电子学

章节摘录

　　2.5.1 稳压源　　图2.75显示了一个非常普通的电路结构。R1用于保持Q1导通；当输入高达10 V时，Q2才进入导通（基极处于5V），它通过阻止Q1的基极电流来阻止输出电压的上升。通过用一个电位器替代R2与R3，来实现电源稳压。这实际上是一个负反馈的实例：Q2“观察”着输出，如果输出不是处于合适的电压上，Q2就要做相应调整。　　2.5.2 温度控制器　　如图2.76所示，它是一个基于热敏电阻感应元件的温度控制电路，这里的热敏电阻是一种电阻值随温度变化的元件。差分达林顿管Q1-Q4将可调整的参考分压器R4-R3与由热敏电阻及R2构成的分压器相比较（通过比较由同一电源供电的比值，这种比较对于电源的变化是不灵敏的。

前言

　　Paul Horowitz是美国哈佛大学物理系与电子工程系的教授。他在哈佛任教物理学与电子学的同时，首开了哈佛的实验电子学课程。Winfield Hill是一位研究科学家，并且是Rowland科学研究所电子工程研究室主任。他们两位多年来一直致力于现代电子电路设计理论及其在其他方面的应用研究，并均取得了丰硕的成果。由这样两位在电子学领域内颇有建树的知名大师级专家合著的TheArt of Electronics，已被公认是在模拟与数字电子电路设计方面的一本权威教材与工程参考书。该书的英文版已在世界范围内发行超过了125 000册，并已被翻译成8种其他语言文字。　　该书是作者根据自己在哈佛大学电子学实验室讲授电子学课程的讲稿改编的。与众多传统电子学教材大为不同的是，本书通过强调由电路设计者使用的实际方法，即由一些基本电路定律、经验准则与大量实用电路设计技巧相结合，将实用物理学家的实用研究方法与工程师的量化分析方法相结合，用这种简明的方法来探讨电路设计的基本原理。它对应的结果是给电子学课程的教学带来了一场巨大的变革；产生了一种不需要大量利用数学工具进行电路设计的简捷方法。这种方法着重激发学习者对电子电路的灵感，并能对电路数值与特性进行简化估算。该书已被世界上许多大学的电气、电子、通信、计算机等相关专业选为本科或研究生的电子学、电子技术应用、电子电路设计等课程的教材或教学参考书。由于该书的新版本仍保留了原版中的通俗易懂性，数学分析理论很少，因此也可作为那些从未接触过电子学的初学者的一本电子电路设计的学习用书或参考书，并能引导他们最终设计出性能优越的电子电路。　　该书内容全面，阐述翔实透彻。它不仅涵盖了经典电子学通常研究的全部知识点，而且还补充了有关数字电子学中大量较新的应用及设计方面的重要内容，主要包括电路的基本元器件（含晶体管与场效应管）、反馈与运算放大器、有源滤波器与振荡器、稳压器与电源电路、精度电路与低噪声技术；书中也包括了数字电子学中的各种数字逻辑电路、数／模转换和模／数转换、锁相环、伪随机码序列与数字噪声产生、小型计算机、微型计算机以及微处理器等的基本原理及应用。此外，本书还讨论了高频放大器、射频通信调制电路设计、低功耗设计、带宽压缩以及信号的测量与处理等重要电路的设计。与一般电子学教材不同的是，本书还对有关电子电路制作工艺设计方面的具体问题进行了通俗易懂的阐述。书中包含大量的实用电子电路的分析与设计实例、大量的图表资料以及有一定参考价值的有关附录。每一小节中均附有习题，以巩固相应知识点。　　该书是作者为本科生全年的电子电路设计课程而编写的，而在我国高校的电子信息类等相关专业的课程体系中，电子电路（其中包括高频电路和低频电路）或电子技术的课程一般不超过100学时。因此，在选用本书作为教材时需对相应内容进行一些取舍。此外，由于该书毕竟初版于1980年，改版于1989年，而现代微电子、集成芯片和计算机技术的发展日新月异，所以该书中的一些内容以及涉及芯片的应用就显得时过境迁了。因此，对于第4章、第8章和第9章，尤其是对于第10章和第11章中的内容的学习，更需注意精选取舍。承担本书审校工作的吴利民教授曾在国外用英语讲授近两年的高、低频电子线路和电子学课程，在此期间以及在国内的长期双语教学过程中均参考了该书英文版的许多内容。因此，译者可为选用该书作为教材的同行提供一些参考意见，并相互学习以取长补短。

内容概要

霍罗威茨，哈佛大学物理学教授，在哈佛讲授物理学与电子学，首创了哈佛大学的实验电子学课程。他的研究兴趣广泛，涉猎观测天体物理学、X射线与粒子显微技术、光干涉测量技术以及外星人探索等研究领域。作为已有60篇科技论文与报告的作者，他不仅广泛地为工业和政府部门做咨询顾问工作，而且还设计了大量的电子与摄影仪器设备。

Winfield Hill，研究（型）科学家，最Rowland科学研究所（由Edwin land创立）电子工程研究室主任，研究人眼彩色视觉生理学与现象学。他原在哈佛大学工作，曾在那里设计了100多种电子科学仪器。之后，他创立了海洋数据（Sea Data）公司，作为首席工程师设计了约50种用于海洋学研究的仪器，并进行了大量深海实验。

书籍目录

第1章 电子学基础

1.1　概述

1.2　电压、电流与电阻

1.2.1　电压与电流

1.2.2　电压与电流之间的关系：电阻

1.2.3　分压器

1.2.4　电压源和电流源

1.2.5　戴维南等效电路

1.2.6　小信号电阻

1.3　信号

1.3.1　正弦信号

1.3.2　信号幅度与分贝

1.3.3　其他信号

1.3.4　逻辑电平

1.3.5　信号源

1.4　电容与交流电路

1.4.1 电容

1.4.2　RC电路：随时间变化的V与I

1.4.3　微分器

1.4.4　积分器

1.5　电感与变压器

1.5.1 电感

1.5.2　变压器

1.6　阻抗与电抗

1.6.1　电抗电路的频率分析

1.6.2　RC滤波器

1.6.3　相位矢量图

1.6.4 “极点”与每二倍频的分贝数

1.6.5　谐振电路与有源滤波器

1.6.6　电容的其他应用

1.6.7　戴维南定理推广

1.7　二极管与二极管电路

1.7.1　二极管

1.7.2　整流

1.7.3　电源滤波

1.7.4　电源的整流器结构

1.7.5　稳压器

1.7.6　二极管的电路应用

1.7.7　感性负载与二极管保护

1.8　其他无源元件

1.8.1　机电器件

1.8.2　显示部分

1.8.3　可变元器件

1.9　补充题

第2章　晶体管

2.1　概述

2.1.1　第一种晶体管模型：电流放大器

2.2　几种基本的晶体管电路

2.2.1　晶体管开关

2.2.2　射极跟随器

2.2.3　射极跟随器作为稳压器

2.2.4　射极跟随器偏置

2.2.5　晶体管电流源

2.2.6　共射放大器

2.2.7　单位增益的反相器

2.2.8　跨导

2.3　用于基本晶体管电路的Ebers-Moll模型

2.3.1　改进的晶体管模型：跨导放大器

2.3.2　对射极跟随器的重新审视

2.3.3　对共射放大器的重新审视

2.3.4　共射放大器的偏置

2.3.5　镜像电流源

2.4　几种放大器组成框图

2.4.1　推挽输出级

2.4.2　达林顿连接

2.4.3 自举电路

2.4.4　差分放大器

2.4.5　电容与密勒效应

2.4.6　场效应晶体管

2.5　一些典型的晶体管电路

2.5.1　稳压源

2.5.2　温度控制器

2.5.3　带晶体管与二极管的简单逻辑电路

2.6　电路示例

2.6.1　电路集锦

……

第3章　场效应管

第4章　反馈和运算放大器

第5章　有源滤波器和振荡器

第6章　稳压器和电源电路

第7章　精密电路和低噪声技术

第8章　数字电子学

第9章　数字与模拟

第10章　微型计算机

第11章　微处理器

第12章　电气结构

第13章　高频和高速技术

第14章　低功耗设计

第15章　测量与信号处理

附录

参考书目

中英文术语对照表

编辑推荐

　　《电子学（第2版）》第一版通俗易懂，已获得普遍好评并被广泛采用。新版本重写了关于微计算机与微处理器的章节，并着重修改了数字电子学、运算放大器与精度计算以及电路构造工艺等内容。对相应的表格也进行了修改和扩充。并且，书中新增了关于有源滤波器设计、开关电容滤波器、正交振荡器、低下降稳压器、开关电源、消弧电路、隔离放大器、SCR锁存电路、地电位漂移、动态功率损耗、光电子学、RS-232接口电路、调制解调器、存储器芯片、简略归零、调幅检波、电池特性和传感器的线性化等内容的章节。

作者简介

《电子学(第2版)》是哈佛大学的经典教材，自出版以来已被译成多种语言版本。《电子学(第2版)》通过强调电子电路系统设计者所需的实用方法，即对电路的基本原理、经验准则以及大量实用电路设计技巧的全面总结，侧重探讨了电子学及其电路的设计原理与应用。它不仅涵盖了电子学通常研究的全部知识点，还补充了有关数字电子学中的大量较新应用及设计方面的要点内容。对高频放大器、射频通信调制电路设计、低功耗设计、带宽压缩以及信号的测量与处理等重要电路设计以及电子电路制作工艺设计方面的难点也做了通俗易懂的阐述。《电子学(第2版)》包含丰富的电子电路分析设计实例和大量图表资料，内容全面且阐述透彻，是一本世界范围内公认的电子学电路分析、设计及其应用的优秀教材。

《电子学(第2版)》可作为电气、电子、通信、计算机与自动化类等专业本科生的专业基课程教材或参考书。对于从事电子工程、通信及微电子等方面电路设计的工程技术人员，也是一本具有较高参考价值的好书。

图书封面

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