電子電路超入門：圖解電晶體、二極體、積體電路等資訊科技基礎知識 図解入門 よ～くわかる最新電子回路の基本としくみ［第2版］

石川洋平 , 野口卓朗 著 陳朕疆 譯

電子電路超入門：圖解電晶體、二極體、積體電路等資訊科技基礎知識

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商品描述

電子電路相當有趣！
掌握訣竅後就會愛上這門學問

從電力電路到電子電路、被動元件到主動元件
讓專家帶你了解這些名詞間的差異
熟悉它們之後說不定你也會陷入電路的魅力


　　為了讓讀者喜歡上電子電路這門領域，
　　本書除了說明電子電路的基礎與概觀外，
　　還蒐羅了許多有趣的梗，讓各位能輕鬆閱讀。

　　文中的數學式很少，主要是列出關鍵字並簡單說明。
　　年齡上來說，最早開始學習電子電路知識的族群是工業高職生，
　　開始學習專業科目後，這些剛從國中畢業的學生們，
　　突然遇到「jω」之類的未知咒文，當然會被嚇到。

　　進入大學以後，他們需運用在高中學過的微積分，學習電路的行為。
　　這時他們會開始覺得「電力電路」很困難，
　　接著又會碰到二極體、電晶體等「電子電路」的咒文，應該有不少人因此而放棄吧。

　　透過本書讀者就可先了解「框架」，
　　進而理解到電子電路領域的整體模樣。

　　本書的第二個特徵，是引入了「LTspice」的電路模擬練習。
　　為了方便讀者練習，本書使用能以滑鼠輸入電路圖，
　　只要點幾下按鍵，就能看到波形的「LTspice」做練習，
　　並提供練習檔案供大家下載使用。

　　不管是其他專業領域人士、高中生、科大生、大學生或社會人士，
　　如果能讓大家了解到電子電路領域的關鍵字，
　　並對這個領域產生興趣，那就太棒了。

　　●電力電路在學什麼
　　一般來說，在學過電壓、電流、電阻間的關係（歐姆定律）後，
　　就會開始學習電路的分析方法。
　　接著要試著分析含有電阻以外之重要元件的電路，譬如電容或電感等。
　　而電阻、電容、電感被稱為被動元件，使用這些元件的電路，則稱為電力電路。

　　●電子電路在學什麼
　　再來要以電力電路學到的知識為基礎，
　　學習含有二極體、電晶體這2個元件的電路。
　　之後還能將二極體、電晶體，轉換成在電力電路中學到的被動元件或電源，成為等效電路。
　　而二極體與電晶體也稱做主動元件，使用主動元件的電路，被稱為電子電路。

作者簡介

作者簡介

石川洋平

　　1978年出生於福岡縣大川市。畢業於八女工業高等學校資訊技術科，佐賀大學大學院工學系研究所畢業。有明工業高等專門學校創造工學科 副教授、博士（工學）。電氣學會會員、電子資訊通訊學會會員、IEEE會員。亦從事類比、數位積體電路的教育及研究工作。

野口卓朗

　　1989年出生於福岡縣大牟田市。有明工業高等專門學校電子資訊工學科畢業，佐賀大學大學院工學系研究所畢業。有明工業高等專門學校創造工學科 助理教授、博士（工學）。電子資訊通訊學會會員、IEEE會員。從事簡易型微小相位差計測電路高功能化的相關研究。

目錄大綱

前言    3

Chapter 1 電子電路的主角們
各種元件與定律

1-1    電力電路與電子電路的差別    10
Column 電力工程與電子工程，差一個字差很多嗎？    14
1-2    類比電路與數位電路    15
1-3    國中自然科學過的電力電路 …歐姆定律是一切的基礎    18
1-4    自由計算電路中各種數值的重要工具 …克希荷夫定律    20
Column 說自己不懂節點電壓法的學生們    24
1-5    了解被動元件的心情    25
1-6    魔法般的關鍵字jω …微分、積分的直觀理解    31
Column 橫軸是ωt（角度）？ t（時間）？    32
1-7    以濾波器取得頻率 …時間軸與頻率軸（PartⅠ）    39
Column 濾波器的「篩孔」愈小愈好    40
1-8    了解電晶體與二極體的心情    45
Column 只說電晶體時，指的是雙極性電晶體？    48
1-9    電晶體的主成分 …半導體的基礎    49
1-10    窺探IC的內部結構    54
1-11    使用電晶體的準備運動 …方便的h參數    59
Column 電子電路使用的大小寫符號與下標    61
Point    第1章真正想談的事    62

Chapter 2 類比電子電路的功能
「放大」的概念與計算

2-1    「放大」訊號 …電壓放大率、電流放大率    64
2-2    圖形縱軸不是「倍」，而是「分貝」    66
2-3    由電晶體的特性圖看出「放大」幅度    69
2-4    「放大」的前置準備 …做為幕後英雄的「偏壓電路」    72
2-5    誰「放大」了什麼？ …輸入輸出阻抗    76
Column 了解「放大」是什麼，卻不了解「輸入輸出阻抗」是什麼    78
2-6    電晶體「開關作用」與數位電路之間的關係    79
Column 筆者（石川）的電子電路經歷
     為什麼類比電路與數位電路兩種都要學？    81
Point    第2章真正想談的事    82

Chapter 3 大學、五專、高職學到的電子電路
專業書籍的閱讀方式

3-1    高職檢定教科書與市面上販售的教科書 …讓自己喜歡上電子電路的閱讀方式    84
Column 購買檢定教科書    84
Column 筆者（石川）在高職學到的東西，在大學與五專學到的東西    87
3-2    電晶體變身成了方便使用的形式 …了解四種等效電路    88
3-3    最流行的放大電路 …共射極電路    91
Column 請一口氣讀完3-3節到3-5節    92
3-4    輸出不會反轉的放大電路 …共基極電路    93
Column 接地是什麼意思？    94
3-5    電壓放大率為1倍？ 這樣也算放大電路嗎？ …共集極電路    95
Column 複習三種接地電路的特徵！    96
3-6    目前的主流元件 …MOS電晶體的基礎    97
Column MOS電晶體是3個端子的元件？ 還是4個端子的元件？    99
3-7    MOS電晶體使用的基本電路 …共源極電路    101
3-8    大型積體電路（LSI） …差動放大電路與電流鏡電路    103
3-9    以「高性能」為目標 …類比電路設計的抵換關係    107
Column 與電子電路有關的五專、大學的畢業研究包括哪些？    108
Point    第3章真正想談的事    109

Chapter 4 使用運算放大器的演算電路
電晶體數量的恐怖之處

4-1    增加電晶體數量後便無法計算！？    112
4-2    救世主運算放大器登場 …黑箱化＆虛短路    114
4-3    運算放大器的使用方式 …密技回饋    117
4-4    使用運算放大器製作的加減法電路與微積分電路    123
Column 運算放大器只能用在反相放大電路與非反相放大電路上嗎？    123
4-5    運算放大器使用的頻率濾波器 …時間軸與頻率軸（PartⅡ）    125
4-6    運算放大器的內部 …已學過之知識的總動員    127
Point    為熟悉第3章的電子電路，您需能回答出「這五個問題」的答案    129
Point    第4章真正想談的事    130

Chapter 5 數位電路的基礎
組合電路與順序電路

5-1    從類比到數位 …A/D轉換與D/A轉換    132
Column 「從類比到數位」的轉換極限 取樣定理    136
5-2    10進位、2進位、16進位 …方便電腦處理的表示方式    137
5-3    組合電路 …NOT、AND、OR、NAND、NOR、XOR電路    140
5-4    半加器與全加器 …挑戰2進位加法    142
5-5    順序電路 …記憶力超群的正反器電路    145
Column 如果被問到「數位電路（邏輯電路）是在學什麼？」該怎麼回答？    149
5-6    邏輯電路也是由電晶體組成    150
Column 意識到電晶體層次的時機    152
5-7    數位IC的應用 …TTL與CMOS    153
5-8    以「高性能」為目標 …微處理器、FPGA的未來    156
Point    第5章真正想談的事    158

Chapter 6 電路模擬
LTspice入門

6-1    什麼是電路模擬    162
Column 與電路模擬的相遇（石川篇）    167
6-2    LTspice介紹    168
6-3    LTspice的使用方式    172
Column    IC設計的必要工具    174
6-4    用模擬器體驗「放大」    179
6-5    用模擬器體驗「濾波器」    190
Column 不會冒煙的模擬器與變壓器事件    195
6-6    用模擬器體驗「組合電路」    196
6-7    用模擬器體驗「順序電路」    201
Column 與電路模擬的相遇（野口篇）    206
Point    第6章真正想談的事    210

結語    211
參考文獻    212
索引    213

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