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编辑推荐

　　《电路原理》特色：
　　内容涵盖教育部基础课程教学指导委员会制定的本科生电路原理课程基本要求，在此基础上有较多扩充。
　　在研究理想化电路模型的基础上，适当注重实际元件的建模背景以及电路模型精确性和求解简便性之间的折中，使学生对工程类课程的特点有初步认识。
　　将MOSFET、运算放大器等作为电路基本元件，体现了当代电气工程与信息科学进展的时代气息。
　　既涉及模拟电路的相关知识，也初步讨论数字电路的构成与分析。
　　提供了非常丰富的应用实例，将本课程与电子学、微电子学、电力电子学、高频电路等后续课程密切联系起来，有助于激发学生的学习志趣和热情，从而灵活、深入地掌握基本概念。

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。

作者简介

　　于歆杰，博士，1973年生，清华大学电机工程与应用电子技术系副教授。从事电工理论与新技术学科的教学与科研工作。科研兴趣为智能计算、电力电子，主持国家自然科学基金1项。讲授电路原理课程和演化计算及其应用课程。2003年赴美国麻省理工学院教学考察半年。2004年获清华大学青年教师教学基本功比赛一等奖和北京高校第四届青年教师教学基本功比赛二等奖。
　　
　　朱桂萍，博士，1973年生，清华大学电机工程与应用电子技术系讲师。从事电工理论与新技术学科的教学与科研工作。研究兴趣为超导应用、电力电子，主持铁道部科研基金1项。讲授电路原理课程和Windows程序设计课程。2004年赴英国曼彻斯特大学教学考察半年。
　　
　　陆文娟，1946年生，清华大学电机工程与应用电子技术系教授。电路原理教学组课程负责人，2005年电路原理被评为北京市精品课程。参加编写的教材有《线性时变电路简介》、《电路原理》、《线性系统分析和控制》、电子教材系列<电路原理》等。曾获宝钢优秀教师奖、北京市优秀教师称号以及多项清华大学优秀教学成果奖。研究方向为系统仿真与控制，参加的两项科研项目分别获国家教委科技迸步二等奖和国防科工委科技进步三等奖。

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精彩书评

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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
3．1 支路电流法
3．2 节 点电压法
3．3 回路电流法
3．4 叠加定理和齐性定理
3．4．1 叠加定理
3．4．2 齐性定理
3．5 替代定理
3．6 戴维南定理和诺顿定理
3．6．1 戴维南定理
3．6．2 诺顿定理
3．7 特勒根定理
3．7．1 具有相同拓扑结构的电路
3．7．2 特勒根定理
3．8 互易定理
3．9 对偶电路和对偶原理
习题
参考文献

第4章 非线性电阻电路分析
4．1 非线性电阻和非线性电阻电路
4．1．1 非线性电阻
4．1．2 非线性电阻电路及其解存在唯一性
4．2 直接列方程求解非线性电阻电路
4．3 非线性电阻电路的图解法
4．4 非线性电阻电路的分段线性法
4．5 非线性电阻电路的小信号法
4．6 用MOSFET构成模拟系统的基本单元——放大器
4．7 非线性电阻应用举例
4．7．1 利用二极管的单向开关性质
4．7．2 利用稳压二极管的稳压性质
4．7．3 利用非线性电阻产生新的频率成分
习题
参考文献

第5章 动态电路的时域分析
5．1 电容和电感
5．1．1 电容
5．1．2 电感
5．1．3 电容、电感的串并联
5．2 动态电路方程的列写
5．3 动态电路方程的初始条件
5．4 一阶动态电路
5．4．1 一阶动态电路的经典解法
5．4．2 求解一阶动态电路的直觉方法——三要素法
5．4．3 几个应用实例
5．5 二阶动态电路
5．5．1 二阶动态电路的经典解法
5．5．2 求解二阶动态电路的直觉方法
5．6 全响应的分解
5．6．1 电路的零输入响应
5．6．2 电路的零状态响应
5．6．3 电路的全响应
5．7 单位阶跃响应和单位冲激响应
5．7．1 电路的单位阶跃响应
5．7．2 电路的单位冲激响应
5．8 卷积积分
5．9 状态变量法
习题
参考文献

第6章 正弦激励下动态电路的稳态分析
6．1 概述
6．2 用相量法分析正弦稳态电路
6．2．1 相量
6．2．2 元件约束与KCL、KVL的相量形式
6．2．3 阻抗与导纳
6．2．4 相量法分析举例
6．3 频率响应与滤波器
6．3．1 一阶RC电路的频率响应
6．3．2 低通滤波和高通滤波
6．3．3 带通滤波和全通滤波
6．4 LC谐振电路
6．4．1 LC谐振电路的频率响应
6．4．2 品质因数
6．5 互感和变压器
6．5．1 互感和互感电压
6．5．2 有互感的电路分析
6．5．3 变压器
6．6 正弦稳态电路的功率
6．6．1 正弦稳态电路的功率
6．6．2 最大功率传输
6．7 三相电路
6．7．1 对称三相电路分析
6．7．2 不对称三相电路分析
6．7．3 三相电路的功率及其测量
6．8 周期性非正弦激励下电路的稳态分析
6．8．1 周期性非正弦信号的傅里叶级数分解
6．8．2 周期电压、电流的有效值和平均功率
6．8．3 周期性非正弦激励下电路的稳态响应
习题

参考文献
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

　　本书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_亡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。
　　当然还应当看到，仍有一些电路很难全部进入芯片以实现集成化。这主要表现在大功率和高频率两个方面。在电力电子技术中，较大功率运行的电路仍然需要分立器件来实现；在无线通信靠近射频前端以及频率较高的电子仪器设备中，也保留有一些分立电路。
　　面对实际情况，应当重新考虑电路原理课程的主要选材和体系结构。
　　人们构成电路的目的是为了进行能量处理和信号处理，因此在电路原理课程中应体现这两方面的应用。当代电气工程与信息科学的发展和应用趋势表明，在电路原理课程中，尽管R、L、C元件模型仍占据重要地位，但MOSFET元件模型的引入已经成为必然趋势。在实践中，我们还注意到，引入MOSFET不仅可以让学生认识实际电路中的受控源特性，而且有助于理解MOSFET在具有放大特性的同时可作开关应用，这样就为初步建立数字系统的概念开创了条件。将电阻、电容、电感、MOSFET、运算放大器作为电路基本元件，既可兼顾模拟与数字两种类型电路的统一要求，更可体现电路进行能量处理和信号处理的双重作用。
　　作为电类专业第一门技术基础课程，电路原理需要培养学生扎实的电路分析能力，但切切不可忽视对实际元件建模背景的讨论，即不能将课程只局限在针对理想模型的分析中。电路原理课程需要适度体现工程性，即适度讨论抽象模型的物理背景、抽象过程、不同模型之间的区别与联系、如何针对不同需求选择不同模型……
　　随着系统集成技术的广泛应用，把电路设计过程进行分层次处理就显得非常必要。人们力求借助抽象化和模块化的思想依次完成复杂电路的设计，这是构成复杂系统的前提。在电路原理这门课程中，有责任为学生建立端口特性以及子电路（子系统）抽象的初步概念。
　　为了体现上述3点指导思想，在本书中采取了以下具体措施。
　　（1）含MOSFET电路分析贯穿全书。第2章以MOSFET压控电流源特性为例讲授了建立受控源模型的实际背景。按照外界条件的不同，MOSFET也可工作于开关状态，依此讨论了数字电路与系统的基本单元——逻辑门电路。在第4章中利用非线性电阻电路的小信号法分析了MOSFET构成的模拟电路与系统的基本单元一一小信号放大电路。第5章在引出电容元件之后介绍MOSFET的寄生电容特性，研究反相器输出信号的充放电波形，建立了数字系统传输延迟的概念。最后，在第6章讨论MOSFET放大器的频率响应特性，分析了寄生电容对实际放大电路的影响。第5章和第6章分别从时域和频域两个角度全面考察动态元件对实际电路性能产生的影响。
　　（2）含运算放大器电路的分析也渗透于全书许多章节。在第2章中讨论运算放大器的模型，运用KCL、KVL研究一些简单运放电路。此后逐步深入，不仅讲授负反馈运放构成的多种实际电路，还讨论了一些正反馈运放的应用实例。第6章结合频率特性初步引出了有源滤波器。

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第2章　简单电阻电路分析

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　　本书主要内容包括：简单电阻电路，线性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，揩振，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，电路图的基础知识，常系数线性微分方程的求解，复数和正弦量以及傅里叶级数。

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4.1　非线性电阻和非线性电阻电路

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　　本书主要内容包括：简单电阻电路，线性电路的分析方法和电路定L理，非线性电阻电路，一阶电路，二M阶电路S，阶跃响应，冲激响应，M卷积积分，相量法，阻抗与导纳，频率响应，T滤波器，揩振，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，O电路图的基础知识，常系数线性微分方程的求解，复数和正弦量以及傅里叶级数。

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