晶体管运算放大器及其应用PDF电子书下载

主要符号说明 1

第一篇 运算放大器的基本理论 1

引言 1

目录 1

第一章 运算放大器的静态特性与分类 2

§1.1 理想运算方程 2

§1.2 实际晶体管运算放大器的运算方程 3

§1.3 偏差讨论与基本要求 5

1.3.1 开环增益 5

1.3.2 输入阻抗 7

1.3 5 输入偏置电流 8

1.3.6 共模抑制比 8

1.3.3 输出阻抗 8

1.3.4 输入失调电压 8

1.3.7 共模输入电压范围 9

1.3.8 输出幅度、供电电压和电源抑制 10

1.3.9 噪声要求 11

§1.4 源阻抗问题 11

§1.5 负载效应 12

§1.6 运算放大器分类 12

§1.7 多端理想运算方程〔附录〕 14

2.1.1 线性动态系统的微分方程 16

第二章 运算放大器的反馈理论 16

§2.1 传递函数及其基本性质 16

2.1.2 传递函数及其基本性质 18

§2.2 复频率特性 19

§2.3 瞬态响应特性 21

2.3.1 运算放大器的脉冲响应 21

2.3.2 运算放大器的阶跃响应 23

§2.4 反馈回路理论及其传递函数 24

2.4.1 基本反馈形式 24

2.4.3 反馈回路的传递函数 25

2.4.2 回路增益与反馈量 25

2.4.4 反馈回路的频率响应 27

2.4.5 对畸变与噪声的抑制 27

2.4.6 输入阻抗与虚地点 28

2.4.7 输出阻抗与负载效应 29

2.4.8 参数变化的影响 29

§2.5 动态稳定性的分析方法 31

2.5.1 问题提出 31

2.5.2 劳斯判据 32

2.5.3 奈奎斯特判据 34

§2.6 稳定性的储备 38

§2.7 稳定性储备的检验 40

第三章 运算放大器的特性参数及其测量方法 44

§3.1 静态功耗 44

§3.2 电压增益和最大输出幅度 44

§3.3 输入阻抗 46

3.3.1 差模输入阻抗 47

3.3.2 共模输入阻抗 48

§3.4 输出阻抗 49

§3.5 输入失调电压 49

§3.6 输入偏置电流和输入失调电流 50

§3.7 等效输入漂移与噪声 51

§3.8 频率响应、摆动速率 52

§3.9 共模抑制比和共模输入电压范围 55

第二篇 运算放大器电路设计 57

引言 57

第四章 差分式运算放大器电路设计 58

§4.1 输入级电路设计 58

4.1.1 基本差分电路 59

4.1.2 复合管差分电路 66

4.1.3 共集-共射差分电路 69

4.1.4 自举式差分电路 70

4.1.5 互补差分电路 73

4.1.6 共射-共基差分电路 76

4.1.7 有源负载差分电路 78

4.1.8 场效应晶体管差分电路 83

4.1.9 小结 86

§4.2 中间级电路设计 87

4.2.1 单级形式 88

4.2.2 差分式中间级电路 91

4.2.3 带有共模负反馈的中间级电路 91

§4.3 输出级电路设计 92

§4.4 共模抑制比的分析与设计 97

4.4.1 定义与符号 97

4.4.2 差分电路的普遍公式 98

4.4.3 对称差分电路的共模抑制比 101

4.4.4 非对称差分电路的共模抑制比 102

4.4.5 FET差分电路的共模抑制比 103

4.4.6 增大RRO的方法 103

4.4.7 结论 105

§4.5 电平配置的总体设计 106

4.5.1 电平配置计算 106

4.5.2 运算放大器电压增益的计算 109

第五章 运算放大器动态稳定性的分析与设计 111

§5.1 运算放大器动态稳定性的分析方法——波德图 111

5.2.1 高频参数的考虑 115

§5.2 运算放大器电路的传递函数 115

5.2.2 输入级电路的传递函数 117

5.2.3 中间级电路的传递函数 119

5.2.4 输出级电路的传递函数 120

5.2.5 运算放大器电路的传递函数 120

§5.3 动态稳定性设计原则 121

§5.4 相位补偿技术 123

5.4.1 电路设计与器件性能的考虑 123

5.4.2 极点的迁移 123

5.4.3 引入零点 126

5.4.4 直馈方法 134

§5.5 在p-平面上的根轨迹图分析法 137

第六章 运算放大器的零点漂移和噪声 144

§6.1 零点漂移 145

6.1.1 漂移方程 145

6.1.2 输入失调电压漂移 147

6.1.3 输入失调电流漂移 154

6.1.4 复合管差分电路的零点漂移问题 156

§6.2 FET差分电路的零点漂移 158

6.2.1 共源FET的零温度系数工作点 158

6.2.3 FET差分电路的输入失调电压漂移 159

6.2.2 FET差分电路的漂移方程 159

6.2.4 FET差分电路的电流漂移 161

§6.3 电源电压变化引起的零点变动——电源抑制问题 162

6.3.1 正边电源电压变化的影响 162

6.3.2 负边电源电压变化的影响 163

§6.4 运算放大器的噪声 163

6.4.1 噪声的起源 163

6.4.2 晶体管差分电路的噪声 164

6.4.3 关于减小噪声的问题 166

§6.5 运算放大器的输出噪声谱 168

6.4.4 FET差分电路的噪声 168

第七章 辅助技术 171

§7.1 扩展频带与提高摆动速率 171

7.1.1 放大器的级联 171

7.1.2 放大器的并接——直馈技术 172

7.1.3 复合放大器 173

§7.2 外电路中的相位补偿 176

7.2.1 对杂散电容的补偿 176

7.2.2 对电容性负载效应的补偿 177

§7.3 运算放大器温度漂移的匹配补偿 178

§7.4 提高输入阻抗的自举方法 178

§7.5 输入保护电路 179

7.6.1 输出幅度的钳制 180

§7.6 输出幅度的钳制与扩展方法 180

7.6.2 输出幅度的扩展 181

§7.7 输出“零位”的控制方法 183

第八章 斩波稳定式的运算放大器电路设计 184

§8.1 概述 184

§8.2 FET斩波器 186

8.2.1 FET的开关特性 186

8.2.2 瞬变尖峰 187

8.2.4 并联斩波器 188

8.2.3 串联斩波器 188

8.2.5 串-并联斩波器 190

8.2.6 平衡（差动）斩波器 191

8.2.7 瞬变尖峰的补偿 192

8.2.8 FET参数的选择 192

§8.3 交流放大器电路 193

§8.4 同步解调与滤波 196

§8.5 双通道运算放大器电路结构与特性 197

8.5.1 典型结构 197

8.5.2 电压增益 198

8.5.3 频率响应特性与动态稳定性 198

8.5.5 噪声问题 201

8.5.4 漂移特性 201

§8.6 反馈运用的方式 202

第三篇 实用运算放大器电路 205

引言 205

第九章 一般用途的运算放大器电路 206

§9.1 简单结构的运算放大器电路 206

§9.2 多级结构的运算放大器电路 211

第十章 高输入阻抗运算放大器电路 222

§10.1 简单形式 222

§10.2 复合管型运算放大器电路 224

§10.3 互补型运算放大器电路 226

§10.4 FET运算放大器电路 228

第十一章 斩波稳定（直流）运算放大器电路 231

§11.1 晶体管斩波直流放大器电路 231

§11.2 FET斩波直流放大器电路 232

§11.3 双通道（复合）运算放大器电路 236

第十二章 特殊用途的运算放大器电路 242

§12.1 门控运算放大器电路 242

§12.2 高输出电压幅度的运算放大器电路 244

§12.3 高输出功率运算放大器电路 246

§12.4 高频运算放大器电路 247

附录 关于运算放大器制作的工艺处理要点 250

13.1.1 理想全加器 253

§13.1 全加运算器 253

第十三章 基本线性数学运算器 253

第四篇 运算放大器应用 253

13.1.2 全加运算器的误差问题 254

13.1.3 全加器设计步骤 255

13.1.4 交直流全加运算器 257

§13.2 积分运算器 258

13.2.1 积分器的工作原理 258

13.2.2 实际积分器的误差分析 259

13.2.3 由积分元件引入的误差 263

13.2.4 积分器的保持特性 264

13.2.5 积分电路中的漏电问题 265

§13.3 微分运算器 266

§13.4 其它线性运算器 267

13.4.1 增量积分运算器 267

13.4.2 全加积分器 268

13.4.3 多重积分运算器 268

第十四章 非线性函数运算电路 270

§14.1 函数转换器 270

14.1.1 工作原理 270

14.1.2 二极管——电阻转换网络 271

14.1.3 被复制函数的分段问题 271

14.1.4 转换网络参数设计方法 274

§14.2 平方与开方运算电路 277

14.2.1 平方运算电路 277

14.2.2 开方运算电路 279

§14.3 低电平非线性函数的复制问题 279

§14.4 对数与指数运算电路 280

14.4.1 PN结的伏安特性 281

14.4.2 对数运算器的基本结构 281

14.4.3 对数运算器的误差分析 282

14.4.4 几个实用对数运算电路 284

14.4.5 指数运算电路 287

§14.5 求反函数的普遍方法 288

§14.6 模拟乘（除）法运算电路 290

14.6.1 对数式乘（除）运算电路 290

14.6.2 四分之一——平方式乘法电路 291

14.6.3 电阻控制式乘（除）法运算电路 293

14.6.4 时间分割乘法运算电路 298

14.6.5 积分比较式除法运算电路 302

14.6.6 变互导式乘法运算电路 303

第十五章 比较电路 307

§15.1 基本概念 307

15.2.2 可调滞后比较器 310

15.2.1 电平检测器 310

§15.2 常用比较电路 310

15.2.3 滞后特性的改善方法 311

15.2.4 输出箝位的比较电路 312

15.2.5 高精度比较电路 312

§15.3 可锁比较电路 313

§15.4 电压比较“窗” 314

§15.5 三态比较电路 315

第十六章 模拟-数字转换和数字-模拟转换电路 317

§16.1 电压-时间转换电路 318

16.1.1 线性斜波式 318

16.1.2 阶梯波式 319

16.1.3 双斜（双积分）式 320

16.1.4 保零电路 321

§16.2 电压-频率转换电路 322

16.2.1 简单的V-F转换电路之一 322

16.2.2 简单的V-F转换电路之二 323

16.2.3 简单的V-F转换电路之三 325

16.2.4 用增量积分减小转换电路的非线性误差的方法 327

16.2.5 阈值可控的V-F转换电路 328

16.2.6 电量中和V-F转换电路 331

16.2.7 无漂移V-F转换电路 333

§16.3 电压-周期转换电路 336

§16.4 数字-模拟转换电路 338

16.4.1 加权网络数字-模拟转换电路 338

16.4.2 串行式数字-模拟转换电路 339

§16.5 小结 340

第十七章 线性仪用放大器 341

§17.1 基本线性放大器 341

17.1.1 反相放大 341

17.1.2 同相放大 342

17.1.3 双端输入的线性放大器 344

§17.2 仪用放大器 345

17.2.1 仪用放大器之一 347

17.2.2 仪用放大器之二 349

17.2.3 仪用放大器之三 350

§17.3 桥路放大器 352

17.3.1 桥路放大器之一 352

17.3.2 桥路放大器之二 353

17.3.3 桥路放大器之三 353

17.3.4 桥路放大器之四 354

17.3.5 线性优良的桥路放大器 355

§17.4 放大倍数的调节方法 355

§17.5 量程的自动转换 358

§18.1 线性问题和小信号问题 361

第十八章 线性整流 361

§18.2 线性整流电路 363

18.2.1 半波整流电路 363

18.2.2 全波整流电路 363

§18.3 交流-直流转换 367

第十九章 稳压电路与恒流电路 370

§19.1 稳压电源的基本特性 370

§19.2 通用高性能稳压电路 375

§19.3 精密基准电压源 376

§19.4 高电压稳压电路 379

19.5.1 单极性稳压电路的分离 380

§19.5 双极性稳压电路 380

19.5.2 双极性稳压电路 381

§19.6 恒流电路 382

19.6.1 恒流源的特性参数 382

19.6.2 恒流电路 382

第二十章 有源滤波器 387

§20.1 概论 387

20.1.1 运算放大器有源滤波器电路的特点 387

20.1.2 有源滤波器的种类和基本参数 388

§20.2 运算放大器构成有源滤波器的基本方法 390

20.2.1 二阶有源滤波器与n阶有源滤波器之间的关系 390

20.2.2 组成二阶有源滤波器的基本方法 391

20.2.3 二阶有源滤波器的传递函数的分析与设计 392

20.2.4 低通有源滤波器电路设计 404

20.2.5 高通有源滤波器电路设计 410

20.2.6 带通有源滤波器电咯设计 413

20.2.7 带阻有源滤波器电路设计 418

20.2.8 全通有源滤波器电路设计 421

20.2.9 关于积木化问题 422

§20.3 频率增强方法 423

20.3.1 基本原则与特征 423

20.3.2 中等Q值频率增强电路设计 425

20.3.3 各种中等Q值有源滤波器的组成 430

20.3.4 高Q值频率增强有源网络 434

20.3.5 各种高Q值有源滤波器的组成 436

§20.4 积分-加法运算式有源滤波器 437

20.4.1 基本原理 437

20.4.2 积分-加法运算式有源滤波器电路 440

§20.5 双T网络的特性 443

§20.6 T形网络与π形网络之间的变换 446

20.6.1 T形网络与π形网络之间的变换 446

20.6.2 双T网络参数变为π形网络参数的公式 448

21.1.1 移相式振荡电路 450

§21.1 正弦波 450

第一部分——波形的产生 450

第二十一章 波形的产生与变换 450

21.1.2 零相移桥式振荡电路 451

21.1.3 正交谐波发生器 454

§21.2 三角波和方波 455

21.2.1 电路结构与基本特性 455

21.2.2 三角波-方波发生器电路 459

21.2.3 电扫频方法 460

§21.3 超线性锯齿波 461

§21.4 高精度阶梯波 463

§21.5 多谐振荡器 466

§21.6 三角波-锯齿波变换 468

第二部分——波形的变换 468

§21.7 三角波-正弦波变换 470

§21.8 相移技术 473

21.8.1 固定频率的相移电路 473

21.8.2 低频相移方法——皮形折迭技术 474

第二十二章 采样-保持电路、触发电路与时延电路 479

§22.1 采样-保持电路 479

§22.2 触发电路 482

22.2.1 双稳触发电路 482

22.2.2 单稳触发电路 482

§22.3 时延电路 483

§22.4 增长时间常数的方法 486

§22.5 电容倍增器 488

第二十三章 某些参数的测量方法 491

§23.1 峰值测量电路 491

23.1.1 一般音频信号的峰值测量 491

23.1.2 窄脉冲的峰值测量 493

23.1.3 超低频信号的峰值测量 495

§23.2 晶体管和FET参数的测量 497

23.2.1 晶体管和FET特性图示方法 497

23.2.2 晶体管和FET参数的精确测量 498

23.3.1 在共模输入电压范围内的偏置电流的测量 504

§23.3 运算放大器参数的测量 504

23.3.2 失调电压和失调电流的测量 505

23.3.3 传递特性的测量 506

23.3.4 完整的测试电路 506

第二十四章 其它应用 509

§24.1 精确的模拟开关 509

§24.2 视频门电路 509

§24.3 报警与保护装置 510

§24.4 精密恒温控制电路 511

§24.5 直流微型马达的稳速方法 511

附录 国产的几种主要集成运算放大器 514