電路與模擬電子技術(shù)

前言

　　“電路與模擬電子技術(shù)”課程是高等學院計算機類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課程。通過該課程的學習，使學生獲得電路基礎、電子技術(shù)基礎必要的基本理論、基本知識和基本技能，以便掌握計算機相關(guān)硬件知識，從事計算機接口電路的分析與設計。根據(jù)計算機類專業(yè)的特點，我國大部分高校都將數(shù)字電子技術(shù)單獨設課，而將“電路與模擬電子技術(shù)”合并設立一門課程。本書針對計算機類專業(yè)與電氣電子類專業(yè)對電路基礎和電子技術(shù)的不同要求，既要比較熟練地掌握電工電子技術(shù)的方法和應用，又不要求作深入的研究，但也不同于一般非電類專業(yè)只要求了解電工電子技術(shù)的概念，而是對分析與設計都有一定的要求?！　”緯w結(jié)構(gòu)采用模塊式，共劃分為三個模塊：電路基礎理論、模擬電子技術(shù)基礎和EDA技術(shù)。各模塊間既相互獨立，又相互聯(lián)系。教師可以根據(jù)課程學時的不同而選擇不同的模塊，也可重組模塊。　　在各模塊內(nèi)容的選擇上，突出重點，分別對待。第一模塊的編寫注重基礎性。作為本課程和其他后續(xù)課程的基礎，對電路的基本理論、基本概念及基本分析方法講清講透，讓學生深入理解，牢固掌握，靈活應用，一通百通。敘述和分析思路清楚，符合學生認知規(guī)律，科學系統(tǒng)性和邏輯性強，盡量減少過于復雜的分析與計算。第二模塊的編寫注重實踐性和應用性。首先介紹常用半導體器件。然后將所有的分立元件放大電路放在一章中，重點講清各單元電路的結(jié)構(gòu)、原理、分析方法、設計要求及思路，為模擬電子技術(shù)的基本應用夯實基礎。該模塊的重點放在集成電路的應用中，包括集成放大電路、放大電路中的反饋、信號的運算與處理、信號產(chǎn)生電路和直流穩(wěn)壓電源5章，詳細闡述了模擬電路的應用。第三模塊的編寫力求反映電工電子學科的新成就和新進展，反映學科前沿，具有時代特征，加強了EDA技術(shù)的內(nèi)容。除介紹Multisim（EWB）電子工作平臺的應用之外，還增加了可編程模擬器件的內(nèi)容。全書的編寫追求內(nèi)容的系統(tǒng)性，加強實踐性和應用性，注意各部分知識的綜合，每一模塊都安排一些綜合應用的實例。例題和習題盡量貼近實際應用，拓展知識面，增加信息量。

內(nèi)容概要

　　本書是計算機類專業(yè)“電路與模擬電子技術(shù)”課程的教材，根據(jù)最新的教學基本要求編寫。全書分為電路基礎理論、模擬電子技術(shù)基礎和EDA技術(shù)三個模塊，主要內(nèi)容包括：電路的基本概念、基本定律、分析方法，電路的暫態(tài)分析，交流電路，常用電子器件，分立元件放大電路，集成放大電路，放大電路中的反饋，信號的運算與處理，信號產(chǎn)生電路，直流穩(wěn)壓電源，電子電路仿真，可編程模擬器件?！　”緯鴥?nèi)容詳略處理得當，基本概念講述清楚，分析方法講解透徹，思考題、例題、練習題配置齊全，難易度適中，方便教師施教和學生自學。本書還免費提供配套的電子教案，請登錄華信教育資源網(wǎng)下載(http：／／www．hxedu．com．cn)。本書可作為高等學校計算機類專業(yè)學生的教科書，也可供其他工科專業(yè)選用和社會讀者閱讀。

書籍目錄

第1章 電路的基本概念與基本定律 　1.1 電路和電路模型 　　1.1.1 電路的組成及作用 　　1.1.2 電路模型 　1.2 電路的基本物理量 　　1.2.1 電流、電壓及其參考方向 　　1.2.2 電位 　　1.2.3 能量與功率 　1.3 電阻元件 　1.4 獨立電源 　　1.4.1 理想電壓源 　　1.4.2 理想電流源 　　1.4.3 實際電源的模型 　　1.4.4 電源的工作狀態(tài) 　1.5 受控電源 　1.6 電路的基本定律 　　1.6.1 歐姆定律 　　1.6.2 基爾霍夫定律 　本章要點 　習題1 第2章 電路的分析方法 　2.1 支路電流法 　2.2 節(jié)點電壓法 　2.3 電源等效變換法 　2.4 疊加原理 　2.5 等效電源定理 　　2.5.1 戴維寧定理 　　2.5.2 諾頓定理 　2.6 包含受控源電路的分析 　本章要點 　習題2 第3章 電路的暫態(tài)分析 　3.1 儲能元件 　　3.1.1 電感元件 　　3.1.2 電容元件 　3.2 換路定則及初始值的確定 　　3.2.1 換路定則 　　3.2.2 初始電壓、電流的確定 　3.3 RC電路的暫態(tài)過程 　　3.3.1 RC電路的零輸入響應 　　3.3.2 RC電路的零狀態(tài)響應 　　3.3.3 RC電路的全響應 　3.4 一階線性電路暫態(tài)分析的三要素法 　3.5 RL電路的暫態(tài)過程 　　3.5.1 RL電路的零輸入響應 　　3.5.2 RL電路的零狀態(tài)響應 　　3.5.3 RL電路的全響應 　本章要點 　習題3 第4章 交流電路 　4.1 正弦交流電的基本概念 　　4.1.1 正弦量的三要素 　　4.1.2 正弦量的相量表示法 　4.2 單一參數(shù)的正弦交流電路 　　4.2.1 電阻元件的正弦交流電路 　　4.2.2 電感元件的正弦交流電路 　　4.2.3 電容元件的正弦交流電路 　4.3 簡單正弦交流電路的分析 　　4.3.1 基爾霍夫定律的相量形式 　　4.3.2 正弦交流電路的阻抗 　　4.3.3 正弦交流電路的功率 　4.4 電路的諧振 　　4.4.1 串聯(lián)諧振 　　4.4.2 并聯(lián)諧振 　4.5 非正弦周期信號的電路 　　4.5.1 非正弦周期量的分解 　　4.5.2 非正弦周期量的平均值和有效值 　　4.5.3 非正弦周期量的線性電路的計算 　本章要點 　習題4 第5章 常用半導體器件 　5.1 半導體基礎知識 　　5.1.1 本征半導體 　　5.1.2 雜質(zhì)半導體 　　5.1.3 PN結(jié) 　5.2 半導體二極管 　　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 二極管的應用舉例 　5.3 穩(wěn)壓二極管及基本應用電路 　　5.3.1 穩(wěn)壓二極管 　　5.3.2 穩(wěn)壓二極管基本應用電路 　5.4　晶體三極管 　　5.4.1 晶體管的結(jié)構(gòu)及類型 　　5.4.2 晶體管的工作原理 　　5.4.3 晶體管的特性曲線 　　5.4.4 晶體管的主要參數(shù) 　　5.4.5 溫度對晶體管參數(shù)的影響 　5.5 絕緣柵型場效應晶體管 　　5.5.1 MOS管的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 　　5.5.2 MOS管的特性曲線與電流方程 　　5.5.3 MOS管的主要參數(shù) 　　5.5.4 MOS管保存和使用注意事項 　　5.5.5 場效應管與晶體管的類比 　5.6 其他半導體器件 　　5.6.1 發(fā)光二極管 　　5.6.2 光電二極管 　　5.6.3 光電晶體管 　　5.6.4 光電耦合器 　　5.6.5 集成電路 　本章要點 　習題5 第6章 分立元件放大電路 第7章 集成放大電路 第8章 放大電路中的反饋 第9章 信號的運算與處理 第10章 信號產(chǎn)生電路 第11章 直流穩(wěn)壓電源 第12章 電子電路的仿真 第13章 可編程模擬器件及應用 部分習題參考答案

章節(jié)摘錄

　　引言　　電路理論主要研究電路中發(fā)生的電磁現(xiàn)象，用電流、電壓和功率等物理量來描述其中的過程。本章首先介紹電路及其相關(guān)的基本概念，電壓、電流參考方向的應用，電源的工作狀態(tài)，以及在電路中經(jīng)常使用的各種理想電路元件。　　因為電路是由電路元件構(gòu)成的，所以整個電路所體現(xiàn)的特性既要看元件的連接方式，又要看每個元件的特性，這就決定了電路中各支路電流、電壓都要受到以下約束：①電路元件性質(zhì)的約束，也稱為電路元件的伏安關(guān)系，如歐姆定律，它僅與元件性質(zhì)有關(guān)，而與元件在電路中的連接方式無關(guān)。②電路連接方式的約束，這種約束與電路元件的性質(zhì)無關(guān)，基爾霍夫定律是概括這種約束關(guān)系的基本定律?！　W習目標　　理解電壓、電流及電動勢參考方向的概念?！　±斫怆娢坏母拍?，掌握電位的計算方法。　　能夠正確判斷電路元件的電路性質(zhì)，即電源和負載?！　≌莆绽硐腚娐吩姆蔡匦约捌涔ぷ鳡顟B(tài)?！　≌莆栈鶢柣舴蚨??！　?.1 電路和電路模型　　1.1.1 電路的組成及作用　　電路是指為了某種需要由若干電氣器件按一定方式連接起來的電流的通路。無論簡單電路還是復雜電路，都可分為三大部分：①提供電能（或信號）的部分稱為電源（或信號源），如蓄電池、發(fā)電機和信號源等；②吸收或轉(zhuǎn)換電能的部分稱為負載，如電動機、照明燈和電爐等；③連接和控制前面兩部分的環(huán)節(jié)稱為中間環(huán)節(jié)。最簡單的中間環(huán)節(jié)可以是兩根連接導線，而復雜的中間環(huán)節(jié)可能是一個龐大的控制系統(tǒng)?！　‰娐返淖饔弥皇莻鬏敽娃D(zhuǎn)換電能。典型的例子是電力系統(tǒng)，其電路示意圖如圖1.1 所示。　　……

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