本書共十三章,主要介紹集成運放特性及基本應用、RC有源濾波器、常用半導體器件原理及特性、晶體管和場效應管放大器、集成運放內部電路、放大器的頻率響應、反饋、特殊用途集成運放及其應用、低頻功率放大電路、穩(wěn)壓電源等。
本書將紙質教材與在線開放課程相結合,嘗試著向新形態(tài)數(shù)字化課程的目標努力。本書的一個新特點是在許多章中增加了大作業(yè)和綜合設計實驗題目,旨在增強解決復雜工程問題的能力。本書更注重系統(tǒng)和應用,更貼近工程實際。
本書可作為高等學校通信工程、電子信息工程、電氣與自動化工程、測控技術與儀器、生物醫(yī)學工程、微電子、電子科學與技術等有關專業(yè)的本科生或專科生電子線路基礎、電子技術基礎等課程的教材或教學參考書,也可作為廣大工程技術人員的參考書。
模擬電子電路及技術基礎課程是電子、電氣、信息工程類專業(yè)的主干課程,是最重要的學科技術基礎課之一。該課程的教學宗旨是打好基礎,學以致用。一方面該課程要為后續(xù)課程的學習打好基礎;另一方面該課程的概念性、實踐性、工程性特別強,很多內容與工程實際密切相關,直面應用是本課程的特點之一。本書以模擬電子技術的重要知識點和知識鏈為載體,注重加強學科理論基礎,培養(yǎng)創(chuàng)新意識、科學思維方法,提高分析問題和解決問題的能力。
興趣是最好的老師、想象力比知識更重要,本書在緒論中首先簡單介紹了電子管的發(fā)明、晶體管的發(fā)明以及集成電路的發(fā)明等電子技術發(fā)展的里程碑,顯示人類智慧是無限的,科學技術的發(fā)展、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新是永無止境的。
編者結合多年的教學與科研實踐,編寫本書時力圖做到基礎更扎實,內容更實用,視野更開闊,編排更合理。本書有以下特點:
1.本書遵循以產(chǎn)出為標準,以全體學生為中心,以質量持續(xù)改進為根本目的,提高學生解決復雜工程問題的能力的宗旨,充分利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng) 技術,將紙質教材與在線開放課程相結合,向新形態(tài)數(shù)字化課程的目標努力。
2.本書在加強理論基礎的同時,突出實踐和應用,內容豐富,學以致用,在許多章中增加了大作業(yè)和綜合設計實驗題,在最后一章中增加了綜合設計實驗案例,旨在增強解決復雜工程問題的能力。
3.在第四章清晰地描述了常用半導體器件的特性,加強了器件參數(shù)的介紹,特別加強了有關場效應管參數(shù)的討論,增加了CMOS的簡介以及晶體管和場效應管作為電子開關的應用。
4.在第一章提前介紹反饋的概念與框圖,并將反饋的概念貫穿全書。在第五章雙極型晶體三極管和場效應管放大器基礎及第六章集成運算放大器內部電路中,均不回避負反饋在穩(wěn)定工作點、提高輸入電阻、提高放大倍數(shù)穩(wěn)定度及提高共模抑制比等方面所發(fā)揮的作用。在第二章及第三章運算放大器基本應用和濾波器中,歸納電路結構可以發(fā)現(xiàn)其實質是運放加反饋。第八章全面回顧和總結負反饋的特性、分類及深反饋條件下增益的估算方法,討論反饋穩(wěn)定性及相位補償?shù)幕靖拍钆c原理。在第十一章低頻功率放大電路及第十二章電源及電源管理中,仍然大量應用負反饋來改善電路性能?梢,反饋的概念和應用在模擬電子技術中是非常重要的。
5.為更好掌握應用,本書仍然將重點前移,將運放基本運用與有源濾波器安排在第二章和第三章,但為了降低教與學的難度,將第二版的第三章電壓比較器和弛張振蕩器后移,拼入第十章集成運算放大器的非線性應用中。相應地第二版中的第四章中許多與運放有關的非線性電路也移至第十章,使本書的條理性和系統(tǒng)性更好。
6.濾波器是最重要的一類模擬電路,本書將有源RC濾波器從運放基本應用中獨立成章,旨在加強這方面的相關內容。書中對濾波器概念、形式、分類及其特點的介紹更為清晰,對濾波器的工程設計方法的介紹更加準確,對實際應用更具指導意義。
7.第五章借助電路分析基礎的二端口網(wǎng)絡模型來介紹放大器模型及放大器主要指標,一開始就提出了三種基本組態(tài)電路,并用簡化交流小信號模型來計算放大器的主要指標。對直流工作點的分析也以解析法估算為主,適當?shù)藞D解分析法,只將其作為討論非線性失真和動態(tài)范圍較為形象的方法。本章還提出了一種快速估算法,看到電路圖,就能寫出各項指標的結果,而無需畫出等效電路。本書在重要分析后都進行討論、歸納,提煉規(guī)律性的結論,對實際應用具有較好的指導意義。
8.電源是所有電子設備中必備的部件,本書也做了重點介紹。
9.各學校、各專業(yè)可根據(jù)教學要求,對書中的章節(jié)內容進行取舍。例如,對開設高頻電子線路課的專業(yè),書中第十章有關正弦波振蕩器的內容就不必講;又如對非通信電子專業(yè),第九章特殊運放也可舍去,關于濾波器傳遞函數(shù)、頻率響應、反饋穩(wěn)定性等內容只需介紹基本概念即可,而不需要詳細展開講解。
10.關于大作業(yè)也可靈活掌握。大作業(yè)的跨度大,可能涉及多章內容,實踐證明對提高學生的綜合設計能力非常有用,一般一學期只需挑上1~2題讓學生做即可。第十三章的設計案例也可不講,可作為學生完成大作業(yè)時的參考。
本書由西安電子科技大學絲綢之路云課堂教學團隊修編,其中趙建勛教授修編了第四章和第十章,王新懷副教授新編了第九章、第十三章以及各章的大作業(yè)和綜合設計仿真實驗題,朱天橋老師修編了第八章,顧偉舟副教授修編了第十一章,其他各章由孫肖子教授修編。最終由孫肖子教授和趙建勛教授負責整理定稿。
許多老師為本課程和本書的建設付出了很多努力,這里編者要特別感謝兩位老師:一位是電子工程學院的張企民老師,張老師長期從事模擬電子技術課程和教材建設,目前雖已退休不參加新教材的編寫了,但他留給我們的許多寶貴經(jīng)驗對新教材的編寫是非常有幫助的;另一位是空間科學與技術學院的謝楷老師,謝老師是我校年輕的教授和博導之一,他為本課程的改革和新教材的編寫提供了許多新的思想與建議,對編者很有啟發(fā)。
江曉安教授審閱了全書,并提出了許多寶貴意見。西安電子科技大學出版社的相關工作人員為本書的出版付出了辛勤勞動。在此,謹對為本書編寫和出版提供過幫助的所有人員表示最衷心的感謝!
由于時間和水平所限,書中可能還存在一些不足之處,懇請廣大讀者批評指正。
編者
2016年10月于西安