电路与模拟电子技术基础（第5版）

本书依据教育部高等学校电工电子基础课程教学指导分委员会制定的课程教学基本要求编写。全书共10章，主要内容包括：直流电路、一阶动态电路的暂态分析、正弦稳态电路的分析、模拟集成运算放大器及其应用、二极管及直流稳压电源、三极管及其放大电路、场效应管放大电路与放大电路的频率响应、低频功率放大电路、负反馈放大电路、信号产生与处理电路等。本书配备大量例题和习题，每章的“基于Multisim仿真的设计与讨论”有助于加深和进一步理解所学知识，适合翻转课堂教学使用。本书提供配套电子课件、习题详解、微课视频等。

目 录 第1章 直流电路 1 1.1 电路及电路模型 1 1.2 电路变量 1 1.2.1 电流和电流的参考方向 1 1.2.2 电压和电压的参考方向 2 1.2.3 功率和能量 3 1.3 电阻元件 3 1.4 电压源与电流源 5 1.4.1 理想电压源 5 1.4.2 理想电流源 5 1.4.3 实际电源的两个电路模型 5 1.5 基尔霍夫定律 7 1.5.1 基尔霍夫电流定律（KCL） 7 1.5.2 基尔霍夫电压定律（KVL） 7 1.6 单口网络及等效 8 1.6.1 电阻的串并联及等效 8 1.6.2 理想电源的等效变换 10 1.6.3 实际电压源和实际电流源的等效 11 1.7 电位的概念与计算 12 1.8 支路电流分析法 13 1.9 节点分析法 14 1.10 叠加定理 15 1.11 等效电源定理 17 1.11.1 戴维南定理 17 1.11.2 诺顿定理 18 1.12 含受控源的电阻电路 19 1.12.1 受控电源 19 1.12.2 含受控源电阻电路的分析 20 1.13 基于Multisim仿真的设计与讨论 23 1.13.1 基尔霍夫定律的验证 23 1.13.2 叠加定理的验证 23 1.13.3 含受控源的电阻电路分析 24 1.13.4 设计仿真题目 25 习题1 26 第2章 一阶动态电路的暂态分析 30 2.1 电容元件与电感元件 30 2.1.1 电容元件及其性质 30 2.1.2 电感元件及其性质 31 2.2 换路定则及其初始条件 33 2.2.1 换路定则 33 2.2.2 初始条件确定 33 2.3 一阶电路零输入响应 34 2.4 一阶电路零状态响应 38 2.5 一阶电路完全响应 41 2.6 三要素法求一阶电路响应 41 2.7 基于Multisim仿真的设计与讨论 45 2.7.1 RC一阶动态电路的响应 45 2.7.2 微分电路 46 2.7.3 设计仿真题目 46 习题2 46 第3章 正弦稳态电路的分析 48 3.1 正弦交流电的基本概念 48 3.1.1 周期和频率 48 3.1.2 幅值和有效值 49 3.1.3 相位和相位差 49 3.2 正弦量的相量表示 50 3.3 基尔霍夫定律的相量表示 52 3.4 3种基本元件伏安关系的相量形式 53 3.4.1 电阻元件R 53 3.4.2 电感元件L 53 3.4.3 电容元件C 54 3.5 简单正弦交流电路 54 3.5.1 RLC串联交流电路 54 3.5.2 阻抗的串并联 56 3.6 正弦稳态电路分析 57 3.7 正弦稳态电路的功率 58 3.7.1 瞬时功率 58 3.7.2 有功功率及功率因数 59 3.7.3 无功功率和视在功率 59 3.8 交流电路的频率特性 62 3.8.1 滤波电路 62 3.8.2 串联谐振 65 3.8.3 并联谐振 66 3.9 三相电路 67 3.9.1 三相电源 67 3.9.2 负载星形连接的三相电路分析 69 3.9.3 负载三角形连接的三相电路分析 70 3.10 基于Multisim仿真的设计与讨论 71 3.10.1 3种基本元件的伏安关系 71 3.10.2 功率因数的提高 71 3.10.3 交流电路的频率特性 72 3.10.4 三相交流电路 74 3.10.5 设计仿真题目 76 习题3 76 第4章 模拟集成运算放大器及其应用 81 4.1 放大电路概述及其主要性能指标 81 4.1.1 放大电路概述 81 4.1.2 放大电路的框图及其主要性能指标 81 4.2 模拟集成电路运算放大器 83 4.2.1 集成电路运算放大器的内部组成 单元 83 4.2.2 差分放大电路的概念 83 4.2.3 集成运算放大器的符号、模型及其 电压传输特性 85 4.3 理想集成运算放大器 86 4.3.1 理想集成运算放大器的主要参数 86 4.3.2 理想集成运算放大器工作在线性区 的特点 86 4.3.3 理想集成运算放大器工作在非线性 区的特点 87 4.4 基本运算电路 88 4.4.1 比例电路 88 4.4.2 加减电路 90 4.4.3 积分和微分电路 93 4.5 电压比较器 95 4.5.1 简单电压比较器 95 4.5.2 迟滞电压比较器 96 4.6 基于Multisim仿真的设计与讨论 98 4.6.1 认识运算放大器 98 4.6.2 运算放大器的线性应用 99 4.6.3 运算放大器的非线性应用 100 4.6.4 设计仿真题目 101 习题4 102 第5章 二极管及直流稳压电源 106 5.1 二极管的外部特性 106 5.1.1 二极管的基本结构 106 5.1.2 二极管的伏安特性 107 5.1.3 半导体二极管的主要参数 108 5.2 二极管电路的分析方法 109 5.2.1 二极管的模型 109 5.2.2 二极管电路的分析方法 110 5.3 二极管的应用及直流稳压电源 112 5.3.1 直流稳压电源的组成 112 5.3.2 小功率整流滤波电路 113 5.3.3 稳压管稳压电路 115 5.3.4 三端集成稳压器 117 5.4 半导体器件型号命名及方法（国家 标准GB249―2017） 119 5.5 基于Multisim仿真的设计与讨论 121 5.5.1 认识二极管 121 5.5.2 二极管及稳压管应用电路 122 5.5.3 直流稳压电源 123 5.5.4 设计仿真 124 习题5 125 第6章 三极管及其放大电路 128 6.1 三极管的外部特性 128 6.1.1 三极管的类型及符号 128 6.1.2 三极管的电流分配与放大作用 129 6.1.3 三极管的共射特性曲线 130 6.1.4 三极管的主要参数 132 6.2 放大电路的组成和工作原理 133 6.2.1 基本共发射极放大电路的组成 133 6.2.2 基本共发射极放大电路的工作 原理 134 6.3 放大电路的分析 135 6.3.1 直流通路与交流通路 135 6.3.2 静态分析 136 6.3.3 动态分析 137 6.3.4 图解法分析放大电路的非线性失真 和动态范围 142 6.4 三极管放大电路的3种接法 145 6.4.1 静态工作点稳定的共发射极放大 电路 145 6.4.2 共集电极放大电路 148 6.4.3 共基极放大电路 150 6.4.4 3种基本放大电路的性能比较 151 6.5 电流源电路 151 6.5.1 镜像电流源电路 152 6.5.2 比例式电流源电路 153 6.5.3 微电流源电路 153 6.5.4 电流源做有源负载 154 6.6 基于Multisim仿真的设计与讨论 154 6.6.1 认识三极管 154 6.6.2 三极管的应用 155 6.6.3 电流源电路 157 6.6.4 设计仿真题目 158 习题6 158 第7章 场效应管放大电路与放大电路的 频率响应 164 7.1 场效应管的外部特性 164 7.1.1 增强型MOS管的外部特性 164 7.1.2 耗尽型MOS管的外部特性 166 7.1.3 JFET的外部特性 167 7.1.4 各种场效应管的特性比较 167 7.2 场效应管放大电路 169 7.2.1 场效应管放大电路的直流偏置及 静态分析 169 7.2.2 场效应管的微变等效电路 171 7.2.3 共源极放大电路的动态分析 172 7.2.4 共漏极放大电路的动态分析 174 7.3 放大电路的频率响应 176 7.3.1 三极管的高频等效模型 176 7.3.2 单管共发射极放大电路的频率特性 分析 179 7.3.3 场效应管的频率响应 183 7.3.4 多级放大电路的频率特性 184 7.4 基于Multisim仿真的设计与讨论 185 7.4.1 认识场效应管 185 7.4.2 场效应管的应用 186 7.4.3 放大电路频率响应 188 7.4.4 设计仿真题目 189 习题7 189 第8章 低频功率放大电路 193 8.1 功率放大电路概述 193 8.1.1 功率放大电路的特点 193 8.1.2 功率放大电路类型 193 8.2 互补对称功率放大电路 194 8.2.1 双电源互补对称功率放大电路的 电路组成及工作原理 194 8.2.2 甲乙类双电源互补对称功率放大 电路 195 8.2.3 双电源互补对称功率放大电路的 分析计算 195 8.2.4 双电源互补对称功率放大电路中 功放管的选择 196 8.2.5 单电源互补对称功率放大电路 197 8.2.6 平衡桥式功率放大电路 197 8.3 复合管在功率放大电路中的应用 198 8.3.1 复合管的接法及其β 198 8.3.2 复合管组成的互补对称功率放大 电路 199 8.4 集成功率放大电路 199 8.4.1 通用功放芯片LM386 199 8.4.2 专用音频集成功率放大芯片 TDA2030 201 8.5 基于Multisim仿真的设计与讨论 202 8.5.1 功率放大电路 202 8.5.2 设计仿真题目 203 习题8 203 第9章 负反馈放大电路 205 9.1 反馈的基本概念与分类 205 9.1.1 反馈的基本概念 205 9.1.2 反馈的类型 206 9.1.3 交流负反馈的4种基本组态 208 9.2 负反馈放大电路的方框图及一般 表达式 211 9.2.1 负反馈放大电路的一般表达式 211 9.2.2 4种组态负反馈放大电路的增益和 反馈系数的表达式 212 9.3 负反馈对放大电路性能的影响 213 9.3.1 提高放大倍数的稳定性 214 9.3.2 减小非线性失真 214 9.3.3 展宽通频带 215 9.3.4 负反馈对输入、输出电阻的影响 215 9.4 深度负反馈放大电路的分析计算 216 9.4.1 深度负反馈条件 216 9.4.2 虚短和虚断概念的运用 217 9.5 基于Multisim仿真的设计与讨论 219 9.5.1 负反馈放大电路的仿真分析 219 9.5.2 设计仿真题目 220 习题9 220 第10章 信号产生与处理电路 223 10.1 正弦波振荡电路 223 10.1.1 正弦波振荡电路的振荡条件 223 10.1.2 RC文氏桥正弦波振荡电路 224 10.1.3 LC正弦波振荡器 226 10.1.4 石英晶体振荡器 229 10.2 非正弦波产生电路 231 10.2.1 方波发生器 231 10.2.2 三角波发生器 233 10.2.3 锯齿波发生器 234 10.3 有源滤波电路 235 10.3.1 有源低通滤波器 235 10.3.2 有源高通滤波器 237 10.3.3 有源带通滤波器 238 10.3.4 有源带阻滤波器 238 10.4 基于Multisim仿真的设计与讨论 239 10.4.1 正弦波振荡电路 239 10.4.2 非正弦波产生电路 240 10.4.3 有源滤波器 241 10.4.4 设计仿真题目 242 习题10 242 附录A Multisim软件简介 245 A.1 Multisim的操作界面 245 A.2 利用Multisim验证戴维南定理 246 A.3 Multisim仿真共发射极放大电路 250 附录B 本书常用文字符号说明 253 附录C 部分习题答案 257 参考文献 264