Operational Amplifiers pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Huijsing, Johan H.

出品人:

页数:433

译者:

出版时间:2011-4

价格:$ 145.77

装帧:

isbn号码:9789400705951

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• 模拟电路
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模拟电子电路基础：从晶体管到系统级设计 本书旨在为电子工程、通信工程、自动化以及相关领域的学生和专业工程师提供一个全面、深入且实用的模拟电子电路基础知识体系。 我们将从最基本的半导体物理和器件原理出发，逐步构建起对现代电子系统核心组件——放大器和滤波器——的深刻理解。本书的叙述风格力求严谨的理论推导与直观的工程实践相结合，确保读者不仅掌握“如何计算”，更能理解“为何如此设计”。 第一部分：半导体基础与有源器件的基石 本部分将首先回顾并深化对PN结、双极性晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）工作原理的理解。我们不会停留在教科书式的理想模型，而是深入探讨小信号模型的建立过程，分析跨导、输入阻抗和输出阻抗等关键参数如何由器件的偏置点和外部元件决定。 半导体物理回顾： 深入分析少数载流子的扩散与漂移过程，理解掺杂对材料电学特性的影响。重点讲解PN结的直流特性和少量载流子存储效应。 BJT工作原理精讲： 详细剖析共射、共基、共集三种基本组态的交流特性。特别关注混合-π模型的推导，以及高频时米勒效应的影响。讨论如何通过偏置电路实现稳定的工作点，并分析温度漂移对晶体管性能的影响。 MOSFET的特性与应用： 详尽解析增强型和耗尽型MOSFET的工作区域（截止、线性、饱和）。重点讲解米勒效应在MOSFET中的表现，并介绍沟道长度调制对输出阻抗的影响。我们将对比BJT和MOSFET在低噪声设计和高频率应用中的优劣势。 第二部分：基础放大器电路分析与设计 在掌握了核心有源器件后，我们将进入放大电路的核心分析。本部分将系统地讲解单级和多级放大器的构建方法，侧重于性能指标的量化与优化。 单级放大器分析： 详细分析共源、共基、共集（源极跟随器）以及共栅放大器的电压增益、输入阻抗、输出阻抗和带宽。我们将引入增益带宽积（GBW）的概念，并展示其在设计中的约束作用。 反馈理论的引入： 反馈是现代模拟电路设计的灵魂。我们将从基本概念入手，区分负反馈和正反馈。重点讲解负反馈的四大拓扑结构（串联-串联、串联-并联、并联-串联、并联-并联），并利用黑盒模型分析反馈对增益、带宽、输入/输出阻抗和失真度的影响。 多级放大器设计： 讨论如何通过级联（如共源-共源、共源-共基）来叠加增益。重点讲解增益分配的策略，以及如何利用中间级进行阻抗匹配以优化整体性能。 功率放大器初步： 介绍甲类、乙类和AB类功放的基本结构和效率计算，理解它们在驱动负载和功耗管理上的权衡。 第三部分：频率响应与带宽控制 所有实际电路都受限于频率响应。本部分将聚焦于如何精确分析和控制电路在不同频率下的行为。 低频响应分析： 分析耦合电容和旁路电容在低频段引入的极点。学习如何通过选择合适的电容值来确定转折频率，确保放大器在所需工作频率下无显著衰减。 高频响应分析： 基于小信号模型，推导内部寄生电容（如米勒电容）在高频时对增益的影响。详细讲解开环增益滚降的二极点模型，以及单位增益频率（$f_T$）在设计中的意义。 补偿技术： 探讨为了保证反馈放大器的稳定性而引入的补偿技术，如密勒补偿和米勒效应的应用。讲解如何通过零点和极点的移动来控制相移和相位裕度。 第四部分：运算放大器的内部结构与应用 尽管本书不专注于运算放大器的专属内容，但理解其内部结构是掌握现代模拟设计的基础。我们将从构建块的角度解析其核心功能。 差分放大器： 深入分析差分对的结构、共模抑制比（CMRR）的意义以及如何实现高CMRR的设计。这是所有现代集成电路放大器的核心输入级。 增益级与输出级： 讨论如何通过达林顿结构或共源共栅结构构建高开环增益的增益级。分析输出级如何提供低输出阻抗和高电流驱动能力。 偏置电路： 介绍恒流源和电压跟随器在提供稳定偏置电流和电压轨方面的作用，以及如何利用它们来提高电路的电源抑制比（PSRR）。 第五部分：滤波器基础与实用电路 本部分将模拟电路的频率选择特性应用于信号处理，涵盖主动滤波器设计。 二阶滤波器原型： 详细介绍巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和贝塞尔（Bessel）三种基本滤波器响应的特性对比（通带平坦度、过渡带陡峭度、群延迟）。 有源RC滤波器设计： 讲解Sallen-Key和Multiple Feedback（MFB）拓扑结构，说明如何通过选择合适的Q值和中心频率来精确实现所需的二阶响应。 运算放大器的基本应用： 介绍如何使用理想运算放大器搭建缓冲器、积分器和滤波器，理解这些基础模块在构建复杂系统中的作用。 本书的特点： 本书的编写强调图示化解释和公式的工程意义。每一章都包含多个“设计实例”，展示从规格定义（如所需增益、带宽、负载）到元件选型和仿真验证的完整流程。我们避免过度依赖高等数学的抽象证明，而是将重点放在如何利用基尔霍夫定律、泰勒展开和阻抗概念来快速、准确地评估和优化电路性能。通过本书的学习，读者将具备独立分析和设计各类基本模拟放大电路和滤波器系统的能力，为后续深入研究特定领域的集成电路（如数据转换器、锁相环或射频前端）打下坚实的基础。

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我尝试过使用书中介绍的某些设计方法来解决实际问题，结果令人惊喜。例如，书中提供的一种基于误差放大器的电流源设计，在我的一个项目中得到了成功应用，极大地降低了系统的噪声和功耗。这种将理论知识转化为实际应用的能力，正是这本书最大的价值所在。作者在讲解过程中，非常注重理论与实践的结合，他不仅仅给出公式，还会解释公式背后的物理意义，以及在实际电路中如何体现。这种深入浅出的讲解方式，让我能够更好地理解和掌握这些复杂的概念。我尤其欣赏书中关于“负反馈”的讲解。作者用非常清晰的方式阐述了负反馈在提高电路性能方面的关键作用，包括提高输入阻抗、降低输出阻抗、扩展带宽以及抑制失真等。这些理论知识在我今后的电路设计中，将发挥重要的指导作用。而且，书中还包含了一些关于仿真软件的使用技巧，以及如何利用仿真来验证设计方案的建议，这对于我这样需要进行大量仿真验证的工程师来说，非常有帮助。

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当我开始阅读第一章时，就立刻被作者生动形象的讲解方式所吸引。他并没有一开始就抛出一大堆枯燥的公式和定义，而是通过一个引人入胜的例子，生动地描绘了运算放大器在现实生活中的应用，例如在医疗设备、通信系统中的重要作用。这瞬间激发了我对这个主题的兴趣，让我对接下来的学习充满了好奇心。作者在解释基本概念时，善于使用类比和直观的比喻，将抽象的电子原理变得易于理解。例如，在解释“虚短”和“虚断”的概念时，他用了一个生动的水流模型，让我一下子就抓住了核心要义。这种教学方式非常适合我这种需要循序渐进、逐步深入的学习者。而且，书中穿插的“小贴士”和“注意事项”栏目，更是点睛之笔。这些栏目往往包含了作者在多年实践中总结出来的宝贵经验，能够帮助我避开一些常见的陷阱，少走弯路。我特别期待在后续章节中，能够学习到更多关于高频运算放大器设计、低功耗设计以及噪声优化等方面的知识，我相信这本书一定能给我带来惊喜。

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这本书的内容之丰富，足以让我沉浸其中数周。我注意到，在讲解某些复杂电路时，作者会从多个角度进行分析，例如，他会先给出电路的简化模型，然后逐步引入实际元件的非理想特性，再进行更详细的分析。这种多层次的解析方法，使得我对电路的理解更加深入和全面。我尤其欣赏书中关于“频率响应”和“稳定性”的章节。这些是设计高性能运算放大器电路的重中之重，常常也是让许多工程师头疼的问题。作者不仅详细讲解了Bode图的绘制和分析方法，还提供了如何通过补偿技术来改善电路稳定性的具体指导。我相信，通过对这些章节的深入学习，我能够大大提升自己在设计高精度、高可靠性运算放大器电路方面的能力。而且，书中还包含了不少关于特定应用场景的电路设计实例，例如，一个高性能的音频前置放大器，一个低噪声的仪器放大器，以及一个宽带的视频放大器。这些实例的讲解非常详细，不仅给出了电路图，还分析了关键元器件的选择依据，以及电路性能的评估方法，这对于我来说是极其宝贵的学习资源。

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这本书的语言风格严谨而又不失幽默。在讲解枯燥的理论知识时，作者会穿插一些巧妙的比喻和有趣的例子，使得阅读过程不再乏味。例如，在解释运算放大器的“共模抑制比”（CMRR）时，作者将其比喻为“区分好坏信号的能力”，生动形象，让我一下子就理解了其重要性。这种将抽象概念具体化的能力，是作者作为一名资深工程师和教育者的独特魅力。我注意到，书中还包含了一些关于运算放大器在信号处理领域应用的章节，例如在数字滤波器设计中的集成，以及在模拟信号采样率转换中的应用。这些内容对我来说非常具有启发性，我一直希望能够将数字信号处理和模拟信号处理更紧密地结合起来，而这本书正好提供了相关的思路和方法。我期待能够通过这本书，学习到更多关于如何设计出兼具高精度、高速度和低功耗的运算放大器电路，以满足日益增长的电子产品性能需求。

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这本书的印刷质量和纸张触感也给我留下了深刻的印象。厚实的铜版纸，配合清晰锐利的印刷字体，使得书中的电路图和波形图都格外醒目，细节之处纤毫毕现，这对于理解复杂的电路结构和信号变化至关重要。我经常遇到一些技术书籍，虽然内容可能不错，但印刷质量糟糕，电路图模糊不清，让人费尽心思去辨认，大大影响了阅读体验。而“Operational Amplifiers”这本书在这方面做得非常出色，每一个元器件的符号，每一个连接线的走向，都清晰可见，让我能够更专注于电路本身的逻辑，而不是被技术问题所干扰。翻阅其中一些章节，我发现书中不仅提供了理论推导，还附带了大量的实际应用案例，例如在音频放大器设计中的应用，在传感器信号调理电路中的应用，以及在控制系统中的应用等等。这些案例不仅仅是简单的原理演示，而是包含了作者在实际工程项目中的经验和见解，例如如何解决接地噪声、如何抑制寄生振荡等实际问题。我坚信，通过学习这些案例，我能够将书本上的理论知识与实际工程紧密结合起来，提高自己的动手能力和解决实际问题的能力。

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这本书的结构安排非常合理，循序渐进，能够让不同水平的读者都从中受益。我尤其欣赏书中关于“补偿技术”的讲解。作者详细阐述了极点和零点补偿的原理，以及如何在实际电路中应用这些技术来改善运算放大器的稳定性和瞬态响应。这些内容对于设计高性能的反馈系统至关重要。我曾遇到过一些电路设计，由于缺乏对补偿技术的深入理解，导致电路性能不稳定，甚至出现振荡。我相信，通过对这本书中相关章节的学习，我将能够有效地解决这些问题。而且，书中还包含了不少关于运算放大器在模拟信号处理领域应用的章节，例如在滤波器设计、信号发生器以及数据采集系统中的应用。这些内容对我来说非常具有启发性，我一直希望能够将模拟电路设计与数字信号处理更紧密地结合起来，而这本书正好提供了相关的思路和方法。我期待能够通过这本书，学习到更多关于如何设计出兼具高精度、高速度和低功耗的运算放大器电路，以满足日益增长的电子产品性能需求。

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这本书的附录部分也同样令人赞叹。里面包含了各种运算放大器的典型参数表，各种常用元件的选型指南，以及一些计算工具和公式的汇总。这为我提供了极大的便利，让我在实际电路设计时，能够快速查阅所需信息，而无需翻阅大量的其他资料。我曾经在设计过程中，为了查找某个运算放大器的具体参数而耗费大量时间，而这本书的附录部分，就像一个随身的工具箱，能够极大地提高我的工作效率。此外，书中还提供了一些参考资料和进一步阅读的建议，这表明作者并非仅仅满足于提供书本上的知识，而是鼓励读者进行更广泛的探索和学习。我非常看重这一点，因为技术的发展日新月异，持续学习和保持对新知识的敏锐度是至关重要的。这本书的结构清晰，目录详尽，让我能够很方便地找到我需要的内容。即使我只对某个特定主题感兴趣，也能快速定位到相关章节。

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读完这本书的序言，我便被作者的严谨态度和清晰的逻辑所折服。序言中，作者并没有过多地炫耀书中的内容有多么“新颖”或“独特”，而是用一种恳切的语气，阐述了撰写此书的初衷以及对读者的期望。他强调了理解运算放大器核心原理的重要性，并指出，只有掌握了这些基础，才能在瞬息万变的电子技术领域中游刃有余。这种回归本质的教育理念，在如今追求快速迭代和表面创新的时代显得尤为珍贵。我注意到，作者在序言中还特别提及了数学工具在理解运算放大器电路中的作用，并鼓励读者不要畏惧数学，而是将其视为理解深层原理的钥匙。这一点让我感到非常欣慰，因为我一直认为，缺乏扎实的数学功底，在深入学习任何一门工程学科时都会遭遇瓶颈。这本书的章节安排也似乎经过了精心设计，循序渐进，层层递进。从最基础的同相、反相放大器，到更复杂的滤波器、信号发生器，再到一些鲜为人知的应用，我相信它能够带领我一步步建立起对运算放大器及其应用的全面认知。我特别期待能够从书中学习到如何从零开始设计一个特定功能的运算放大器电路，而不仅仅是套用现成的电路图。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，这是一本集理论深度、实践指导和教学艺术于一体的优秀著作。它不仅能够满足初学者对运算放大器基本原理的学习需求，也能够为有经验的工程师提供更深入的见解和启发。我特别推荐书中关于“噪声分析”的部分，作者用一种非常系统的方法，将各种噪声源进行了分类和分析，并给出了降低噪声的具体策略。这对于设计高精度模拟电路至关重要。我曾经在设计一个低噪声放大器时，走了不少弯路，如果我早些读到这本书，肯定能够事半功倍。此外，书中还包含了不少关于运算放大器在不同行业应用案例的介绍，例如在汽车电子、工业自动化、医疗设备等领域的应用。这些案例的分析让我对运算放大器的应用领域有了更深的认识，也激发了我对更多新兴技术应用的探索热情。这本书绝对是我书架上不可或缺的珍藏。

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这本书的封面设计非常吸引人，深邃的蓝色背景搭配着一个简洁却富有力量的银色字体，标题“Operational Amplifiers”赫然在目。当我第一次拿起它时，就感受到了一种沉甸甸的专业感。它并非那种浮夸的花哨之作，而是脚踏实地、直击核心的学术专著。我一直对模拟电路，尤其是运算放大器的应用领域充满好奇，但市面上许多书籍要么过于理论化，让人望而生畏，要么过于浅显，无法满足深入探索的需求。这本书的出现，恰好填补了这一空白。我初步翻阅了一下目录，发现它涵盖了从基本原理到高级应用的方方面面，理论分析严谨，公式推导清晰，同时又不乏实际电路设计的实例。这让我对接下来的阅读充满了期待。我尤其关注其中关于噪声分析和稳定性分析的部分，这通常是理解和设计高性能运算放大器电路的关键。我希望书中能够提供深入的见解和实用的技巧，帮助我克服在实际项目中遇到的挑战，例如如何选择合适的运算放大器型号，如何处理接地和电源去耦问题，以及如何优化电路性能以达到设计目标。这本书的篇幅看起来相当可观，这预示着它将提供丰富的知识内容，能够让我花费相当长的时间去细细品味。我迫不及待地想深入其中，去探索运算放大器的奇妙世界。

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Huijsing不愧是殿堂级人物，这书也是opamp领域当之无愧的bible...第二次重读依然很吃力...

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