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张剑平 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302242796

商品编码：29692220702

包装：平装

出版时间：2011-03-01

基本信息

书名：模拟电子技术教程(21世纪高等学校规划教材 电子信息)

定价：26.00元

作者：张剑平

出版社：清华大学出版社

出版日期：2011-03-01

ISBN：9787302242796

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.400kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书是遵照本科电子类专业模拟电子技术教学大纲编写的，但在内容编排上作了大胆的改革，《模拟电子技术教程》以电路物理过程为主导，在详解必要基础知识的前提下自然地引出对应用电路的研究，并对已过时的传统应用电路作了适当的删除。我们的目的是让学习者有明确的目标、清晰的概念和一个轻松的学习过程。
　　本书共6章，分别为“模拟电路及放大器基础知识”、“常见电子元件”、“单管放大器”、“多级放大器和集成放大器”、“用反馈改变放大器的性能”及“常见的应用模拟电路”。书中以楷体字出现的章节是为拓宽知识面而设的自学内容。讲授课时数建议在64～72之间。
　　本书可作为电子类、电气类、自动控制类和其他相近专业的本科生教材，也可供有关工程技术人员自学或参考。

目录

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章　模拟电路及放大器基础知识
　1.1　模拟电子技术的地位及特点
　1.2　模拟电路及放大器
　　1.2.1　模拟电路的定义
　　1.2.2　放大器的定义
　　1.2.3　放大器的性能指标
　习题
第2章　常见电子元件
　2.1　电阻、电容和电感的回顾
　　2.1.1　电阻器
　　2.1.2　电容器
　　2.1.3　电感器
　2.2　半导体基础知识
　　2.2.1　本征半导体
　　2.2.2　杂质半导体
　　2.2.3　pn结的形成及特性
　2.3　二极管
　　2.3.1　二极管的结构和类型
　　2.3.2　二极管的伏安特性
　　2.3.3　二极管的主要参数
　　2.3.4　二极管电路的分析方法
　　2.3.5　半导体二极管的应用举例
　　2.3.6　稳压二极管
　2.4　三极管
　　2.4.1　三极管的结构及工作原理
　　2.4.2　三极管的特性曲线
　　2.4.3　三极管的主要参数
　　2.4.4　三极管的直流模型和中低频小信号等效模型
　2.5　场效应管
　　2.5.1　结型场效应管的结构及工作原理
　　2.5.2　结型场效应管的特性曲线
　　2.5.3　增强型mos管
　　2.5.4　耗尽型mos管
　　2.5.5　场效应管的中低频小信号等效模型
　　2.5.6　场效应管的主要参数及其他
　2.6　其他半导体元件简介
　　2.6.1　变容二极管
　　2.6.2　肖特基二极管
　　2.6.3　发光二极管
　　2.6.4　光敏二极管
　　2.6.5　光敏三极管
　　2.6.6　vmos管
　　2.6.7　晶闸管
　习题
第3章　单管放大器
　3.1　单管共射放大器
　　3.1.1　一个典型的共射放大器
　　3.1.2　放大器的组成原则
　3.2　放大器的分析
　　3.2.1　直流通路和交流通路
　　3.2.2　等效电路法
　　3.2.3　图解分析法
　3.3　稳定静态工作点电路
　　3.3.1　静态工作点稳定的必要性
　　3.3.2　带re的共射放大器
　3.4　三极管其他组态的单管放大器
　　3.4.1　单管共集电极放大器
　　3.4.2　单管共基极放大器
　　3.4.3　三种单管放大器性能比较
　3.5　场效应管单管放大器
　　3.5.1　共源极放大器
　　3.5.2　共漏极放大器
　习题
第4章　多级放大器和集成放大器
　4.1　多级放大器的耦合方式
　　4.1.1　阻容耦合
　　4.1.2　直接耦合
　　4.1.3　变压器耦合
　　4.1.4　光电耦合
　4.2　多级放大器的分析方法
　　4.2.1　多级放大电路的静态分析
　　4.2.2　多级放大电路的动态分析
　4.3　差分放大器
　　4.3.1　直接耦合放大电路的零点漂移现象
　　4.3.2　基本差分放大器
　　4.3.3　长尾式差分放大器
　　4.3.4　差分放大器的其他接法
　　4.3.5　差分放大器的进一步改进
　4.4　集成运算放大器
　　4.4.1　集成运算放大电路概述
　　4.4.2　电流源电路
　　4.4.3　集成运放电路介绍
　　4.4.4　集成运放的外部特性描述
　　4.4.5　集成运放的种类及选择
　　4.4.6　集成运放的使用注意事项
　习题
第5章　用反馈改变放大器的性能
　5.1　反馈的基本概念及多方位理解
　　5.1.1　反馈的定义
　　5.1.2　识别反馈的有无
　　5.1.3　直流反馈与交流反馈
　　5.1.4　局部反馈与整体反馈
　　5.1.5　电压反馈与电流反馈
　　5.1.6　串联反馈与并联反馈
　　5.1.7　正反馈与负反馈
　5.2　负反馈的4种组态
　　5.2.1　电压串联负反馈
　　5.2.2　电压并联负反馈
　　5.2.3　电流串联负反馈
　　5.2.4　电流并联负反馈
　5.3　负反馈放大器的框图及一般表达式
　　5.3.1　负反馈放大器的框图表示法
　　5.3.2　4种组态的负反馈放大器的框图
　　5.3.3　负反馈对放大器的影响
　　5.3.4　负反馈放大器框图分析法
　　5.3.5　深度负反馈放大器分析举例
　5.4　放大器负反馈引入原则及正反馈
　　5.4.1　负反馈的引入原则
　　5.4.2　关于正反馈
　5.5　放大器频率特性、稳定性及其改善
　　5.5.1　频率特性及伯德图
　　5.5.2　三极管的高频等效电路
　　5.5.3　场效应管的高频等效电路
　　5.5.4　单管放大器的频率特性
　　5.5.5　多级放大器的频率特性
　　5.5.6　负反馈放大器的稳定性
　习题
第6章　常见的应用模拟电路
　6.1　信号的调理电路
　　6.1.1　电子信息系统的组成
　　6.1.2　基本运算电路
　　6.1.3　有源滤波器
　　6.1.4　电子信息系统常用预处理电路
　6.2　信号发生电路
　　6.2.1　正弦波振荡电路的基础知识
　　6.2.2　rc正弦波振荡电路
　　6.2.3　lc正弦波振荡电路
　　6.2.4　石英晶体正弦波振荡电路
　　6.2.5　非正弦信号发生电路
　6.3　功率放大电路
　　6.3.1　功率放大电路概述
　　6.3.2　功率放大电路的组成
　　6.3.3　功放电路几点说明
　6.4　直流电源
　　6.4.1　直流电源概述
　　6.4.2　线性电源的组成及各部分的作用
　　6.4.3　整流电路
　　6.4.4　滤波电路
　　6.4.5　稳压电路
　　6.4.6　保护电路
　　6.4.7　线性集成稳压器
　　6.4.8　开关型稳压电路
　6.5　模拟电路仿真软件介绍
　　6.5.1　multisim10简介
　　6.5.2　multisim10基本操作界面
　　6.5.3　multisim10的分析工具
　　6.5.4　multisim10软件的基本操作
　6.6　模拟可编程器件介绍
　　6.6.1　模拟可编程器件概述　
　　6.6.2　isppac10器件简介
　　6.6.3　isppac20器件简介
　习题
关键词索引
参考文献　

作者介绍

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文摘

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序言

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《半导体器件原理与应用》 内容概述 《半导体器件原理与应用》是一本面向高等院校电子信息类专业学生的教材，旨在系统、深入地介绍半导体材料的基本特性、各种重要的半导体器件的工作原理、制造工艺，以及它们在实际电路中的应用。本书力求在理论深度和工程实践之间取得平衡，为读者打下坚实的半导体技术基础，使其能够理解和设计复杂的电子系统。 第一章 半导体材料基础 本章将从原子结构和量子力学的基础出发，深入探讨半导体材料的电学特性。我们将介绍晶体结构、能带理论，包括价带、导带和禁带的概念，以及本征半导体的导电机制。在此基础上，我们将详细讲解杂质半导体，区分N型和P型半导体，并阐述施主和受体杂质的作用。浓度、迁移率、扩散等重要参数的定义和计算方法也将得到详细阐述。此外，本章还将简要介绍半导体材料的生长和提纯技术，以及一些常见的半导体材料，如硅和锗的物理特性。 第二章 PN结理论 PN结是构成几乎所有半导体器件的基础，因此本章将对其进行详细的讲解。我们将从PN结的形成过程入手，分析其内部的内建电场和电势。在此基础上，我们将详细阐述PN结在外加电压下的伏安特性曲线，包括正向偏置、反向偏置以及击穿现象。本章还将深入探讨PN结的电容效应，区分扩散电容和结电容，并分析它们对器件在高频性能的影响。非理想PN结的特性，如漏电流、少数载流子复合等也将被提及。 第三章 二极管 基于PN结的原理，本章将介绍各种类型的二极管及其应用。我们将从最基本的PN结二极管开始，讲解其工作原理、电学特性和常见的应用，如整流、钳位和限幅电路。随后，我们将详细介绍整流二极管、稳压二极管（齐纳二极管）的特性和应用，包括稳压电源的设计。肖特基二极管因其低压降和快速开关特性，在高速电路中有重要应用，本章将对其进行深入分析。发光二极管（LED）和光电二极管（PD）作为光电器件，将在本章得到详细介绍，包括它们的结构、发光/光电转换原理和在显示、光通信等领域的应用。最后，我们将简要提及其他特种二极管，如变容二极管和瞬态电压抑制二极管。 第四章 双极型晶体管 (BJT) 双极型晶体管是实现电流放大和开关功能的重要器件。本章将详细讲解BJT的结构，包括NPN型和PNP型。我们将深入分析BJT的电导调制原理，讲解基区、集电区和发射区的掺杂浓度和尺寸对器件性能的影响。BJT的工作区域，如截止区、放大区和饱和区，将得到详细分析，并推导出其输入输出特性曲线。电流放大系数 $eta$ 和 $alpha$ 的定义和计算方法将得到清晰阐述。本章还将讨论BJT的非理想特性，如空载效应、基极电流的泄漏以及温度对BJT参数的影响。BJT在电路中的各种连接方式（共射、共集、共基）及其各自的电压和电流增益特点也将进行分析。 第五章 场效应晶体管 (FET) 场效应晶体管以其高输入阻抗和易于集成等优点，在现代电子电路中扮演着越来越重要的角色。本章将介绍两种主要的FET类型：结型场效应晶体管 (JFET) 和金属-氧化物-半导体场效应晶体管 (MOSFET)。对于JFET，我们将讲解其P沟道和N沟道的工作原理，分析其跨导和输出特性。对于MOSFET，我们将重点介绍增强型和耗尽型MOSFET，详细阐述其栅极电压对沟道导电性的控制机制。MOSFET的阈值电压、跨导、漏电流以及输出特性曲线的形成将得到详细分析。本章还将对比JFET和MOSFET的异同，并初步介绍它们在电路设计中的优势。 第六章 MOSFET的进阶特性与应用 本章将对MOSFET进行更深入的探讨，重点关注其在集成电路设计中的关键特性。我们将详细分析MOSFET在各种工作区下的电流表达式，并深入研究沟道长度调制效应、亚阈值导电、短沟道效应等非理想现象。为了实现高频电路设计，本章还将详细介绍MOSFET的寄生电容，包括栅-源电容、栅-漏电容和漏-源电容，并分析它们对器件速度的影响。功耗和散热问题也将被纳入讨论。随后，我们将介绍MOSFET在数字电路和模拟电路中的应用，包括CMOS逻辑门电路的设计原理，以及MOSFET作为放大器和开关在模拟电路中的应用。 第七章 功率半导体器件 随着电力电子技术的发展，功率半导体器件的应用越来越广泛。本章将介绍一些关键的功率半导体器件，包括功率二极管、功率晶体管（如功率BJT和功率MOSFET）以及晶闸管 (SCR) 和门极可关断晶闸管 (GTO) 等。我们将重点分析这些器件的耐高压、大电流能力，以及它们在功率转换、功率放大等领域的应用。散热设计和保护电路的构建也是本章的重要内容。 第八章 集成电路基础 本章将为读者介绍集成电路 (IC) 的基本概念和制造工艺。我们将讲解半导体集成电路的分类，如单片集成电路 (Monolithic IC) 和混合集成电路 (Hybrid IC)。重点介绍半导体集成电路的制造过程，包括晶圆制备、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积以及互连等关键步骤。我们将阐述晶体管、电阻、电容等基本器件如何在集成电路中集成，以及它们的特性如何受到制造工艺的影响。CMOS工艺将作为重点进行介绍。 第九章 传感器与执行器 本章将介绍半导体器件在传感器和执行器方面的应用。我们将探讨各种类型的半导体传感器，如温度传感器、压力传感器、光传感器、磁传感器等，并分析它们的工作原理和应用场合。同时，本章还将介绍利用半导体器件实现的执行器，如电动机驱动电路、LED驱动电路等，展示半导体器件如何将电信号转换为物理量或执行特定任务。 第十章 集成电路设计入门 本章将引导读者了解集成电路设计的基本流程和方法。我们将介绍模拟IC设计和数字IC设计的区别，并初步介绍常用的EDA (Electronic Design Automation) 工具。重点阐述电路的仿真和验证方法，以及版图设计的基本概念。通过本章的学习，读者将对现代电子系统设计中的一些核心技术有所了解。 第十一章 信号的产生与处理 本章将探讨半导体器件在信号产生和处理方面的应用。我们将介绍各种类型的振荡器电路，如RC振荡器、LC振荡器和晶体振荡器，并分析它们的频率稳定性和输出波形。此外，本章还将介绍滤波器电路，包括有源滤波器和无源滤波器，以及它们在信号滤波和去噪方面的作用。 第十二章 通信电路基础 本章将介绍半导体器件在通信电路中的应用。我们将讲解调制解调器的工作原理，以及放大器、混频器、滤波器等在通信系统中扮演的角色。此外，本章还将初步介绍一些基本的通信系统，如AM和FM调制。 全书特色 《半导体器件原理与应用》注重理论与实践的结合。每章都配有丰富的例题和习题，帮助读者巩固所学知识，并提升解决实际问题的能力。本书语言清晰，逻辑严谨，图文并茂，旨在帮助读者建立对半导体器件的深刻理解，并为他们将来在电子工程领域的学习和工作打下坚实的基础。本书适合作为高等学校电子信息科学与技术、通信工程、自动化等专业的教材，也可供相关领域的科研人员和工程师参考。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我本来以为这会是一本枯燥乏味的教科书，充满了佶屈聱牙的术语和复杂的公式，但读完前几章后，我的看法彻底改变了。这本书的叙述风格极其流畅自然，仿佛是在和一位志同道合的朋友探讨技术难题。它最让我欣赏的一点是，它非常注重物理直觉的培养，而不是死记硬背。例如，在讲解BJT（双极性结型晶体管）的工作原理时，作者没有直接抛出Ebers-Moll模型，而是从载流子的迁移和扩散过程讲起，这种“追本溯源”的讲解方式，让我对晶体管的“开关”和“放大”特性有了更深刻的感性认识。书中穿插的大量“设计与应用”的案例分析，更是点睛之笔，它们将理论知识与实际工程问题紧密结合起来，让我看到了模拟电路在滤波器、振荡器等实际电路中的强大威力。对于我这种动手能力较强的人来说，这本书提供的不仅仅是知识，更是一种解决实际问题的思维框架。

评分☆☆☆☆☆

在众多的模拟电子教材中，我发现这本书在处理器件模型简化方面做得尤为出色。很多教材为了追求数学上的精确性，会引入过于复杂的模型，反而使得学习者望而却步。然而，这本书非常懂得“取舍的艺术”。它会先介绍一个简化的、更易于理解的模型来建立基本概念，然后再逐步引入更精确的模型来修正误差。比如在处理MOSFET的工作区分析时，它先用平方律模型来解释“饱和区”的概念，这使得理解饱和区恒流源的原理变得异常轻松。对于我们这些需要快速掌握核心技能的人来说，这种由简入繁的学习路径极大地提高了学习效率。而且，书中的插图清晰度非常高，很多关键波形和工作点的标注都极其到位，即便是单独看图也能大致推断出电路的工作状态，这在复习和查阅时提供了极大的便利。

评分☆☆☆☆☆

这本书，初拿到手时，就被它那厚实的纸张和严谨的封面设计所吸引。我一直对模拟电路这个领域充满敬畏，总觉得它像是一门古老的技艺，需要深厚的功底才能驾驭。这本书的排版布局非常清晰，图文并茂的解释方式，让那些原本抽象的电路图和公式变得生动起来。我记得第一次接触到运算放大器的非线性特性时，简直是云里雾里，但书中的例子和深入浅出的分析，仿佛一位经验丰富的老教授在耳边细细讲解，一步步引导我拨开迷雾。特别是关于反馈网络的分析部分，作者并没有停留在表面的概念阐述，而是深入到了数学推导的本质，让我对负反馈稳定性的理解达到了一个新的高度。虽然有些章节的深度要求较高的数学基础，但对于有志于深入研究电子工程的读者来说，这绝对是一份不可多得的宝藏。它不仅仅是一本教材，更像是一本可以陪伴你从入门到精通的工具书，里面的习题设计也非常贴合实际，能够很好地检验你对知识的掌握程度。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，一开始我对“规划教材”这几个字有些保留，总觉得官方规划的版本可能会偏向理论灌输。但这本书彻底颠覆了我的固有印象。它不仅在理论深度上无可挑剔，更重要的是，它融入了大量现代电子设计中的实用技巧。比如，在讲解电源管理部分时，书中对LDO（低压差线性稳压器）和开关电源的优缺点进行了细致的对比分析，并给出了具体的选型建议，这可比纯粹的理论推导要实在得多。这本书的语言风格略带学术的严谨性，但绝不晦涩，更像是邀请你加入一场严谨的学术对话。它真正做到了“授人以渔”，不仅仅是告诉你电路怎么工作，更重要的是教你如何像一个真正的电子工程师那样去思考电路的性能、功耗和稳定性。这本书已经成为了我案头必备的参考书，每次遇到新的模拟设计难题，翻开它总能找到值得借鉴的思路和方法。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排堪称典范，层次分明，循序渐进。从最基础的半导体PN结理论开始，稳步过渡到二极管、三极管，再到复杂的集成电路应用，每一步的衔接都处理得非常巧妙，几乎没有出现知识断层。我特别喜欢它在讲解放大器频率响应时所采用的方法——波特图的引入和分析。作者用非常直观的方式展示了高频和低频情况下放大器的增益衰减情况，并且详细解释了米勒效应的实际影响。这对于理解射频电路的设计至关重要。此外，这本书在绪论部分就强调了模拟电路在当前数字技术高速发展背景下的独特价值，激发了我深入学习的兴趣。它让我明白，数字电路的“0”和“1”背后，依然需要精确、稳定的模拟信号处理来支撑，这无疑是给模拟电子技术注入了一剂强心针。整本书的深度和广度拿捏得恰到好处，既能满足初学者的需求，也能让有一定基础的工程师找到新的启发。