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第一部分　电路理论2

第1章 绪论2

1.1　对电气工程的展望2

1.1.1　电气工程的应用领域3

1.1.2　为什么学习电气工程5

1.1.3　本书内容5

1.2　电路、电流与电压5

1.2.1　电路知识5

1.2.2　液体流动模拟6

1.2.3　电路6

1.2.4　电流7

1.2.5　电压9

1.2.6　开关10

1.3　功率与能量11

1.3.1　关联参考方向11

1.3.2　能量计算12

1.3.3　单位前缀12

1.4　基尔霍夫电流定律13

1.4.1　基尔霍夫电流定律的物理基础14

1.4.2　串联电路14

1.5　基尔霍夫电压定律15

1.5.1　基尔霍夫电压定律中的能量守恒16

1.5.2　并联电路16

1.6　电路元件简介17

1.6.1　导线17

1.6.2　电压源17

1.6.3　电流源19

1.6.4　电阻器和欧姆定律20

1.7　电路简介22

本章小结25

习题26

第2章 电阻电路29

2.1　电阻的串联和并联29

2.1.1 电阻的串联29

2.1.2　电阻的并联30

2.1.3　串联和并联电路31

2.2　用串并联等效变换进行电路分析32

2.2.1　应用串并联等效变换分析电路32

2.2.2　用串并联热电阻控制功率34

2.3　分压和分流电路34

2.3.1　分压原理34

2.3.2　分流原理35

2.4　戴维宁等效电路和诺顿等效电路37

2.4.1　戴维宁等效电路37

2.4.2　诺顿等效电路41

2.4.3　分析戴维宁（诺顿）等效电路的步骤42

2.4.4　电源的等效变换43

2.4.5　最大功率传输44

2.5　叠加原理45

2.5.1　线性46

2.5.2　用叠加法求解电路47

2.5.3　一种用叠加原理求解含受控源电路的新方法47

2.6　惠斯通电桥49

本章小结50

习题51

第3章 电感与电容56

3.1　电容56

3.1.1　流体模型57

3.1.2　根据电压计算储存的电荷57

3.1.3　根据电压计算电流58

3.1.4　根据电流计算电压59

3.1.5　储存的能量60

3.2　电容的串联与并联63

3.2.1　电容的并联63

3.2.2　电容的串联63

3.3　电容器的物理特征64

3.3.1　平行板电容器的电容64

3.3.2　实际电容器65

3.4　电感67

3.4.1　流体模型67

3.4.2　根据电压计算电流68

3.4.3　储存的能量68

3.5　电感的串联与并联71

3.6　实际电感元件71

3.7　互感73

本章小结75

习题75

第4章 暂态分析78

4.1　一阶RC电路78

4.1.1　电容通过电阻进行放电78

4.1.2　直流电源对电容充电80

4.1.3　三要素分析法81

4.2　直流稳态83

4.3　一阶RL电路84

4.3.1　RLC电路初始值的计算84

4.3.2　一阶RL电路暂态响应的三要素法分析85

本章小结88

习题88

第5章 正弦稳态分析91

5.1　正弦电流和电压91

5.1.1　均方根值92

5.1.2　正弦电量的均方根值93

5.1.3　非正弦电压或电流的有效值94

5.2　相量96

5.2.1　相量的定义96

5.2.2　用相量计算多个正弦量相加97

5.2.3　正弦量求和运算的步骤97

5.2.4　用旋转矢量表示相量98

5.2.5　相位关系99

5.3　复阻抗99

5.3.1　电感100

5.3.2　电容101

5.3.3　电阻101

5.4　用相量和复阻抗进行电路分析103

5.4.1　基尔霍夫定律的相量形式103

5.4.2　分析电路104

5.5　交流电路的功率106

5.5.1　单个负载的功率107

5.5.2　无功功率的重要性108

5.5.3　一般负载功率的计算108

5.5.4　功率因数校正113

5.6　正弦交流电路的戴维宁等效电路和诺顿等效电路114

5.6.1　戴维宁等效电路114

5.6.2　诺顿等效电路115

5.6.3　最大功率传输116

5.7　三相对称电路118

5.7.1　Y-Y连接119

5.7.2　△型电源123

本章小结126

习题128

第6章 频率响应、波特图和谐振132

6.1　傅里叶分析、滤波器和传递函数132

6.1.1　傅里叶分析132

6.1.2　滤波器134

6.2　一阶低通滤波器138

6.2.1　传递函数139

6.2.2　一阶低通滤波器的应用141

6.2.3　不同频率下的相量用法141

6.3　分贝、级联和对数频率坐标141

6.3.1　二端口网络的串联143

6.3.2　对数频率坐标144

6.4　波特图145

6.5　一阶高通滤波器147

6.5.1　传递函数的幅频特性和相频特性147

6.5.2　一阶高通滤波器的波特图148

6.5.3　计算机绘制波特图149

6.6　串联谐振151

6.7　并联谐振155

本章小结157

习题158

第二部分　数字系统162

第7章　逻辑电路162

7.1　逻辑电路的基本概念162

7.1.1　数字电子技术的优点163

7.1.2　正逻辑与负逻辑163

7.1.3　电平区和噪声区163

7.1.4　数字字164

7.1.5　数字信息的传输164

7.2　二进制数的表示165

7.2.1　二进制数165

7.2.2　十六进制数和八进制数166

7.2.3　二进制编码的十进制数167

7.2.4　格雷码168

7.2.5　补码运算168

7.3　组合逻辑电路170

7.3.1　基本门电路170

7.3.2　布尔代数171

7.3.3　与非、或非和异或门174

7.3.4　电路的与非门和或非门实现175

7.4　逻辑电路的综合176

7.4.1　与或式的电路实现176

7.4.2　或与式的电路实现176

7.4.3　译码器和编码器179

7.5　逻辑电路的化简181

7.6　时序逻辑电路184

7.6.1　触发器184

7.6.2　寄存器188

7.6.3　计数器190

本章小结193

习题194

第8章 二极管199

8.1　二极管的基本概念199

8.1.1　物理结构简介200

8.1.2　小信号模型200

8.1.3　肖克莱方程201

8.1.4　齐纳二极管（稳压管）202

8.2　二极管电路的负载线分析法202

8.3　稳压管稳压电路204

8.4　理想二极管模型207

8.5　分段线性二极管模型209

8.6　整流电路211

8.6.1　半波整流电路211

8.6.2　全波整流电路213

8.7　波形整形电路216

8.7.1　限幅（削波）电路216

8.7.2　钳位电路219

8.8　线性小信号等效电路220

8.8.1 电子电路中电流电压的标记法222

8.8.2　压控衰减器222

本章小结224

习题225

第9章 放大器的分类和外部特性232

9.1　放大器的基本概念232

9.1.1　公共接地端233

9.1.2　电压放大器模型234

9.2　级联放大器236

9.3　功率和效率238

9.3.1　功率238

9.3.2　效率239

9.4　其他放大器模型240

9.4.1　电流放大器模型240

9.4.2　跨导放大器模型241

9.4.3　互阻放大器模型241

9.5　放大器阻抗在不同应用中的重要性242

9.5.1　对输入阻抗的要求242

9.5.2　对输出阻抗的要求243

9.5.3　对特殊阻抗的要求244

9.6　理想放大器244

9.7　频率响应245

9.7.1　增益的频率响应246

9.7.2　交流耦合与直流耦合247

9.7.3　高频区247

9.7.4　半功率频率与带宽248

9.7.5　宽带与窄带放大器248

9.8　线性波形失真248

9.8.1　幅值畸变248

9.8.2　相位失真249

9.8.3　对无失真放大的要求250

9.8.4　增益的再定义251

9.9　脉冲响应252

9.10　传输特性和非线性失真254

9.11　差分放大器256

9.11.1　共模抑制比257

9.11.2　CMRR的测量258

9.12　失调电压、偏流和失调电流259

9.12.1　降低偏流的影响260

9.12.2　平衡电路261

本章小结263

习题263

第10章　场效应晶体管266

10.1　NMOS和PMOS晶体管266

10.1.1　简介266

10.1.2　工作特性267

10.1.3　PMOS晶体管271

10.2　一个简单NMOS放大器的负载线分析272

10.3　偏置电路274

10.4　小信号等效电路276

10.4.1　元件参数和Q点对互导的影响277

10.4.2　较复杂的等效电路278

10.4.3　偏微分形式表示的互导和漏极电阻278

10.5　共源极放大器279

10.6　源极跟随器282

10.7　CMOS逻辑门285

10.7.1　CMOS反相器286

10.7.2　CMOS与非门287

10.7.3　CMOS或非门287

本章小结290

习题291

第11章 双极结型晶体管294

11.1　电流和电压的关系294

11.2　共射极特性曲线296

11.3　共射极放大器的负载线分析298

11.3.1　输入电路的分析298

11.3.2　输出电路的分析299

11.3.3　非线性失真300

11.4　pnp型双极结型晶体管302

11.5　大信号直流等效模型304

11.6　BJT电路的大信号直流分析306

11.7　小信号等效电路311

11.8　共射极放大器313

11.9　射极跟随器317

本章小结320

习题321

第12章　运算放大器326

12.1　理想运算放大器326

12.2　反相放大器328

12.2.1　基本反相器328

12.2.2　“虚短”的概念329

12.2.3　反相电路的分析330

12.2.4　正反馈332

12.3　同相放大器333

12.4　运算放大器线性工作的缺陷336

12.5　非线性限制339

12.6　直流缺陷341

12.7　差分放大器和仪用放大器342

12.8　积分器和微分器344

本章小结345

习题346