集成电路的原理和应用PDF电子书下载

目录 1

序言 1

第一章集成电路入门 1

1.1什么叫集成电路 1

1.1.1集成电路的意义 1

1.1.2集成电路的定义和分类 7

1.2集成电路的基础知识 12

1.2.1晶体管的复习 12

（1）半导体中的电子和空穴的迁移 12

（2）晶体管的偏置方法 19

（3）高频晶体管的特性 22

（4）功率晶体管的特性 23

1.2.2集成电路中的电路元器件的特性 25

（1）晶体管 25

（3）电阻 29

（2）二极管 29

（4）电容器 32

1.3集成电路的结构和制造方法 33

1.3.1集成电路的制造方法 33

（1）双极性集成电路的结构和制造方法 35

（2）金属－氧化物－半导体（MOS）集成电路的结构和制造方法 44

（3）膜集成电路的结构和制造方法 46

1.3.2集成电路的各种外壳 49

1.4集成电路的实际使用方法 52

1.5集成电路的安装方法 58

1.6集成电路的现状和将来 62

第二章数字电路入门 70

2.1数字电路和集成电路 70

2.1.1数字电路不难理解 70

2.1.2数字电路容易集成化 71

2.2模拟与数字 73

2.3二进位制 74

2.4基本逻辑 76

2.4.1逻辑和＝或门 77

2.4.2逻辑乘＝与门 79

2.4.3非（否定）＝反相门 82

2.4.4或非和与非 83

2.4.5禁止 84

2.5从开关电路转换为逻辑式 85

2.6逻辑式的各种性质 87

2.7从真值表转换为逻辑式 91

2.8从逻辑式转换为逻辑图 93

2.8.1基本转换方法 93

2.8.2用与非门进行转换 93

2.8.3输出端直接耦合（线或门，线与门） 95

第三章晶体管逻辑电路 99

3.1晶体管门 99

3.1.1 晶体管的大信号工作 99

3.1.2饱和型晶体管门 101

3.1.3非饱和型晶体管门 103

3.1.4晶体管的开关时间 105

3.2二极管门 112

3.2.1 用二极管组成门的方法 112

3.2.2二极管门的开关时间 113

3.3金属－氧化物－半导体（MOS）晶体管门 115

3.3.1金属－氧化物－半导体（MOS）晶体管的特性 115

3.3.2金属－氧化物－半导体（MOS）晶体管门 117

3.3.3金属－氧化物－半导体（MOS）晶体管的开关时间 118

3.4触发电路 120

3.4.1简单的触发电路 120

3.4.2优先置位触发器和寄存器 124

3.4.3移位寄存器和JK触发器 127

第四章逻辑电路的有关定义和测量方法 133

4.1正逻辑和负逻辑 133

4.2逻辑电平和系列 135

4.3.1输入－输出特性（1）——可容许的电平范围 137

4.3输入－输出特性 137

4.3.2输入－输出特性（2）——考虑到噪声问题 141

4.4噪声 142

4.4.1噪声容限 142

4.4.2噪声容限的测定 144

4.5输入、输出电路 147

4.5.1输入、输出端数 147

4.5.2单位负载 148

4.6脉冲的延迟 149

4.6.1传输时间及其测量方法 149

4.6.2 开关时间 151

4.7数字集成电路的规格 155

4.7.1检验规格和使用基准 155

4.7.2关于极限参数 157

5.1各种逻辑电路 160

5.1.1集成化的逻辑电路 160

第五章数字集成电路的种类和实例 160

5.1.2逻辑电路对比的基准 161

5.1.3饱和型与非饱和型逻辑电路 162

5.2直接耦合晶体管逻辑电路（DCTL电路） 163

5.3电阻－晶体管逻辑电路（RTL电路） 164

5.4二极管－晶体管逻辑电路（DTL电路） 167

5.4.1二极管－晶体管逻辑电路的工作原理 167

5.4.2二极管－晶体管逻辑电路的性质 168

5.4.3二极管－晶体管逻辑电路的与门扩展器 169

5.4.4集电极负载的影响 171

（1）集电极电阻的作用 171

（2）集电极负载电容的影响 171

5.4.5二极管－晶体管逻辑电路的使用方法 172

5.5 晶体管－晶体管逻辑电路（TTL电路） 174

5.5.1晶体管－晶体管逻辑电路的工作原理 174

5.5.2门的漏电流 175

5.5.3电流尖峰 177

5.5.4晶体管－晶体管逻辑电路的“或”门 178

5.5.5晶体管－晶体管逻辑电路的性质 180

5.6电流型逻辑电路（CML电路） 181

5.6.1电流型逻辑电路的工作原理 181

5.6.2电流型逻辑电路的性质 183

5.7互补晶体管逻辑电路（CTL电路） 187

5.8存贮电路 189

5.8.1集成化存贮电路的工作原理 189

5.8.2移位寄存器 195

5.9金属－氧化物－半导体（MOS）集成电路 195

第六章数字集成电路的应用 203

6.1各种数字设备的共同事项 203

6.1.1时钟与同步 203

6.1.2组合电路与时序电路 206

6.1.3串行方式和并行方式 208

6.2运算电路 209

6.2.1各种二进位制 210

6.2.2加法电路 212

6.2.3减法电路 216

6.2.4乘法电路 219

6.2.5除法电路 220

6.2.6电子计算机的组成部件 221

6.3计数器电路 222

6.3.1简单的计数器（非同步计数器） 223

6.3.2同步串行进位计数器 224

6.3.3同步并行进位计数器 225

6.3.4二－十进制的计数器 226

6.4其它各种电路 228

6.4.1奇偶校验电路（奇偶判定电路） 228

6.4.2重合电路 228

6.4.3多数表决电路 232

6.4.4译码器 233

6.4.5编码器 238

实验1数字集成电路的实验（计数器） 241

7.1.1能否实现小型轻便的优点 249

第七章线性集成电路基础 249

7.1线性电路集成电路化的优点 249

7.1.2能否提高可靠性 250

7.1.3能否提高性能 251

7.1.4能否提高经济性 252

7.2使用线性集成电路时，在电路设计中应考虑的 252

几个问题 252

7.2.1集成电路的规格 252

7.2.2在系统设计中应该考虑的问题 254

7.3线性集成电路的原理与电路形式 255

7.3.1集成电路和分立元器件电路的不同 255

7.3.2线性集成电路的基础电路 257

（1）直流电路 257

（2）放大电路 263

（3）级间电路 269

（4）功率放大电路 271

7.3.3集成电路的分析方法 272

第八章线性集成电路的基本电路 275

8.1差动放大器基础 275

8.1.1为什么用差动放大器作为线性集成电路的基本电路 275

8.1.2差动放大器的工作原理 276

（1）平衡状态 276

（2）对漂移的补偿 279

8.1.3差动放大器的基本特性 283

（1）传输特性 283

（2）互导 286

（3）发射极电阻的效用 287

8.1.4共模抑制比 288

8.1.5集成电路差动放大器的失调 290

（1）输出电压失调的测试 291

（2）输入电压失调的测试 291

（3）输入电流失调的测试 291

（1）恒流电路的一般电路程式 292

8.1.6恒流电路 292

（2）基本电路的温度补偿 293

8.1.7单端差动放大器 293

8.2负反馈放大电路基础 295

8.2.1稳定化的方法 295

8.2.2反馈电路的理论 296

8.2.3负反馈的方式 297

8.2.4负反馈的用途 297

（1）稳定化作用 298

（2）线性的提高 298

（3）输入输出阻抗的控制 299

（4）使放大器具有特定的频率特性 300

（5）输出噪声的减小 301

8.2.5负反馈对等效输入噪声的影响 301

（1）等效输入噪声及噪声系数 302

（2）晶体管的等效输入噪声 303

（3）发射极电阻产生的负反馈及其等效输入噪声 304

（4）从集电极反馈到基极的负反馈及其等效输入噪声 305

8.2.6负反馈放大电路的稳定性 306

（1）乃奎斯特稳定度判断法 306

（2）相位特性 307

8.2.7采用反馈放大电路的集成电路举例 309

8.3运算放大器基础 310

8.3.1理想放大器 311

8.3.2运算放大器的基本理论 312

（1）闭环运算放大器的等效电路 312

（2）反相型反馈电路 313

（3）非反相型反馈电路 322

（4）相移的影响 325

8.3.3实际运算放大器的误差 332

（1）由于负载电阻为有限值而产生的误差 333

（2）由于失调而产生的误差 333

（3）由于同相增益而产生的误差 335

（1）闭环补偿法 337

8.3.4运算放大器的相位补偿法 337

（2）开环补偿法 340

8.3.5集成化运算放大器的电路程式 350

（1）运算放大器的电路程式 350

（2）集成化运算放大器电路举例 352

8.3.6使用集成化运算放大器的注意事项 356

（1）运算放大器的选择 356

（2）运算放大器特性的测试方法 356

（3）排列及布线的注意事项 357

（4）闩锁的防止 362

（5）其它保护电路 363

（6）加外部器件提高运算放大器性能 364

第九章线性集成电路的实例与应用 366

9.1直流放大器、低频放大器、宽频带放大器等 366

9.1.1小信号放大器 366

（2）CA3000差动放大器 367

（1）SE505差动放大器 367

（3）PA230平衡差动放大器 369

（4）MC1303双路平衡放大器 369

9.1.2功率放大器 373

（1）PA237功率放大器 373

（2）AN130功率放大器 373

（3）CA3020平衡差动功率放大器 376

（4）PA222功率放大器 376

（6）PA246功率放大器 379

（5）MC1524功率放大器 379

（7）M5101S音频放大器 382

（8）STK-003功率放大器 382

9.1.3其他用途的集成电路 385

（1）WS183助听器用集成电路 385

（2）CA3035放大器 385

（3）PC-511稳压电源用集成电路 389

9.2射频放大器、中频放大器和混频器 389

（1）IC-161收音机用集成电路 390

9.2.1调幅收音机用集成电路 390

（2）IC1A-1收音机用集成电路 392

（3）M5104P收音机用集成电路 394

9.2.2多用途集成电路 396

（1）μA703多用途集成电路 396

（2）CA3004、CA 3005和CA 3006多用途集成电路 396

（3）LA1111多用途集成电路 402

（4）CA3042电视伴音电路用集成电路 402

（5）NE510A双差动放大器 405

9.2.3调频／调幅收音机用集成电路 405

（1）LA1201调频／调幅用中频放大器 407

（2）多片式调频／调幅收音机用集成电路 407

9.2.4混合集成电路 412

9.3运算放大器 415

9.3.1集成化运算放大器的实例 415

（1）μA702和μA709类型的运算放大器 420

（3）CA 3033运算放大器 425

（2）AN 118运算放大器 425

（4）MC 1553类型运算放大器 426

（5）μA 741运算放大器 426

（6）809 C运算放大器 428

（7）4 JPA 107运算放大器 429

9.3.2集成化运算放大器的应用 429

（1）运算放大器在运算器中的应用 429

（2）运算放大器的其他应用电路 434

实验2线性集成电路的实验（运算放大器） 441

（1）运算放大器用集成电路的测试和实验 441

（2）运算放大器用集成电路的应用 445

（3）均衡电路的实验 446

（4）加法器的实验 447

附录Ⅰ 我国半导体集成电路型号命名方法 448

附录Ⅱ 国产半导体集成电路管脚排列次序 451

附录Ⅲ部分常用国产半导体集成电路简介 451