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唐治德，申利平 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030432506

商品编码：29489303382

包装：平装

出版时间：2015-12-01

图书基本信息
图书名称	模拟电子技术基础
作者	唐治德,申利平
定价	48.0元
出版社	科学出版社
ISBN	9787030432506
出版日期	2015-12-01
字数	646000
页码
版次	1
装帧	平装
开本	16
商品重量	0.4Kg

内容简介

电子系统概述；运算放大器的开环特性和等效模型；负反馈放大电路；基本运算电路；有源滤波电路；半导体二极管及其应用电路；晶体管及其交流放大电路；集成放大电路；乘除法电路和对数指数电路；场效应管及其放大电路；电压比较器和信号产生电路；直流稳压电源。

作者简介

目录

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导语_点评_推荐词

文摘

序言

序言

《晶体管电路设计艺术：从理论到实践的深度解析》 一、 前言：开启模拟电路设计的探索之旅 电子技术，作为现代科技的基石，其核心在于对信号的操控与处理。而在模拟电子领域，晶体管无疑是最具代表性的“魔术师”，它们以其精妙的物理特性，勾勒出无数令人惊叹的电路功能。本书并非旨在全面覆盖模拟电子技术的浩瀚领域，而是聚焦于晶体管这一关键元器件，通过深入浅出的讲解，带领读者领略其在电路设计中的独特魅力与强大力量。我们不求面面俱到，只求在选定的范围内，做到精益求精，让每一位读者都能深刻理解晶体管的工作原理，掌握其电路设计的方法，并能在实际应用中游刃有余。 本书的编撰，旨在为渴望深入理解晶体管电路设计的工程师、学生以及爱好者提供一份详实且实用的参考。我们认为，真正的技术学习，不仅仅是记住公式和结论，更在于理解其背后的逻辑和思想。因此，本书在理论阐述上，力求严谨而透彻；在电路分析上，注重直观与工程化；在实践指导上，强调案例分析与设计经验的分享。我们希望通过本书，能够激发读者对模拟电路设计的浓厚兴趣，培养其独立解决问题的能力，最终成为一名优秀的电路设计者。 二、 晶体管基础：洞悉微观世界的奥秘 在深入探讨晶体管的电路应用之前，有必要对晶体管的基本物理原理和结构特性进行一次清晰的梳理。本书将从半导体材料的基本性质出发，逐步引申至 PN 结的形成及其特性，这是理解一切晶体管工作机制的基石。我们将详细阐述双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）在结构上的差异，以及它们各自的工作原理。 对于 双极型晶体管 (BJT)，我们将重点剖析其 NPN 和 PNP 结构，以及载流子（电子和空穴）在其中的运动过程。本书将细致讲解 BJT 的三种工作区域：截止区、放大区和饱和区，并阐明不同区域下电流与电压之间的关系。我们将深入探讨 BJT 的输入输出特性曲线，这些曲线不仅仅是理论上的图示，更是工程师在实际电路设计中进行参数选择和性能评估的重要依据。此外，对于 BJT 的一些关键参数，如电流增益 (β)、跨导 (gm)、输出电导 (gds) 等，我们将给出明确的定义、计算方法以及它们对电路性能的影响。 对于 场效应晶体管 (FET)，我们将重点介绍其两大类：结型场效应晶体管 (JFET) 和绝缘栅场效应晶体管 (MOSFET)。对于 JFET，我们将阐述其通过栅极电压控制沟道导电性的原理，以及 N 沟道和 P 沟道 JFET 的工作特性。对于 MOSFET，我们将着重讲解其增强型和耗尽型两种模式，以及 NMOS 和 PMOS 的工作机制。MOSFET 在现代集成电路设计中占据着举足轻重的地位，因此本书将投入更多篇幅来分析其栅极电压与漏极电流之间的平方律关系，并详细介绍其关键参数，如阈值电压 (Vt)、跨导 (gm) 和输出电导 (gds)。 本书强调，对晶体管物理特性的深刻理解，是进行电路设计的前提。我们将通过类比、图示以及简单的数学推导，帮助读者建立起对这些微观过程的直观认识，从而避免死记硬背，真正做到“知其然，更知其所以然”。 三、 晶体管基本放大电路：掌握信号放大的核心技术 信号放大是模拟电子电路中最基本也是最重要的功能之一。本书将从最简单的单级晶体管放大电路入手，逐步深入到多级放大电路的设计。我们将系统地讲解各种晶体管基本放大电路的组态，包括共发射极（CE）放大电路、共集电极（CC，也称射极跟随器）放大电路以及共基极（CB）放大电路。 对于 共发射极放大电路，我们将从其静态工作点的建立开始，详细讲解偏置电路的各种类型，如固定偏置、发射极自偏置、分压偏置等，并分析不同偏置方式的优缺点以及稳定性。接着，我们将重点分析在小信号作用下，CE 放大电路的电压增益、电流增益、输入阻抗和输出阻抗。我们还将讨论耦合电容、旁路电容等无源元件对放大电路频率响应的影响，并介绍如何通过这些元件来优化电路的带宽。 对于 共集电极放大电路（射极跟随器），我们将阐述其主要特点——高输入阻抗、低输出阻抗以及接近于 1 的电压增益。本书将详细分析其在阻抗匹配、驱动能力提升等方面的应用。 对于 共基极放大电路，我们将探讨其低输入阻抗、高输出阻抗以及接近于 1 的电流增益的特点，并介绍其在高频电路中的应用。 此外，本书还将介绍 多级放大电路 的设计，包括直接耦合、RC 耦合和变压器耦合等不同耦合方式。我们将分析级联对放大电路整体性能的影响，并介绍如何通过多级放大来获得更高的增益和更好的频率响应。我们将重点讲解 差分放大电路，这是运算放大器等集成电路的重要组成部分，本书将深入分析其抑制共模信号的能力以及其在信号处理中的重要作用。 在分析过程中，本书将结合实际电路图，通过电阻、电容、电感等基本元器件的取值，来演示如何设计出满足特定性能指标的放大电路。我们将强调“工程化”的设计思路，即在满足基本功能的同时，也要考虑电路的稳定性、功耗、成本以及可制造性。 四、 晶体管作为开关电路：构建数字逻辑的基础 除了放大功能，晶体管在作为开关器件方面同样发挥着至关重要的作用，它是构建数字逻辑电路的基础。本书将深入探讨晶体管在开关状态下的工作特性。 对于 BJT 作为开关，我们将详细分析其在截止区和饱和区的工作状态。本书将解释如何通过控制基极电流的大小来快速地将 BJT 从截止状态切换到饱和状态，从而实现对电流的有效“通断”控制。我们将分析开关过程中产生的延迟时间，以及如何通过选择合适的晶体管和外围元件来减小开关损耗，提高开关速度。本书将介绍 BJT 在 TTL (Transistor-Transistor Logic) 逻辑门中的应用，虽然 TTL 逻辑门本身是数字电路范畴，但其基础的开关动作离不开 BJT 的精确控制。 对于 MOSFET 作为开关，我们将重点关注其在增强型模式下的特性。本书将解释如何通过栅极电压的变化来控制漏极电流的“开”与“关”。我们将详细讨论 MOSFET 作为开关的优势，例如其极低的栅极驱动电流，以及其在功率开关电路中的广泛应用。我们将介绍 MOSFET 在 CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 逻辑门中的应用，这是现代集成电路中最主要的逻辑家族之一。本书将分析 CMOS 门电路的工作原理，并解释其低功耗的优势。 本书还将探讨一些实际的开关电路应用，例如 继电器驱动电路，其中晶体管扮演着低功率信号控制高功率负载的角色。我们还将介绍 固态继电器 (SSR) 的基本构成，以及晶体管在其中起到的关键开关作用。在开关电路的设计中，本书将强调对散热问题的考虑，以及如何通过选择合适的封装和散热措施来保证器件的可靠工作。 五、 晶体管在滤波器与振荡器中的应用：信号的塑造与产生 除了放大和开关功能，晶体管还广泛应用于信号的滤波和振荡电路中，它们能够对信号进行精密的塑造和有规律的产生。 在 滤波器电路 方面，本书将聚焦于如何利用晶体管与 R、L、C 元件的组合来构建各种有源滤波器。我们将介绍低通、高通、带通和带阻滤波器的工作原理，并讲解晶体管在其中所起的“有源”作用，例如提供增益、提高 Q 值等。本书将介绍一些经典的晶体管滤波器电路，如 多级反馈滤波器 (MFB) 和 状态变量滤波器，并分析它们的性能特点和设计方法。我们将讨论滤波器在信号去噪、频率选择等方面的实际应用。 在 振荡器电路 方面，本书将深入探讨如何利用晶体管的放大作用和正反馈机制来产生周期性的信号。我们将介绍不同类型的晶体管振荡器，包括： RC 振荡器：如相移振荡器和文氏电桥振荡器，它们利用 RC 网络来提供相位延迟，从而实现振荡。 LC 振荡器：如哈特莱振荡器、科勒皮兹振荡器和阿姆特朗振荡器，它们利用 LC 谐振回路来确定振荡频率，并具有更高的频率稳定性和 Q 值。 晶体振荡器：晶体作为高 Q 值的谐振元件，能够提供极高的频率稳定性和精确度，本书将介绍晶体在振荡器电路中的应用。 本书将详细分析各种振荡器电路的工作原理，包括启动条件、振荡频率的确定以及输出信号的波形分析。我们将探讨振荡器在时钟信号产生、射频信号发射等方面的关键作用。在振荡器设计中，本书将强调稳定性的重要性，以及如何通过合适的元件选择和偏置设计来获得稳定可靠的输出。 六、 功率放大与电源管理：驱动现实世界的能量 功率放大电路是将信号功率提升到足以驱动负载的水平，而电源管理则是确保电子设备高效、稳定的运行。晶体管在这两个领域都扮演着核心角色。 在 功率放大电路 方面，本书将深入分析不同类别的功率放大器，特别是 A 类、B 类、AB 类和 C 类功率放大器的效率、失真特性以及适用场合。我们将重点讲解 AB 类功率放大器，这是在效率和失真之间取得良好平衡的常用设计。本书将详细阐述如何利用双晶体管（如推挽电路）来实现功率放大，并讨论其工作原理和设计要点。我们将介绍功率放大电路中的散热问题，以及如何通过选择合适的散热片和工作模式来避免器件过热。本书还将提及 D 类功率放大器 的工作原理，虽然其本质上是开关模式，但其对功率的放大能力不容忽视。 在 电源管理 方面，本书将关注晶体管在 线性稳压器 和 开关稳压器 中的应用。 线性稳压器：我们将详细分析如何利用晶体管（如 BJT 或 MOSFET）与齐纳二极管或带隙基准电压源结合，构建出固定输出电压的线性稳压器。本书将讨论线性稳压器的压差、效率和稳压性能，并分析其在低噪声应用中的优势。 开关稳压器：虽然开关稳压器本身是复杂的系统，但其核心的开关元件通常由 MOSFET 构成。本书将简要介绍降压 (Buck)、升压 (Boost) 和升降压 (Buck-Boost) 等基本拓扑的开关稳压器的工作原理，并侧重于讲解 MOSFET 在其中作为高效开关元件所起的作用。我们将讨论开关稳压器的效率优势，以及其在电池供电设备中的重要性。 本书还可能涉及 电池充电管理电路 的基本原理，其中晶体管也扮演着控制充电电流和电压的关键角色。 七、 实用设计技巧与案例分析：理论指导实践 本书的价值不仅在于理论的讲解，更在于将理论知识转化为实际的设计能力。因此，本书将包含大量的实用设计技巧和详细的案例分析。 我们将分享一些在实际电路设计中常用的 经验法则 和 设计流程，例如如何根据信号的幅值和频率选择合适的晶体管类型和型号；如何进行静态工作点的计算和偏置电路的设计；如何进行频率响应的评估和补偿；如何进行噪声分析和抑制。 本书将选取一系列具有代表性的 实际电路设计案例，例如： 音频放大器设计：从前级放大到后级功率放大，贯穿整个音频信号处理链。 射频电路设计：例如简单的射频放大器或混频器。 传感器信号调理电路：如何使用晶体管来放大和滤波微弱的传感器信号。 简易电源模块设计：如何设计一个基本的稳压模块。 每一个案例都将从需求分析开始，逐步深入到电路原理图的绘制、元件的选择、性能的仿真（可能涉及仿真软件的基本介绍）、以及最终的调试和优化。我们将详细分析每个设计决策的背后的原因，以及可能遇到的挑战和解决方案。 八、 结语：持续学习与探索的动力 模拟电子技术，特别是晶体管电路设计，是一个不断发展和深化的领域。本书旨在为您提供一个坚实的基础，开启您在这一领域的探索之旅。我们鼓励读者在阅读本书的同时，积极动手实践，通过搭建电路、进行测量和调试，来加深理解，积累经验。 掌握晶体管电路设计，意味着掌握了构建现实世界中各种电子设备的核心能力。从通讯设备到医疗仪器，从消费电子到工业控制，晶体管的身影无处不在。我们希望本书能够激发您对电子工程的热情，培养您解决复杂技术问题的信心。 模拟电子技术的世界广阔而迷人，愿本书成为您探索之路上的得力伙伴，伴随您在电子技术的海洋中不断前行，创造出更多令人惊叹的电子产品。

评分☆☆☆☆☆

我是一个已经工作了几年，但理论基础有些薄弱的电子工程师。我的工作主要依赖于现成的模块和数据手册，但每当需要自己设计一个特定的模拟前端或者调试一个老旧的模拟设备时，总感觉力不从心，缺乏对底层原理的深刻理解。这次重拾这本《模拟电子技术基础》，简直是为我“补课”的绝佳材料。与其他注重应试的教材不同，这本书的例题和习题设计得非常贴合实际工业应用场景。例如，它针对电源滤波电路中的纹波抑制问题，给出了详细的分析过程，并对比了不同电容值和缓冲电路的实际效果。更难得的是，作者在讲解失真分析时，没有停留在简单的谐波失真概念上，而是延伸到了实际音频设备和传感器信号处理中的非线性问题，并提供了相应的解决方案。这本书让我重新认识了“模拟”的魅力——它不仅仅是数字信号的“前置步骤”，它本身就是一门充满艺术和工程智慧的学科。它让我有信心去面对那些曾经让我头疼的“漂移”和“噪声”问题了。

评分☆☆☆☆☆

这本《模拟电子技术基础》简直是打开了我对电子世界的大门！我以前总觉得那些晶体管、运算放大器听起来像天书，充满了晦涩难懂的符号和公式。但这本书的讲解方式非常接地气，它没有一上来就抛出复杂的数学模型，而是从最基本的概念入手，用非常形象的比喻来解释电子元件的工作原理。比如，它把电阻想象成水管的粗细，电容比喻成可以暂时存储“水流”的小水箱，这样的类比让我一下子就抓住了核心思想。尤其是关于半导体器件的部分，作者没有像其他教材那样枯燥地堆砌物理学原理，而是深入浅出地分析了PN结的形成过程及其在二极管和三极管中的实际应用。读完前几章，我竟然能自己动手画出简单的放大电路图，并且对电路中的电压和电流变化有了一种直观的“感觉”。这对于一个初学者来说，是巨大的进步。这本书的排版也很考究，图文并茂，关键的概念都有醒目的标注，阅读体验非常流畅，让人很有动力一直读下去，去探索更多复杂的电路设计。

评分☆☆☆☆☆

我尤其想称赞这本书在“噪声与稳定性”部分的处理。在很多初级教材中，这两个是最后匆匆带过的概念，但在实际的精密测量和控制系统中，它们却是决定性的因素。这本书投入了大量篇幅来系统地讲解热噪声、散弹噪声的来源，并且给出了如何通过匹配阻抗和使用低噪声放大器来降低信噪比的实用方法。更深入的是，它还详细阐述了反馈电路的相位裕度和增益裕度，帮助读者理解为什么一个看似完美的负反馈电路会突然“飞起来”（振荡）。书中通过波特图和根轨迹的概念，将原本抽象的稳定性问题，可视化成了一个可以被工程师掌控的几何问题。这套系统的分析方法，对我解决团队最近遇到的一个高精度数据采集系统的稳定性问题提供了直接的指导。这本书的价值在于，它不仅教会你“如何搭建电路”，更教会你“如何保证电路稳定可靠地工作”，这是从“会做”到“做好”的关键一步。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，这本书简直是一股清流。我一直认为，一本好的技术书籍，不仅内容要扎实，其“可读性”也至关重要。这本书的语言风格非常成熟和内敛，没有过多的煽情或夸张，而是用一种近乎于严谨的叙事口吻，娓娓道来。它的图示绘制精良，线条清晰，特别是那些复杂的动态特性曲线图，每一个坐标轴的标注、每一个拐点的意义都解释得清清楚楚，这在分析高频响应或瞬态特性时显得尤为重要。我注意到，书中对于一些经典电路（比如差分放大器、施密特触发器）的分析，不只是给出了一个标准电路图，而是详细对比了多种不同的结构实现方式，并分析了各自的优缺点——这体现了作者深厚的工程经验，知道在真实世界中，不同的设计选择意味着不同的性能权衡。这使得这本书不只是一本教材，更像是一本高级的“电路设计哲学”指南，教会我如何批判性地看待每一个电路拓扑。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我买过好几本关于电路的书，但大多都是那种“工程师手册”式的，要么过于理论化，公式推导占了篇幅的90%，要么就是简单罗列了元件参数，缺乏系统性。而这本《模拟电子技术基础》的结构设计非常合理，它像是一条精心规划的登山路线，每一步都有明确的目标和清晰的路径。从最基础的元件特性到中级的放大电路分析，再到后期的反馈和振荡原理，内容的衔接非常自然，逻辑性极强。我特别欣赏它在讲解运算放大器时采用的“理想模型先行，再引入非理想因素”的策略。一开始我们假设运放是完美的，这样可以迅速掌握其核心功能（加法、积分、比较等），等到理解了理想情况下的强大能力后，再逐步引入输入失调、共模抑制比等实际参数的影响，这种循序渐进的学习路径，极大地降低了初学者的学习曲线，让我避免了在早期就被复杂的非理想效应绕晕的窘境。这本书的深度和广度拿捏得恰到好处，既满足了工程实践的需求，又兼顾了理论的严谨性。