電路與電子技術

主要內容包括電路的基本概念和基本定律、直流線性電阻電路的分析、單相正弦交流電路、三相正弦交流電路和電路的暫態分析等。本書是根據國家教委高教司制定的電子技術課程教學基本要求，並結合作者多年來的教學經驗而編寫的專業技術基礎課教材。全書共分上、下兩篇。上篇為電路基礎，下篇為模擬電子技術基礎，內容包括半導體器件基礎、放大電路基礎、集成運算放大電路和半導體直流穩壓電源等。 　 全書內容簡明，力求體現計算機、電子信息類專業等對電路和電子技術理論知識的要求，在保證基本概念和基本理論講授的同時，突出知識的新穎性和實用性，注重對學生各方面能力的培養和綜合素質的提高。

本書可作為普通高等院校計算機、電子信息類專業本、專科教材，也可作為自學考試和各類成人教育、有關工程技術人員的參考用書。

第一篇 電路基礎

第1章 電路的基本概念和基本定律

1.1 電路和電路模型

電路模型是實際電路抽象而成，它近似地反映實際電路的電氣特性。電路模型由一些理想電路元件用理想導線連接而成。用不同特性的電路元件按照不同的方式連接就構成不同特性的電路。

電路模型近似地描述實際電路的電氣特性。根據實際電路的不同工作條件以及對模型精確度的不同要求，應當用不同的電路模型模擬同一實際電路。

這種抽象的電路模型中的元件均為理想元件。

1.1.1 實際電路及其基本功能

1.1.2 理想電路元件和電路模型

1.2 電路的基本物理量

1.2.1 電流

1.2.2 電壓

1.2.3 電動勢

電動勢（electromotive force (emf)）是一個表徵電源特徵的物理量。定義電源的電動勢是電源將其它形式的能轉化為電能的本領，在數值上，等於非靜電力將單位正電荷從電源的負極通過電源內部移送到正極時所做的功。它是能夠克服導體電阻對電流的阻力，使電荷在閉合的導體迴路中流動的一種作用。常用符號E（有時也可用ε）表示，單位是伏（V）。

電動

勢是描述電源性質的重要物理量。電源的電動勢是和非靜電力的功密切聯繫的。非靜電力是指除靜電力外能對電荷流動起作用的力，並非泛指靜電力外的一切作用力。非靜電力有不同的來源。在化學電池（乾電池、蓄電池）中，非靜電力是一種與離子的溶解和沉積過程相聯繫的化學作用；在温差電源中，非靜電力是一種與温度差和電子濃度差相聯繫的擴散作用；在一般發電機中，非靜電力起源於磁場對運動電荷的作用，即洛倫茲力。變化磁場產生的有旋電場也是一種非靜電力，但因其力線呈渦旋狀，通常不用作電源，也難以區分內外。

在電源內部，非靜電力把正電荷從負極板移到正極板時要對電荷做功，這個做功的物理過程是產生電源電動勢的本質。非靜電力所做的功，反映了其他形式的能量有多少變成了電能。因此在電源內部，非靜電力做功的過程是能量相互轉化的過程。電源的電動勢正是由此定義的，即非靜電力把正電荷從負極移到正極所做的功，稱電源的電動勢（E）。它的單位即伏特（V）

非靜電力有時也被稱為電源力，它的做功就是電動勢。這就好比水泵抽水一樣，將正電荷抽到電源正極上。

1.3 電阻、電感和電容元件

1.3.1 電阻元件

1.3.2 電感元件

1.3.3 電容元件

1.4 電路的三種狀態

1.4.1 有載工作狀態

1.4.2 短路狀態

1.4.3 開路狀態

1.5 電功率

1.6 基爾霍夫定律

1.6.1 基爾霍夫電流定律(KCL)

1.6.2 基爾霍夫電壓定律(KVL)

1.7 電阻的連接

1.7.1 等效網絡的概念

1.7.2 電阻的串聯

1.7.3 電阻的並聯

1.7.4 電阻的混聯

1.8 電壓源、電流源及其等效變換

1.8.1 電壓源

1.8.2 電流源

1.8.3 電壓源與電流源的等效變換

1.9 受控電源

本章小結

習題1

第2章 直流線性電阻電路的分析

2.1 支路電流法

2.2 疊加定理

2.3 戴維南定理

戴維南定理（又譯為戴維寧定理）又稱等效電壓源定律，是由法國科學家L·C·戴維南於1883年提出的一個電學定理。由於早在1853年，亥姆霍茲也提出過本定理，所以又稱亥姆霍茲-戴維南定理。其內容是：一個含有獨立電壓源、獨立電流源及電阻的線性網絡的兩端，就其外部型態而言，在電性上可以用一個獨立電壓源V和一個鬆弛二端網絡的串聯電阻組合來等效。在單頻交流系統中，此定理不僅只適用於電阻，也適用於廣義的阻抗。

對於含獨立源，線性電阻和線性受控源的單口網絡（二端網絡），都可以用一個電壓源與電阻相串聯的單口網絡（二端網絡）來等效，這個電壓源的電壓，就是此單口網絡（二端網絡）的開路電壓，這個串聯電阻就是從此單口網絡（二端網絡）兩端看進去，當網絡內部所有獨立源均置零以後的等效電阻。

uoc 稱為開路電壓。Ro稱為戴維南等效電阻。在電子電路中，當單口網絡視為電源時，常稱此電阻為輸出電阻，常用Ro表示；當單口網絡視為負載時，則稱之為輸入電阻，並常用Ri表示。電壓源uoc和電阻Ro的串聯單口網絡，常稱為戴維南等效電路。

當單口網絡的端口電壓和電流採用關聯參考方向時，其端口電壓電流關係方程可表為：U=R0i+uoc

2.4 最大功率傳輸條件

本章小結

習題2

第3章 單相正弦交流電路

3.1 正弦交流電的基本概念

3.1.1 正弦量及其瞬時值

3.1.2 正弦交流電的三要素

3.1.3 相位差

3.1.4 正弦量的有效值

3.2 正弦量的相量表示法

3.2.1 複數的表達形式

3.2.2 正弦量的相量表示

3.3 單一參數的正弦交流電路

3.3.1 正弦交流電路中的電阻元件

3.3.2 正弦交流電路中的電感元件

3.3.3 正弦交流電路中的電容元件

3.4 RLC串聯交流電路

3.4.1 復阻抗的概念

3.4.2 RLC串聯電路及分析

3.5 復阻抗的串聯和並聯

3.5.1 復阻抗的串聯

3.5.2 復阻抗的並聯

3.6 正弦交流電路的功率及功率因數

3.6.1 瞬時功率和平均功率

3.6.2 視在功率和無功功率

3.6.3 功率因數

3.7 電路的諧振

3.7.1 串聯諧振

3.7.2 並聯諧振

本章小結

習題3

第4章 三相正弦交流電路

4.1 三相電源

4.1.1 三相發電機的結構原理

4.1.2 三相電源電壓

4.1.3 三相電源的連接方式

4.2 三相負載的連接

4.2.1 三相負載的星形連接

4.2.2 三相負載的三角形連接

4.3 三相電路的功率

本章小結

習題4

第5章 電路的暫態分析

5.1 換路定則及暫態過程初始值的確定

5.1.1 基本概念

5.1.2 換路定則

5.1.3 電壓、電流初始值的確定

5.2 一階電路的零輸入響應

5.2.1 RC電路的零輸入響應

5.2.2 RL電路的零輸入響應

5.3 一階電路的零狀態響應

5.3.1 RC電路的零狀態響應

5.3.2 RL電路的零狀態響應

5.4 一階電路的全響應

5.4.1 一階電路的全響應

5.4.2 求解一階電路的三要素法

5.5 微分電路和積分電路

5.5.1 微分電路

5.5.2 積分電路

本章小結

習題5

第二篇 模擬電子技術基礎

第6章 半導體器件基礎

6.1 半導體的基礎知識

6.1.1 本徵半導體

6.1.2 雜質半導體

6.1.3 PN結的形成及單向導電性

6.2 晶體二極管

6.2.1 二極管的分類

6.2.2 二極管的伏安特性

6.2.3 二極管的主要參數

6.2.4 穩壓二極管

6.3 晶體三極管

6.3.1 基本結構及符號

6.3.2 電流放大原理

6.3.3 共射輸入輸出特性曲線

6.3.4 主要參數

6.4 場效應管

6.4.1 結型場效應管

6.4.2 絕緣柵型場效應管

6.4.3 場效應管的主要參數及注意事項

6.4.4 場效應管和三極管的比較

本章小結

習題6

第7章 放大電路基礎

7.1 放大電路的組成及工作原理

7.1.1 放大電路的基本組成

7.1.2 直流通路與交流通路

7.1.3 靜態工作點的估算

7.1.4 單管共射放大電路的工作原理

7.2 放大電路的基本分析方法

7.2.1 圖解法

7.2.2 微變等效電路法

7.3 放大電路靜態工作點的穩定

7.3.1 温度對放大電路靜態工作點的影響

7.3.2 分壓式偏置電路

7.4 放大電路的三種組態及其比較

7.4.1 共集電極電路——射極輸出器

7.4.2 共基極放大電路

7.4.3 三種基本組態的比較

7.5 多級放大電路

7.5.1 耦合方式

7.5.2 多級放大電路的分析

7.6 差動式放大電路

7.6.1 電路的基本結構及輸入輸出方式

7.6.2 基本差動式放大電路的工作原理

7.6.3 帶射極公共電阻的差動放大電路及其分析

7.6.4 共模抑制比

7.6.5 帶恆流源的差動放大電路

7.6.6 差動式放大電路四種輸入輸出方式的比較

本章小結

習題7

第8章 集成運算放大電路

8.1 集成電路概述

8.1.1 集成電路及其發展

8.1.2 集成電路的特點

8.1.3 集成電路的分類

8.2 理想運算放大器

8.2.1 集成運算放大器簡介

8.2.2 理想運算放大器的主要性能指標

8.2.3 理想運算放大器的兩個重要概念

8.3 放大電路中的負反饋

8.3.1 反饋的基本概念

8.3.2 反饋類型的判斷

8.3.3 負反饋對放大電路性能的影響

8.4 基本運算電路

8.4.1 比例運算電路

8.4.2 加法運算電路

8.4.3 減法運算電路

8.4.4 積分和微分運算電路

8.5 電壓比較器

8.5.1 基本電壓比較器

8.5.2 滯回電壓比較器

8.6 正弦波振盪電路

8.6.1 產生正弦波振盪的條件

8.6.2 RC正弦波振盪電路.

8.6.3 LC正弦波振盪電路

8.6.4 石英晶體振盪電路

本章小結

習題8

第9章 半導體直流穩壓電源

9.1 二極管整流電路

9.1.1 單相半波整流電路

9.1.2 單相橋式整流電路

9.2 濾波電路

9.2.1 電容濾波電路

9.2.2 電感濾波電路

9.2.3 複式濾波電路

9.3 穩壓電路

9.3.1 硅穩壓管穩壓電路

9.3.2 晶體管串聯型穩壓電路

9.3.3 三端集成穩壓器

本章小結

習題9

參考文獻