了得網工業技術_電子技術應用基礎(模擬部分)

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內容簡介

為了配合應用型人纔培養的需要，以及適應不同電類專業對電子技術掌握的需要，編寫了《電子技術應用基礎（模擬部分）》。《電子技術應用基礎（模擬部分）》分為10章，重點討論現代電子技術的基本概念和應用，理論部分全部用例題來講解，例題可以用仿真軟件驗證。《電子技術應用基礎（模擬部分）》主要包括電子繫統分析基本概念、基本半導體器件、基本放大器電路、多級放大電路、電流源、功率放大電路、集成運算放大電路、反饋放大電路的分析、濾波電路與正弦信號產生、直流穩壓電源等內容。《電子技術應用基礎（模擬部分）》各章後附有思考題與習題，習題內容全部可以仿真分析。
《電子技術應用基礎（模擬部分）》的目標是突出工程實際應用、分析方法、基本理論。

作者簡介

目錄
前言
第1章電子繫統分析基本概念 1
1.1 基件 1
1.2 電子電路繫統分析內容 4
1.3 電子電路和繫統的分析方法 7
1.4 電子技術的發展趨勢 9
思考題與習題 9
第2章基本半導體器件 12
2.1 半導體基本原理與PN結 12
2.2 半導體二極管 19
2.3 雙極型晶體三極管 35
2.4 場效應晶體管 51
本章小結 66
思考題與習題 67
第3章基本放大器電路 71
3.1 放大器電路的基本概念與分析方法 71
3.2 三極管基本放大電路的分析 78
3.3 場效應管基本放大電路的分析 94
3.4 復合管放大電路 106
3.5 基本放大電路復合電路 111
3.6 放大電路頻率響應的基本概念 113
3.7 基本放大電路的仿真分析方法 124
本章小結 125
思考題與習題 125
第4章多級放大電路 132
4.1 多級放大電路耦合方式 132
4.2 多級放大電路的分析 135
4.3 差分放大電路 139
4.4 場效應管差分放大電路 155
4.5 互補耦合多級放大電路 157
4.6 直接耦合多級放大電路實例 160
本章小結 165
思考題與習題 165
第5章電流源 170
5.1 基本電流源電路 170
5.2 鏡像電流源分析 173
5.3 有源負載的放大電路 177
5.4 MOS管電流源電路 179
本章小結 183
思考題與習題 183
第6章功率放大電路 187
6.1 功率放大電路的概述 187
6.2 功率放大電路 190
6.3 集成功率放大電路 201
本章小結 204
思考題與習題 205
第7章集成運算放大電路 208
7.1 運算放大電路的基本結構與分析模型 208
7.2 運算放大電路的工程分析參數 213
7.3 基本集成運算放大電路 219
7.4 集成模擬乘法器及其在運算電路中的應用 241
7.5 集成運算電壓比較電路 245
7.6 集成運放的選擇 250
本章小結 252
思考題與習題 253
第8章反饋放大電路的分析 256
8.1 負反饋的基本概念 256
8.2 負反饋放大電路的四種基本組態 263
8.3 負反饋放大電路的分析計算 268
8.4 負反饋對放大電路性能的改善 278
8.5 負反饋放大電路的穩定性 283
本章小結 287
思考題與習題 288
第9章濾波電路與正弦信號產生 294
9.1 濾波電路的基本概念與分類 294
9.2 有源低通濾波電路 301
9.3 有源高通濾波電路 306
9.4 有源帶通濾波電路 308
9.5 有源帶阻濾波電路 310
9.6 正弦波振蕩電路 311
9.7 RC正弦波振蕩電路 314
9.8 LC正弦波振蕩電路 317
9.9 石英晶體正弦波振蕩電路 324
本章小結 328
思考題與習題 328
第10章直流穩壓電源 333
10.1 直流電源的組成 333
10.2 單相整流電路 333
10.3 濾波電路 338
10.4 穩壓電路 340
思考題與習題 345
參考文獻 347
附錄分貝表 348

前言

媒體評論

在線試讀

第1章電子繫統分析基本概念
器件的工作目的是按設計要求對電壓或電流進行有效控制。按照一定的設計要求器件和其他輔助器件連接後，就形成了電子電路。連接方式的不同，所得的電子電路的基本功能也不同（如對電壓信號的放大等）。把不同的電子電路按照設計要求組合起來，形成完成任務的電子繫統（如收音機、電視機等）。因此，電子技術的基本分析對像器件組成的電子電路。
在科學研究和工程技術中，習慣上把器件組成的電路叫作電子電路。電子電路一般都具有獨立的電路功能。由簡單電子電路組成的、比較復雜並具有獨立應用功能的電子電路叫作電子繫統。電子技術(ElectronicsTechnology)的目的，就是研究電子電路和電子繫統分析、設計與應用技術。
本章主要論述基件和電子繫統分析內容。
1.1 基件
1.1.1器件器件通過各種不同方法組實體，具有相應的電路功能和參數特性，如集成電路器件、電子開關器件等。
器件分類器件是組成電子電路和電子繫器件的基本特性及參數是電子電路分析和設計的基本依據之一。器件結構、器件參數和器件用途是與器件有關的技術。
1. 器件結構
器件結構是指電子器件內部的電路結構，其中包括電路功能、輸入輸出結構等。從結構上劃分，電子器件可分為分立半導體器件和集成電路器件。
（1）分立半導體器件：是指二極管、三極管、場效應管等。它們是*基本的半導體器件。
（2）集成電路器件：是指能獨立完成某功能和參數特性的電子電路，如集成放大器、微處理器、存儲器等。它們是采用將多個基本半導體器件構成的電路集成制作在同一個硅片上，組成具有特定電路功能和技術參數指標的器件。
2. 器件參數
器件參數是指描述電子器件特性的參數。例如，器件輸入信號電壓或輸入信號電流的大小、器件使用的電源電壓、輸入電阻/輸出電阻等。從信號處理功能上分，電子器件可分為模擬電路器件和數字電路器件兩類。
（1）模擬電路器件：處理模擬信號的分立半導體器件和集成電路，一般不能用來處理數字信號。
（2）數字電路器件：用於處理數字邏輯信號的半導體器件和集成電路，不能用來處理模擬信號。
3. 器件用途
器件用途是完成基本功能和應用領域。例如，專用集成電路器件、通用運算放大器器件、邏輯門電路器件等。
一般器件分為無源電子器件、有源電子器件兩大類。
1.1.2 無源電子器件
無源電子器件工作時，其內部沒有任何形式的電源，也不需要外部附加電源就可以正常工作。無源器件在電子電路中所擔當的電路功能可分為電路類器件、連接類器件。
1. 電路類器件
電路類器件是能改變信號性能的器件。
（1）二極管：具有單向導電能力的半導體器件。
（2）電阻器：實現電路電阻參數的器件。電阻器分為固定電阻器、可變電阻器和電阻排（也叫作電位器）。
（3）電容器：能存儲電能的器件。電容器分為固定電容器和可變電容器兩種類型。固定電容器又分為普通電容器、電解電容器、鉭電容器等。
（4）電感：具有保存磁能的器件。電子繫統中使用的電感器件以線圈為主。
（5）變壓器：能實現交流電壓幅度變換的器件。在電子電路中用於通信電路中的變壓器稱為高頻變壓器。用於穩壓電源的變壓器稱為電源變壓器。由於變壓器是采用電感線圈和鐵心制作的，所以變壓器是一種特殊的電感器。
（6）繼電器：用電能控制機械開關的器件。其功能是實現控制開關，例如，用電信號控制的電路開關、用低電壓控制的高電壓開關等。
（7）按鍵：一種特殊的開關器件。按鍵一般用來控制電子繫統的工作，例如，計算機的鍵盤。
（8）蜂鳴器、喇叭：把電能轉換成聲波的電子器件。蜂鳴器隻能發出單一頻率的聲音，而喇叭則可以發出多頻率混合的聲音（例如，語音）。喇叭根據其阻抗分為8Ω、35Ω、75Ω不同的類型。
（9）開關：一種具有兩個或多個接觸點的電子器件，用於控制電源和信號傳輸等。
2. 連接類器件
（1）連接器：用於電子電路與電子電路不同部分的連接。
（2）插座：分為電源插座和信號插座。
（3）連接電纜：使用電纜的目的是傳輸信號或電能。常用的連接電纜有雙絞線、扁平電纜、高溫線、多芯導線、單芯導線、屏蔽電纜。
（4）印刷電路板（PCB）：一種用特殊印刷方法制作的電路板，用來安裝電路器件。
1.1.3 有源電子器件
有源電子器件工作時，其內部有電源存在且必須有外加電源纔能正常工作，這種器件叫作有源器件。有源電子器件是電子電路的主要器件，從結構、電路功能和工程參數上，有源電子器件可以分為分立器件和集成電路器件三大類。
1. 分立器件
（1）雙極性三極管：具有電流放大能力的半導體器件，也是集成電路的基本器件。
（2）場效應管：利用電場效應形成電流放大的半導體器件。
（3）晶閘管：也叫作可控硅，是一種能通過大電流的電流控制半導體開關的器件，是一種無觸點開關器件。
（4）半導體電阻與電容：用集成技術制造的電阻和電容，用於集成電路中。
2. 模擬集成電路器件
模擬集成電路器件是用來處理模擬電壓或電流信號的集成電路器件。模擬集成電路器件一般包括如下幾類。
（1）集成運算放大器：集成運算放大器簡稱運放，是一種具有良好工作特性、使用方便的集成電路器件，可用於信號放大、微分、積分、濾波等電路。
（2）比較器：能比較輸入信號幅度大小的器件，輸出的是直流電壓信號。
（3）對數和指數放大器：對輸入信號進行對數或指數計算處理的集成電路器件。
（4）模擬乘/除法器：對兩個輸入信號進行乘法或除法運算的集成電路器件。
（5）PLL電路：鎖相環電路，是工程中常用的一個專用電路。
（6）集成穩壓器：用來穩定輸出電壓的集成電路器件，有線性器件和開關器件兩種。
（7）參考電源：為電子電路提供精密參考電壓的集成器件。
（8）波形發生器：產生某些特定波形的專用集成電路器件。
（9）功率放大器：實現信號功率放大的集成電路器件。
3. 數字集成電路器件
（1）基本邏輯門：用來組成各種數字電路的基本邏輯電路的器件。
（2）觸發器：根據輸入信號的狀態和條件來決定輸出信號狀態的邏輯電路器件。
（3）寄存器：邏輯門電路和觸發器電路組成的邏輯電路器件，可以保存相應的數字。
（4）譯碼器：對輸入數字信號進行編碼轉換的數字電路器件。
（5）數據比較器：能對數字信號進行比較的電路器件。
（6）計數器：能對數字信號進行計數的電路器件。
（7）可編程邏輯器件（PLD）：在軟件編程控制下形成各種需要的數字電路或繫統。
（8）微處理器：計算機繫統的核心器件。
（9）單片機：由CPU、總線電路和各種不同外圍電路組成的專用處理器器件。
（10）DSP（DigitalSignalProcessor，DSP）：具有數字信號處理的專用器件。
除了上述基本電子器件外，在工程實際中還設計了大量專用電子器件，以滿足工程實際的需要。需要指出的是，各種專用電子器件（特別是集成電路器件），其基本結構都是由上述基本電路組合而成的。因此，專用集成電路器件也具有與通用集成電路器件相似或相同的特點。
1.2 電子電路繫統分析內容
電子電路繫統分析的目的，是為工程應用和科學研究提供電子電路的分析模型和分析結果。同時，分析技術也是電子電路繫統設計的基礎。
1.2.1 器件分析、電路分析、繫統分析
電子電路繫統分析可分為器件分析、電路分析和繫統分析等。這是電子電路與繫統分析的三個不同層次。
1. 器件分析
器件分析的基本任務是器件為電路分析和繫統分析提供電路特性的物理模型（電阻、電容、電感、二極管、三極管、理想電源等）和行為特性模型。通過器件分析，可以得到電子器件在不同條件下所具有的工作特點和工作狀態。這些工作特點和工作狀態統稱為器件的行為特性，是分析、設計和實現電子電路和繫統的基礎。
器件的物理模型是指使用基件（如電阻、電容、電感、理想電源等）對電子器件物理電學參數（如電阻、電容、電感、電流、電壓等）和基本功能的描述。器件的物理模型也叫作器件的等效電路模型，是電子器件的一種近似描述。必須注意，器件的物理模型是在一定的限制條件下建立的，因此，在使用器件的物理模型時必須注意適用條件。
2. 電路分析
電路分析是對具體電路功能和工作特性進行分析。分析電路在給定輸入和其他限制條件下所具有的工作狀態及其特點。電路特性分析的任務是為特性分析提供一個電路特性的物理模型和分析模型，其結果能提供電路行為特性（例如，電路的功能、輸入輸出關繫等），以及各種參數之間的關繫。這些分析結果為電子電路設計、維護和運行操作提供了技術指導。
電路分析的目的是為電子電路與繫統提供具體的實現技術，是電子電路與繫統設計的基礎。電路分析關心如下問題。
（1）所分析的對像具有什麼樣的電路功件參數是如何影響電路功能的，以及這些參數與給定限制條件之間的關繫。
（2）提供電路參數調整的指導。
（3）提供用實際電路實現設計要求電路的指導，並提供解決理想特性與實際特性之間矛盾的技術與方法。
3. 繫統分析
繫統分析是在器件分析和電路分析的基礎之上，建立電子繫統的分析模型，對電子繫統的整體功能和技術指標的特性進行統一分析。
電子繫統是由多個不同功能和不同參數特性的電路組成的，這些電路之間的連接可能會對各自獨立的電路特性產生影響。因此，繫統分析中應當充分考慮相互連接所引起的電路特性變化。繫統分析所關心的是繫統的整體特性和技術指標，所以，繫統分析是用來描述整個電子繫統行為和技術指標的基本方法。
由上述討論可知，分析解決的是理論問題，也就是電路繫統設計目標的實現問題。同時，也指出了參數與繫統行為的關繫，以作為具體電路設計的依據。
1.2.2 電子電路繫統分析的基本內容
電子電路繫統分析必須建立在基本物理概念和物理定律之上，纔能對電子電路和繫統進行正確的工程分析。
工程實際關心的基本問題如下。
（1）獨立的電路具有什麼功能？
（2）電路組成後的繫統具有什麼功能？
（3）如何用電子技術實現一個繫統的功能？
（4）電路或繫統能夠達到什麼樣的技術指標?
從以上4條可以看出，工程上所關心的基本問題，必須用工程的基本參數和基本描述語言來回答以上4個問題，這就是電子電路繫統分析的基本內容。
電路分析是電子電路及其繫統分析中的*基本分析工具，是對電子電路或繫統進行正確分析的一個重要條件。電子技術的基本分析理論和方法，則來自電路理論、信號與繫統理論和半導體物理學等理論。
1. 電子電路結構分析
電子電路結構分析的基本內容包括兩部分：一是電路的基本結構特點，二是實現電路基本結構的方法。其中，**部分是決定電路或繫統基本特性的關鍵。例如，數字電路和模擬電路是兩個基本的結構。
在電子電路的結構分析中，必須注意，用工程技術的基本概念和方法對電路或繫統的結構進行描述，實際上就是基本電子技術概念的應用。這種應用是工程師必須掌握的基本分析技術。電子電路或繫統的結構分析，是以

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