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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

KCL 35

KVL 37

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tpd 353

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RLC 540

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-≈0 574

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