新主导电子学电工技术（主导） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9787561206218

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电子技术基础与应用：从理论到实践的深度探索 第一章：半导体器件的奥秘 1.1 固体物理基础与能带理论 本章首先回顾了固体中电子行为的基本物理原理，重点阐述了晶体结构、晶格振动以及电子在周期性势场中的运动规律。通过深入分析材料的能带结构——价带、导带和禁带的形成机制，为理解半导体材料的独特性质奠定了理论基石。我们详细讨论了费米能级在不同掺杂程度下的变化，并引入了本征半导体和杂质半导体的概念。 1.2 二极管：单向导电性的实现 本章将焦点集中在最基本的半导体器件——PN结。我们将从能带理论的角度推导PN结的形成过程、内建电场以及势垒的形成。随后，深入分析二极管的伏安特性曲线（I-V特性），探讨其在正向偏置、反向偏置以及雪崩击穿和齐纳击穿下的工作状态。不同类型的二极管，如稳压管（齐纳管）、肖特基二极管、光敏二极管和发光二极管（LED）的结构、原理、特性曲线及典型应用将被系统介绍。 1.3 双极型晶体管（BJT）：电流控制的基石 本章详述了BJT的结构、工作原理及其三种工作区（截止区、放大区、饱和区）。重点分析了NPN和PNP晶体管的载流子传输过程和电流放大机制。随后，引入了晶体管的等效小信号模型（如混合$pi$模型和混合$mathrm{h}$参数模型），为后续的放大电路分析提供工具。本章还涵盖了晶体管的开关特性、结温对性能的影响以及常见封装形式的应用注意事项。 1.4 场效应晶体管（FET）：电压控制的优势 本章系统介绍了结型场效应晶体管（JFET）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。详细阐述了MOSFET的制作工艺（特别是CMOS技术的基础），分析了其跨导特性、阈值电压的确定以及工作在可境区、夹断区和线性区（欧姆区）的特性。我们将对比JFET和MOSFET的优缺点，并探讨增强型和耗尽型MOSFET在数字电路和模拟电路中的应用差异。 第二章：模拟电子电路分析与设计 2.1 放大电路基础：偏置与工作点 本章聚焦于如何为晶体管提供稳定的工作点。我们将详细分析分压式偏置电路、发射极反馈偏置电路等常见静态偏置组态的原理、稳定性的计算以及对温度变化的抵抗能力。重点讨论如何利用偏置电路设计确保放大器工作在线性区，避免失真。 2.2 单级和多级放大器 本章深入研究了不同组态（共射、共基、共集）放大器的交流小信号分析。通过参数计算，确定电压放大倍数、电流放大倍数、输入阻抗和输出阻抗。随后，拓展至多级放大器的设计，包括直接耦合、阻容耦合和变压器耦合放大器的级联方式及其对整体性能（频率响应和增益）的影响。 2.3 运算放大器（Op-Amp）的理想化与实用化 本章将运算放大器作为理想元件进行深入剖析，推导出反相放大器、同相放大器、电压跟随器、求和电路、差分放大器和积分/微分电路的数学模型。随后，讨论实际运算放大器的非理想特性，如输入偏置电流、失调电压、开环增益、转换速率（Slew Rate）及其对电路性能的限制。 2.4 频率响应与反馈原理 放大电路的频率响应分析是本章的重点。我们将探讨低频段（由耦合电容和旁路电容决定）和高频段（由器件结电容决定）的滚降特性，计算并分析-3dB带宽。接着，系统介绍负反馈的基本原理、四种基本反馈组态（电压串联、电流并联、电压并联、电流串联）的接入方式、反馈对增益、输入输出阻抗和带宽的影响，以及稳定性判断（如相位裕度和穿越频率）。 2.5 正弦波振荡电路 本章讲解了利用正反馈原理产生周期性信号的振荡器设计。我们将详细分析文氏桥振荡器、相移振荡器、电感电容（LC）振荡器（如哈特莱振荡器和考毕兹振荡器）的工作条件（Barkhausen判据）。重点讨论了振荡频率的确定、起振条件和输出波形失真的抑制方法。 第三章：非正弦波信号处理与直流电源技术 3.1 线性波形电路：削波与钳位 本章侧重于利用二极管和晶体管设计用于处理非正弦波的线性电路。详细介绍二极管削波电路（单边、双边、串联、并联）的原理和设计，以及如何利用稳压管实现精确的削波电平。同时，分析电容充放电原理在信号钳位电路中的应用，确保输出信号不超出预设的直流电平范围。 3.2 多谐振荡器与弛张振荡器 本章讨论基于晶体管或运算放大器的非正弦波自激振荡电路，特别是多谐振荡器（无稳态）和单稳态（准稳态）电路。重点分析了弛张振荡电路中，通过RC时间常数控制振荡频率和脉冲宽度的设计方法，以及其在方波信号发生中的应用。 3.3 直流电源与线性稳压电路 本章全面覆盖了将交流电转换为稳定直流电的过程。首先分析了整流电路（半波、全波、桥式）的原理、输出波形和纹波的计算。接着，深入探讨了滤波电路（电感滤波、电容滤波、$pi$型滤波）的设计以减小输出纹波。最后，详细介绍了由晶体管构成的串联型和并联型线性稳压电路，包括基准电压源、误差放大器和调整管的设计，以及过流保护机制的实现。 3.4 开关型电源基础 作为线性稳压的有效补充，本章引入了开关型电源的基本概念。介绍降压（Buck）、升压（Boost）和反相（Buck-Boost）开关变换器的工作原理，重点分析其PWM控制机制、开关管的工作模式以及储能电感和滤波电容的选择原则，以实现高效率的电压转换。 第四章：数字电子电路基础 4.1 逻辑代数与布尔表达式化简 本章建立数字电路的数学基础。回顾布尔代数的基本公理和定理，引入德摩根定律等重要工具。系统学习卡诺图（Karnaugh Map）的绘制与化简方法，包括对冗余项和无关项的处理，为实现最小化逻辑电路做准备。 4.2 逻辑门电路与集成电路系列 本章介绍基本逻辑门（与、或、非、与非、或非、异或、同或）的逻辑功能。深入分析主流集成电路系列，如TTL（特别是标准型、低功耗型L和高速型H）和CMOS逻辑电路的内部结构、电气特性（如扇入、扇出、噪声容限）以及不同系列间的兼容性问题。 4.3 组合逻辑电路设计 本章专注于不含存储元件的逻辑电路设计。详细讲解译码器、编码器、数据选择器（MUX）和数据分配器（DEMUX）的结构和应用。通过实例分析，展示如何利用这些标准模块构建复杂的算术逻辑单元，如全加器、半加器和优先编码器。 4.4 组合逻辑器件与可编程逻辑 本章探讨利用可编程逻辑器件（PLD）实现复杂组合逻辑的方法。介绍只读存储器（ROM）作为逻辑函数发生器的原理，以及更灵活的现场可编程阵列逻辑（PAL）和通用阵列逻辑（GAL）的结构特点及其在电路快速实现中的优势。 4.5 触发器与时序逻辑电路 本章转入含有存储功能的时序电路。详细分析锁存器（Latch）和触发器（Flip-Flop，如SR, JK, D, T触发器）的结构、工作特性和状态转移图。重点讨论主从结构的使用，以克服毛刺现象。 4.6 寄存器、计数器与有限状态机 本章应用触发器构建复杂功能模块。分析了串行输入/并行输出（SIPO）和并行输入/串行输出（PISO）移位寄存器的操作。深入讲解异步和同步计数器的设计，包括进位和借位逻辑。最后，引入有限状态机（FSM）的概念，使用状态图和状态表描述系统行为，并转化为寄存器-组合逻辑结构。

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这本书的语言风格，尤其值得称赞。它摈弃了那种枯燥乏味、充满术语堆砌的行文方式，转而采用了一种既专业又富有启发性的叙事口吻。作者像一位经验丰富的老工程师在与我们面对面交流，语气中充满了鼓励和启发性，即使面对一些复杂概念，也能用简洁明了的语言进行拆解和重构。阅读过程中，我常常能感受到作者那份深厚的学术素养和对电子工程领域的热忱，这种“有温度”的文字，极大地拉近了读者与知识的距离。它不傲慢，不故作高深，只是耐心细致地引导我们进入这个奇妙的电子世界，让人在汲取知识的同时，也享受到了阅读的乐趣，这才是真正一本优秀技术著作的标志。

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对于动手能力较强的读者来说，这本书的实验指导部分简直是如获至宝。它的描述详尽到近乎苛刻的程度，从实验器材的选型、安全注意事项，到电路搭建的每一个细节步骤，都有着明确的标注和注意事项。我尝试按照书中的指导搭建了一个简易的开关电源模块，整个过程非常顺畅，而且最终的测试结果和书中预测的参数高度吻合，这极大地增强了我对自身操作能力的信心。很多技术书籍在实验部分往往一带而过，导致读者望而却步，但这本书显然是经过了无数次实践检验的，每一个实验都具备极高的可操作性和教育意义，它真正做到了理论与实践的无缝对接，让学习不再是纸上谈兵。

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这本书的内容组织结构简直是教科书级别的典范，逻辑链条异常严密，从基础的电流、电压概念的引入，到逐步深入到复杂的半导体器件和数字电路原理，每一步的过渡都显得那么自然而然。我以前在学习某些晦涩的理论时总是感觉知识点之间是割裂的，但这本书巧妙地运用了“循序渐进”的教学法，使得原本高不可攀的知识点变得平易近人。更难得的是，作者并非仅仅罗列公式和定义，而是大量穿插了现实生活中的应用案例，比如智能家居中的传感器应用、新能源汽车的电控系统剖析，这些鲜活的例子极大地激发了我的学习兴趣，让我切实感受到这些理论知识在现实世界中的巨大能量。这种理论与实践的完美结合，让学习过程充满了探索的乐趣。

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我必须得说，这本书在对前沿技术的探讨方面做得非常出色，它没有停留在传统教材的窠臼里，而是大胆地将目光投向了未来。我惊喜地发现其中详细阐述了关于物联网（IoT）中低功耗电路设计的最新进展，以及在5G通信领域中对射频电路优化的一些独到见解。作者似乎拥有无比敏锐的行业嗅觉，对未来电子技术的发展趋势有着非常精准的把握。例如，在探讨新型储能材料对功率电子学影响的那一章，它所引用的数据和分析深度，远远超过了我之前阅读过的任何一本同主题的书籍。这本教材不仅仅是传授知识，更像是一张指引我们看向未来技术制高点的路线图，对于志在科研和高端技术岗位的读者来说，其参考价值是无可估量的。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面的设计风格大胆而前卫，那种深邃的蓝色与电路板纹理的交织，立刻抓住了我的眼球。内页的纸张质量也相当不错，拿在手里有一种厚重而扎实的感觉，这对于一本技术类书籍来说至关重要。我尤其欣赏作者在排版上下的功夫，文字的间距和字号都经过了精心的调校，阅读起来丝毫没有压迫感，即使是长时间面对复杂的公式和图表，眼睛也不会感到疲劳。特别是那些插图，线条清晰，色彩运用得当，将抽象的电子概念具象化得非常到位，让人一目了然。这种对细节的极致追求，无疑提升了整本书的阅读体验，让我从拿起它的那一刻起，就感觉自己正在接触的是一本高品质的专业读物。

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