本帖最后由 心底无私 于 2013-8-25 17:18 编辑
阅读华中科大《电子技术基础(模拟部分)》应注意的二、三事 华中科大《电子技术基础(模拟部分)》与清华大学《(模拟电子技术基础》影响不相上下。笨人本来早就略知该书很难读。笨人不怕读书,只怕读难书。因此,笨人对类似难书,能回避则回避。但几年来因工作需要,无奈之下又不得不反复啃读。经过长时间几十遍反复的农夫耘地翻地似的阅读推敲,发现该书一些问题真的很严重。愿与大家共享,以期能稍微减轻读者阅读困难。
一、集成运放应用一章内容编排偏前 集成运放应用一章内容本来应当编排在集成运放工作原理一章之后。该书第6章专门介绍集成运放工作原理。因此集成运放应用一章内容应当编排在第6章之后,但是实际上该书把集成运放应用一章内容作为第2章靠前编排。容易使读者囫囵吞枣。
因此,读者阅读该书时,应注意先读第6章,再读第2章。
至于该书为何这样做。可能是考虑模电教科书整体内容很糟糕,乱似牛毛,而集成运放应用一章内容的规律性、针对性及可读性还算比较强,放在前边,能以一俊遮百丑,试图给读者造成一个该书不难读的印象。
殊不知,这种企图以一俊遮百丑的编排,实际上给读者造成了一个错觉,是害了读者,最后的结果无异于饮鸩止渴。
二、自由开路pn结内电场电势及正向导通pn结内电场电势数值均无答案
该书第63页图3.2.2所注明的势垒电位Vo,其实就是自由开路pn结内电场电势,其他书多标以Uho,但数值多大均没有结论。第64页正向导通pn结内电场电势Uh的数值也无结论。
似乎是在吊读者的胃口。其实事实是,所用多子扩散与少子漂移平衡理论错误。所以虽然几乎每本模电教科书都号称以多子扩散与少子漂移平衡理论来计算自由开路pn结内电场电势Uho及正向导通pn结内电场电势Uh的数值,实际上60年过去了,尚未见有一个人给出任何计算结果。所以模拟电子技术教科书上只好空着悬着,粗心的读者被蒙过去了,细心的读者留下不尽的悬念。
自由开路pn结内电场电势Uho及正向导通pn结内电场电势Uh的数值均无答案的事实,不仅在华中科大《电子技术基础(模拟部分)》存在,而且在清华大学《(模拟电子技术基础》等传统模电教科书中都存在。这个事实直接反映了基础理论的欠缺对教科书的影响。
三、原理电路与类似实用电路穿插介绍乱似一锅粥使读者如入迷雾之中
第4章介绍BJT放大器时,该书把并不实用的共射放大器原理电路大摆特摆,见图1,又是画交流等效电路,又是画直流等效电路,又是列摆各种公式。在4.2节及4.3节,从第116页到133页,原图、交流等效电路、直流等效电路及图解分析图共摆出了近20幅,公式列出了10个,后来呢,却只有Ro=Rc在例题及习题计算中派上了用场。
图1 把并不适用的共射放大器原理电路大摆特摆 真正经典的基本共射放大电路反而被矮化在例题中引出,见图2,原图、交流等效电路、直流等效电路只摆出了4幅,配套的公式则一个也没有列出来。
图2 真正经典的基本共射放大电路矮化在例题中介绍
在从第116页到133页长达18页的篇幅中,原理电路与实用电路穿插摆出,原理电路的交流等效电路、直流等效电路与实用电路的交流等效电路、直流等效电路轮番上场。
交流等效电路、直流等效电路与原电路之间本来是一对一的简单关系,好似纯洁的一夫一妻制,在该书变成了二对二的复杂关系,活活地演化成了丑陋的“群婚制”。
尤其是,该书第131页、132页列出了很多公式,但是到了133页的例题解答中,却又完全甩到一边,悬之高阁,反而又启用了另一套不知来历的公式。似乎推出那些公式,纯粹就是摆设,就是让读者多掏几个大钢镚儿!
还有,从133页到185页,长达50多页篇幅,实际上讲授的没有几页,纯粹是懒婆娘的裹脚-又臭又长!
四、至关重要的BJT输入电阻计算公式rbe=rbb'+(β+1)UT/Ie摆在犄角旮旯里 传统模电书包括该书讲BJT原理时好似故意留尾巴留一手。BJT的h参数模型、高频模型作为管子数理模型,复合BJT组成原理作为BJT种类,本来都应该安排在BJT工作原理一节里或者一章里,实际上目前BJT的h参数模型安排在基本共射放大器一节里,高频模型安排在放大器频率特性分析一章里,复合BJT组成原理不知安排放大器的哪一节里。
所以,作为传统模拟电子技术教科书的读者,要寻找BJT的h参数模型、高频模型,以及复合BJT组成原理,可就真有点儿难了。
十分重要的BJT输入电阻计算公式rbe=rbb'+(β+1)UT/Ie,几乎每道计算题都要使用的,也与BJT的h参数模型一起藏在基本共射放大器一节的犄角旮旯里。
如此安排,首先极易给读者造成该公式只适合于基本共射放大器的错觉,而不敢大胆滴在分压偏置CE、CC及CB放大器里广泛使用,其次还使得即使老读者寻找rbe计算公式,也得几乎翻遍全书,千呼万唤始出来!如此写书,不是善意架梯子,实质上是恶意垒台阶造迷宫,读者读这种书,无异于钻进迷宫捉迷藏!
五、至关重要的分压偏置共射放大器缺胳膊少腿儿 分压偏置共射放大器晶体管发射极本来接着两个电阻一个电容,因此既能稳定工作点,又能抑制管子非线性失真。但是在该书里,分压偏置共射放大器晶体管发射极只接着一个电阻,电容也没有了,见图3,结果放大器功能退化,实际上只能抑制管子非线性输入特性,基本上失去了工作点稳定性。
为什么这样说呢?因为只接着一个电阻,电容没有了,这个电阻在抑制管子非线性的同时也要严重影响电压放大倍数。影响多么厉害呢?据计算,取Re=Rc时,电压放大倍数会小于1,只有零点几,根本不是放大器了。所以说为了保持电压放大能力这样一个基本功能首要指标,设计时一般应当取Re≈0.1Rc。但是稳定工作点一般要求Re≈Rc。所以说考虑电压放大能力,就得放弃工作点稳定性,结果顾此失彼。 图3 华中科大模电书分压偏置共射放大器 世上没有绝人之路。要想兼顾抑制管子非线性、电压放大能力及工作点稳定性,也容易实现。只需要将Re一分为二,就是Re1与Re2串联,然后再给Re2并联一个大电容C3,让交流信号电流从Re2的旁边即C3流过,见图4。设计时使C3的容抗电压降落很小,C3对交流信号电流接近于短路,就能使Re2只有工作点稳定性,没有抑制管子非线性的作用,也就不影响电压放大倍数。如此这般设计,就能使Re1与Re2分别按照各自的要求来设计,就是Re1按照抑制非线性要求Re1≈0.1Rc来设计,Re2按照工作点稳定性Re2≈Rc来设计。Rc=1kΩ时,典型设计结果就是,Re1≈0.1Rc=0.1kΩ=100Ω,Re2≈Rc=1kΩ。C3也不用多么大,此处一般只要100μF就足矣。
图4 正规的偏置共射放大器
可惜该书没有这样设计,而是头疼医头、脚痛医脚,随意简化,结果造成缺功能,缺胳膊少腿儿。 作者也可能意识到这个问题的严重性,于是在136页写着与Re并联一个大电容,也没画图,却又摆出了一长串儿公式,简直使读者犹如丈二和尚摸不着头脑。
仅仅与Re并联一个大电容,结果又使放大器只剩下工作点稳定性,丧失了抑制管子非线性的能力,结果整个放大电路还是缺胳膊少腿儿。
无独有偶,可惜清华模电书也是这么干的,见图5。
图5 清华模电书分压偏置共射放大器
问题还很多,在此就列出这些。不当之处,欢迎大家拍砖!
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