本書共十三章,主要介紹集成運放特性及基本應(yīng)用、RC有源濾波器、常用半導(dǎo)體器件原理及特性、晶體管和場效應(yīng)管放大器、集成運放內(nèi)部電路、放大器的頻率響應(yīng)、反饋、特殊用途集成運放及其應(yīng)用、低頻功率放大電路、穩(wěn)壓電源等。
本書將紙質(zhì)教材與在線開放課程相結(jié)合,嘗試著向新形態(tài)數(shù)字化課程的目標(biāo)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(shè)計實驗題目,旨在增強解決復(fù)雜工程問題的能力。本書更注重系統(tǒng)和應(yīng)用,更貼近工程實際。
本書可作為高等學(xué)校通信工程、電子信息工程、電氣與自動化工程、測控技術(shù)與儀器、生物醫(yī)學(xué)工程、微電子、電子科學(xué)與技術(shù)等有關(guān)專業(yè)的本科生或?qū)?粕娮泳路基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)等課程的教材或教學(xué)參考書,也可作為廣大工程技術(shù)人員的參考書。
模擬電子電路及技術(shù)基礎(chǔ)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(xué)科技術(shù)基礎(chǔ)課之一。該課程的教學(xué)宗旨是打好基礎(chǔ),學(xué)以致用。一方面該課程要為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ);另一方面該課程的概念性、實踐性、工程性特別強,很多內(nèi)容與工程實際密切相關(guān),直面應(yīng)用是本課程的特點之一。本書以模擬電子技術(shù)的重要知識點和知識鏈為載體,注重加強學(xué)科理論基礎(chǔ),培養(yǎng)創(chuàng)新意識、科學(xué)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(shù)發(fā)展的里程碑,顯示人類智慧是無限的,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新是永無止境的。
編者結(jié)合多年的教學(xué)與科研實踐,編寫本書時力圖做到基礎(chǔ)更扎實,內(nèi)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(biāo)準(zhǔn),以全體學(xué)生為中心,以質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)為根本目的,提高學(xué)生解決復(fù)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(shù),將紙質(zhì)教材與在線開放課程相結(jié)合,向新形態(tài)數(shù)字化課程的目標(biāo)努力。
2.本書在加強理論基礎(chǔ)的同時,突出實踐和應(yīng)用,內(nèi)容豐富,學(xué)以致用,在許多章中增加了大作業(yè)和綜合設(shè)計實驗題,在最后一章中增加了綜合設(shè)計實驗案例,旨在增強解決復(fù)雜工程問題的能力。
3.在第四章清晰地描述了常用半導(dǎo)體器件的特性,加強了器件參數(shù)的介紹,特別加強了有關(guān)場效應(yīng)管參數(shù)的討論,增加了CMOS的簡介以及晶體管和場效應(yīng)管作為電子開關(guān)的應(yīng)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(yīng)管放大器基礎(chǔ)及第六章集成運算放大器內(nèi)部電路中,均不回避負(fù)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(yīng)用和濾波器中,歸納電路結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)其實質(zhì)是運放加反饋。第八章全面回顧和總結(jié)負(fù)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(yīng)用負(fù)反饋來改善電路性能。可見,反饋的概念和應(yīng)用在模擬電子技術(shù)中是非常重要的。
5.為更好掌握應(yīng)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(xué)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(yīng)用中。相應(yīng)地第二版中的第四章中許多與運放有關(guān)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(yīng)用中獨立成章,旨在加強這方面的相關(guān)內(nèi)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(shè)計方法的介紹更加準(zhǔn)確,對實際應(yīng)用更具指導(dǎo)意義。
7.第五章借助電路分析基礎(chǔ)的二端口網(wǎng)絡(luò)模型來介紹放大器模型及放大器主要指標(biāo),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(biāo)。對直流工作點的分析也以解析法估算為主,適當(dāng)?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(biāo)的結(jié)果,而無需畫出等效電路。本書在重要分析后都進(jìn)行討論、歸納,提煉規(guī)律性的結(jié)論,對實際應(yīng)用具有較好的指導(dǎo)意義。
8.電源是所有電子設(shè)備中必備的部件,本書也做了重點介紹。
9.各學(xué)校、各專業(yè)可根據(jù)教學(xué)要求,對書中的章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行取舍。例如,對開設(shè)高頻電子線路課的專業(yè),書中第十章有關(guān)正弦波振蕩器的內(nèi)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(guān)于濾波器傳遞函數(shù)、頻率響應(yīng)、反饋穩(wěn)定性等內(nèi)容只需介紹基本概念即可,而不需要詳細(xì)展開講解。
10.關(guān)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(nèi)容,實踐證明對提高學(xué)生的綜合設(shè)計能力非常有用,一般一學(xué)期只需挑上1~2題讓學(xué)生做即可。第十三章的設(shè)計案例也可不講,可作為學(xué)生完成大作業(yè)時的參考。
本書由西安電子科技大學(xué)絲綢之路云課堂教學(xué)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(shè)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(fù)責(zé)整理定稿。
許多老師為本課程和本書的建設(shè)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(xué)院的張企民老師,張老師長期從事模擬電子技術(shù)課程和教材建設(shè),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(xué)與技術(shù)學(xué)院的謝楷老師,謝老師是我校年輕的教授和博導(dǎo)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(xué)出版社的相關(guān)工作人員為本書的出版付出了辛勤勞動。在此,謹(jǐn)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