電路與電子學(xué)基礎(chǔ)

前言

　　本書是西安交通大學(xué)電工電子教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心在開展國家工科基礎(chǔ)課程電工電子教學(xué)基地、國家級(jí)電工電子教學(xué)實(shí)驗(yàn)示范中心和“電工電子技術(shù)”國家精品課程建設(shè)工作的基礎(chǔ)上，為適應(yīng)高等院校計(jì)算機(jī)、軟件類專業(yè)“電路與電子技術(shù)”課程改革的需要而編寫的?！　』谟?jì)算機(jī)、軟件類專業(yè)的課程改革要求，本書具有以下特點(diǎn)：　　（1）基礎(chǔ)性“電路與電子技術(shù)”課程是計(jì)算機(jī)、軟件類專業(yè)學(xué)生重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，本書注重對(duì)基本概念、基礎(chǔ)理論和基本方法的論述，精選教材內(nèi)容，份量適中?！　。?）新穎性本書注重反映電工電子技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)，將電力電子技術(shù)引入課程內(nèi)容，對(duì)集成功率放大器、集成穩(wěn)壓電源、集成函數(shù)發(fā)生器等器件作了比較詳細(xì)的介紹，使學(xué)生更多地了解集成電路的發(fā)展和應(yīng)用?！　。?）實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)在“電路與電子技術(shù)”課程中占有重要地位，本書注重理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的結(jié)合，突出電路分析方法和電子器件工程應(yīng)用背景的介紹，堅(jiān)持知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)并重的原則?！　。?）專業(yè)性特別考慮到計(jì)算機(jī)、軟件類專業(yè)后續(xù)課程的需要，本書突出了對(duì)含有受控源電路的分析，單獨(dú)設(shè)立了“模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)換”一章，使模擬電子電路與數(shù)字電子電路能夠較好地實(shí)現(xiàn)接口，同時(shí)也是對(duì)“數(shù)字邏輯電路”課程內(nèi)容的補(bǔ)充?！　。?）適用性本書充分關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，敘述力求言簡(jiǎn)意賅，通俗易懂。在內(nèi)容安排上重視電路理論和電子技術(shù)兩個(gè)模塊電路分析方法的不一致性，積極探索兩個(gè)模塊良好銜接的方法，通過設(shè)置較多的例題使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)電路分析方法，更好地掌握常用電子電路的應(yīng)用?！　”緯娐防碚摵碗娮蛹夹g(shù)兩個(gè)模塊。第1~4章是電路理論模塊，包括電路的基本概念與定律、電路的分析方法、正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析和電路的暫態(tài)響應(yīng)等內(nèi)容。第5~10章是電子技術(shù)模塊，包括半導(dǎo)體器件、基本放大電路、集成運(yùn)算放大器、功率電子電路、信號(hào)發(fā)生電路、模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)換等內(nèi)容。

內(nèi)容概要

　　《電路與電子學(xué)基礎(chǔ)》是西安交通大學(xué)電工電子教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心在開展國家工科基礎(chǔ)課程電工電子教學(xué)基地、國家級(jí)電工電子教學(xué)實(shí)驗(yàn)示范中心和“電工電子技術(shù)”國家精品課程建設(shè)工作的基礎(chǔ)上，為適應(yīng)高等院校計(jì)算機(jī)、軟件類專業(yè)“電路與電子技術(shù)”課程改革的需要而編寫的。全書由電路理論和電子技術(shù)兩個(gè)模塊構(gòu)成。電路理論部分主要包括電路的基本概念與定律、電路的分析方法、正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析、電路的暫態(tài)響應(yīng)。電子技術(shù)部分主要包括半導(dǎo)體器件、基本放大電路、集成運(yùn)算放大器、功率電子電路、信號(hào)發(fā)生電路、模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)換等。各章配有豐富的例題、習(xí)題?！峨娐放c電子學(xué)基礎(chǔ)》可作為高等院校計(jì)算機(jī)、軟件類專業(yè)本科生、大專生及成人教育相關(guān)專業(yè)的教材，也可供工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一部分 電路理論第1章 電路的基本概念與定律1.1 電路與電路模型1.2 電路的物理量及其參考方向1.2.1 電流1.2.2 電壓、電位和電動(dòng)勢(shì)1.2.3 功率1.3 電路元器件1.3.1 無源電路元件1.3.2 有源電路器件1.4 基爾霍夫定律1.4.1 基爾霍夫電流定律1.4.2 基爾霍夫電壓定律習(xí)題1第2章 電路的分析方法2.1 電源的連接與等效變換2.1.1 電源的串、并聯(lián)2.1.2 實(shí)際電壓源與電流源的等效變換2.2 支路電流法2.3 網(wǎng)孔分析法2.4 結(jié)點(diǎn)電壓法2.5 疊加定理與齊次定理2.5.1 疊加定理2.5.2 齊次定理2.6 等效電源定理2.6.1 戴維寧定理2.6.2 諾頓定理2.7 最大功率傳輸習(xí)題2第3章 正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析3.1 正弦交流電的基本概念3.1.1 正弦量的三要素3.1.2 正弦量的相量表示方法3.2 單一參數(shù)正弦穩(wěn)態(tài)電路分析3.2.1 電阻元件的正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)3.2.2 電感元件的正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)3.2.3 電容元件的正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)3.3 阻抗與導(dǎo)納3.3.1 阻抗3.3.2 導(dǎo)納3.4 正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率及功率因數(shù)3.4.1 正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率3.4.2 功率因數(shù)的提高3.4.3 最大功率的傳輸3.5 正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析3.5.1 用電路定理分析問題3.5.2 用相量圖法分析問題3.6 頻率特性與諧振電路3.6.1 RC電路的頻率特性3.6.2 電路的諧振3.7 三相交流電路3.7.1 對(duì)稱三相交流電源3.7.2 對(duì)稱三相電路的連接3.7.3 三相電路的功率3.7.4 不對(duì)稱三相電路的分析3.8 非正弦周期電流電路分析3.8.1 非正弦周期函數(shù)的分解3.8.2 有效值和平均功率3.8.3 非正弦周期電路的穩(wěn)態(tài)分析習(xí)題3第4章 電路的暫態(tài)響應(yīng)4.1 換路定則與電壓、電流的初始值4.1.1 換路定則4.1.2 初始值確定4.2 一階RC電路的暫態(tài)分析4.2.1 RC電路的零輸入響應(yīng)4.2.2 RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)4.2.3 RC電路的全響應(yīng)4.3 一階只乙電路的暫態(tài)分析4.3.1 RL電路的零輸入響應(yīng)4.3.2 及人電路的零狀態(tài)響應(yīng)4.3.3 RL電路的全響應(yīng)4.4 一階暫態(tài)電路的三要素分析法4.5 一階電路的階躍響應(yīng)4.5.1 單位階躍函數(shù)4.5.2 一階電路的單位階躍響應(yīng)4.6 RLC電路的零輸入響應(yīng)習(xí)題4第二部分 電子技術(shù)第5章 半導(dǎo)體器件5.1 半導(dǎo)體的基本知識(shí)5.1.1 本征半導(dǎo)體與雜質(zhì)半導(dǎo)體5.1.2 PN結(jié)的形成5.1.3 PN結(jié)的特性5.2 二極管5.2.1 二極管的基本結(jié)構(gòu)5.2.2 二極管的伏安特性5.2.3 二極管的主要參數(shù)5.2.4 二極管的等效電路5.2.5 二極管的應(yīng)用5.3 特殊二極管5.3.1 穩(wěn)壓二極管5.3.2 變?nèi)荻O管5.3.3 肖特基二極管5.3.4 光電二極管5.3.5 發(fā)光二極管5.3.6 激光二極管5.4 三極管5.4.1 三極管的結(jié)構(gòu)及類型5.4.2 三極管的電流放大作用5.4.3 三極管的工作特性5.4.4 三極管的主要參數(shù)5.4.5 光電三極管5.5 場(chǎng)效應(yīng)管5.5.1 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管5.5.2 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管5.5.3 場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)5.5.4 場(chǎng)效應(yīng)管與三極管的比較5.6 電力電子器件5.6.1 單結(jié)晶體管5.6.2 晶閘管5.6.3 典型全控型器件習(xí)題5第6章 基本放大電路6.1 概述6.1.1 放大電路的模型6.1.2 放大電路的性能指標(biāo)6.1.3 放大電路的組成6.1.4 放大電路的工作原理6.2 放大電路的靜態(tài)分析6.2.1 圖解法6.2.2 估算法6.2.3 靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定6.3 放大電路的動(dòng)態(tài)分析6.3.1 微變等效電路法6.3.2 圖解法6.4 共集電極放大電路與共基極放大電路6.4.1 共集電極放大電路6.4.2 共基極放大電路6.4.3 放大電路的組態(tài)6.5 多級(jí)放大電路6.5.1 多級(jí)放大電路的組成6.5.2 多級(jí)放大電路的耦合方式6.5.3 放大電路的頻率特性6.5.4 組合放大電路6.6 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路6.6.1 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的組態(tài)6.6.2 共源組態(tài)基本放大電路6.6.3 共漏組態(tài)基本放大電路6.6.4 共柵組態(tài)基本放大電路6.7 差分放大電路6.7.1 差分放大電路的工作原理6.7.2 典型差分放大電路習(xí)題6第7章 集成運(yùn)算放大器7.1 集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介7.1.1 集成運(yùn)算放大器的電路組成7.1.2 集成運(yùn)算放大器的參數(shù)7.1.3 集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性7.2 放大電路中的反饋7.2.1 反饋的基本概念7.2.2 負(fù)反饋的組態(tài)7.2.3 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響7.2.4 放大電路中的正反饋7.3 信號(hào)運(yùn)算電路7.3.1 基本運(yùn)算電路7.3.2 積分與微分電路7.3.3 對(duì)數(shù)與指數(shù)電路7.4 信號(hào)檢測(cè)與處理電路7.4.1 信號(hào)檢測(cè)中的放大器7.4.2 有源濾波器7.4.3 采樣保持電路7.4.4 電壓比較器7.5 集成運(yùn)算放大器的使用7.5.1 選型7.5.2 調(diào)零7.5.3 消振7.5.4 保護(hù)習(xí)題7第8章 功率電子電路8.1 功率放大電路8.1.1 概述8.1.2 互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路8.1.3 集成功率放大電路8.2 整流與濾波電路8.2.1 整流電路8.2.2 濾波電路8.3 穩(wěn)壓電路8.3.1 硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路8.3.2 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路8.3.3 集成穩(wěn)壓器8.3.4 開關(guān)型穩(wěn)壓電路8.4 電力電子電路8.4.1 可控整流電路8.4.2 逆變電路8.4.3 交流調(diào)壓電路8.4.4 直流斬波電路8.4.5 晶閘管的觸發(fā)電路習(xí)題8第9章 信號(hào)發(fā)生電路9.1 正弦波信號(hào)發(fā)生器9.1.1 正弦波自激振蕩的原理9.1.2 RC正弦波振蕩電路9.1.3 LC正弦波振蕩電路9.1.4 晶體振蕩電路9.2 非正弦波信號(hào)發(fā)生器9.2.1 方波發(fā)生器9.2.2 三角波發(fā)生器9.2.3 鋸齒波發(fā)生器9.2.4 壓控振蕩器9.3 集成函數(shù)發(fā)生器9.3.1 8038的工作原理9.3.2 8038的典型應(yīng)用習(xí)題9第10章 模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)換10.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器10.1.1 T形電阻網(wǎng)絡(luò)D／A轉(zhuǎn)換器10.1.2 倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D／A轉(zhuǎn)換器10.1.3 權(quán)電流D／A轉(zhuǎn)換器10.1.4 權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D／A轉(zhuǎn)換器10.1.5 開關(guān)樹狀D／A轉(zhuǎn)換器10.1.6 D／A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)10.1.7 集成數(shù)模轉(zhuǎn)換器10.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器10.2.1 并行比較型A／D轉(zhuǎn)換器10.2.2 逐次逼近型A／D轉(zhuǎn)換器10.2.3 雙積分型A／D轉(zhuǎn)換器10.2.4 A／D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)10.2.5 集成模數(shù)轉(zhuǎn)換器習(xí)題10部分習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　電路是由一些電氣元件按一定的要求構(gòu)成的電流通路。電路具有傳輸電能、傳遞和處理信號(hào)、測(cè)量、計(jì)算等功能。在人們工作和生活中常常會(huì)遇到一些實(shí)際的電路，這些電路是為完成某種預(yù)期的目的而設(shè)計(jì)安裝的。有些實(shí)際的電路非常復(fù)雜，如電力系統(tǒng)從發(fā)電、輸電到用電是一個(gè)非常復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，再如集成電路芯片、電視機(jī)電路、計(jì)算機(jī)主板電路等。而有些電路則比較簡(jiǎn)單，如手電筒電路，只需要幾節(jié)電池、連線和開關(guān)便可實(shí)現(xiàn)控制。無論一個(gè)電路復(fù)雜或簡(jiǎn)單，都可以將其歸納為以下幾個(gè)部分。　?、匐娫此请娔芑螂娦盘?hào)的發(fā)生器，是非電能轉(zhuǎn)換成電能的能量轉(zhuǎn)換裝置，在電路中起著提供電能的作用。如發(fā)電廠用來產(chǎn)生電能的發(fā)電機(jī)；人們?nèi)粘Ｉ钪兴玫母呻姵?、太陽能電池等。　　②?fù)載用電設(shè)備，是電能轉(zhuǎn)換成非電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。負(fù)載的種類很多，凡耗用電能的設(shè)備均可以稱之為負(fù)載。如電動(dòng)機(jī)可將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；電爐將電能轉(zhuǎn)換為熱能；照明燈將電能轉(zhuǎn)換為光能；還有常見的家用電器等。　?、壑虚g環(huán)節(jié)連接電源與負(fù)載之間并具有傳輸、控制電能作用的部分，例如電力傳輸線、變電站中的各種控制開關(guān)和保護(hù)裝置等?！　?shí)際的電路往往比較復(fù)雜，其工作情況受多種因素的影響，而在分析討論電路時(shí)，常用一種電路模型代替實(shí)際電路。電路模型是用一些能反映電路中電壓、電流及某種電磁性質(zhì)的理想元器件構(gòu)成，連接各理想元器件的導(dǎo)線也為理想導(dǎo)線，即忽略導(dǎo)線的電阻。圖1.1.1所示為實(shí)際的手電筒電路及其電路模型。圖（b）中R作為電珠的電路模型，S為開關(guān)，連接導(dǎo)線用理想導(dǎo)線（電阻設(shè)為零）或線段表示?！　∮美硐朐骷?gòu)建電路模型（簡(jiǎn)稱建模）要考慮諸多條件和因素。模型取得恰當(dāng)與否，直接影響到電路計(jì)算的正確與否，因而建模的過程是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。

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