屬-氧化物-半導體場效應管(MOSFET)。我們將詳細闡述它們的結構、工作原理、輸入輸齣特性以及跨導等關鍵參數。基於FET的特性,本章將講解FET放大電路的構建,包括共源放大電路、共漏放大電路(源極跟隨器)和共柵放大電路。我們將分析這些電路的放大能力、輸入輸齣阻抗等性能指標,並與BJT放大電路進行對比。此外,本章還將討論FET在特定應用場景下的優勢,例如高輸入阻抗等。 第五章 多級放大電路: 在實際應用中,單一級的放大電路往往難以滿足對放大倍數和頻率響應的要求。本章將探討如何通過級聯的方式構建多級放大電路,以獲得更高的增益。我們將詳細分析直接耦閤、阻容耦閤和變壓器耦閤等幾種典型的多級放大電路的連接方式,並重點講解各級之間的阻抗匹配和信號傳輸。本章還將深入研究多級放大電路的整體頻率響應特性,探討高頻和低頻響應的限製因素,以及如何通過補償技術來改善頻率特性。 第六章 功率放大電路: 與前幾章的電壓放大電路不同,功率放大電路的主要目的是提供足夠的功率來驅動負載。本章將介紹不同類型的功率放大電路,包括甲類、乙類、甲乙類和丙類功率放大器。我們將詳細分析它們的結構、工作原理、效率以及失真特性。重點講解瞭推挽放大器、互補對稱式放大器等高效功率放大電路的設計與分析。同時,本章還將討論功率放大器在實際應用中需要考慮的散熱問題和負載匹配問題。 第七章 信號發生器: 信號發生器是進行電子係統測試和調試的重要工具。本章將介紹各種常用信號發生器的基本原理和電路結構。我們將從振蕩電路入手,講解RC振蕩電路、LC振蕩電路(如哈特萊、科萊皮茲振蕩器)以及石英晶體振蕩器的工作原理。在此基礎上,我們將介紹如何構建正弦波發生器、三角波/方波發生器以及其他類型波形發生器。本章還將討論信號發生器的頻率穩定性和幅度穩定性的影響因素,以及實際應用中的調頻、調幅功能。 第八章 綫性運算放大器及其基本應用: 運算放大器(Op-amp)是模擬電子技術中最具代錶性的集成電路之一,其通用性和靈活性使其在各種模擬電路設計中發揮著舉足輕重的作用。本章將詳細介紹運算放大器的內部結構、基本特性參數,如開環增益、差模增益、共模增益、輸入輸齣阻抗、共模抑製比等。我們將重點講解理想運算放大器的特性,並分析其在各種經典應用電路中的功能,包括反相比例器、同相比例器、加法器、減法器、積分器和微分器等。本章將通過大量的實例,展示運算放大器如何巧妙地實現各種信號的運算和處理。 第九章 運算放大器的擴展應用: 在深入理解運算放大器的基本應用後,本章將進一步探討其在更復雜電路中的應用。我們將介紹濾波電路的設計,包括低通、高通、帶通和帶阻濾波器。我們將重點講解有源濾波器的優勢,並分析其電路結構和設計方法。此外,本章還將介紹比較器電路,包括遲滯比較器(施密特觸發器)及其應用,以及電壓跟隨器、儀錶放大器等。本章還將觸及一些運算放大器在傳感器信號調理、信號隔離等方麵的應用。 第十章 濾波器: 本章將對濾波器進行更為係統和深入的探討。我們將分類介紹不同類型的濾波器,包括無源濾波器(RLC濾波器)和有源濾波器(基於運算放大器的濾波器)。我們將詳細講解巴特沃斯、切比雪夫、貝塞爾等幾種典型濾波器近似設計方法,並介紹它們的幅度響應和相位響應特性。本章還將討論濾波器的通帶、阻帶、截止頻率、過渡帶等關鍵參數,以及實際設計中需要考慮的衰減和階數選擇。 第十一章 信號的分析與處理: 本章將從信號的角度齣發,深入分析模擬信號的特性以及常用的信號處理方法。我們將迴顧傅裏葉級數和傅裏葉變換,講解如何將時域信號分解為不同頻率分量的疊加。我們將介紹頻譜分析的基本概念,以及如何利用頻譜來理解信號的性質。在此基礎上,本章將介紹一些常用的信號處理技術,如采樣、量化、數字濾波等(雖然本書側重模擬,但為理解後續數字處理打下基礎)。我們將重點關注模擬濾波器在信號去噪、信號整形等方麵的作用。 第十二章 模數/數模轉換: 在本章中,我們將探討模擬信號與數字信號之間的轉換。我們將詳細介紹模數轉換器(ADC)和數模轉換器(DAC)的工作原理和基本類型。我們將分析ADC的量化誤差、分辨率、轉換速度等關鍵參數,並介紹逐次逼近型、雙積分型、閃速型等ADC的結構和工作過程。同樣,我們將分析DAC的轉換精度、轉換時間等參數,並介紹權電阻型、倒T型、R-2R梯形網絡型DAC等。本章將為讀者理解數字信號處理的基礎奠定必要的前置知識。 第十三章 振蕩與反饋: 反饋是模擬電子電路設計中的核心概念之一。本章將詳細闡述正反饋和負反饋的概念及其對電路性能的影響。我們將分析負反饋對放大電路的穩定度、帶寬、失真以及輸入輸齣阻抗的改善作用。在此基礎上,我們將深入探討振蕩電路的工作原理,包括振蕩的産生條件(巴剋豪森判據)以及不同類型振蕩器(如RC振蕩器、LC振蕩器、晶體振蕩器)的電路結構和設計。本章將強調反饋在維持振蕩和穩定放大器工作中的關鍵作用。 第十四章 常用模擬集成電路: 除瞭運算放大器,還有許多功能強大的模擬集成電路在實際工程中得到瞭廣泛應用。本章將介紹幾種典型的模擬集成電路,如定時器555、鎖相環(PLL)及其應用,以及穩壓集成電路(如78XX、79XX係列)。我們將詳細解析它們的內部結構、工作原理和外部引腳功能,並通過具體的應用實例,展示它們如何方便地實現定時、頻率閤成、電壓穩定等功能。 第十五章 模擬電子技術在典型係統中的應用: 在前麵章節掌握瞭基本原理和電路後,本章將聚焦於模擬電子技術在一些典型的實際係統中的集成應用。我們將選擇一些貼近實際工程的案例,例如傳感器信號采集與處理係統、音頻放大器係統、無綫通信前端電路等,來展示如何將本書中學到的各個部分的知識融會貫通,構建完整的模擬電子係統。通過對這些典型係統的分析,讀者可以更好地理解模擬電子技術的工程實踐價值,並從中獲得啓發。 學習方法與特色: 本書的編寫遵循“理論與實踐相結閤,由淺入深,循序漸進”的原則。 原理清晰透徹: 每一章都力求用清晰的語言闡述核心概念和工作原理,配以大量的圖示和波形,幫助讀者直觀理解。 電路分析嚴謹: 對各種電路進行深入的理論分析,包括參數計算、性能評估等,並提供具體的計算過程。 實例豐富實用: 全書穿插瞭大量的實際電路設計實例,涵蓋瞭從基礎單元到集成係統,讓讀者能夠感受到模擬電子技術的實際應用價值。 重點突齣: 對關鍵概念和核心器件反復強調,並通過對比分析,幫助讀者形成深刻的認識。 問題導嚮: 在講解過程中,適時引入讀者可能遇到的問題,並給齣解決方案,增強學習的針對性。 思考與拓展: 每章末尾設置思考題和課後習題,鼓勵讀者主動思考,鞏固所學知識,並引導他們進行更深層次的探索。 貼近高職高專教育特點: 在內容選擇和難度把握上,充分考慮瞭高職高專學生的特點,力求實用性和可操作性。 適用讀者: 本書適用於高等職業技術學院、高等專科學校電子信息類專業的學生,也可作為相關專業本科學生、電子技術愛好者以及從事電子産品設計、開發、維修的工程技術人員的參考讀物。 結語: 模擬電子技術是一門充滿魅力的學科,它連接著現實世界的物理信號與信息世界的數字編碼,是許多前沿科技發展的基石。本書希望通過嚴謹的理論講解、豐富的實踐案例,為讀者打開通往模擬電子技術世界的大門,幫助您在這個不斷發展的領域中,打下堅實的基礎,激發無限的創造力。拿起本書,讓我們一起踏上探索模擬電子技術精彩之旅!