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編輯推薦

　　《電路原理》特色：
　　內容涵蓋教育部基礎課程教學指導委員會製定的本科生電路原理課程基本要求，在此基礎上有較多擴充。
　　在研究理想化電路模型的基礎上，適當注重實際元件的建模背景以及電路模型精確性和求解簡便性之間的摺中，使學生對工程類課程的特點有初步認識。
　　將MOSFET、運算放大器等作為電路基本元件，體現瞭當代電氣工程與信息科學進展的時代氣息。
　　既涉及模擬電路的相關知識，也初步討論數字電路的構成與分析。
　　提供瞭非常豐富的應用實例，將本課程與電子學、微電子學、電力電子學、高頻電路等後續課程密切聯係起來，有助於激發學生的學習誌趣和熱情，從而靈活、深入地掌握基本概念。

內容簡介

　　《電路原理》主要內容包括：簡單電阻電路，綫性電阻電路的分析方法和電路定理，非綫性電阻電路，一階電路，二階電路，階躍響應，衝激響應，捲積積分，相量法，阻抗與導納，頻率響應，濾波器，諧振，有互感的電路，變壓器和三相電路等。另有5個附錄，分彆介紹電路基本概念的引入，電路圖論的基礎知識，常係數綫性常微分方程的求解，復數和正弦量以及傅裏葉級數。
　　《電路原理》為普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材，內容符閤教育部高等學校電子信息科學與電氣信息類基礎課程教學指導委員會於2004年製定的電路分析基礎教學基本要求。《電路原理》適閤普通高等學校電類專業師生使用，也可供科技人員參考。

作者簡介

　　於歆傑，博士，1973年生，清華大學電機工程與應用電子技術係副教授。從事電工理論與新技術學科的教學與科研工作。科研興趣為智能計算、電力電子，主持國傢自然科學基金1項。講授電路原理課程和演化計算及其應用課程。2003年赴美國麻省理工學院教學考察半年。2004年獲清華大學青年教師教學基本功比賽一等奬和北京高校第四屆青年教師教學基本功比賽二等奬。
　　
　　硃桂萍，博士，1973年生，清華大學電機工程與應用電子技術係講師。從事電工理論與新技術學科的教學與科研工作。研究興趣為超導應用、電力電子，主持鐵道部科研基金1項。講授電路原理課程和Windows程序設計課程。2004年赴英國曼徹斯特大學教學考察半年。
　　
　　陸文娟，1946年生，清華大學電機工程與應用電子技術係教授。電路原理教學組課程負責人，2005年電路原理被評為北京市精品課程。參加編寫的教材有《綫性時變電路簡介》、《電路原理》、《綫性係統分析和控製》、電子教材係列<電路原理》等。曾獲寶鋼優秀教師奬、北京市優秀教師稱號以及多項清華大學優秀教學成果奬。研究方嚮為係統仿真與控製，參加的兩項科研項目分彆獲國傢教委科技迸步二等奬和國防科工委科技進步三等奬。

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精彩書評

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目錄

第1章 緒論
1．1 電路
1．2 電流和電壓
1．2．1 電流
1．2．2 電壓
1．2．3 端口
1．3 電路模型的建立和電路分析的基本觀點
1．4 電路用於信號處理
1．4．1 信號
1．4．2 利用電路處理信號的實例
1．5 電路用於能量處理
1．5．1 功率
1．5．2 電壓和電流的有效值
1．5．3 利用電路處理能量的實例
1．6 電路的分類
習題
參考文獻

第2章 簡單電阻電路分析
2．1 電阻
2．1．1 電路中的電阻模型
2．1．2 分立與集成電路中的電阻元件
2．2 電源
2．2．1 獨立電源
2．2．2 受控電源
2．3 金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）
2．4 基爾霍夫定律
2．4．1 基爾霍夫電流定律（KCL）
2．4．2 基爾霍夫電壓定律（KVL）
2．4．3 用KCL、KVL和元件約束來求解電路
2．5 電路的等效變換
2．5．1 電阻等效變換
2．5．2 電源等效變換
2．6 運算放大器
2．6．1 運算放大器及其電氣特性
2．6．2 含負反饋理想運算放大器電路的分析
2．6．3 其他含理想運算放大器電路的分析
2．7 二端口網絡
2．7．1 二端口網絡的參數和方程
2．7．2 二端口網絡的等效電路
2．7．3 二端口網絡的聯接
2．8 數字係統的基本概念
2．9 用MOSFET構成數字係統的基本單元——門電路
習題
參考文獻

第3章 綫性電阻電路的分析方法和電路定理
3．1 支路電流法
3．2 節 點電壓法
3．3 迴路電流法
3．4 疊加定理和齊性定理
3．4．1 疊加定理
3．4．2 齊性定理
3．5 替代定理
3．6 戴維南定理和諾頓定理
3．6．1 戴維南定理
3．6．2 諾頓定理
3．7 特勒根定理
3．7．1 具有相同拓撲結構的電路
3．7．2 特勒根定理
3．8 互易定理
3．9 對偶電路和對偶原理
習題
參考文獻

第4章 非綫性電阻電路分析
4．1 非綫性電阻和非綫性電阻電路
4．1．1 非綫性電阻
4．1．2 非綫性電阻電路及其解存在唯一性
4．2 直接列方程求解非綫性電阻電路
4．3 非綫性電阻電路的圖解法
4．4 非綫性電阻電路的分段綫性法
4．5 非綫性電阻電路的小信號法
4．6 用MOSFET構成模擬係統的基本單元——放大器
4．7 非綫性電阻應用舉例
4．7．1 利用二極管的單嚮開關性質
4．7．2 利用穩壓二極管的穩壓性質
4．7．3 利用非綫性電阻産生新的頻率成分
習題
參考文獻

第5章 動態電路的時域分析
5．1 電容和電感
5．1．1 電容
5．1．2 電感
5．1．3 電容、電感的串並聯
5．2 動態電路方程的列寫
5．3 動態電路方程的初始條件
5．4 一階動態電路
5．4．1 一階動態電路的經典解法
5．4．2 求解一階動態電路的直覺方法——三要素法
5．4．3 幾個應用實例
5．5 二階動態電路
5．5．1 二階動態電路的經典解法
5．5．2 求解二階動態電路的直覺方法
5．6 全響應的分解
5．6．1 電路的零輸入響應
5．6．2 電路的零狀態響應
5．6．3 電路的全響應
5．7 單位階躍響應和單位衝激響應
5．7．1 電路的單位階躍響應
5．7．2 電路的單位衝激響應
5．8 捲積積分
5．9 狀態變量法
習題
參考文獻

第6章 正弦激勵下動態電路的穩態分析
6．1 概述
6．2 用相量法分析正弦穩態電路
6．2．1 相量
6．2．2 元件約束與KCL、KVL的相量形式
6．2．3 阻抗與導納
6．2．4 相量法分析舉例
6．3 頻率響應與濾波器
6．3．1 一階RC電路的頻率響應
6．3．2 低通濾波和高通濾波
6．3．3 帶通濾波和全通濾波
6．4 LC諧振電路
6．4．1 LC諧振電路的頻率響應
6．4．2 品質因數
6．5 互感和變壓器
6．5．1 互感和互感電壓
6．5．2 有互感的電路分析
6．5．3 變壓器
6．6 正弦穩態電路的功率
6．6．1 正弦穩態電路的功率
6．6．2 最大功率傳輸
6．7 三相電路
6．7．1 對稱三相電路分析
6．7．2 不對稱三相電路分析
6．7．3 三相電路的功率及其測量
6．8 周期性非正弦激勵下電路的穩態分析
6．8．1 周期性非正弦信號的傅裏葉級數分解
6．8．2 周期電壓、電流的有效值和平均功率
6．8．3 周期性非正弦激勵下電路的穩態響應
習題

參考文獻
附錄A 電路基本概念的引入
附錄B 電路圖論的基礎知識及其在電路分析中的應用
附錄C 常係數綫性常微分方程的求解
附錄D 復數和正弦量
附錄E 傅裏葉級數
部分習題答案
索引

前言/序言

　　本書是近三年來清華大學對電路原理課程進行教學改革的成果之一。作者在三屆授課講稿的基礎上，經整理補充，寫成這本教材。
　　電路原理（或電路、電路分析基礎）課程的形成源於電氣_亡程與信息科學技術的研究和應用。
　　半個多世紀以來，為瞭使這門課程能夠適應科學技術發展的需要，人們進行瞭多方麵的探索，努力拓展和深化電路理論。例如，引入圖論知識，加強狀態變量分析，更新並擴充非綫性電路理論的研究內容、增加計算機輔助分析的應用等。也有人提齣將此課程與其他課程重新整閤。實踐錶明，多種類型的嘗試都對本課程的教學改革産生瞭很好的促進作用，使電路原理課程不斷更新，與時俱進。
　　進入20世紀中後期，超大規模集成電路（VLSI）技術日趨成熟，並在科研、生産以至日常生活的各個層麵起到越來越重要的作用。與此同時，數字係統的應用已明顯超過模擬係統，數字與模擬混閤係統也得到瞭非常廣泛的應用。然而，這些重大變革卻很少觸動電路原理課程的教學內容，該課程的主要選材和基本框架依然保持著固有的穩定與成熟，主要錶現在以下兩方麵：一是隻研究基於電路模型的分析，不討論實際電路的元件建模背景；另一是隻討論模擬電路，不講授數字電路與係統的知識。這就使得本課程與後續課程之間好像有一條明顯的鴻溝，不可逾越。
　　這種形勢使電路原理課程的改革麵臨睏境。首先，它與科研生産的實際狀況明顯脫節，課程內容失去活力，學生感覺所講授的內容與現實生活中的電氣電子設備不相適應。學完這門課之後，往往還不知道受控源究竟為何物，未能認識實際電路中廣泛應用的開關元件，更不理解電阻與電容充放電過程産生的真實背景等。其次，電路類課程的總體學時偏多，相當一部分內容還有待更新。
　　我們不會忘記，電阻（R）、電感（L）、電容（c）元件在相當長一段時間內都是組成電路最主要的基本單元，但隨著集成電路技術的飛速發展，這種簡單的局麵已不復存在。為瞭適應芯片製作工藝特點，減少芯片麵積和改善電路參數精度與穩定性等一係列實際要求，電路設計的理念産生瞭根本性變化。一方麵力求遠離電感，同時要謹慎選用電阻和電容；另一方麵則大量啓用有源器件——晶體管，特彆是金屬氧化物半導體場效應管（MOSFET）。由於MOSFET具有集成工藝便於實現和低功耗等眾多優點，扮演瞭當代集成電路基本單元中最重要的角色。
　　當然還應當看到，仍有一些電路很難全部進入芯片以實現集成化。這主要錶現在大功率和高頻率兩個方麵。在電力電子技術中，較大功率運行的電路仍然需要分立器件來實現；在無綫通信靠近射頻前端以及頻率較高的電子儀器設備中，也保留有一些分立電路。
　　麵對實際情況，應當重新考慮電路原理課程的主要選材和體係結構。
　　人們構成電路的目的是為瞭進行能量處理和信號處理，因此在電路原理課程中應體現這兩方麵的應用。當代電氣工程與信息科學的發展和應用趨勢錶明，在電路原理課程中，盡管R、L、C元件模型仍占據重要地位，但MOSFET元件模型的引入已經成為必然趨勢。在實踐中，我們還注意到，引入MOSFET不僅可以讓學生認識實際電路中的受控源特性，而且有助於理解MOSFET在具有放大特性的同時可作開關應用，這樣就為初步建立數字係統的概念開創瞭條件。將電阻、電容、電感、MOSFET、運算放大器作為電路基本元件，既可兼顧模擬與數字兩種類型電路的統一要求，更可體現電路進行能量處理和信號處理的雙重作用。
　　作為電類專業第一門技術基礎課程，電路原理需要培養學生紮實的電路分析能力，但切切不可忽視對實際元件建模背景的討論，即不能將課程隻局限在針對理想模型的分析中。電路原理課程需要適度體現工程性，即適度討論抽象模型的物理背景、抽象過程、不同模型之間的區彆與聯係、如何針對不同需求選擇不同模型……
　　隨著係統集成技術的廣泛應用，把電路設計過程進行分層次處理就顯得非常必要。人們力求藉助抽象化和模塊化的思想依次完成復雜電路的設計，這是構成復雜係統的前提。在電路原理這門課程中，有責任為學生建立端口特性以及子電路（子係統）抽象的初步概念。
　　為瞭體現上述3點指導思想，在本書中采取瞭以下具體措施。
　　（1）含MOSFET電路分析貫穿全書。第2章以MOSFET壓控電流源特性為例講授瞭建立受控源模型的實際背景。按照外界條件的不同，MOSFET也可工作於開關狀態，依此討論瞭數字電路與係統的基本單元——邏輯門電路。在第4章中利用非綫性電阻電路的小信號法分析瞭MOSFET構成的模擬電路與係統的基本單元一一小信號放大電路。第5章在引齣電容元件之後介紹MOSFET的寄生電容特性，研究反相器輸齣信號的充放電波形，建立瞭數字係統傳輸延遲的概念。最後，在第6章討論MOSFET放大器的頻率響應特性，分析瞭寄生電容對實際放大電路的影響。第5章和第6章分彆從時域和頻域兩個角度全麵考察動態元件對實際電路性能産生的影響。
　　（2）含運算放大器電路的分析也滲透於全書許多章節。在第2章中討論運算放大器的模型，運用KCL、KVL研究一些簡單運放電路。此後逐步深入，不僅講授負反饋運放構成的多種實際電路，還討論瞭一些正反饋運放的應用實例。第6章結閤頻率特性初步引齣瞭有源濾波器。
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1.1　電路

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附錄C　常係數綫性e常微分方程的求解

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參考文獻

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3.4　疊加定理和齊性定理

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參考文獻

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1.6　電路的分類

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