第3版前言

本书是在前两版使用的基础上，为适应高等教育的发展趋势以及学科专业演变的现状，进一步凸显人工智能等新型专业的教学需求，广泛听取多所院校用书师生的反馈意见，总结提高、修改增删而成的。

除继续保持前两版的特点外，在修编时，进一步夯实基础，优化体系，突出先进，强化课程育人。具体工作如下：

（1） 每章开篇均撰写了“科技发展前沿”，旨在让读者了解与本章内容密切相关的最新科技发展态势，进而提升读者学习基础电路知识的兴趣和动力，激发专业使命感和责任感。

（2） 每章结尾都讲述了一个“科学家故事”，选取人物的科学成就和轶事与章节内容紧密相关，旨在弘扬科学家精神，并进一步让读者深入理解电路知识的发展脉络，深化情感认知。

（3） 进一步强化基础知识，如重写了2.3节，深化电源的概念； 增加了4.1.3节，阐述“半导体导电机理”，以使读者更加深入理解PN结的形成； 在4.4.3节增加了“互补型MOS场效应管”的内容，以进一步增强对集成电路工艺的认知。

（4） 进一步优化理论体系，将第7章的标题修订为“反馈及其稳定性”，不仅强调负反馈技术在电子系统设计中的应用，同时拓展读者对正反馈理论的认识，以便更为深刻地理解第8章有关使用正反馈技术的经典电路，如滞回电压比较器和波形产生电路等。

（5） 进一步密切基本单元电路与集成电路的关系，如将6.2节“电流源电路”中的参考电流表示由“Ir”改为“IREF”，从而与6.4节“集成运算放大器”中参考电流的标识统一； 将8.4节“电压比较器”中的参考电压由“UR”改为“UREF”，从而与ADC中参考电压的通用标识保持一致。

（6） 丰富了微课视频，共提供了44个微课视频，覆盖教材全部核心知识内容。

书中标记为“※”的内容可供使用本教材的师生灵活选用。

本书由杨凌主编，杨凌编写第1~9章并完成第1、2、3、10章教学课件的制作，高晖和张同锋参与完成微课视频及第4~9章教学课件的制作，杜娟编写第10章及全部附录。

限于作者水平，书中不妥之处在所难免，敬请读者批评和指正。

作者

2025年5月

第2版前言

本书是在第1版使用的基础上，密切跟踪学科发展态势，充分考虑人工智能等专业相关课程的教学需求，并广泛听取多所院校用书师生的反馈意见，总结提高、修改增删而成的。

除继续保持第1版的特点外，在修订时，本着“必需”和“够用”的原则，制定了“精选内容，优化体系； 保证基础，体现先进； 突出应用，利于教学”的修订方针。特别注重进一步处理好教材内容“经典与现代”“理论与工程”“内容多与学时少”的关系，力求使第2版更具系统性、先进性和适用性。具体工作如下：

(1) 增加了绪论，使读者更为清晰地了解课程所涵盖的电路理论以及电子科学技术的发展脉络。

(2) 减少基本放大电路的知识内容，将5．5节、5．7．3节和5．7．4节标记为选讲内容。

(3) 进一步突出集成电路，如在第5章中增加5．6．5节内容，介绍集成功率放大器的相关知识。

(4) 加强反馈理论与技术，将第7章的标题更改为“负反馈及其稳定性”，同时增加7．6节内容，介绍负反馈放大电路的稳定性问题。

(5) 弱化与非电专业相关性较小的电路知识，将有源滤波电路(8．2节)的内容标记为选讲内容。

(6) 以Multisim 14为例，重新修订附录A的内容，介绍Multisim 14的新增仿真功能。

(7) 除提供全部章节的课件外，针对课程的重点和难点内容，制作了27个微课视频，第2版以新形态教材呈现。

书中标记为“※”的内容可供使用本书的师生灵活选用。

本书由杨凌任主编，高晖、张同锋和杜娟任副主编。本书的出版获得兰州大学教材建设基金资助，作者在此深表感谢。

由于作者水平有限，书中不妥之处在所难免，敬请读者批评和指正。

作者2022年1月

第1版前言

“电路与模拟电子技术基础”是计算机科学与技术专业的一门重要的技术基础课程，通过本课程的学习，使学生掌握电路和模拟电子技术方面的基础理论、基本电路和基本的分析和设计方法，为进一步学习“数字电路”“计算机组成原理”等课程打下良好的基础。

“电路与模拟电子技术基础”课程的内容包括电路理论基础和模拟电子技术基础两部分，内容庞杂，涉及面广。在教与学两方面都有很大的难度。充分考虑到“电路与模拟电子技术”课程的基本教学目标以及“内容多与学时少”的矛盾，本着“以模拟电子技术基础为主，电路理论为模拟电子技术服务”的原则，大幅度删减了“电路理论基础”课程的内容，同时精简了“模拟电子技术基础”课程的内容，并大胆改革了经典内容的传统写法，力求使教材更适应于少学时的教学需求。

本书是根据作者长期从事“电路与模拟电子技术基础”课程教学的经验编写而成的，主要特点如下：

（1） 内容精练，体系新颖。

对原属于“电路理论基础”和“模拟电子技术基础”两门课程的内容进行优化组合，遵循“必需”和“够用”的宗旨精选内容，凝练章节，构建新的教材体系。

（2） ?强化电路基本概念，突出集成电路应用。

在电路理论基础部分，强调“直流电路”和“正弦交流电路”的分析方法，删除了“动态电路分析”的相关内容； 在模拟电子技术基础部分，精写分立元件电路的内容，突出集成电路及其应用。

（3） 语言形象精练，叙述深入浅出。

在编写分立元件电路时，充分利用图、表等形象化的语言，并通过例题讲解经典电路的分析方法，使问题的叙述更为精练。此外，在介绍电路的基本原理时，注重突出电路结构的构思方法，以使读者从中获得启发。

（4） 引入EDA软件和可编程器件，引导先进分析设计方法。

在模拟电子技术基础的章节，每章均针对相应的重点或难点设置了Multisim仿真内容； 同时在教材最后一章引入了模拟可编程器件的原理及其应用，旨在引导学生熟悉和了解电子技术领域先进的分析和设计方法。

本书的教学时数为54学时左右，打“※”的内容可根据需要取舍。

本书由杨凌主编，高晖、杜娟参编。杨凌编写第1、2、4、5、6、7章并统稿，高晖编写第3、8章，杜娟编写第9章及全部附录。

本书内容已制作成用于多媒体教学的PowerPoint课件，并将免费提供给采用本书作为教材的院校使用。

由于编者的能力和水平有限，书中不妥之处在所难免，敬请使用本书的师生和读者不吝批评指正。

编者2017年10月

本书基于成果导向教育（OBE）理念，以学生学习成果为导向来组织内容，体现知识、能力与素质的有机结合。全书以“模拟电子技术”为主线，本着“必需”和“够用”的原则提炼电路理论的核心知识，形成了适用于计算机科学与技术、人工智能、智能科学与技术等专业的少学时版本的“电路与模拟电子技术”课程教材体系。全书内容选取兼顾经典与现代、深度和广度，从电路的基本概念、原理和方法出发，重点阐述模拟电路和系统的分析思路、设计方法及工程应用，培养读者辨证分析问题的能力，并掌握运用基本理论对模拟电路的工程问题进行表达和建模的能力。同时，本书也吸收了模拟电子技术的新发展，启迪读者的创新思维。?体系新颖针对人工智能等电子信息类新专业，总结提炼原属于“电路理论”和“模拟电子技术”两门课程的知识内容，构建新颖的少学时版本教材体系。?逻辑清晰注重知识内容的先后逻辑性，从理论到工程，从分立到集成，章节安排上避免内容的倒置，防止知识的“负迁移”，促进知识的“正迁移”。?叙述精练充分利用图、表等形象化的语言描述分立元件电路的多种拓扑结构，通过例题讲解经典电路的分析方法及性能特点，提升读者学习效果。?启迪创新各章均给出“科技发展前沿”，介绍与内容密切相关的科技发展态势；针对重点及难点内容，给出Multisim仿真，并引入模拟可编程器件及其开发平台，培养读者的创新能力。?拓展认知各章结尾给出与本章内容紧密相关的“科学家故事”，进一步帮助读者理解电路发展的历史脉络，弘扬科学家精神，深化情感认知，落实立德树人。

本书较为精练地整合了“电路理论”和“模拟电子技术”两门课程,主要内容包括:绪论、直流电路、正弦交流电路、常用半导体器件、放大电路基础、集成运算放大器、反馈及其稳定性、集成运算放大器的应用、直流稳压电源、在系统可编程模拟器件及其开发平台。本书在内容选取上遵循“电路”为“模拟电子技术”服务的原则,兼顾深度和广度,力求具有较宽的覆盖面并保证合理的深度;注重基础理论的同时兼顾技术的先进性;体系结构新颖,文字简练流畅;例题和习题富有思考性和启发性,并在书后附有部分习题参考答案。本书适合作为高等学校计算机科学与技术、人工智能、机械电子工程等专业的“电路与模拟电子技术”“模拟电子技术基础”等课程的教材,也适合作为高等职业院校电子类专业相关课程的参考教材。

杨凌：兰州大学信息科学与工程学院副教授、硕士研究生导师，高等学校电子信息类专业教学指导委员会协作委员，学位与研究生教育发展中心评议专家，甘肃省科技评价及奖励评审专家，兰州大学“萃英好老师”及“?政基金”项目指导教师。长期从事机器学习、非线性电路等领域的教学与科研工作。系统讲授本科生“电路分析”“模拟电子线路”“数字电路与逻辑设计”“自动控制原理”以及研究生“机器学习”等课程，其中“模拟电子线路”先后获批甘肃省本科线下一流课程、甘肃省高等学校创新创业教育示范课程及甘肃省本科线上/线下混合式一流课程。出版高等学校电子信息类专业教学指导委员会规划教材3部，获各级各类教学成果奖10余项，主持或参与国家及省部级科研项目20余项，发表学术论文60余篇。

目录

第1章绪论

科技发展前沿

1.1电路理论概述

1.1.1历史的回顾

1.1.2电路分析方法

1.2电子科学技术发展简史

1.3电信号与电子系统

1.3.1电信号

1.3.2电子系统

1.4模拟电路和数字电路

思考题与习题

科学家故事

第2章直流电路

科技发展前沿

2.1电路的基本概念

2.1.1电路的组成

2.1.2实际电路和电路模型

2.1.3电路中的基本物理量及参考方向

2.2电路的基本定律

2.2.1欧姆定律

2.2.2基尔霍夫定律

2.3电源及其工作状态

2.3.1两种基本的电源模型

2.3.2电源的三种工作状态

2.4受控源

2.5电路中电位的计算

2.6复杂电路的基本分析方法

2.6.1叠加原理

2.6.2等效电源定理

2.6.3含受控源电阻电路的分析

※2.6.4非线性电阻电路的分析

思考题与习题

科学家故事

第3章正弦交流电路

科技发展前沿

3.1交流电的基本概念

3.1.1正弦交流电的三要素

3.1.2正弦交流电的相位差

3.1.3正弦交流电的有效值

3.2正弦量的相量表示方法

3.2.1用旋转相量表示正弦量

3.2.2相量图

3.2.3正弦交流电路的相量分析方法

3.3交流电路中的基本元件

3.3.1电阻元件

3.3.2电感元件

3.3.3电容元件

3.4单一参数的正弦交流电路

3.4.1纯电阻电路

3.4.2纯电感电路

3.4.3纯电容电路

3.5RLC串联电路

3.6正弦交流电路中的谐振

3.6.1串联电路的谐振

3.6.2并联电路的谐振

※3.7三相交流电路

3.7.1三相交流电源

3.7.2三相负载的连接

3.7.3三相电路的功率

思考题与习题

科学家故事

第4章常用半导体器件

科技发展前沿

4.1半导体基础知识

4.1.1本征半导体

4.1.2杂质半导体

4.1.3半导体的导电机理

4.1.4PN结的形成及特性

4.2晶体二极管

4.2.1二极管的分类、结构和符号

4.2.2二极管的特性和主要参数

4.2.3几种特殊的二极管

4.3晶体三极管

4.3.1三极管的分类、结构和符号

4.3.2三极管的电流分配与放大作用

4.3.3三极管的特性曲线和工作状态

4.3.4三极管的主要参数

4.3.5三极管的温度特性

4.4场效应管

4.4.1场效应管的分类、结构、符号和特性曲线

4.4.2场效应管的主要参数

4.4.3场效应管与三极管的比较

4.5用Multisim分析晶体管的特性

思考题与习题

科学家故事

第5章放大电路基础

科技发展前沿

5.1放大电路概述

5.1.1放大的概念

5.1.2放大电路的主要性能指标

5.2放大电路的构成原则和工作原理

5.2.1放大电路的构成原则

5.2.2放大电路的工作原理

5.3三种基本的三极管放大电路

5.3.1分压偏置Q点稳定电路

5.3.2三种基本的三极管放大电路

5.4场效应管放大电路

5.4.1场效应管的微变等效电路

5.4.2三种基本的场效应管放大电路

※5.5多级放大电路

5.5.1多级放大电路的组成

5.5.2多级放大电路的级间耦合方式

5.5.3多级放大电路的分析计算

5.6低频功率放大电路

5.6.1功率放大电路的特点和分类

5.6.2乙类互补对称功率放大电路

5.6.3甲乙类互补对称功率放大电路

5.6.4功放管的散热问题

※5.6.5集成功率放大器

5.7放大电路的频率响应

5.7.1频率响应的一般概念

5.7.2三极管的频率特性参数及其混合π型等效电路

※5.7.3单管放大电路的频率响应

※5.7.4多级放大电路的频率响应

5.8用Multisim分析放大电路

思考题与习题

科学家故事

第6章集成运算放大器

科技发展前沿

6.1集成运算放大器的组成

6.2电流源电路

6.2.1常用的电流源电路

6.2.2电流源电路作为有源负载

6.3差动放大电路

6.3.1直接耦合放大电路的主要问题

6.3.2差动放大电路的组成

6.3.3差动放大电路的工作原理

6.3.4差动放大电路的分析

6.3.5恒流源差动放大电路

6.4集成运算放大器

6.4.1集成运算放大器的结构、符号及封装形式

6.4.2集成运算放大器的主要参数

6.4.3理想运算放大器的概念及其特点

6.4.4集成运算放大器的使用注意事项

6.5用Multisim分析差动放大电路

思考题与习题

科学家故事

第7章反馈及其稳定性

科技发展前沿

7.1反馈的基本概念及反馈放大电路的一般框图

7.1.1反馈的基本概念

7.1.2反馈放大电路的一般框图

7.2反馈的分类及判别方法

7.3负反馈放大电路的一般表达式及四种基本组态

7.3.1负反馈放大电路的一般表达式

7.3.2负反馈放大电路的四种组态

7.4负反馈对放大电路性能的影响

7.4.1提高增益的稳定性

7.4.2减小非线性失真

7.4.3扩展通频带

7.4.4改变输入电阻和输出电阻

7.5深度负反馈放大电路的近似估算

7.6负反馈放大电路的稳定性

7.6.1稳定工作条件

7.6.2稳定裕量

7.6.3稳定性分析

7.6.4相位补偿技术

7.7用Multisim分析负反馈放大电路

思考题与习题

科学家故事

第8章集成运算放大器的应用

科技发展前沿

8.1基本的信号运算电路

8.1.1比例运算电路

8.1.2求和运算电路

8.1.3积分和微分运算电路

8.1.4对数和指数运算电路

8.1.5乘法和除法运算电路

8.1.6电压?电流(V/I)和电流?电压(I/V)变换电路

※8.2有源滤波电路

8.2.1有源滤波器的分类

8.2.2有源低通滤波器

8.2.3有源高通滤波器

8.2.4带通滤波器

8.2.5带阻滤波器

8.3电压比较器

8.3.1单限电压比较器

8.3.2滞回电压比较器

8.3.3窗口电压比较器

8.4波形产生电路

8.4.1正弦波产生电路

8.4.2非正弦波产生电路

8.5用Multisim分析集成运放的应用电路

思考题与习题

科学家故事

第9章直流稳压电源

科技发展前沿

9.1直流稳压电源的组成

9.2单相桥式整流电路

9.2.1电路组成及工作原理

9.2.2整流二极管的选择

9.3滤波电路

9.3.1电容滤波电路

9.3.2电感滤波电路

9.3.3复式滤波电路

9.4稳压电路

9.4.1硅稳压管稳压电路

9.4.2串联反馈式稳压电路

9.4.3线性集成稳压电路

※9.4.4开关型稳压电路

9.5用Multisim分析直流电源电路

思考题与习题

科学家故事

※第10章在系统可编程模拟器件及其开发平台

科技发展前沿

10.1引言

10.2主要ispPAC器件的特性及应用

10.2.1ispPAC10

10.2.2ispPAC20

10.2.3ispPAC30

10.2.4ispPAC80/81

10.3PAC?Designer软件及开发实例

10.3.1PAC?Designer的基本用法

10.3.2设计实例

思考题与习题

科学家故事

附录A电路仿真软件——Multisim软件简介

A.1Multisim集成环境

A.2元器件及虚拟仪器

A.3Multisim仿真功能简介

A.4其他功能

附录B部分习题参考答案

参考文献

视频目录

VIDEO CONTENTS

视 频 名 称时长/分钟

位置

第01集电路理论概述121.1节

第02集电子科学技术发展简史171.2节

第03集电信号与电子系统121.3节

第04集电路的基本概念182.1节

第05集电路的基本定律142.2节

第06集电源及其工作状态132.3节

第07集受控源112.4节

第08集电路中电位的计算152.5节

第09集叠加原理52.6.1节

第10集等效电源原理92.6.2节

第11集受控源电路的分析92.6.3节

第12集交流电的基本概念153.1节

第13集相量分析方法123.2节

第14集交流电路中的基本元件203.3节

第15集单一参数的正弦交流电路213.4节

第16集RLC串联电路183.5节

第17集正弦交流电路中的谐振93.6节

第18集半导体基础知识364.1节

第19集晶体二极管134.2节

第20集晶体三极管194.3节

第21集场效应管164.4节

第22集放大的概念及放大电路的构成145.1节

第23集放大电路的工作原理95.2.2节

第24集三种基本的BIT放大电路255.3节

第25集三种基本的FET放大电路225.4节

第26集低频功率放大器255.6节

第27集集成运算放大器概述96.1节

第28集电流源电路196.2节

第29集差分放大电路（上）266.3.2节

第30集差分放大电路（下）136.3.5节

第31集集成运算放大器226.4节

第32集反馈的基本概念117.1节

第33集反馈的分类及判别方法297.2节

第34集负反馈放大电路的闭环增益方程157.3节

第35集负反馈对放大电路性能的影响217.4节

第36集深度负反馈放大电路的近似估算217.5节

第37集负反馈放大电路的稳定性247.6节

第38集基本的信号运算电路228.1节

第39集电压比较器218.3节

第40集正弦波产生电路198.4.1节

第41集直流稳压电源概述89.1节

第42集单相桥式整流电路109.2节

第43集滤波电路179.3节

第44集稳压电路169.4节