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頁數:144

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出版時間:2010-6

價格:22.00元

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isbn號碼:9787118068740

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圖書標籤:

• 數字電路
• 電子技術
• 基礎
• 數字電子
• 電路分析
• 模擬電路
• 半導體
• 電子工程
• 大學教材
• 高等教育

晶體管電路設計與應用：從器件到係統 作者： [此處留空，或填寫虛構作者名，例如：王立軍] 齣版社： [此處留空，或填寫虛構齣版社名，例如：電子工業齣版社] ISBN： [此處留空，或填寫虛構ISBN] --- 內容簡介 本書旨在為電子工程、通信工程、自動化、微電子學等相關專業的學生、工程師以及技術愛好者提供一本全麵、深入且注重實踐的晶體管電路設計與應用教程。它將帶領讀者係統地探索半導體器件的物理基礎，剖析各類晶體管的工作原理，並聚焦於如何利用這些基礎單元構建齣高性能、高可靠性的模擬和數字電子係統。 本書不涉及數字邏輯門電路的布爾代數簡化、組閤邏輯和時序邏輯的係統性學習，也不深入探討集成電路（IC）設計流程和VLSI技術，而是將重點完全放在分立晶體管（尤其是BJT和MOSFET）作為核心有源元件的電路實現和性能分析上。 第一部分：半導體器件基礎與晶體管物理 本部分奠定堅實的理論基礎，著重於對晶體管工作機製的物理理解，而非僅僅停留在黑箱模型的應用。 第一章：半導體物理迴顧與PN結特性 本章首先快速迴顧導體、半導體、絕緣體的能帶結構，重點闡述本徵與摻雜半導體的載流子濃度、漂移與擴散電流。 深入分析PN結的形成、耗盡區、內置電勢、以及在正嚮、反嚮偏置下的I-V特性麯綫。 討論溫度對PN結特性的影響，並介紹肖特基勢壘二極管的基本原理。 第二章：雙極性結型晶體管（BJT）的結構與工作原理 詳細介紹NPN和PNP晶體管的結構、載流子注入與傳輸過程。 核心內容包括：共源（共射極）、共基極、共集電極三種基本組態的電流和電壓放大原理。 重點解析晶體管的Ebers-Moll模型和混閤$pi$模型，用於精確預測小信號放大特性。 深入探討晶體管的開關模式（飽和區、截止區、放大區），以及其開關速度和存儲時間的影響因素。 第三章：金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）的原理 本章詳細講解MOSFET的橫截麵結構、柵氧層的重要性以及閾值電壓的形成機製。 解析增強型和耗盡型MOSFET的導電模式：截止區、綫性區（歐姆區）和飽和區的I-V特性麯綫。 推導和應用平方律模型進行直流偏置分析。 引入增強型MOSFET作為開關的優勢，特彆是其高輸入阻抗的特性。 --- 第二部分：晶體管作為放大電路元件 本部分聚焦於如何利用晶體管構建高質量的模擬信號放大電路，分析其性能指標和設計權衡。 第四章：晶體管直流偏置電路設計 係統介紹BJT和MOSFET的直流偏置技術：定電阻偏置、分壓器偏置、發射極/源極反饋偏置等。 強調偏置點穩定性分析，引入$S_{eta}$（或$S_{V_{th}}$）等參數，確保電路對器件參數（如$eta$或$V_{th}$）和溫度漂移的魯棒性。 講解使用電流鏡（Current Mirror）技術實現精確的電流源和偏置電壓的設定，包括二極管連接和威爾遜電流鏡。 第五章：單級晶體管小信號放大器分析 詳細分析共射極、共源極放大器（CE/CS）的電壓和電流增益、輸入輸齣阻抗的計算。 探討采用發射極/源極（BJT/MOSFET）的自舉/分流反饋對輸入阻抗和穩定性（負反饋）的影響。 研究共基極（CB）和共集電極（CC/共源跟隨器）的特性，著重於其電壓跟隨和阻抗匹配功能。 分析頻率響應：低頻響應（由耦閤電容決定）和高頻響應（由內部密勒效應和寄生電容決定）。 第六章：多級放大器與反饋網絡 介紹多級放大器的級聯設計，包括共源共基（Cascode）結構和共集共基（摺疊共源）結構，重點分析它們在提高輸齣阻抗和帶寬方麵的作用。 深入講解負反饋原理：串聯串聯、並聯並聯、串聯並聯、並聯串聯四種基本反饋組態。 分析負反饋對增益、帶寬、輸入/輸齣阻抗和失真的改善，以及穩定性（相位裕度和增益裕度）的判斷。 --- 第三部分：晶體管在特定功能電路中的應用 本部分展示晶體管如何被組織成實現特定功能的實用電路模塊，這些模塊是構建更復雜係統（如電源管理和信號調理）的基礎。 第七章：功率放大器與輸齣級設計 區彆A類、B類、AB類、C類和D類功率放大器的基本工作原理和效率。 詳細分析互補對稱（推挽）輸齣級的設計，重點解決交越失真問題，並計算熱設計參數。 討論晶體管的功耗管理和散熱考慮，介紹熱反饋機製。 第八章：晶體管開關電路與驅動 側重於將晶體管用作高速、大電流的開關元件。 分析BJT開關的飽和時間、存儲時間，以及如何通過電路拓撲（如使用肖特基二極管箝位）來加速關斷過程。 MOSFET作為開關的導通電阻($R_{DS(on)}$)分析，以及驅動大負載（如電機或LED陣列）所需的高側/低側驅動電路設計。 第九章：振蕩器與波形發生器 探討晶體管作為有源元件在振蕩電路中的應用。 分析LC振蕩器（如Hartley、Colpitts）和RC振蕩器（如Wien橋式）的起振條件和頻率穩定性。 講解使用晶體管構建多諧振蕩器（無穩態和雙穩態）的基本方法，以及如何利用晶體管的非綫性特性産生特定波形。 --- 本書特點： 1. 強調器件級分析： 從載流子運動到I-V麯綫，深入理解“為什麼”電路會這樣工作。 2. 注重實際設計： 提供瞭大量實際的電路配置、元件選擇和性能參數的計算流程。 3. 側重分立元件實現： 專注於使用分立BJT和MOSFET構建功能模塊，為理解集成電路設計打下堅實基礎。 4. 側重模擬/混閤信號基礎： 聚焦於信號的放大、處理和偏置，而非純粹的數字邏輯處理。 本書適閤作為高等院校電子工程類專業的高年級本科生或研究生教材，也可作為從事硬件設計、電路調試和係統集成的工程師提升器件級理解和電路設計能力的參考資料。

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這本書的結構安排堪稱教科書級彆的典範，邏輯鏈條緊密得幾乎找不到一絲鬆動。它並沒有急於跳躍到高深的微處理器設計，而是耐心地將每一塊基石——比如布爾代數、邏輯函數化簡——都打磨得光亮可見。我尤其喜歡其中關於組閤邏輯和時序邏輯的劃分處理，作者巧妙地引入瞭一些經典的實際應用案例，比如數據選擇器和狀態機的設計，這些案例的剖析深入淺齣，將抽象的電路圖轉化為瞭鮮活的、可操作的模型。更令人稱道的是，書中對電路特性的討論，不僅僅停留在理論層麵，還涉及到瞭實際工程中必須考慮的噪聲容限、功耗平衡等“軟性”指標，這使得讀者在掌握“如何做”的同時，也明白瞭“為什麼這麼做”背後的工程權衡。對於一個渴望從理論走嚮實踐的工程技術人員而言，這種深度和廣度的平衡是極其寶貴的，它確保瞭學習者不僅能通過考試，更能勝任實際項目中的挑戰。

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這本書的價值，絕不僅僅體現在對各種標準邏輯IC（集成電路）傢族特性的羅列上，它更深層次地探討瞭數字係統化簡的哲學。作者對於卡諾圖（Karnaugh Map）和Quine-McCluskey算法的介紹，細緻入微，不僅僅是教你如何去畫圈圈或找最小項，更是闡述瞭在多變量約束下，尋找最優邏輯錶達式的思維模型。這種思維模型對於任何需要進行資源優化的工程設計都是通用的。此外，書中對存儲單元，尤其是觸發器的特性分析，那種對“邊沿觸發”和“主從結構”的精確區分，體現瞭作者對數字電路同步性問題的深刻洞察。它迫使讀者去思考，在高速係統中，信號在哪個瞬時點決定瞭係統的狀態，這種對時間敏感性的培養，是構建可靠係統的關鍵。讀完之後，看待任何一個時序電路都會多一層審慎的敬畏感。

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這本書的閱讀體驗，對我而言更像是一次沉浸式的“反嚮工程”訓練。它摒棄瞭那些花哨的、短期內就會過時的前沿技術描述，而是聚焦於那些曆經時間考驗的、不可動搖的數字係統核心原理。其中關於半加器、全加器、寄存器組等基本功能單元的介紹，詳盡到令人發指的地步，每一步邏輯推導都標注得清清楚楚。作者似乎深知初學者在麵對大量符號和波形圖時容易産生的迷茫，因此在關鍵步驟，會用非常口語化、帶著思考引導性的文字進行批注，仿佛有一位經驗豐富的前輩在你身邊手把手地進行輔導。這種近乎嘮叨的細緻，反而構建瞭一種極強的安全感，讓人敢於在復雜的電路圖中大膽地走下去，因為你知道，任何一個細節都不會被輕易放過。這是一本真正從讀者角度齣發，精心雕琢的教材。

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這本厚重的精裝書，裝幀典雅，封麵設計簡潔卻又不失專業感，初次翻閱時，便被它嚴謹的學術氣息所吸引。內頁的紙張質感上乘，排版疏密有緻，讓人閱讀起來非常舒適，即便是長時間沉浸其中，眼睛也不會感到過分疲勞。我特彆欣賞作者在闡述復雜概念時所采用的類比和圖示，它們如同精準的導航圖，即便麵對初學者也顯得清晰易懂。書中對基本邏輯門電路的演化曆史追溯得非常詳盡，從早期的機械開關到後來的半導體器件，脈絡清晰，為理解現代集成電路的根基打下瞭堅實的基礎。對於那些希望深入瞭解電子係統底層運作原理的人來說，這本書無疑提供瞭一個極佳的起點。它不僅僅是知識的羅列，更像是一次精心設計的探索之旅，引導讀者逐步揭開數字世界的神秘麵紗，讓我對整個電子工程領域産生瞭更濃厚的興趣。這種對細節的極緻追求，讓我在每一次翻閱時都能發現新的啓發點，實在是一本值得珍藏的工具書。

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說實話，剛拿到手的時候，我對它是否能真正幫我跨越從模擬到數字的鴻溝有些疑慮，但閱讀體驗遠超預期。這本書最齣彩的地方在於它對基礎器件特性的精妙解讀。它沒有將晶體管僅僅視為一個開關符號，而是花瞭大量篇幅去解釋PN結的物理原理如何影響開關的速度和穩定性，以及MOS管的閾值電壓、跨導等參數在實際電路設計中的意義。這種自底嚮上的構建方式，極大地增強瞭我對電路行為的直覺判斷能力。每當遇到一個復雜的數字電路模塊，我總能迅速迴溯到它最底層的電子學原理，而不是盲目地記憶電路結構。這種深層次的理解，讓我在麵對新型器件或非標準邏輯設計時，能夠快速適應並找到解決方案。它更像是一本“內功心法”，而非簡單的招式手冊，是建立穩固電子學認知的必備良方。

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