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目录 1

第一章 引言 1

1.1.文献述评 1

1.1.1.真空管直流静电计 3

1.1.2.固体直流放大器 6

1.2.概述 8

第二章 晶体管电流反馈直流静电计理论方程的推导 9

2.1.基本的电流负反馈直流放大器 9

2.1.1.电阻反馈情况下的传递函数 10

e。（s）/I输入（s） 10

2.1.2.输入阻抗Z输入（s） 14

2.1.3.输出阻抗Z输出（s） 16

2.2.基本电流反馈放大器的改进 18

2.2.1.Cf对电流反馈放大器的影响 19

2.2.2.加快电流反馈放大器响应速度的方法 22

2.3.基本电流反馈直流放大器的输出噪声功率谱密度 24

2.3.1.RG的输出噪声功率谱密度 26

2.3.2.Rf的输出噪声功率谱密度 28

2.3.3.e2n的输出噪声功率谱密度 29

2.3.4.i2n的输出噪声功率谱密度 31

2.3.5.放大器的总输出噪声功率谱密度 32

2.4.电缆噪声问题 34

2.5.晶体管负反馈直流放大器的漂移效应 37

2.5.1.老化作用 38

2.5.2.低频闪变噪声 38

2.5.3.电源变化 39

2.5.4.温度影响 39

2.5.5.基本电流反馈直流放大器中漂移效应的理论分析 40

3．ΔAv引起的输出漂移 41

1．eD引起的输出漂移 41

2．iD引起的输出漂移 41

4．ΔRf引起的输出漂移 42

5．ΔV电源引起的输出漂移 42

6．总输出电压漂移 43

第三章 硅双极晶体管及其在电流反馈直流静电计中的应用 44

3.1.双极晶体管的一般特性 44

3.1.1.初步考虑 44

3.1.2.小信号等效电路模型 45

3.1.3.噪声特性 49

1．噪声模型 50

2．推导e2n和i2n 53

3.1.4.温度特性 58

3.2.双极晶体管差分放大器 58

3.2.1.静电计中应用的改进型双极晶体管差分放大级 60

3.2.2.开环放大器的传递函数 62

3.2.3.改进型差分输入级的e2n和i2n的推导 66

3.2.4.改进型差分输入级的漂移方程式 68

3.3.电流反馈直流静电计中对输入级双极晶体管的要求 73

3.3.1.最小输入噪声的最佳发射极电流 75

3.3.2.选择发射极电流IE的附加因素 81

1．增益、精度和输入电阻 82

2．输出失调电压 84

3．开环带宽 84

4．允许的输出漂移 85

5．小结 89

第四章 场效应晶体管及其在电流反馈直流静电计中的应用 91

4.1.引言 91

4.2.1.理论方程 97

4.2.结型场效应晶体管 97

4.2.2.小信号等效电路模型 100

4.2.3.栅极漏电电流 101

4.2.4.温度特性 104

4.2.5.噪声特性 106

4.3.金属—氧化物—半导体场效应晶体管 109

4.3.1.理论方程式 110

1．在恒定体电荷QB情况下，漏极电流的方程式 117

2．在非恒定体电荷QB情况下漏极电流方程式 118

3．饱和区中实验的漏极电流特性 119

4．饱和区外的MOS场效应晶体管的特性 120

4.3.2.小信号等效电路模型 122

4.3.3.栅极漏电电流 123

4.3.4.温度特性 127

4.3.5.噪声特性 135

4.3.6.MOS场效应晶体管的不稳定性 141

4.3.7.改进MOS器件的可能性 146

4.4.场效应晶体管电流反馈静电计的设计理论 147

4.4.1.场效应晶体管差分放大级的等效输入噪声特性 149

4.4.2.最小漂移设计 151

4.4.3.频率响应考虑 156

4.4.4.增益、精度和输入电阻 156

第五章 实验结果 159

5.1.双极晶体管静电计 159

5.1.1.电路设计 159

5.1.2.开环频率响应 164

5.1.3.输入电阻 165

5.1.4.漂移特性 166

5.1.5.噪声特性 166

5.1.6.最小输入信号电流 175

5.2.结型场效应晶体管静电计 176

5.2.1.电路设计 176

5.2.2.开环频率响应 178

5.2.3.漂移特性 179

5.2.4.噪声特性 180

5.2.5.最小输入信号电流 182

5.3.MOS场效应晶体管静电计 186

5.3.1.电路设计 186

5.3.2.开环频率响应 188

5.3.3.漂移特性 190

5.3.4.噪声特性 190

5.3.5.最小输入信号电流 192

6.1.小结 196

第六章 结束语 196

6.2.进一步研究的几点建议 198

附录A 数学推导 201

1．根据Nutt模型推导e2n，i2n和γ 201

2．双极晶体管差分级的e2总和i2总的推导 203

3．方程式（305）和（307）的推导 207

（1）I1的估算 208

（2）I2的估算 210

（3）I3的估算 210

附录B 测量仪器 212

1．噪声测量系统 212

2．双极晶体管r’h的测量 212

3．静电计电路使用的电池稳压电源 215

符号说明 218

参考文献 224