晶体管电路设计与制作 [日]黑田乇著;周南生 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030174970

商品编码：29725354370

包装：平装

出版时间：2018-05-01

基本信息

书名：晶体管电路设计与制作

定价：42.00元

作者：黑田乇著;周南生

出版社：科学出版社

出版日期：2018-05-01

ISBN：9787030174970

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：128开

商品重量：0.359kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是“图解实用电子技术丛书”之一。本书首先对各种模拟电路的设计和制作进行详细叙述；然后利用可在微机上使用的模拟器“SPICE”对设计的结果进行模拟。书中介绍了各种电路印制电路板的实际制作，以及电路特性的测量，并对电路的工作机制进行了验证。《BR》　　全书分为两部分。*部分介绍单管和双管电路，主要目的是理解晶体管的基本工作机制。第二部分介绍各种晶体管应用电路，包括矩形渡振荡器，射极跟随器，宽带放大器，电子电位器，OP放大器，带自举电路的射极跟随器，Sallen-Key型低通滤波器，带隙型稳压电路，三角波→正弦波变换器，低失真系数振荡器，移相器，串联调节器，斩波放大器等。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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探索晶体管世界的奥秘：深入理解与实践 在现代电子技术的浩瀚星空中，晶体管无疑是最为璀璨的明星之一。它以其惊人的微小体积，承载着电子信号的放大、开关与逻辑运算，构成了我们今日数字世界的基石。从智能手机的芯片到复杂的通信系统，从家用电器到尖端医疗设备，晶体管的身影无处不在，其重要性不言而喻。 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，带领大家踏上探索晶体管电路设计与制作的奇妙旅程。我们将不仅仅停留在理论的表面，而是着力于将复杂的概念转化为清晰易懂的解释，并辅以详实的实践指导，让读者能够真正理解晶体管的工作原理，掌握电路的设计方法，并亲手搭建出属于自己的晶体管电路。 第一章：晶体管的基石——半导体基础与PN结 在深入探讨晶体管之前，我们必须先奠定坚实的半导体基础。本章将从原子结构入手，解析电子的运动规律，进而引出导体、绝缘体与半导体的区别。我们将重点关注硅和锗等常见半导体材料的特性，以及掺杂技术如何改变它们的导电性能，制造出N型和P型半导体。 随后，我们将深入剖析PN结的形成及其关键特性。PN结是所有半导体器件的“血肉”，理解它的形成过程，如扩散电流、漂移电流以及内建电势，对于理解晶体管的工作机制至关重要。我们将探讨PN结在正向偏置和反向偏置下的电流-电压特性，并通过图示和实例，清晰地展示PN结的单向导电性。这一章节的扎实掌握，将为后续的学习打下坚实的基础。 第二章：双极型晶体管（BJT）——放大之王 双极型晶体管（BJT）是早期也是最经典的晶体管类型之一，它在电子信号放大方面展现出强大的能力。本章将详细介绍BJT的结构，包括NPN型和PNP型两种类型，以及它们的发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）三个电极。 我们将深入讲解BJT的工作原理，重点阐述载流子（电子和空穴）在发射极、基极和集电极之间的传输过程，以及电流放大作用的产生机理。通过分析BJT的输入输出特性曲线，读者将能直观地理解其在放大区、饱和区和截止区的三种工作状态。 本章还将详细介绍BJT的各种基本放大电路配置，如共发射极放大电路、共集电极放大电路（射极输出器）和共基极放大电路。我们将逐一分析它们的电路结构、增益特点、输入输出阻抗以及频率响应，并通过计算示例，演示如何根据具体需求选择合适的配置。此外，本章还将介绍偏置技术的概念，以及如何通过不同的偏置方法来稳定BJT的工作点，确保电路的稳定可靠运行。 第三章：场效应晶体管（FET）——控制之翼 与BJT不同，场效应晶体管（FET）通过电场来控制沟道的导电性，具有输入阻抗高、功耗低等优点，在许多现代电路设计中扮演着重要角色。本章将重点介绍两种主要的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）。 我们将详细阐述JFET的结构和工作原理，包括P沟道和N沟道JFET，以及它们的栅极（Gate）、源极（Source）和漏极（Drain）三个电极。我们将分析其跨导特性，以及通过改变栅-源电压来控制漏极电流的方式。 随后，我们将花费大量篇幅介绍MOSFET，包括P沟道和N沟道MOSFET，以及增强型和耗尽型两种工作模式。我们将详细解释其结构，特别是栅极氧化层的作用，以及电场效应如何影响沟道电导率。我们将分析MOSFET的输入输出特性曲线，并与BJT进行对比，突出它们各自的优势和劣势。 本章还将介绍FET的基本放大电路配置，如共源极放大电路、共漏极放大电路（源极跟随器）和共栅极放大电路。我们将分析它们的电压增益、电流增益、输入输出阻抗和频率响应，并通过实际应用场景，展示FET在不同电路设计中的独特价值。 第四章：晶体管开关电路——数字世界的脉搏 晶体管的开关特性是数字电路的核心。本章将深入探讨晶体管如何作为电子开关工作，为理解和设计数字逻辑门提供基础。 我们将从BJT的开关特性入手，分析其在饱和区和截止区作为开关的应用。我们将介绍BJT驱动电路的设计，如何使用有限的基极电流来可靠地开关较大的集电极电流。 接着，我们将重点介绍MOSFET作为开关的应用，尤其是在高频和低功耗场合。我们将分析MOSFET开关的导通电阻和截止状态下的漏电流，以及驱动MOSFET开关所需的栅极电压。 本章还将介绍由晶体管构成的基本逻辑门电路，如AND门、OR门、NOT门、NAND门和NOR门。通过电路图和真值表，我们将清晰地展示这些逻辑门的工作原理。了解这些基本逻辑门，是进一步理解复杂数字电路的关键。 第五章：晶体管基本应用电路——从理论到实践 掌握了晶体管的基本原理和开关特性后，本章将带领读者进入更具实践意义的晶体管应用电路设计。我们将从一些基础但至关重要的电路入手，为读者提供实际操作的指导。 稳压电路： 我们将介绍基于晶体管的简单稳压电路，如齐纳二极管稳压电路和串联稳压电路。读者将了解如何利用晶体管的放大和稳压特性，构建能够提供稳定直流电压的电源模块。 振荡电路： 振荡器是产生周期性电信号的关键。本章将介绍几种常见的晶体管振荡电路，如RC移相振荡器、LC振荡器（哈特莱振荡器、科尔皮兹振荡器）和多谐振荡器。我们将分析它们的起振条件、频率决定因素和输出波形特点。 信号发生器： 基于振荡电路，我们将介绍如何设计简单的信号发生器，以产生方波、三角波或正弦波等不同类型的信号，这在电子测试和实验中非常有用。 音频放大电路： 晶体管在音频信号放大领域有着广泛的应用。我们将介绍单管音频放大电路，以及更常见的甲类、甲乙类双管音频功率放大电路。我们将分析它们的功率输出、失真特性和效率，让读者了解如何设计出具有良好音质的音频放大器。 第六章：晶体管多级放大电路与高级应用 为了获得更高的增益和更好的频率响应，我们通常需要将多个晶体管放大电路级联起来，形成多级放大电路。本章将深入探讨这一主题。 我们将介绍不同多级放大电路的连接方式，如级联放大、并联放大和差分放大。我们将分析多级放大电路的整体增益、输入输出阻抗以及频率响应，并讨论如何通过合理的级联设计来优化电路性能。 本章还将介绍一些更高级的晶体管应用，例如： 滤波器电路： 如何利用晶体管构建有源滤波器，以选择性地通过或衰减特定频率范围的信号。 比较器电路： 如何利用晶体管实现模拟信号的比较功能，为后续的模数转换或阈值检测奠定基础。 晶体管的频率特性： 探讨晶体管在高频下的行为，以及限制高频性能的因素，如极间电容和载流子传输时间。我们将介绍一些提高晶体管电路高频性能的设计技巧。 第七章：晶体管电路的制作与调试 理论学习最终需要通过实践来检验。本章将聚焦于晶体管电路的实际制作与调试过程。 我们将从元器件的选择开始，介绍不同类型晶体管的型号、参数选择以及供应商信息。我们将详细讲解焊接技巧，包括元器件的焊接顺序、烙铁的使用以及焊锡的选择，确保电路连接的可靠性。 本章还将介绍电路板的设计与制作，包括面包板的使用、洞洞板的制作方法以及PCB（印刷电路板）的简单设计概念。 最后，我们将重点讲解电路的调试技巧。读者将学习如何使用万用表、示波器等常用电子测量仪器，对电路进行静态和动态测试，诊断故障，并对电路进行优化。我们将提供一些常见的故障排除指南，帮助读者解决在实际制作过程中遇到的问题。 第八章：晶体管电路的未来展望 作为电子技术的核心，晶体管的演进从未停止。本章将对晶体管电路的未来发展趋势进行展望。 我们将探讨当前研究的热点，如更微型化的晶体管、新型半导体材料（如III-V族半导体、二维材料）的应用，以及量子效应在微小尺寸下的影响。我们将讨论低功耗设计、高频高速通信、人工智能硬件加速等领域对晶体管技术提出的新挑战和新机遇。 最后，我们将鼓励读者保持对电子技术的好奇心和探索精神，不断学习新的知识，拥抱技术变革，为电子世界的进步贡献自己的力量。 本书力求以严谨的学术态度，结合生动形象的讲解，将晶体管的复杂世界展现在读者面前。通过理论学习与动手实践相结合，我们相信读者能够在这个充满魅力的领域中，获得深刻的理解和宝贵的经验。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的阅读门槛不低，它对读者的基础知识储备有一定要求，尤其是在阅读后续关于开关电源或射频前端设计章节时。但正是这种门槛，保证了内容的密度和深度。我发现，很多市面上流行的快餐式技术书籍，为了追求广度，往往会牺牲细节的准确性，尤其是在处理非线性元件的极限工作点时，常常含糊其辞。而这本书则不然，它在讨论功率晶体管的散热设计时，详细计算了结温与环境温度的关系，甚至没有放过对热阻的精确估算，这种对工程细节的执着，让我对作者的专业素养深信不疑。它像一位经验丰富的老技师，耐心地告诉你，什么时候可以偷懒，什么时候必须一丝不苟。特别是那些关于元器件选型替代的章节，它不仅给出了推荐型号，还分析了不同制造商同规格器件在瞬态响应上的细微差别，这种级别的洞察力，是单纯依赖数据手册是难以获得的。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到惊喜的，是它在理论与实践的鸿沟之间架起的那座坚实的桥梁——它真正教会了我如何“思考”电路。很多时候，我们陷入了只懂设计、不懂调试的怪圈。这本书通过大量的案例分析，展示了设计意图如何在实际焊接、测试中被扭曲，以及如何利用示波器上的波形去反推电路中可能存在的寄生效应或设计缺陷。例如，在讲解如何优化晶体管开关速度时，作者展示了从理想方波到实际受限方波的演变过程，并明确指出了上升沿和下降沿畸变的原因所在——是米勒效应，是过长的走线电感，还是基极驱动电流不足。这种将“理论”与“示波器截图”紧密结合的教学方式，极大地提高了我的问题解决能力。读完之后，我再去看那些曾经让我束手无策的复杂电路图时，心中不再是茫然一片，而是能大致勾勒出信号流动的路径、能量转换的节点，以及潜在的失效风险点。这本教材，更像是一本可以陪伴工程师职业生涯多年的“武功秘籍”。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，最令我印象深刻的是它那种几乎是“手把手”的实践导向。很多电子书，读起来就像是在听一场高深的讲座，理论架构宏大，但一到动手实践，立刻就露了馅，要么是元件参数选型一片空白，要么是仿真结果与实际现象南辕北辙。然而，这本书的叙事节奏明显不同。它不是简单地告诉你“这样做”，而是深入探讨了“为什么必须这样做”。举个例子，在讨论音频放大电路的设计时，作者并没有直接抛出一个成熟的拓扑结构，而是从零开始，逐步引入反馈机制，解释了负反馈是如何精妙地驯服了晶体管的非线性。那个关于PCB布局的附录部分，简直是我的救命稻草。我曾无数次因为布局不当导致高频振荡或接地回路问题而抓狂，而书里那些关于走线宽度、去耦电容放置的“江湖规矩”，配上清晰的实物图示，让那些曾经看似玄乎的EMC问题，一下子变得清晰可解。可以说，这本书的价值，有一半在于那些被刻意强调的“陷阱”与“避雷指南”，这远比那些光鲜亮丽的理论推导来得实在。

评分☆☆☆☆☆

这本封面设计朴实无华的教材，初次捧起时，着实让我对它能否点亮我那颗对电子学充满好奇却又略带畏惧的心产生了疑问。毕竟，在这个充斥着各种花哨宣传的时代，一本专注于“晶体管电路设计与制作”的硬核书籍，需要的不仅仅是理论的堆砌，更需要将复杂的原理以一种近乎直觉的方式呈现出来。我记得刚开始啃第一章的时候，那些关于BJT和MOSFET的静态工作点分析，确实让我头皮发麻，公式密密麻麻地挤在一起，仿佛在对我这个门外汉发出无声的挑战。然而，随着深入阅读，我开始领悟到作者那种近乎匠人的严谨态度。他似乎并不急于让你成为理论大师，而是更注重打下坚实的地基。那种对每一个元件特性的细致入微的剖析，比如对不同偏置电路的优劣势进行近乎哲学层面的探讨，让人明白，电路设计从来都不是简单的公式套用，而是一种对物理现象的深刻理解和权衡。尤其是书中关于噪声抑制和热稳定性设计的章节，虽然文字不多，但其中蕴含的经验值和工程智慧，是任何标准教科书里都难以找到的宝贵财富。它强迫你跳出理想化的模型，去直面真实世界中元器件的“脾气秉性”。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，这本书给我带来了一种久违的、沉静的学术氛围。它的排版和图表风格，透露着一种上个世纪末或本世纪初工科书籍特有的严谨与克制，没有使用任何花哨的色彩或过度的视觉干扰。这种朴素反而成了一种力量，它将读者的全部注意力都集中在了核心内容本身。我尤其欣赏作者在引入新概念时所采用的类比和历史回顾手法。比如，他不会直接定义“米勒效应”，而是会从早期共射极放大器的频率响应缺陷出发，一步步引导读者发现引入米勒电容的必要性，这种循序渐进的过程，极大地降低了理解复杂高频特性的门槛。这种叙事方式，非常适合那些需要深度理解而非表面掌握的工程师或学生。它要求读者慢下来，去感受电流、电压、阻抗在不同工作状态下的微妙变化，而不是期待一蹴而就的“黑箱”操作。每次合上书本，我感觉自己不仅仅是记住了几个电路公式，而是对电子信号的本质有了更深一层的敬畏。