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第1章 电路抽象1

1.1抽象的力量1

1.2集总电路抽象3

1.3集总事物原则5

1.4集总电路抽象的局限性7

1.5实际二端元件9

电池9

线性电阻11

关联变量约定15

1.6理想二端元件18

理想电压源、导线和电阻19

元件定律20

电流源——另一种理想二端元件22

1.7物理元件的建模23

1.8信号表示26

模拟信号26

数字信号——数值离散化28

1.9小结30

练习31

问题32

第2章 电阻网络33

2.1术语33

2.2基尔霍夫定律34

KCL35

KVL37

2.3电路分析：基本方法41

单电阻电路42

单电阻电路的快速直觉分析44

能量守恒44

分压器和分流器46

一个更为复杂的电路53

2.4电路分析的直觉方法：串联与并联简化57

2.5更多例子61

2.6受控源和控制的概念63

带有受控源的电路66

2.7适于用计算机求解的表示方式69

2.8小结69

练习70

问题73

第3章 网络定理77

3.1概述77

3.2节点电压77

3.3节点法81

节点法：第二个例子84

浮动独立电压源87

节点法在含受控源电路中的应用90

电导和电源矩阵93

3.4回路法93

3.5叠加定理94

独立电源电路的叠加规则94

受控源的叠加规则100

3.6戴维南定理和诺顿定理102

戴维南等效网络102

诺顿等效网络108

更多的例子112

3.7小结116

练习117

问题122

第4章 非线性电路分析127

4.1非线性元件简介127

4.2直接分析130

4.3图形分析134

4.4分段线性分析136

增量分析142

小结151

练习151

问题153

第5章 数字抽象159

电平和静态原则161

布尔逻辑169

组合门171

标准乘积之和表示方式173

简化逻辑表达174

数字表示177

小结181

练习182

问题183

第6章 MOSFET开关189

6.1开关189

6.2用开关实现逻辑函数191

6.3MOSFET元件及其S模型192

6.4逻辑门的MOSFET开关实现194

6.5用S模型进行静态分析198

6.6MOSFET的SR模型201

6.7MOSFET的物理结构202

6.8用SR模型进行静态分析206

6.9信号重构、增益和非线性211

信号重构与增益211

信号重构与非线性214

缓冲器的传递特性和静态原则215

反相器的传递特性和静态原则215

6.10逻辑门的消耗功率216

6.11有源上拉216

6.12小结216

练习217

问题218

第7章 MOSFET放大器221

7.1信号放大221

7.2复习受控源222

7.3实际MOSFET特性224

7.4MOSFET的开关电流源（SCS）模型227

7.5MOSFET放大器230

MOSFET放大器的偏置233

放大器抽象与饱和原则235

7.6MOSFET放大器的大信号分析236

饱和区域中υIN与υoUT的关系237

有效输入和输出范围239

用另一种方法求解有效输入和输出范围243

7.7选择工作点244

7.8MOSFET的开关统一（SU）模型258

7.9小结259

练习260

问题263

第8章 小信号模型269

8.1非线性MOSFET放大器综述269

8.2小信号模型269

小信号电路表示274

MOSFET放大器的小信号电路277

选择工作点279

输入与输出电阻、电流与功率增益280

8.3小结294

练习295

问题297

第9章 储能元件301

9.1元件方程304

电容305

电感308

9.2串联和并联311

电容311

电感312

9.3特别的例子313

MOSFET栅极电容313

导线回路电感315

集成电路的导线电容和电感315

变压器317

9.4简单的电路例子318

正弦输入319

阶跃输入319

冲激输入325

角色颠倒326

9.5能量、电荷和磁链守恒326

9.6小结328

练习329

问题331

第10章 线性电气网络的一阶暂态过程335

10.1RC电路分析336

阶跃输入的并联RC电路336

RC放电电路339

阶跃输入的串联RC电路341

方波输入的串联RC电路343

10.2RL电路分析345

10.3直觉分析346

10.4传播延迟和数字抽象350

传播延迟的定义351

根据MOSFET的SRC模型计算tpd353

10.5状态和状态变量359

状态的概念359

利用状态方程进行计算机分析360

零输入和零状态响应360

通过积分算子求解363

10.6其他例子363

数字电路中导线电感的影响363

斜坡输入与线性364

RC电路对窄脉冲的响应和冲激响应367

求冲激响应的直觉方法370

时钟信号和时钟扇出371

RC对衰减指数的响应374

正弦输入的串联RL电路374

10.7数字存储376

数字状态的概念376

一个抽象的数字存储元件377

设计数字存储元件378

静态存储元件381

10.8小结382

练习383

问题388

第11章 数字电路的能量和功率401

11.1简单RC电路的功率和能量关系401

11.2RC电路的平均功率402

在时间段T1内消耗的能量403

在时间段T2内消耗的能量404

消耗的总能量405

11.3逻辑门的功率消耗406

静态功率消耗406

总功率消耗407

11.4NMOS逻辑410

11.5CMOS逻辑411

11.6小结417

练习417

问题418

第12章 二阶电路的暂态过程421

12.1无驱动的LC电路423

12.2无驱动的串联RLC电路431

欠阻尼434

过阻尼437

临界阻尼439

12.3暂态串联RLC电路中储存的能量440

12.4无驱动的并联RLC电路442

欠阻尼442

过阻尼442

临界阻尼442

12.5有驱动的串联RLC电路442

阶跃响应444

冲激响应447

12.6有驱动的并联RLC电路459

阶跃响应459

冲激响应459

12.7二阶电路的直觉分析459

12.8两个电容或两个电感的电路464

12.9状态变量法467

12.10状态空间分析468

12.11高阶电路468

12.12小结469

练习470

问题472

第13章 正弦稳态：阻抗和频率响应475

13.1概述475

13.2复指数驱动时的分析法477

齐次解477

特解478

全解480

正弦稳态响应480

13.3盒子：阻抗481

例子：串联RL电路484

例子：另一个RC电路487

例子：有两个电容的RC电路488

例子：带容性负载的小信号放大器的分析492

13.4频率响应：幅值和相位与频率的关系494

电容、电感和电阻的频率响应494

根据直觉画出RC和RL电路的频率响应示意图497

波特图：画出一般函数的频率响应500

13.5滤波器500

滤波器设计例子：调音网络502

放大器级间解耦504

13.6利用分压器例子进行的时域、频域分析比较508

频域分析508

时域分析510

时域分析和频域分析比较512

13.7阻抗中的功率和能量513

任意阻抗513

纯电阻514

纯电抗515

例子：RC电路中的功率517

13.8小结518

练习519

问题522

第14章 正弦稳态：谐振525

14.1并联RLC，正弦响应525

齐次解526

特解527

并联RLC电路的全解527

14.2谐振系统的频率响应529

14.3串联RLC540

14.4谐振函数的波特图545

14.5滤波器例子545

带通滤波器546

低通滤波器548

高通滤波器550

凹槽滤波器550

14.6谐振电路中储存的能量552

14.7小结555

练习556

问题558

第15章 运算放大器抽象567

15.1概述567

15.2运算放大器的器件特性568

15.3简单运算放大器电路570

同相放大器570

第二个例子：反相接法572

灵敏度573

一个特例：电压跟随器574

附加约束：υ1-υ-≈0574

15.4输入和输出电阻575

反相放大器的输出电阻575

反相接法的输入电阻576

同相放大器的输入和输出电阻578

输入电阻的一般结论579

例子：运放构成的电流源579

15.5附加例子581

加法器581

减法器581

15.6含运放的RC电路582

运放积分器582

运放微分器584

一个RC有源滤波器585

RC有源滤波器——阻抗分析法586

Sallen-Key滤波器587

15.7工作在饱和区的运算放大器587

15.8正反馈589

15.9二端口592

15.10小结592

练习593

问题599

第16章 二极管615

16.1概述615

16.2半导体二极管特性615

16.3二极管电路分析617

16.4含RL和RC的非线性电路分析620

峰值检测器620

例子：箝位电路623

利用二极管实现的开关电源625

16.5其他例子625

16.6小结625

练习626

问题627

附录A麦克斯韦方程和集总事物原则629

附录B三角函数及其恒等式636

附录C复数639

附录D解联立线性方程组643

部分练习和问题的答案644