Op Amps and Linear Integrated Circuits

Op Amps and Linear Integrated Circuits pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Fiore, James M.
出品人:
页数:640
译者:
出版时间:
价格:1412.00 元
装帧:
isbn号码:9780766817937
丛书系列:
图书标签:
  • 运放
  • 模拟电路
  • 线性集成电路
  • 电子工程
  • 模拟电子技术
  • 电路分析
  • 电子设计
  • 信号处理
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具体描述

电子学导论:从基础元件到系统设计 书籍简介 《电子学导论:从基础元件到系统设计》是一本全面、深入、循序渐进的电子工程教材,旨在为初学者和有一定基础的学习者构建坚实的理论框架,并引导他们掌握现代电子系统设计与实现的关键技能。本书摒弃了晦涩难懂的理论堆砌,强调直观理解、实际应用和问题解决能力,力求在理论深度与工程实践之间找到完美的平衡点。 第一部分:电子学的基石——元件与基本定律 本书的开篇聚焦于电子学最核心的构建模块——无源和有源电子元件。我们首先详细阐述了电学定律的物理意义,包括欧姆定律、基尔霍夫电流与电压定律,并通过大量的实例展示如何利用这些定律分析简单的串联与并联电路。 在元件层面,我们对电阻、电容和电感进行了详尽的剖析。电阻部分不仅涵盖了其线性特性,还深入探讨了温度依赖性、功率耗散的实际限制,以及在电路中的滤波和分压应用。电容和电感部分,则不仅仅停留在其定义公式上,而是着重于它们在时域和频域中的动态行为。我们通过对充放电过程的波形分析,解释了电容作为储能元件和电感作为磁能元件在电路瞬态响应中的关键作用。对于交流(AC)电路分析,本书引入了相量(Phasor)的概念,并清晰地解释了阻抗和导纳在简化交流分析中的强大威力,为后续的频率响应分析打下了坚实的基础。 第二部分:半导体物理与基础器件 本章是通往现代电子学的关键桥梁。我们从半导体材料的本征特性入手,逐步过渡到掺杂过程、P-N结的形成及其在正向和反向偏置下的伏安特性曲线。重点突出了齐纳击穿和雪崩击穿的物理机制及其在稳压二极管中的应用。 二极管的应用被细致地分解:除了标准的整流电路(半波、全波和桥式整流)及其纹波计算外,我们还详细分析了钳位电路和限幅电路的设计,这对于保护敏感元器件至关重要。此外,发光二极管(LED)和光电二极管的特性及其在光电耦合与传感领域的应用也被纳入讨论范围。 第三部分:晶体管——电流的控制核心 本部分的核心是双极性结型晶体管(BJT)和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。 对于BJT,我们首先建立了其工作区模型——截止区、线性区(放大区)和饱和区。随后,本书将大量篇幅用于BJT的直流偏置电路设计。我们摒弃了单一的“分压器偏置”模型,而是系统地介绍了自偏置、发射极反馈偏置等多种稳定偏置方法的原理、电路图绘制、等效电路模型建立以及对温度变化和晶体管参数(如 $eta$)不确定性的容忍度分析。在小信号交流分析方面,我们使用混合 $pi$ 模型,详细推导了共源、共基和共集电路的输入阻抗、输出阻抗、电压增益和电流增益,并结合实际的频率响应曲线,解释了高频和低频下的滚降现象。 对于MOSFET,本书着重于其作为电压控制型器件的优势。我们详细解释了增强型和耗尽型器件的区别,并深入探讨了其跨导特性 $I_D-V_{GS}$ 曲线的推导过程。偏置电路的设计思路与BJT类似,但更侧重于如何通过栅极电压精确控制漏极电流。在交流放大方面,我们利用其跨导 $g_m$ 来分析源极跟随器、共源放大器等基本组态的性能,强调了MOSFET在集成电路制造中的优越性。 第四部分:放大器分析与频率响应 本章将前述的晶体管知识系统化,用于构建多级放大器。我们涵盖了从单级放大器到多级直接耦合和阻容耦合放大器的设计流程。关键的分析工具包括带宽的定义、上升时间与带宽的关系,以及著名的波特图(Bode Plot)。 我们通过对低频截止频率($f_L$)和高频截止频率($f_H$)的精确计算,展示了如何识别电路中的主导极点和零点。此外,本书还引入了反馈的概念,解释了负反馈对增益、输入/输出阻抗、失真和带宽的影响,为后续的运算放大器(Op-Amp)的深入学习做了铺垫。 第五部分:线性电路的应用与信号处理 本部分将理论知识转化为实际的应用模块。 1. 有源滤波器设计: 我们详细介绍了巴特沃斯(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev)等经典滤波器的设计规范,并展示如何利用有源元件(例如,使用反馈结构)实现高精度、无负载效应的主动滤波器,包括低通、高通、带通和带阻结构。 2. 振荡器原理: 书中阐述了振荡电路稳定工作的两个必要条件——相位条件和幅度条件。我们系统分析了正弦波振荡器的经典拓扑,如文氏桥式振荡器和相移振荡器,并讨论了晶体振荡器在频率稳定性的重要性。 3. 线性稳压电源设计: 尽管现代系统多采用开关电源,但线性稳压电路(如串联调整管电路)仍是理解精确电压控制的基石。本章细致讲解了串联调整电路的结构、误差放大器的作用以及瞬态响应的改善方法,确保读者理解线性稳压的稳定性和效率权衡。 结语 《电子学导论:从基础元件到系统设计》致力于培养学生的“工程师思维”,即在给定约束条件下,选择最合适的元件组合,设计出满足性能指标的电子系统。全书配有大量的图示、计算示例和设计项目,旨在使学习者不仅“知道”电子元件如何工作,更能“设计”出它们如何协同工作。本书是电子工程、通信工程及相关专业学生迈向深入学习的理想起点。

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这本书的作者以一种近乎诗意的笔触,探讨了模拟电路设计的宏伟图景。他并没有直接深入探讨集成运算放大器的具体参数,而是从一个更为宏观的视角出发,将其视为连接现实世界信号与理想电路模型之间的桥梁。阅读过程中,我仿佛置身于一个由电子元件构成的宇宙,而运算放大器则是这个宇宙中最活跃、最富于变化的恒星,它以其非凡的增益和灵活性,驱动着整个电路系统的生命脉搏。作者没有罗列枯燥的公式,取而代之的是一系列引人入胜的比喻和类比,将复杂的概念转化为易于理解的意象。例如,他将一个运算放大器的负反馈配置比作一位审慎的指挥家,如何精准地调控乐队的每一个声部,确保整体的和谐与稳定。这种非传统的讲解方式,极大地激发了我对模拟电路设计背后深层原理的思考,让我不仅仅局限于“如何使用”某个器件,而是去“理解它为何如此工作”。这种沉浸式的阅读体验,让我对电子工程的艺术性有了全新的认识,仿佛在品味一幅精心绘制的电路蓝图,每一笔线条都蕴含着深刻的智慧和巧妙的设计。

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书中对于“时间”在模拟电路中的作用进行了深刻的探讨。作者并没有将时间视为一个简单的坐标,而是将其描绘成一个动态的维度,影响着信号的传播、放大以及系统的响应。他并未直接讲解运算放大器的频率响应特性,而是通过一系列富有诗意的描述,让我们体会到信号在电路中“舞蹈”的过程,以及电路如何“抓住”并“塑造”这些“时间的舞者”。例如,作者用“时间的回响”来形容反馈回路中信号的延迟,以及这种延迟如何影响系统的稳定性。这种对时间维度的强调,让我意识到,模拟电路的设计远不止于静态的幅值关系,更需要考虑信号在时间轴上的演变。书中对“瞬态响应”的描述,仿佛是在描绘一幅幅画面,记录着电路在接收到输入信号时的“瞬间表情”,以及它如何随着时间的推移逐渐“平静”下来。这种动态的视角,对于理解电路的实际行为,以及预测和解决潜在问题,提供了宝贵的思路。

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这是一本关于电路设计的“哲学指南”。作者并没有提供明确的“食谱”,告诉读者如何一步步搭建一个特定的运算放大器电路,而是引导读者去理解“电路的灵魂”。他深入剖析了线性集成电路的本质,将其视为信息处理和信号放大的“无形之手”。阅读过程中,我感受到了作者对模拟电路设计的热情与洞察,他用一种近乎形而上的方式,探讨了电路元件之间的相互作用,以及它们如何协同工作以实现复杂的功能。书中对于“噪声”、“失真”等概念的阐述,不再是冰冷的数值,而是被描绘成扰乱信号纯净度的“微小杂质”,而优秀的电路设计,便是如何通过巧妙的结构和元器件的选择,将这些杂质最小化,从而守护信号的“纯粹”。这种抽象而富有启发性的描述,让我对模拟电路的理解上升到了一个新的层次,不仅仅是技术层面的掌握,更是一种对电路“品格”的追求。作者鼓励读者去“聆听”电路的声音,去感受信号的流动,这种感性的引导,对于培养一个优秀的模拟电路工程师至关重要。

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这是一本关于“信号的旅程”的书。作者并没有直接列出运算放大器的典型应用电路,而是将我们带入一段探索信号如何被“驯服”和“转化”的奇妙旅程。他用生动形象的语言,描绘了信号从源头出发,经历放大、滤波、混合等一系列过程,最终达到预期目的的过程。书中对“阻抗匹配”的阐述,不再是简单的电阻数值,而是被比喻为“信号的加油站”,确保信号能够顺畅无阻地传递。作者还巧妙地运用了“信号的能量守恒”以及“信号的损耗”等概念,让我们更直观地理解电路设计中的各种权衡。阅读过程中,我仿佛成为了一名信号的向导,与作者一同跋涉在模拟电路的“地图”上,感受着信号在不同“地形”中的变化,以及电路如何扮演着“引路人”的角色。这种以信号为中心的叙事方式,让我对模拟电路的功能有了更深刻的理解,不再仅仅关注器件本身,而是将其视为服务于信号的工具。

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作者以一种“艺术家”的视角,审视了线性集成电路的“美学”。他并没有提供具体的电路原理图,而是将运算放大器等器件描绘成构成电路“画作”的“颜料”和“笔触”。书中对于“线性度”的探讨,不再是技术指标,而是被比喻为“画作色彩的纯净度”,以及艺术家如何通过精湛的技巧,避免色彩的“混浊”。作者还对“稳定性”进行了颇具艺术性的阐释,将其描绘成电路“构图的平衡感”,以及如何通过巧妙的布局,避免“画作的倾斜”。这种将工程设计与艺术创作相结合的独特风格,让我对模拟电路设计产生了前所未有的兴趣。我开始尝试用“欣赏”的眼光去审视电路,去体会其中蕴含的精妙之处。书中对“噪声抑制”的描述,仿佛是在描绘艺术家如何去除画作上不必要的“污点”,从而凸显主体。这种将抽象概念具象化的手法,极大地丰富了我的想象力,也让我对模拟电路设计有了更深层次的理解。

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