Circuit Analysis II pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:Karris, Steven T.

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价格:59.95

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isbn号码:9780970951151

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• 电路分析
• 电路理论
• 线性电路
• 交流电路
• 网络分析
• 电路设计
• 电子工程
• 电气工程
• 信号处理
• 滤波器电路

《电子线路设计与应用》 图书简介 本书旨在为电子工程、通信工程、计算机科学等相关专业的学生及初级工程师提供一套全面、深入且实践性强的电子线路设计与分析基础知识。我们深知现代电子系统设计对理论深度与实际操作能力并重的要求，因此本书在内容组织上力求平衡理论的严谨性与工程实践的有效性。 全书共分为十六章，结构清晰，层层递进，涵盖了从基本元器件特性分析到复杂系统模块设计所需的关键技能。 --- 第一部分：基础元件与线性电路分析 (第1章 - 第5章) 第1章：半导体物理基础与二极管特性 本章首先回顾了半导体材料的能带理论、杂质半导体的导电机制，为理解PN结特性奠定理论基础。随后，详细阐述了理想二极管模型、实际二极管的伏安特性曲线、温度效应以及关键参数（如击穿电压、反向恢复时间）的工程意义。重点讨论了不同类型的二极管在限幅、钳位电路中的应用，并引入了齐纳二极管作为精密稳压元件的原理与设计考量。 第2章：晶体管基础：BJT与MOSFET 本章是全书的基石之一。我们首先深入探讨双极结型晶体管（BJT）的工作原理，包括载流子注入、迁移过程，并详细分析了共源、共集、共基三种基本组态的直流偏置点确定方法。对于功率放大器设计中至关重要的线性区分析，本书提供了详细的跨导（$g_m$）与欧姆区电阻模型的推导。紧接着，引入了金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），阐述了其“增强型”与“空穴型”的工作机制，重点分析了沟道长度调制效应和阈值电压的精确控制技术，为后续的集成电路设计打下基础。 第3章：线性放大电路分析 本章聚焦于小信号等效电路的建立与应用。我们详细演示了如何使用混合$pi$模型和$mathrm{T}$模型对BJT和MOSFET放大器进行精确的交流分析。内容涵盖了单级放大器（共源、共射、共源共基等）的电压增益、输入阻抗、输出阻抗的计算与优化。此外，本章还探讨了多级放大器的级联技术，特别是卡德（Miller）效应的分析及其对高频性能的影响。 第4章：反馈原理与稳定度 反馈是提升电路性能的通用手段。本章系统地介绍了反馈的基本拓扑结构（串联、并联、电压-电流反馈），并推导了反馈对增益、输入/输出阻抗及带宽的定量影响。对负反馈电路的稳定性分析是本章的重点，详细讲解了波德图（Bode Plot）的绘制方法，引入了相频响应和增益裕度（Phase and Gain Margins）的概念，指导读者如何设计出稳定可靠的放大系统。 第5章：运算放大器（Op-Amp）的理想与非理想特性 本章将理想运放的概念与实际器件的局限性相结合。在理解高开环增益、高输入阻抗、低输出阻抗等理想特性的基础上，本书深入分析了差分输入级、增益级和输出级的具体实现，并剖析了失调电压、共模抑制比（CMRR）、摆率（Slew Rate）等非理想参数对电路性能的制约。经典应用如精密积分器、有源滤波器（Sallen-Key结构）的设计案例贯穿始终。 --- 第二部分：频率响应与噪声分析 (第6章 - 第8章) 第6章：低频与高频响应分析 电路的实际工作范围受限于其频率特性。本章首先分析了耦合电容和旁路电容对电路低频响应的影响，重点讲解了“极点”（Pole）与“零点”（Zero）在传递函数中的物理意义，并教授如何利用这些特性来确定半功率点（-3dB带宽）。随后，转入高频分析，详述了晶体管内部的结电容（如$C_{pi}$, $C_{mu}$）如何引入高频滚降，并介绍了混合-$pi$模型在高频下的修正应用，包括跨导峰值（$f_T$）与最大振荡频率（$f_{mathrm{max}}$）的概念。 第7章：有源滤波器设计 本章将反馈理论与频率选择性相结合，专注于有源滤波器的设计。我们详细对比了巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和贝塞尔（Bessel）等经典幅度响应类型的特性差异及其在不同应用场景下的适用性。内容包括二阶滤波器单元（如状态变量滤波器）的设计，以及如何通过级联和有源元件（如使用运放实现的RC网络）来实现高阶滤波器的综合设计。 第8章：电路中的噪声与失真 电子系统的性能瓶颈往往在于噪声和非线性失真。本章系统地探讨了电路中主要的噪声源，包括热噪声（约翰逊噪声）、散弹噪声、闪烁噪声（1/f噪声）等，并介绍了噪声因子（Noise Factor）的计算方法及其在级联放大器中的应用（Friis公式）。在失真方面，本章着重分析了二阶谐波失真（2HD）和三阶谐波失真（3HD），并解释了负反馈在降低失真方面的作用机制。 --- 第三部分：电源调节与开关电路 (第9章 - 第12章) 第9章：线性稳压电源设计 本章是电源电子学的基础。我们从变压器、整流桥、滤波电容开始，逐步构建出稳压电源的基本框架。重点讲解了串联型线性稳压器的工作原理，包括误差放大器、基准源和调整管的设计。详细分析了晶体管的功耗问题，并介绍了如何通过“搭接”（Tracking）技术优化电源的动态响应特性。 第10章：开关型电源基础 开关电源因其高效率成为现代电子设备的首选。本章系统介绍了脉冲宽度调制（PWM）的基本概念，并深入分析了降压（Buck）、升压（Boost）和降压-升压（Buck-Boost）拓扑的电路结构、工作模式（DCM与CCM）及其输出电压与占空比的关系。重点在于功率MOSFET的选择、续流二极管的选取以及输出滤波器的设计，以实现稳定的电压输出。 第11章：晶体管作为开关 本章侧重于数字逻辑与模拟电路的接口——开关应用。详细分析了BJT和MOSFET在开关模式下的瞬态响应，包括上升时间、下降时间、存储时间以及开关损耗。我们讲解了驱动电路的设计，确保晶体管能够迅速、完全地进入饱和区或截止区，这是设计高频驱动器和数字接口电路的关键。 第12章：电流源与电流镜 电流源在提供精确偏置电流和实现电压到电流转换中至关重要。本章从理论上推导了理想电流源的特性，随后深入分析了BJT和MOSFET电流镜的构建，包括多发射极/源结构。重点探讨了如何通过引入补偿电阻（如源极/漏极的源/通路电阻）来提高电流源的输出阻抗和匹配精度，并将其应用于差分放大器的有源负载设计。 --- 第四部分：高级集成电路概念与系统应用 (第13章 - 第16章) 第13章：振荡器与波形发生器 本章涵盖了产生周期性信号的核心电路。我们首先分析了正弦波振荡器的三大条件（相位条件与增益条件），并详细讲解了RC振荡器（如文氏桥）和LC振荡器（如哈特莱、考耳比特）的实现细节与频率稳定性分析。对于非正弦波，本章介绍了弛张振荡器、多谐振荡器以及使用555定时器等集成电路实现特定频率和占空比的方波与脉冲的产生方法。 第14章：数据转换器原理 理解数字与模拟信号的桥梁是现代系统的必然要求。本章详细介绍了模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的基本结构与性能指标。对于DAC，重点分析了电阻梯形和R-2R梯度的设计与误差分析；对于ADC，则系统介绍了并行比较型、双积分型和逐次逼近型的工作流程，并讨论了采样定理在系统设计中的重要性。 第15章：调制与解调基础 在通信系统中，信号的调制是必不可少的步骤。本章聚焦于模拟调制技术。详细阐述了幅度调制（AM）的产生与解调（包络检波），频率调制（FM）的调制指数、带宽估计（卡森法则），以及锁相环（PLL）在频率合成与解调中的基本应用框架。 第16章：集成电路工艺对性能的影响 理解制造工艺（如CMOS工艺）对器件模型参数的实际影响，是高级设计的必要知识。本章简要介绍了PN结和MOS器件的制造流程对寄生电阻、电容的影响，并探讨了先进工艺节点（如短沟道效应）带来的设计挑战，帮助读者建立从晶体管级到系统级的完整设计视野。 --- 全书的每一章都配有大量的工程实例和详细的计算步骤，旨在帮助读者将抽象的理论转化为可操作的设计方案。我们相信，掌握了这些内容，读者将能胜任从基础电路板调试到复杂电子系统模块集成的多项工程任务。

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我是在一个非常紧张的学期末开始阅读这本书的，当时正好要准备一个关于交流稳态分析和功率传输效率的期末项目。坦白说，我当时对传统欧姆定律和基尔霍夫定律在复杂交流网络中的应用感到有些力不从心。这本书的“交流稳态分析”章节结构清晰到令人发指的程度。它没有急于引入阻抗和相量，而是先用一种非常基础的、基于三角函数展开的方式来解释为什么相量法是可行的，这彻底解决了困扰我多年的“相量究竟是什么”的困惑。随后，当引入最大功率传输定理和功率因数校正时，作者非常巧妙地使用了“复功率”的概念，用几何图形（功率三角形）来直观地展示如何通过增加电容或电感来优化系统性能。我直接将书中的功率因数校正案例应用到了我的项目中，效率提升了近百分之十五，直接拿到了一个A。这本书的伟大之处在于，它能把抽象的数学工具转化为手中可以精确调控的物理量，这才是真正的工程思维的体现。

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这本《电路分析II》简直是为我量身定做的，我最近在攻读高级电子工程专业，对传统电路理论的深入探讨尤为迫切。书中的内容组织得极为精妙，特别是关于非正弦周期信号的傅里叶级数展开那一部分，作者没有停留在简单的数学推导，而是非常直观地将物理意义和工程应用结合起来，让我一下子就抓住了核心。举个例子，讲解如何用傅里叶级数分析数字通信中的方波信号时，书中给出的例题和配套的MATLAB仿真步骤简直是神来之笔，比我之前看的任何教材都要清晰、有效。而且，它对拉普拉斯变换在瞬态分析中的应用也处理得非常到位，不仅展示了如何用它来解复杂的微分方程，更强调了它在系统稳定性和频率响应分析中的核心地位。我尤其欣赏它在处理有源滤波器设计时的那种循序渐进的逻辑，从巴特沃斯到切比雪夫，每一步的参数选择和级联设计都有详尽的理论支撑和实际的例子，让人感觉自己不是在死记硬背公式，而是在真正地掌握一种设计工具。这本书的深度和广度，完全符合我目前对高级电路分析的需求，它不仅仅是知识的堆砌，更是一种思维方式的引导。

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这本书的排版和习题设计简直是业界良心。我常常发现很多技术书籍在插图和公式渲染上做得非常粗糙，阅读体验极差，但《电路分析II》在这方面做得无可挑剔。清晰的电路图、高质量的数学符号渲染，让我在学习那些复杂的耦合电感和互感电路时，可以把注意力完全集中在电路原理上，而不是去辨认哪个符号是‘L’哪个是‘M’。更重要的是，习题部分的设计极富巧思。它不像一些习题集那样只注重计算的复杂性，而是巧妙地将理论知识点融入到实际的工程场景中。例如，在讲解三相电路平衡与不平衡负载时，它不仅要求计算功率因数和相电流，还结合了变压器连接组的实际案例，迫使读者去思考实际电网中的连接方式对计算的影响。对于那些自学者来说，书后的参考答案和详细步骤（我幸运地拿到了教师用书的配套资料）更是提供了及时的反馈，确保了每一个概念的真正理解，而不是蒙混过关。这种注重实践和细节的态度，让我对这套教材的编写团队充满了敬意。

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与其他偏重于理论推导的经典教材相比，《电路分析II》在引入现代电路分析工具时显得更加成熟和前瞻。我特别喜欢它在最后几章对非线性元件（如二极管和晶体管的简化模型）引入时的处理方式。它没有将这些内容完全塞进“电子学”的范畴，而是将其视为电路分析方法论的自然延伸，即如何将这些非线性特性纳入系统分析的框架中。书中对小信号模型（如BJT的等效电路）的推导过程讲解得极其细致，展示了如何通过线性近似来简化复杂的非线性问题，使得我们在分析放大器等实际设备时能够快速得到有价值的结果。这种“化繁为简，精准逼近”的分析思路，是这本书留给我最深刻的印象。它教会我的不仅仅是如何解题，更是如何在面对一个充满非线性和不确定性的真实电路时，找到一个既实用又精确的分析切入点。这本书无疑是为有志于深入电子系统设计与分析的读者准备的宝贵资源。

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说实话，我原本对这种“续集”性质的教材总是抱有保留态度的，总觉得会是内容的简单重复或强行拔高难度。但《电路分析II》完全打破了我的预期。它真正做到了对基础理论的深化和拓展。最让我眼前一亮的是它对“状态空间法”的介绍，这部分内容在很多基础教材中往往是一笔带过，但在这里却被视为核心章节之一。作者用清晰的矩阵代数语言构建了系统的动态模型，这对于我后续学习控制理论至关重要。书中通过多个高阶电路的例子，细致地展示了如何从标准的RCL电路推导出状态变量方程，并进一步讨论了系统的可观测性和可控性。这种从时域微分方程直接过渡到状态变量的思维转变，极大地拓宽了我对线性系统分析的视野。另外，对于非线性电路的分析，书中虽然没有涉及复杂的混沌理论，但对稳态点的确定和基本相平面分析的介绍，已经足够让初学者建立起初步的判断框架。总体而言，这本书的叙事风格非常沉稳、严谨，带着一股浓厚的学术气息，非常适合需要系统性、工程化训练的读者。

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