電子學實驗 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

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　　本書每一實驗單元都包含：實驗原理「說明」、「操作項目」、「重點整理」、「討論及問題」。「重點整理」是作完實驗之後的提示，內容包括理論、觀念及練習題，再透過練習題介紹分析電路的方法。「討論及問題」為進階的練習，除瞭提齣與實驗相關的問題，另外依序介紹PSpice模擬，包括電子元件的特性分析，類比及數位電路的模擬，目的是藉由PSpice模擬，學習使用電路分析的軟體。

本書特色

　　本書內容的安排採用循序漸進的方式，讓讀者可藉由「電子實驗」，逐步學習電子學相關的基礎知識。在一些章節也加入一般電子學教科書少見到的題材，使本書內容更豐富多元。本書所述及的電路及實驗方法目前皆已試用於教學實務，非常適閤修習大學專科電子學課程學生及從事相關實務之人士閱讀使用。

模擬電子電路設計與實踐 本書聚焦於現代電子技術的核心領域——模擬電路，旨在為讀者提供從理論基礎到實際應用的全麵、深入的指導。本書不僅係統梳理瞭綫性電路分析的基礎方法，更側重於對放大器、有源濾波器、振蕩器及精密測量電路的深入剖析與實踐操作的有機結閤。 第一部分：模擬電路基礎與元件特性 本部分為後續復雜電路設計奠定堅實的理論基石。我們首先迴顧歐姆定律、基爾霍夫定律在直流和交流電路中的應用，並引入相量分析法，這是處理正弦穩態響應的關鍵工具。重點內容包括： 1. 基礎元件的精細化分析： 電阻、電容、電感： 不僅限於理想模型，深入探討其在不同頻率下的寄生效應（如電容的等效串聯電阻ESR和電感器繞組的直流電阻DCR），以及這些效應如何影響高頻性能。 二極管： 詳細闡述PN結的物理原理、理想模型、工程近似模型（如階躍模型和指數模型），並重點講解齊納二極管的穩壓特性及其應用電路的設計規範。 晶體管基礎（BJT與MOSFET）： 對雙極性結型晶體管（BJT）和金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）的結構、工作原理進行對比分析。BJT部分詳述Ebers-Moll模型和混閤$pi$模型；MOSFET部分則著重講解其作為開關和放大器的跨導特性，以及閾值電壓的工藝依賴性。 2. 直流與小信號模型構建： 偏置電路設計： 講解實現穩定工作點的多種方法，包括固定偏置、分壓器偏置、發射極反饋偏置等，並引入敏感性分析，評估溫度漂移和元件公差對工作點的實際影響。 小信號等效電路： 係統推導BJT和MOSFET在不同工作狀態下的$mathrm{r_e}$模型和$mathrm{g_m}$模型，這是進行交流信號分析的必要工具。 第二部分：放大電路：性能的雕琢與優化 放大電路是模擬電子技術的心髒，本部分深入探討各類放大器的結構、性能指標及其優化手段。 1. 單級放大器分析： 共源、共集、共基、共射極放大器： 對這四種基本組態進行全麵的交流分析，計算其電壓增益、電流增益、輸入阻抗和輸齣阻抗。重點對比分析共集電極（射隨器）在驅動能力上的優勢。 頻率響應與帶寬： 引入截止頻率的概念，分析高頻響應（由密勒效應和內部結電容決定）和低頻響應（由耦閤電容和旁路電容決定）。講解伯德圖（Bode Plot）的應用，用於快速估算帶寬和相位裕度。 2. 多級放大器與反饋理論： 級聯與推挽結構： 討論如何通過多級放大器實現高增益和高輸齣功率。詳細分析功率放大器（甲類、乙類、AB類）的效率與失真特性。 負反饋原理： 這是穩定電路性能的關鍵。深入講解四種基本的反饋組態（電壓串聯、電流串聯、電壓並聯、電流並聯）。推導反饋對增益、輸入/輸齣阻抗、帶寬和失真的影響，並使用輸入/輸齣阻抗圖法進行圖形化分析。 穩定性分析： 介紹相頻特性和增益裕度，使用Nyquist圖和Bode圖來評估反饋放大器在不同補償情況下的穩定性，以及如何通過引入補償電容（如密勒補償）來確保係統穩定。 第三部分：集成運算放大器（Op-Amp）的深度應用 本部分將理論學習與實際器件的性能參數緊密結閤，聚焦於高精度集成運算放大器。 1. 理想與非理想運放模型： 從內部結構齣發，理解差分輸入級、增益級和輸齣級的相互作用。分析開環增益、共模抑製比（CMRR）、電源抑製比（PSRR）等關鍵參數的物理意義。 討論輸入失調電壓、輸入偏置電流和壓擺率（Slew Rate）對實際電路精度的限製。 2. 經典應用電路的精確設計： 精密綫性電路： 深入設計和分析高精度加法器、減法器、積分器和微分器。重點解決積分器中的漂移問題及其補償技術。 有源濾波器設計（主動濾波器）： 詳述巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和貝塞爾（Bessel）三種濾波器的特性對比。重點講解Sallen-Key拓撲結構，並提供二階到高階濾波器的設計步驟和元件值計算方法，確保滿足特定的通帶紋波和過渡帶要求。 3. 信號調理與轉換： 電壓跟隨器與緩衝器： 在高精度測量前端的應用。 比較器與施密特觸發器： 分析其在閾值檢測中的作用，並討論如何利用遲滯特性抑製噪聲。 第四部分：信號産生與處理 本部分關注模擬信號的周期性産生和特定波形的塑造。 1. 振蕩電路： LC振蕩器： 分析哈特萊（Hartley）和科勒皮茲（Colpitts）振蕩器的原理，重點討論起振條件（Barkhausen準則）和頻率穩定性。 RC振蕩器： 詳細介紹相移振蕩器和文氏橋振蕩器，並計算其最小增益要求。 波形發生器： 重點講解使用功能強大的定時器IC（如555）構建多諧振蕩器和單穩態電路的設計與故障排除。 2. 穩壓電源設計： 綫性穩壓器： 講解串聯型穩壓電路（如使用三端可調穩壓器LM317/LM337）的原理，重點分析其功耗、紋波抑製和瞬態響應。 開關模式電源（SMPS）基礎： 介紹降壓（Buck）、升壓（Boost）和反相（Buck-Boost）拓撲的基本工作原理，分析其高效率的來源，並討論紋波的産生機理。 第五部分：實驗與仿真實踐指南 本書的實踐部分強調理論與工具的結閤。 1. 實驗操作規範： 詳細介紹麵包闆（Protoboard）和萬用洞洞闆的連接技巧，強調安全規範，特彆是處理大功率器件時的注意事項。 2. 仿真工具的使用（以SPICE為例）： 教授如何利用行業標準的SPICE仿真軟件（如LTspice）建立精確的器件模型，進行直流工作點分析（DC Sweep）、瞬態分析（Transient Analysis）和交流掃描（AC Analysis）。強調仿真結果與實際測量結果差異的分析與歸因。 3. 故障診斷與調試技巧： 提供瞭常見模擬電路故障（如直流偏置錯誤、反饋失效、振蕩、飽和）的係統排查流程，指導讀者如何使用示波器、信號源和萬用錶高效定位問題所在。 本書旨在培養讀者對模擬信號流的直觀感受和嚴謹的分析能力，使之能夠自信地設計、實現和調試復雜的模擬係統。

作者簡介

謝太炯

　　學曆   
　　1971      交通大學電子物理係   學士
　　1973      颱灣大學電機研究所    碩士
　　1980      德國慕尼黑工業大學(TUM)    博士 ( Dr.-Ing)

　　經曆             
　　國立交通大學電子物理係教授
 

序
引言
實驗1   三用電錶
實驗2   示波器、信號産生器及電路響應
實驗3   頻率響應
實驗4   運算放大器
實驗5   半導體二極體
實驗6   場效電晶體
實驗7   雙載子接麵電晶體
實驗8   低頻類比放大器
實驗9   迴授放大電路
實驗10 振盪與波型産生電路
實驗11 數位(邏輯)閘路
實驗12 組閤及循序數位電路
實驗13 微控器電路
 

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我最近入手瞭一本《電子學實驗》，想趁著剛畢業、有點閑暇時間的時候，好好充實一下自己的電子知識。老實說，我對電子領域一直都充滿好奇，但總覺得理論知識太難啃瞭。這本實驗書的齣現，給瞭我一個絕佳的機會去親手實踐。我最期待的是它在實驗設計上的獨到之處。我希望它不隻是簡單的“搭電路”，而是能讓我理解每個元器件在電路中的作用，以及整個電路工作的原理。 尤其讓我感興趣的是，書中會不會有一些關於“為什麼”的解釋。比如，為什麼需要某個電阻？為什麼這個電容的數值是這樣？如果能有這樣的深入剖析，那這本書就不僅僅是一本操作手冊，更是一本能夠提升我理論理解深度的教材。此外，我也很看重實驗的實用性，希望書裏的一些實驗項目能夠有一些實際的應用價值，哪怕是很小的，比如製作一個簡單的LED閃爍器，或者一個基礎的音頻放大器。這樣，在完成實驗的同時，也能獲得一些成就感。

评分☆☆☆☆☆

這本書的名字叫做《電子學實驗》，讓我立刻聯想到瞭很多實驗室裏的場景：那些閃爍的LED燈，嘀嘀作響的萬用錶，還有那些看起來很專業但又有點嚇人的電路闆。我一直覺得電子學是一門很高深的學問，需要非常強的數學和物理基礎，所以對於這本實驗書，我抱持著一種既期待又有點擔憂的心情。我希望這本書能夠打破我對電子學的刻闆印象，用一種更加親民的方式來介紹它。 我特彆想知道，這本書在實驗的選取上有沒有一些創新之處。是不是都是一些很常見的、可以在傢裏輕鬆搭建的電路？還是說，它會引導讀者去嘗試一些更有挑戰性、更有趣的實驗？我比較好奇的是，這本書在講解實驗原理的時候，會不會用一些比較形象的比喻，比如把電流比作水流，電壓比作水壓，這樣我這個對物理概念不太敏感的人也能比較容易理解。另外，如果書中能有一些關於元器件選擇的指導，告訴我為什麼選擇這個型號的電阻或電容，那對我來說就太有幫助瞭。

评分☆☆☆☆☆

哎呀，我真的挺好奇這本《電子學實驗》到底講瞭些什麼，因為我最近剛好在準備參加一個跟電子相關的比賽，聽說很多參賽者手上都有這本書，討論得熱火朝天的。我雖然對電子有點興趣，但基礎比較薄弱，所以一直想找一本既能係統學習又能實際操作的書。我特彆關注書裏有沒有那種很基礎的元器件講解，像是電阻、電容、電感這些，還有各種三極管、場效應管之類的，是不是都有圖文並茂的解釋，並且解釋得深入淺齣，讓我這個新手也能看懂。 另外，我其實更在意的是書裏的實驗部分。我是那種動手能力比較強的人，看書總得要實踐一下纔記得住。所以，我希望能有詳細的實驗步驟、電路圖，最好還能附帶一些實驗器材清單，這樣我就可以提前去電子材料行買齊東西，然後跟著書本一步一步做。如果實驗內容能夠涵蓋一些比較經典的應用，比如簡單的信號發生器、放大器，甚至是基礎的數字電路，那我就太滿意瞭。當然，如果能有一些關於故障排除的技巧或者注意事項，那就更完美瞭，畢竟電子實驗嘛，難免會遇到一些意想不到的問題。

评分☆☆☆☆☆

我一直對“電子學”這三個字有一種莫名的敬畏感，感覺裏麵充滿瞭各種奇妙的符號和復雜的公式，好像離我有點遠。不過，最近我聽身邊的朋友說，他們都在讀一本叫做《電子學實驗》的書，而且反饋都挺不錯的，說這本書讓原本枯燥的電子知識變得生動有趣起來。我特彆想知道，這本書在講解概念的時候，有沒有用一些類比或者生活中的例子來幫助我們理解？比如說，講解電容的時候，會不會把它比作一個小水庫，能夠儲存電荷？講解電阻的時候，會不會把它比作水管的粗細，影響電流的大小？ 而且，我還在想，這本書的實驗部分是不是真的那麼容易上手。我記得以前在學校上電子課的時候，電路圖總是畫得密密麻麻的，讓人看瞭就頭暈。希望這本《電子學實驗》在電路圖的設計上能做得比較清晰明瞭，最好是那種一看就能明白的。當然，我也關心實驗的難度麯綫，是不是從最簡單的電路開始，循序漸進地引導讀者去學習更復雜的知識。如果裏麵有一些有趣的、可以做齣實際效果的小項目，那就太棒瞭！

评分☆☆☆☆☆

我最近收到一本《電子學實驗》，名字聽起來就很紮實，讓我對接下來的學習充滿期待。我一直覺得，電子學光看書本上的理論知識是遠遠不夠的，動手實踐纔是王道。所以我特彆關注這本書的實驗部分，希望它能夠提供一係列循序漸進的實驗項目，能夠讓我從零開始，逐步掌握各種電子元件的特性和應用。 我特彆想知道，這本書在實驗內容的設置上是否兼顧瞭廣度和深度。比如，是否涵蓋瞭直流電路、交流電路、半導體器件，甚至是一些基礎的數字邏輯電路？如果能夠有涉及一些像傳感器、微控製器之類的應用，那就更好瞭，畢竟現在科技發展這麼快，瞭解這些前沿技術對我們未來的發展很有幫助。此外，我還在想，這本書在講解實驗步驟的時候，是不是足夠詳細，有沒有提供一些電路圖和實物接綫圖，這樣即使我是一個新手，也能夠按照指示完成實驗。最後，我也希望書中能夠有一些關於實驗結果分析和討論的內容，幫助我更深入地理解實驗的意義。