基本介紹
- 書名：電路基礎與集成電子技術
- 作者： 蔡惟錚
- ISBN： 9787508475950
- 類別：圖書>工程>電子工程
- 頁數： 437
- 出版社：中國水利水電出版社
- 出版時間：2010-07-01
- 裝幀：平裝
- 開本： 16開
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《電路基礎與集成電子技術》是根據新世紀電子信息與自動化系列課程改革教材計畫編寫的。本書分電路基礎、模擬電子技術和數字電子技術3篇，共16章。本書的編寫對一部分課程內容在講法上進行了更新，精簡了內容，在順序上做了調整。例如其中電路基礎的一部分內容結合電子技術的內容講解。先講場效應管，後講雙極型電晶體，結合工作原理介紹gm和β，根據特性曲線導出電晶體的小信號模型。將模擬乘法器與運放線性套用合為一章，使它們套用電路的分析得到統一。 本書可供電氣信息類、計算機類、套用物理等專業的相關課程做教材，理論課授課在100學時左右。本書有多媒體電子教案配套供選用。
圖書目錄
總序
第1篇電路基礎
第1章電路元件與電源
1.1實際電路與電路模型
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電路中的無源二端元件
1.2.1電阻器
1.2.2電容器
1.2.3電感器
思考題
1.3電流、電壓的正方向
思考題
1.4電源和信號源
1.4.1電源
電源是提供電能的裝置。電源因可以將其它形式的能轉換成電能，所以把這種提供電能的裝置叫做電源。常見的電源是乾電池（直流電）與家用的110V-220V 交流電源。電源自“磁生電”原理，由水力、風力、海潮、水壩水壓差、太陽能等可再生能源，及燒煤炭、油渣等產生電力來源。
1.4.2受控電源
所謂受控電源，是指電壓源的電壓和電流源的電流，是受電路中其它部分的電流或電壓控制的，這種電源稱為受控電源。分為電壓控制電壓源（VCVS）、電壓控制電流源（VCCS）、電流控制電壓源（CCVS）、和電流控制電流源（CCCS）。
受控電源又成為“非獨立”源。受控電壓源的激勵電壓或受控電流源的激勵電流與獨立電壓源的激勵電壓或獨立電流源的激勵電流有所不同，後者是獨立量，前者則受電路中某部分電壓或電流控制。
雙極電晶體的集電極電流受基極電流控制，運算放大器的輸出電壓受輸入電壓控制，所以這類器件的電路模型中要用到受控電源。
受控電壓源或受控電流源視控制量是電壓或電流可分為電壓控制電壓源(VCVS)、電壓控制電流源(VCCS)、電流控制電壓源(CCVS)和電流控制電流源(CCCS)。
受控源的分析方法：
1.受控電壓源的端電壓或受控電流源的輸出電流只隨其控制量的變化而變化，若控制量不變，受控電壓源的端電壓或受控電流源的輸出電流將不會隨外電路變化而變化。即受控源在控制量不變的情況下，其特性與獨立源相同。
2.對於獨立源推導得出的結論，基本也適用於受控源。
3.在對含受控源電路的分析過程中，受控源的控制量所在支路必須保留，不允許有任何改變。
思考題
1.5元件的電壓、電流和功率
思考題
1.6信號的時域和頻域特性
1.6.1正弦信號的產生
1.6.2非正弦信號的合成與頻譜圖
1.7導體、絕緣體和半導體
本章小結
習題
第2章電路的基本定律
2.1無源元件電路的等效變換
2.1.1電阻器的串聯
2.1.2電阻器的並聯
2.1.3電容器的串聯與並聯
2.1.4電感器的串聯與並聯
思考題
2.2獨立電源電路的等效變換
2.2.1電壓源電路的串聯
2.2.2電流源電路的並聯
2.2.3實際電源電路的輸出
2.2.4兩種實際電源電路之間的等效轉換
2.2.5電壓源源電壓和內阻的確定
2.2.6輸出功率與負載匹配
2.2.7輸出功率與消耗功率
思考題
2.3基爾霍夫定律
基爾霍夫定律Kirchhoff laws是電路中電壓和電流所遵循的基本規律，是分析和計算較為複雜電路的基礎，1845年由德國物理學家G.R.基爾霍夫（Gustav Robert Kirchhoff，1824～1887）提出。它既可以用於直流電路的分析，也可以用於交流電路的分析，還可以用於含有電子元件的非線性電路的分析。運用基爾霍夫定律進行電路分析時，僅與電路的連線方式有關，而與構成該電路的元器件具有什麼樣的性質無關。基爾霍夫定律包括電流定律（KCL)和電壓定律(KVL)，前者套用於電路中的節點而後者套用於電路中的迴路。
2.3.1基爾霍夫電流定律(KCL)
2.3.2基爾霍夫電壓定律(KVL)
2.3.3電阻器的星形三角形變換
思考題
2.4疊加原理
疊加原理;superposition principle
在數學物理中經常出現這樣的現象：幾種不同原因的綜合所產生的效果，等於這些不同原因單獨產生效果的累加。例如，物理中幾個外力作用於一個物體上所產生的加速度，等於各個外力單獨作用在該物體上所產生的加速度的總和，這個原理稱為疊加原理。疊加原理適用範圍非常廣泛，數學上線性方程，線性問題的研究，經常使用疊加原理。
在物理學與系統理論中，疊加原理（superposition principle），也叫疊加性質（superposition property），說對任何線性系統“在給定地點與時間，由兩個或多個刺激產生的合成反應是由每個刺激單獨產生的反應之和。”
從而如果輸入 A 產生反應 X，輸入 B 產生 Y，則輸入 A+B 產生反應 (X+Y)。
用數學的話講，對所有線性系統 F(x)=y，其中 x 是某種程度上的刺激（輸入）而 y 是某種反應（輸出），刺激的疊加（即“和”）得出分別反應的疊加
此原理在物理學與工程學中有許多套用，因許多物理系統可以線性系統為模型。例如，一個梁可作為一個線性系統，其中輸入刺激是在樑上的結構荷重，而輸出反應是梁的撓度。因為物理系統通常只是近似線性的，疊加原理只是真實物理現象的近似；從這裡可以察知這些系統的操作區域。
疊加原理適用於任何線性系統，包括代數方程、線性微分方程、以及這些形式的方程組。輸入與反應可以是數、函式、矢量、矢量場、隨時間變化的信號、或任何滿足一定公理的其它對象。注意當涉及到矢量與矢量場時，疊加理解為矢量和。
2.點電荷系電場中某點的電勢等於各個點電荷單獨存在時,在該點產生的電勢的代數和,稱為電勢疊加原理.
“在給定地點與時間，由兩個或多個刺激產生的合成反應是由每個刺激單獨產生的反應之和。”
從而如果輸入 A 產生反應 X，輸入 B 產生 Y，則輸入 A+B 產生反應 (X+Y)。
用數學的話講，對所有線性系統 F(x)=y，其中 x 是某種程度上的刺激（輸入）而 y 是某種反應（輸出），刺激的疊加（即“和”）得出分別反應的疊加：
在數學中，這個性質更常被叫做可加性。在絕大多數實際情形中，F 的可加性表明它是一個線性映射，也叫做一個線性函式或線性運算元。
此原理在物理學與工程學中有許多套用，因許多物理系統可以線性系統為模型。例如，一個梁可作為一個線性系統，其中輸入刺激是在樑上的結構荷重，而輸出反應是梁的撓度。因為物理系統通常只是近似線性的，疊加原理只是真實物理現象的近似；從這裡可以察知這些系統的操作區域。
疊加原理適用於任何線性系統，包括代數方程、線性微分方程、以及這些形式的方程組。輸入與反應可以是數、函式、向量、向量場、隨時間變化的信號、或任何滿足一定公理的其它對象。注意當涉及到向量與向量場時，疊加理解為向量和。
思考題
2.5戴文寧定理和諾頓定理
2.5.1戴文寧定理
戴維南定理（又譯為戴維寧定理）又稱等效電壓源定律，是由法國科學家L·C·戴維南於1883年提出的一個電學定理。由於早在1853年，亥姆霍茲也提出過本定理，所以又稱亥姆霍茲-戴維南定理。其內容是：一個含有獨立電壓源、獨立電流源及電阻的線性網路的兩端，就其外部型態而言，在電性上可以用一個獨立電壓源V和一個鬆弛二端網路的串聯電阻組合來等效。在單頻交流系統中，此定理不僅只適用於電阻，也適用於廣義的阻抗。
對於含獨立源，線性電阻和線性受控源的單口網路（二端網路），都可以用一個電壓源與電阻相串聯的單口網路（二端網路）來等效，這個電壓源的電壓，就是此單口網路（二端網路）的開路電壓，這個串聯電阻就是從此單口網路（二端網路）兩端看進去，當網路內部所有獨立源均置零以後的等效電阻。
uoc 稱為開路電壓。Ro稱為戴維南等效電阻。在電子電路中，當單口網路視為電源時，常稱此電阻為輸出電阻，常用Ro表示；當單口網路視為負載時，則稱之為輸入電阻，並常用Ri表示。電壓源uoc和電阻Ro的串聯單口網路，常稱為戴維南等效電路。
當單口網路的連線埠電壓和電流採用關聯參考方向時，其連線埠電壓電流關係方程可表為：U=R0i+uoc
2.5.2諾頓定理
思考題
本章小結
習題
……
第2篇模擬電子技術
第3篇數字電子技術
參考文獻
