内容简介
《电路原理》主要内容包括:简单电阻电路,线性电阻电路的分析方法和电路定理,非线性电阻电路,一阶电路,二阶电路,阶跃响应,冲激响应,卷积积分,相量法,阻抗与导纳,频率响应,滤波器,谐振,有互感的电路,变压器和三相电路等。另有5个附录,分别介绍电路基本概念的引入,电路图论的基础知识,常系数线性常微分方程的求解,复数和正弦量以及傅里叶级数。
《电路原理》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,内容符合教育部高等学校电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导委员会于2004年制定的电路分析基础教学基本要求。
《电路原理》适合普通高等学校电类专业师生使用,也可供科技人员参考。目录
第1章绪论
1.1电路
1.2电流和电压
1.2.1电流
1.2.2电压
1.2.3端口
1.3电路模型的建立和电路分析的基本观点
1.4电路用于信号处理
1.4.1信号
1.4.2利用电路处理信号的实例
1.5电路用于能量处理
1.5.1功率
1.5.2电压和电流的有效值
1.5.3利用电路处理能量的实例
1.6电路的分类
习题
参考文献
第2章简单电阻电路分析
2.1电阻
2.1.1电路中的电阻模型
2.1.2分立与集成电路中的电阻元件
2.2电源
2.2.1独立电源
2.2.2受控电源
2.3金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)
2.4基尔霍夫定律
2.4.1基尔霍夫电流定律(KCL)
2.4.2基尔霍夫电压定律(KVL)
2.4.3用KCL、KVL和元件约束来求解电路
2.5电路的等效变换
2.5.1电阻等效变换
2.5.2电源等效变换
2.6运算放大器
2.6.1运算放大器及其电气特性
2.6.2含负反馈理想运算放大器电路的分析
2.6.3其他含理想运算放大器电路的分析
2.7二端口网络
2.7.1二端口网络的参数和方程
2.7.2二端口网络的等效电路
2.7.3二端口网络的联接
2.8数字系统的基本概念
2.9用MOSFET构成数字系统的基本单元——门电路
习题
参考文献
……
第3章线性电阻电路的分析方法和电路定理
第4章非线性电阻电路分析
第5章动态电路的时域分析
第6章正弦激励下动态电路的稳态分析
附录A电路基本概念的引入
附录B电路图论的基础知识及其在电路分析中的应用
附录C常系数线性常微分方程的求解
附录D复数和正弦量
附录E傅里叶级数
部分习题答案
索引前言/序言
《电路原理》是近三年来清华大学对电路原理课程进行教学改革的成果之一。作者在三届授课讲稿的基础上,经整理补充,写成这本教材。
电路原理(或电路、电路分析基础)课程的形成源于电气工程与信息科学技术的研究和应用。
半个多世纪以来,为了使这门课程能够适应科学技术发展的需要,人们进行了多方面的探索,努力拓展和深化电路理论。例如,引入图论知识,加强状态变量分析,更新并扩充非线性电路理论的研究内容、增加计算机辅助分析的应用等。也有人提出将此课程与其他课程重新整合。实践表明,多种类型的尝试都对本课程的教学改革产生了很好的促进作用,使电路原理课程不断更新,与时俱进。
进入20世纪中后期,超大规模集成电路(VLSI)技术日趋成熟,并在科研、生产以至日常生活的各个层面起到越来越重要的作用。与此同时,数字系统的应用已明显超过模拟系统,数字与模拟混合系统也得到了非常广泛的应用。然而,这些重大变革却很少触动电路原理课程的教学内容,该课程的主要选材和基本框架依然保持着固有的稳定与成熟,主要表现在以下两方面:一是只研究基于电路模型的分析,不讨论实际电路的元件建模背景;另一是只讨论模拟电路,不讲授数字电路与系统的知识。这就使得本课程与后续课程之间好像有一条明显的鸿沟,不可逾越。
这种形势使电路原理课程的改革面临困境。首先,它与科研生产的实际状况明显脱节,课程内容失去活力,学生感觉所讲授的内容与现实生活中的电气电子设备不相适应。学完这门课之后,往往还不知道受控源究竟为何物,未能认识实际电路中广泛应用的开关元件,更不理解电阻与电容充放电过程产生的真实背景等。其次,电路类课程的总体学时偏多,相当一部分内容还有待更新。
我们不会忘记,电阻(R)、电感(L)、电容(C)元件在相当长一段时间内都是组成电路最主要的基本单元,但随着集成电路技术的飞速发展,这种简单的局面已不复存在。为了适应芯片制作工艺特点,减少芯片面积和改善电路参数精度与稳定性等一系列实际要求,电路设计的理念产生了根本性变化。一方面力求远离电感,同时要谨慎选用电阻和电容;另一方面则大量启用有源器件——晶体管,特别是金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)。由于MOSFET具有集成工艺便于实现和低功耗等众多优点,扮演了当代集成电路基本单元中最重要的角色。