電路與模擬電子技術基礎

《電路與模擬電子技術基礎》是2008年電子工業出版社出版的圖書，作者是查麗斌。

基本介紹

• 書名：電路與模擬電子技術基礎
• 作者：查麗斌　主編
• 譯者：王宛苹 劉建嵐 張海鵬
• ISBN：10位[7121053527] 13位[9787121053528]
• 定價：￥29.00 元
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2008-2-1
• 裝幀：平裝

內容提要

本書主要介紹電路與模擬電子技術基礎課程的內容。本書可作為高等學校計算機、通信、自動化、電子電氣等各專業和部分非電專業的本科生教材，也可作為自覺考試和成人教育的自學教材，還可供電子工程技術人員學習參考。

本書共分10章，主要內容包括：直流電路、一階動態電路分析、正弦穩態電路的分析、半導體二極體及其基本電路、晶體三極體及其基本放大電路、場效應管及其基本放大電路、集成運算放大器、負反饋放大電路、集成運算放大器的套用、直流穩壓電源等。本書配備大量例題和習題，並提供配套多媒體電子課件和習題答案。

目錄

第1章　直流電路

1.1　電路及電路模型

電流流過的迴路叫做電路，又稱導電迴路。最簡單的電路，是由電源、負載、導線、開關等元器件組成。電路導通叫做通路。只有通路，電路中才有電流通過。電路某一處斷開叫做斷路或者開路。如果電路中電源正負極間沒有負載而是直接接通叫做短路，這種情況是決不允許的。另有一種短路是指某個元件的兩端直接接通，此時電流從直接接通處流經而不會經過該元件，這種情況叫做該元件短路。開路（或斷路）是允許的，而第一種短路決不允許，因為電源的短路會導致電源、用電器、電流表被燒壞。

電路（英語：Electrical circuit）或稱電子迴路，是由電器設備和元器件, 按一定方式連線起來，為電荷流通提供了路徑的總體，也叫電子線路或稱電氣迴路，簡稱網路或迴路。如電源、電阻、電容、電感、二極體、三極體、電晶體、IC和電鍵等，構成的網路、硬體。負電荷可以在其中流動。

電路模型是實際電路抽象而成，它近似地反映實際電路的電氣特性。電路模型由一些理想電路元件用理想導線連線而成。用不同特性的電路元件按照不同的方式連線就構成不同特性的電路。

電路模型近似地描述實際電路的電氣特性。根據實際電路的不同工作條件以及對模型精確度的不同要求，應當用不同的電路模型模擬同一實際電路。

這種抽象的電路模型中的元件均為理想元件。

1.2　電路變數

1.3　電阻元件

電阻（Resistance，通常用“R”表示），在物理學中表示導體對電流阻礙作用的大小。導體的電阻越大，表示導體對電流的阻礙作用越大。不同的導體，電阻一般不同，電阻是導體本身的一種特性。電阻將會導致電子流通量的變化，電阻越小，電子流通量越大，反之亦然.
電容（Capacitance）亦稱作“電容量”，是指在給定電位差下的電荷儲藏量，記為C，國際單位是法拉（F）。一般來說，電荷在電場中會受力而移動，當導體之間有了介質，則阻礙了電荷移動而使得電荷累積在導體上，造成電荷的累積儲存，儲存的電荷量則稱為電容。因電容是電子設備中大量使用的電子元件之一，所以廣泛套用於隔直、耦合、旁路、濾波、調諧迴路、能量轉換、控制電路等方面。

電感（inductance of an ideal inductor）是閉合迴路的一種屬性。當線圈通過電流後，線上圈中形成磁場感應，感應磁場又會產生感應電流來抵制通過線圈中的電流。這種電流與線圈的相互作用關係稱為電的感抗，也就是電感，單位是“亨利（H）”。

1.4　電壓源與電流源

1.5　電壓源與電流源

1.6　單口網路及等效

1.7　支路電流分析法

1.8　節點分析法

1.9　疊加定理

疊加定理陳述為：由全部獨立電源線上性電阻電路中產生的任一電壓或電流，等於每一個獨立電源單獨作用所產生的相應電壓或電流的代數和。

線上性電路中，任一支路的電流（或電壓）可以看成是電路中每一個獨立電源單獨作用於電路時，在該支路產生的電流（或電壓）的代數和（疊加）。

線性電路的這種疊加性稱為疊加定理。

也就是說，只要電路存在惟一解，線性電阻電路中的任一結點電壓、支路電壓或支路電流均可表示為以下形式：

y=H1us1+H2us2+…Hmusm+K1is1+K2is2+…+Knisn

式中uSk(k=1,2,…,m)表示電路中獨立電壓源的電壓；

iSk(k=1,2,…,n)表示電路中獨立電流源的電流。

Hk(k=1,2,…,m)和Kk(k=1,2,…,n)是常量，它們取決於電路的參數和輸出變數的選擇，而與獨立電源無關

1.10　等效電源定理

習題1

第2章　一階動態電路的暫態分析

2.1　電容元件與電感元件

2.2　換路定則及其初始條件

2.3　一階電路零輸入回響

2.4　一階電路零狀態回響

2.5　一階電路完全回響

2.6　三要素法求一階電路回響

習題2

第3章　正弦穩態電路的分析

3.1　正弦交流電的基本概念

3.2　正弦量的向量表示

3.3　基爾霍夫定律的向量表示

3.4　3種基本元件伏安關係的向量形式

3.5　簡單正弦交流電路

3.6　正弦穩態電路分析

3.7　正弦穩態電路的功率

3.8　正弦穩態電路中的諧振

3.9　三相電路

三相電路。三相交流電源指能夠提供3個頻率相同而相位不同的電壓或電流的電源，最常用的是三相交流發電機。三相發電機的各相電壓的相位互差120°。它們之間各相電壓超前或滯後的次序稱為相序。三相電動機在正序電壓供電時正轉，改為負序電壓供電時則反轉。因此，使用三相電源時必須注意其相序。一些需要正反轉的生產設備可通過改變供電相序來控制三相電動機的正反轉。　 三相電路是一種特殊的交流電路，由三相電源、三相負載和三相輸電線路組成。 世界上電力系統電能生產供電方式大都採用三相制。

習題3

第4章　半導體二極體及其基本電路

4.1　半導體的基礎知識

4.2　半導體二極體

按材料分有鍺、矽或砷化鎵；按結構分有點接觸、pn結、pin、肖特基勢壘、異質結；按原理分有隧道、變容、雪崩和階躍恢復等。主要用於檢波、混頻、參量放大、開關、穩壓、整流等。光通信發展後，出現發光、光電、雪崩光電、pin光電、半導體雷射等二極體。

半導體二極體

二極體的伏安特性　陽極：由P區引出的電極為陽極。

陰極：由N區引出的電極為陰極。

點接觸型二極體，通過的電流小，結電容小，適用於高頻電路和開關電路。

面接觸型二極體，結面積大，電流大，結電容大，適用於低頻整流電路。

平面型二極體，結面積較大時可以通過較大電流，適用於大功率整流，結面積較小時，可作為數字電路中的開關管。

開啟電壓Uon ：使二極體開始導通的臨界電壓稱為開啟電壓Uon。

反向電流：當二極體所加反向電壓的數值足夠大時，產生反向電流為IS。

在環境溫度升高時，二極體的正向特性曲線將左移，反向特性曲線下。如圖所示。

溫度每升高1°C，正向壓降減小2~2.5mV；溫度每升高10°C，反向電流約增大一倍。

結論：二極體對溫度很敏感。

4.3　二極體的等效電路及其套用

4.4　半導體器件型號命名及方法（根據國家標準GB249-74）

習題4

第5章　晶體三極體及其基本放大電路

第6章　場效應管及其基本放大電路

第7章　集成運算放大電路

集成運算放大電路是一種直接耦合的多級放大電路，它是利用半導體的集成工藝，實現電路、電路系統和元件三結合的產物。由於採用集成工藝，可以使相鄰元器件參數的一致性好，且採用多電晶體的複雜電路，使之性能做得十分優越。集成運算放大器的型號各異，但用得最為普遍的是通用型集成運放，其內部電路一般為差分輸入級、中間級和互補輸出級，並帶有各種各樣的電流源電路。

第8章　負反饋放大電路

第9章　集成運算放大器的套用

第10章　直流穩壓電源

能為負載提供穩定直流電源的電子裝置。直流穩壓電源的供電電源大都是交流電源，當交流供電電源的電壓或負載電阻變化時，穩壓器的直流輸出電壓都會保持穩定。 直流穩壓電源隨著電子設備向高精度、高穩定性和高可靠性的方向發展，對電子設備的供電電源提出了高的要求。

當今社會人們極大的享受著電子設備帶來的便利，但是任何電子設備都有一個共同的電路--電源電路。大到超級計算機、小到袖珍計算器，所有的電子設備都必須在電源電路的支持下才能正常工作。當然這些電源電路的樣式、複雜程度千差萬別。超級計算機的電源電路本身就是一套複雜的電源系統。通過這套電源系統，超級計算

機各部分都能夠得到持續穩定、符合各種複雜規範的電源供應。袖珍計算器則是簡單多的電池電源電路。不過你可不要小看了這個電池電源電路，比較新型的電路完全具備電池能量提醒、掉電保護等高級功能。可以說電源電路是一切電子設備的基礎，沒有電源電路就不會有如此種類繁多的電子設備。

由於電子技術的特性，電子設備對電源電路的要求就是能夠提供持續穩定、滿足負載要求的電能，而且通常情況下都要求提供穩定的直流電能。提供這種穩定的直流電能的電源就是直流穩壓電源。直流穩壓電源在電源技術中占有十分重要的地位。另外，很多電子愛好者初學階段首先遇到的就是要解決電源問題，否則電路無法工作、電子製作無法進行，學習就無從談起。為此，Pecker's Home專門開闢了這個直流穩壓電源技術專題，希望給初學階段的電子愛好者一些幫助。同時也可以作為普通愛好者電源技術方面的參考資料，供日常學習、製作上參考之用。

附錄A 部分習題答案

參考文獻