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☆☆☆☆☆

出版者:Thomson Learning

作者:Robbins, Allan H./ Miller, Wilhelm C.

出品人:

页数:1048

译者:

出版时间:2006-7

价格:1613.00元

装帧:HRD

isbn号码:9781418038618

丛书系列:

图书标签:

电路分析
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具体描述

Written for electronics engineering technology students taking their first course in circuit theory, this exceptional book has been hailed by users and reviewers alike as one of the best on the market. The 4th Edition provides updated coverage of standard circuit analysis topics in a remarkably easy-to-understand fashion, including fundamentals of DC and AC, methods of analysis, capacitance, inductance, magnetism, simple transients, transformers, Fourier series, and more. Essential concepts are complemented with hundreds of worked out examples designed to lead readers through the critical thinking processes required to solve problems, preparing them to reason their way through life-like situations expected to be encountered on the job.

电子器件基础与数字系统设计：从晶体管到微处理器第一部分：半导体物理与电子器件基础本书深入探讨了现代电子技术的核心——半导体物理学原理及其在电子器件中的实际应用。我们将从材料科学的角度出发，解析硅、锗等半导体材料的能带结构、载流子输运机制，以及掺杂工艺如何精确控制材料的导电特性。第一章：半导体基础物理本章详细阐述了固体物理学的基本概念，特别是晶体结构、晶格振动（声子）与电子的相互作用。我们将建立严格的量子力学模型，解释费米能级、本征载流子浓度及其温度依赖性。重点分析了N型和P型半导体的载流子统计分布，包括简并和非简并半导体的区分。随后，将讨论扩散电流和漂移电流的物理机制，以及爱因斯坦关系式的推导，为理解器件的工作特性奠定理论基础。第二章：PN结的形成与特性 PN结是所有集成电路的基石。本章聚焦于PN结的形成过程，包括内建电场、空间电荷区（耗尽层）的形成及其宽度计算。我们将分析不同偏压（零偏、正向偏压、反向偏压）下PN结的I-V特性曲线，并深入探讨二极管的瞬态响应，如存储时间和开关速度。此外，本章还将介绍齐纳击穿和雪崩击穿的物理机制，并对各种类型的二极管（如稳压管、肖特基二极管、光电二极管）的应用场景进行比较分析。第三章：双极性晶体管（BJT） BJT作为电流控制型器件，是模拟电路设计中的重要组成部分。本章系统地介绍NPN和PNP晶体管的结构、载流子注入和传输过程。核心内容包括晶体管的Ebers-Moll模型和简化模型（如混合$pi$模型），用于精确描述晶体管的放大特性。我们将详细分析共射极、共集电极和共基极三种基本组态下的电压增益、电流增益和输入/输出阻抗。本章的实践部分将指导读者如何使用BJT搭建基本的放大器电路，包括偏置电路的设计与稳定性分析。第四章：场效应晶体管（FET）——MOSFET MOSFET是现代数字集成电路的主流器件。本章从金属-氧化物-半导体（MOS）电容的结构入手，解释“悬浮”在氧化层之上的栅极如何通过电场效应控制沟道内的载流子浓度。我们将详细推导增强型和结型MOSFET的工作原理，特别是其亚阈值区、线性区和饱和区的I-V特性方程。特别强调了MOSFET的跨导$g_m$的意义及其对放大性能的影响。本章还将讨论器件的寄生效应，如栅极电阻、源极/漏极串联电阻，以及它们对高频性能的限制。第二部分：模拟电路设计与应用本部分将理论知识应用于实际的模拟信号处理电路的设计与分析中，重点关注线性放大、反馈机制和频率响应。第五章：晶体管放大器与偏置技术本章聚焦于如何设计稳定且高增益的单级和多级放大器。我们将探讨各种偏置技术（如定性偏置、分压器偏置、发射极反馈偏置）的优缺点及其对温度漂移的抵抗能力。在小信号分析中，我们将使用$pi$模型和T模型来计算不同配置下的电压和电流增益。本章还深入分析了放大器的输入/输出阻抗匹配问题，以及如何通过阻抗匹配实现最大功率传输。第六章：运算放大器（Op-Amp）的理想与非理想特性运算放大器作为构建复杂模拟系统的通用模块，其理解至关重要。本章首先从理想运放的特性（无限开环增益、零输入阻抗、无限带宽）入手，然后引入输入失调电压、共模抑制比（CMRR）和摆率（Slew Rate）等非理想参数对电路性能的实际影响。我们将详细分析反相放大器、同相放大器、电压跟随器、求和电路和积分/微分电路的构建方法。第七章：频率响应、反馈与稳定度所有放大电路的性能都受限于频率。本章分析了BJT和MOSFET模型中的寄生电容如何导致放大器在高频和低频区域的响应衰减，并引入波特图（Bode Plot）来直观展示增益和相位的变化。核心内容是负反馈理论，我们将探讨电压串联、电流串联、电压并联和电流并联四种反馈组态，分析负反馈如何改善线性度、扩展带宽和稳定增益。最后，将介绍Nyquist稳定判据和相频裕度（Phase Margin）的概念，确保反馈系统的稳定性。第八章：线性滤波器的设计与实现滤波器是信号调理的关键。本章从基础的RC滤波器（一阶、二阶）开始，逐步过渡到更复杂的有源滤波器设计。我们将详细介绍巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和椭圆（Elliptic）滤波器的特性对比，包括通带的平坦度和阻带的衰减率。重点讲解如何利用运放和电阻电容网络（如Sallen-Key拓扑）来实现高精度的低通、高通、带通和带阻滤波器。第三部分：组合逻辑与时序电路本部分转向数字电子领域，从布尔代数基础出发，构建和分析复杂的组合逻辑和具有存储功能的时序电路。第九章：布尔代数与组合逻辑电路本章以布尔代数的基本公理和定理为起点，教授读者如何化简复杂的逻辑表达式。我们将利用卡诺图（Karnaugh Maps）和Quine-McCluskey方法进行逻辑最简化，以设计出成本最低、速度最快的数字电路。随后，本章全面介绍标准逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的物理实现与逻辑特性，并分析不同逻辑家族（如TTL和CMOS）的性能指标差异。最后，我们将设计和分析译码器、数据选择器、加法器、乘法器等核心组合逻辑模块。第十章：组合逻辑电路的实现本章专注于使用标准集成电路（IC）芯片实现复杂的逻辑功能。我们将学习如何解读数据手册，并利用多功能门阵列（如ROM和PLA）来构建灵活的组合逻辑系统。本章将通过实例演示如何设计和实现算术逻辑单元（ALU）的基本结构。第十一章：时序逻辑电路与存储元件时序电路的特点是输出不仅依赖于当前的输入，还依赖于电路过去的状态。本章从最基本的存储单元——锁存器（Latch）开始，分析其对输入信号的毛刺敏感性。核心内容是触发器（Flip-Flop）：SR, JK, D, T触发器的工作原理、特性表和状态图。我们将详细分析不同触发器在同步电路设计中的应用。第十二章：寄存器、计数器与有限状态机（FSM）本章将触发器组合起来构建更高级的数字系统。首先介绍寄存器（Register）和移位寄存器（Shift Register）在数据暂存和并行/串行转换中的作用。随后，深入探讨异步和同步计数器的设计与实现，包括进位传播延迟的分析。最后，本章引入有限状态机的理论模型（Mealy和Moore模型），并教授如何使用状态图、状态表和卡诺图来设计和优化复杂的控制逻辑。结语本书旨在为读者提供一个全面、深入且实践导向的学习路径，覆盖从半导体物理的微观世界到复杂数字系统构建的宏观应用，为未来的高级电子工程和系统设计打下坚实的基础。

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目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书在理论与实践的结合上做得近乎完美，它远超出了我对一本纯粹理论教材的预期。我发现书中大量使用了实际生活中的应用案例作为支撑，这极大地提升了学习的代入感。比如，在讲解交流电基础时，作者并没有满足于正弦波的数学描述，而是详细分析了一个家用调光器的工作原理，解释了相位角如何影响灯光的亮度变化，这让我立刻明白了那些抽象的相位差概念在现实中意味着什么。更让我惊喜的是，书中对“黑箱模型”的讨论，它没有停留于理论的界定，而是延伸到了如何使用示波器和万用表对实际电路进行“开路”和“短路”测试来验证模型有效性的方法论。我甚至根据书中的提示，自己动手搭建了一个简单的滤波器原型，虽然结果并不完全理想，但那种将书本知识转化为实际操作的成就感是无与伦比的。这本书的价值在于，它不仅教你“是什么”，更教你“怎么做”和“为什么这样做”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的难度曲线控制得非常精妙，它仿佛带着你徒步攀登一座技术高峰，每走一段路，都会有一个休息平台供你喘息和巩固所学。我尤其欣赏作者在处理复杂网络分析时的耐心。在涉及到节点电压法和网孔电流法时，很多教材往往会直接抛出复杂的矩阵方程，让人望而却步。但这本书采取了一种“循序渐进，层层递进”的策略。它先用最简单的两节点、两回路系统进行深入剖析，确保读者完全掌握了变量设定的逻辑和方程组的建立过程。接着，它才逐渐增加网络的规模和复杂性。书中穿插的那些“高手笔记”栏目，简直是神来之笔，它们通常会指出初学者最容易犯的陷阱，比如方向假设错误、或者漏掉了某个分支电流。我曾经在一个复杂的五角星形网络中卡住了好几天，最后还是通过回顾笔记中关于“参考方向一致性”的强调，才找到了问题的症结。这种教学设计，体现了作者对学习者心理的深刻洞察，让人感觉这本书不仅仅是一本工具书，更像是一位经验丰富的导师在耳边细语指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实引人注目，深邃的蓝色调与电路图的线条交织在一起，给人一种既专业又富有神秘感的感觉。我原本是电子工程领域的新手，对于那些复杂的欧姆定律和基尔霍夫定律总是感到头疼不已，拿起这本书时，心里其实是有些忐忑的。然而，当我翻开第一章，阅读关于基础元器件的介绍时，我发现作者的叙述方式异常清晰，仿佛他不是在向我灌输冰冷的公式，而是在耐心地引导我认识每一颗电子元件的“脾气”和“性格”。特别是关于电阻的讲解，书中没有过多地堆砌枯燥的理论，而是通过大量的实例，生动地描绘了电流在不同阻值导线中流动的“挣扎”与“顺畅”，这种拟人化的描述，极大地降低了我的学习门槛。那种豁然开朗的感觉，让我对接下来的学习充满了期待。我记得有一章专门讲了RC电路的时间常数，以往我总觉得这是个抽象的概念，但这本书里，作者用了一个水箱注水与放水的比喻，将电荷的积累和消散过程描绘得淋漓尽致，读完后，我甚至能想象出电容器在充电过程中电压是如何平滑上升的。整体来说，这本书的开篇布局严谨而不失趣味性，为我构建了一个扎实的初步认知框架。

评分☆☆☆☆☆

这本书最难能可贵的一点，是它对非线性电路和现代电子学初步概念的引入，处理得既有深度又不失审慎。它没有将读者直接推入复杂的半导体物理的深渊，而是在一个非常恰当的节点——对二极管和晶体管的初步介绍——设置了一个平滑的过渡区。作者用非常简洁的“开关”和“限流器”的比喻，阐释了这些有源器件的核心功能，这为后续更深入的数字逻辑电路学习打下了坚实的基础。在最后的章节中，对于一些前沿的分析方法，比如拉普拉斯变换在暂态分析中的应用，作者并没有直接给出复杂的积分求解过程，而是侧重于讲解该方法在“零状态响应”和“零输入响应”分离上的优势，这是一种非常高明的教学策略，它引导读者关注工具背后的思维，而非仅仅是机械的计算步骤。这本书更像是一张精心绘制的地图，它清晰地标明了从基础到高级的每一条路径，让学习者心中有数，知道自己正处于哪个阶段，以及前方的风景如何。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示质量高得令人赞叹。在涉及三维空间概念，例如磁场耦合或者变压器漏磁通量的分析时，清晰的视觉辅助是至关重要的。这本书在这方面做得非常出色，所选用的插图不仅精确，而且艺术性也很高。我尤其要提到的是它对矢量和相量图的呈现方式。以往我看过的其他书籍，相量图常常是生硬的直线和箭头，让人难以把握其动态变化。然而，这本书中的相量图似乎是“活的”，通过细微的颜色变化和路径标注，清晰地展示了电压和电流之间动态的旋转关系。当我学习三相交流系统时，那三个旋转着的电压矢量图，配合着对平衡与不平衡状态的解释，让我瞬间就理解了为什么三相系统在电力传输中如此高效。文字的留白也处理得恰到好处，使得大段的公式推导在视觉上不会显得过于拥挤和压抑，阅读体验非常舒适流畅，即使是长时间学习也不会感到视觉疲劳。

评分☆☆☆☆☆