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第1章 信号与系统 1

1.1 信号 1

1.1.1 基本概念 1

1.1.2 几种常用的信号 2

1.2 系统 7

1.2.1 系统的基本特性 7

1.2.2 常用系统 8

第2章 信号与系统分析 9

2.1 信号与系统分析概述 9

2.2 时域分析法 9

2.2.1 引言 9

2.2.2 常系数线性微分方程求解法 10

2.2.3 δ（t）函数配平法 12

2.2.4 零输入响应和零状态响应 13

2.2.5 单位冲击响应 15

2.3 频域分析法 16

2.3.1 傅氏级数 16

2.3.2 周期信号的频谱分析 18

2.3.3 傅氏变换 19

2.3.4 傅氏变换的性质 22

2.3.5 系统的频域分析 23

2.4 复频域分析法 24

2.4.1 拉氏变换 24

2.4.2 常用信号的拉氏变换式 25

2.4.3 拉氏变换基本性质 26

2.4.4 拉氏反变换 27

2.4.5 LTI系统的复频域分析 30

2.4.6 系统函数 33

2.4.7 用系统函数的极零点理论分析系统特性 35

习题 36

习题参考答案 38

第3章 半导体材料与器件 40

3.1 半导体材料 40

3.1.1 本征半导体 40

3.1.2 杂质半导体 41

3.1.3 载流子 42

3.2 PN结 43

3.2.1 平衡状态下的PN结 43

3.2.2 PN结的伏安特性 44

3.2.3 PN结的温度特性 46

3.2.4 PN结电容 46

3.3 二极管 46

3.3.1 二极管特性 47

3.3.2 二极管电路的分析方法 48

3.3.3 其他类型二极管 50

3.4 双极型晶体管 51

3.4.1 晶体管结构 52

3.4.2 晶体管的工作状态 52

3.4.3 晶体管的电流放大作用 52

3.4.4 晶体管特性 54

3.4.5 晶体管的主要参数 57

3.4.6 晶体管选用时的注意事项 58

3.4.7 新型晶体管 59

3.5 场效应晶体管 60

3.5.1 结型场效应管 60

3.5.2 MOS场效应管 63

3.5.3 场效应管的主要参数 68

3.6 功率MOS场效应管 68

3.7 绝缘栅双极型晶体管 70

3.7.1 一般说明 70

3.7.2 IGBT特性 71

3.7.3 主要参数 71

3.7.4 驱动电路 71

3.8 FET管与BJT管比较 72

3.9 MOSFET管的发展现状 72

3.9.1 小功率MOSFET器件的新工艺技术 72

3.9.2 大功率MOSFET管的新工艺技术 73

3.9.3 纳米技术 73

习题 74

习题参考答案 76

第4章 放大电路 78

4.1 放大的概念和放大电路的基本性能 78

4.1.1 放大的概念 78

4.1.2 放大电路的基本性能指标 78

4.2 放大电路的分析方法 81

4.2.1 晶体管的等效电路 81

4.2.2 晶体管共射接法的高频杂π等效电路 83

4.2.3 晶体管电流放大系数的频率特性 85

4.2.4 晶体管小信号等效电路的误差评估 86

4.3 晶体管共射放大电路分析 87

4.3.1 基本共射放大电路 87

4.3.2 射极接电阻Re的共射放大电路 89

4.3.3 射极接Re， Ce补偿网络的共射放大电路 91

4.4 晶体管共基极放大电路分析 93

4.4.1 基本共基极放大电路 93

4.4.2 电感高频补偿电路 96

4.5 晶体管共集电极放大电路分析 96

4.6 场效应管放大电路 99

4.6.1 场效应管小信号等效电路 99

4.6.2 场效应管基本放大电路 101

4.6.3 场效应管放大电路分析 102

4.7 恒流源 105

4.7.1 基本镜像恒流源 105

4.7.2 Widlar恒流源（微电流源） 106

4.7.3 Wilson恒流源 106

4.7.4 多路恒流源 107

4.7.5 场效应管恒流源 108

4.8 差动放大电路 109

4.8.1 差动放大电路的基本组成和特性 109

4.8.2 差动放大电路的改进 110

4.8.3 差动放大电路的四种接法 111

4.8.4 场效应管差动放大电路 112

4.8.5 差动放大电路的传输特性 114

4.8.6 差动放大电路的频响分析 116

4.9 互补功率放大电路 116

4.9.1 互补功率放大电路的工作原理 117

4.9.2 甲乙类互补功率放大电路 117

4.9.3 复合管 118

4.9.4 功率MOS管构成的互补功放电路 119

4.10 放大电路的频率响应 120

4.10.1 放大电路频响的一般概念 120

4.10.2 放大电路频响的表达式 121

4.10.3 频响特性波特图表示法 121

4.10.4 Nyquist图表示法 122

4.11 放大电路的阶跃响应 122

4.11.1 阶跃响应技术参数 123

4.11.2 单管放大电路的阶跃响应 123

习题 124

部分习题参考答案 127

第5章 多级放大电路 130

5.1 级间耦合方式 130

5.1.1 阻容耦合方式 130

5.1.2 直接耦合方式 130

5.1.3 变压器耦合方式 131

5.1.4 光电耦合方式 131

5.1.5 多级放大电路的级数 131

5.2 多级放大电路的基本性能指标 131

5.2.1 电压增益 131

5.2.2 输入电阻和输出电阻 132

5.3 多级放大电路的频率响应 133

5.3.1 高频响应的表达式 133

5.3.2 多级放大电路的波特图 134

5.3.3 多级放大电路的Nyquist图 137

5.4 二管组合放大电路 138

5.4.1 共射-共基组合放大电路 138

5.4.2 共集-共基组合放大电路 141

5.4.3 共集-共射组合放大电路 142

5.4.4 共射-共集组合放大电路 142

5.4.5 组合差动放大电路 142

5.5 多级放大电路的阶跃响应 143

5.5.1 多级放大电路阶跃响应输出信号的表达式 143

5.5.2 多级放大电路阶跃响应参数 144

习题 147

部分习题参考答案 149

第6章 负反馈放大电路 152

6.1 负反馈放大电路概述 152

6.1.1 负反馈放大电路的基本原理 152

6.1.2 不同信号组态的增益和反馈系数的数学表达式 153

6.2 负反馈放大电路的类型 154

6.2.1 四种负反馈放大电路 154

6.2.2 负反馈的判断 154

6.3 负反馈对放大电路性能的影响 155

6.3.1 提高增益稳定性 155

6.3.2 负反馈对输入电阻的影响 156

6.3.3 负反馈对输出电阻的影响 157

6.3.4 负反馈对频带宽度的影响 158

6.3.5 负反馈对非线性失真的影响 160

6.3.6 引入负反馈的注意事项 161

6.4 负反馈放大电路的分析方法 161

6.4.1 等效电路法 161

6.4.2 环路拆分法 161

6.4.3 计算机辅助分析 163

6.4.4 深度负反馈放大电路的分析计算 163

6.5 负反馈放大电路的稳定性 167

6.5.1 产生自激振荡的原因和条件 167

6.5.2 负反馈放大电路的稳定性分析 168

6.5.3 负反馈放大电路稳定性分析的判据 169

6.5.4 环路增益 173

6.6 负反馈放大电路的补偿技术 174

6.6.1 滞后补偿 174

6.6.2 超前补偿 178

6.7 自举电路 180

6.7.1 自举电路能提高输入电阻 181

6.7.2 自举电路能提高电路增益 181

6.7.3 自举电路可提高功放电路的正向输出幅值 182

6.8 负反馈技术在宽带放大电路中的应用 182

6.8.1 串联-并联负反馈级联对电路 183

6.8.2 两级环路负反馈放大电路 183

6.8.3 双负反馈环路放大电路 184

6.9 电流放大电路 185

6.9.1 电流放大电路的性能参数要求 185

6.9.2 电流放大电路的等效模型 186

6.9.3 电流放大电路的结构考虑和性能分析 186

6.10 放大电路的噪声 188

6.10.1 噪声及分类 188

6.10.2 放大电路的噪声参数 189

6.10.3 晶体管放大电路噪声特性 190

6.10.4 场效应管放大电路噪声特性 190

6.10.5 负反馈对放大电路噪声的影响 191

6.11 典型电路的综合分析 191

6.11.1 集成宽带放大器 192

6.11.2 晶体管宽带脉冲放大电路 193

6.11.3 示波管扫描放大系统 195

习题 199

部分习题参考答案 203

第7章 集成运算放大器 205

7.1 集成运算放大器概述 205

7.1.1 集成运放的内部结构 205

7.1.2 集成运放的信号传输特性 205

7.2 典型集成运放的电路分析 206

7.2.1 双极型集成运放的电路分析 206

7.2.2 CMOS集成运放的电路分析 207

7.3 集成运放的基本参数及选择 208

7.3.1 集成运放的基本参数 208

7.3.2 集成运放的选用原则 211

7.4 理想集成运放及分析规则 211

7.4.1 理想集成运放的技术参数 211

7.4.2 理想集成运放的分析规则 212

7.5 集成运放的基本应用 212

7.5.1 比例放大电路 212

7.5.2 求差与求和运算电路 215

7.5.3 积分和微分运算电路 217

7.5.4 对数和指数运算电路 218

7.5.5 乘法和除法运算电路 220

7.5.6 单片模拟乘法器 221

7.6 集成运放实际参数对应用的影响 223

7.6.1 CMRR的有限值对输出电压的影响 223

7.6.2 Aud和Rid的有限值对输出电压的影响 224

7.7 高压型集成运放 224

7.8 高速宽带集成运放 225

7.8.1 提高集成运放速度的措施 226

7.8.2 典型电路介绍 226

7.8.3 电流反馈型集成运放 228

7.9 低功耗型集成运放 232

7.9.1 通用型低功耗集成运放 232

7.9.2 可编程型低功耗集成运放 233

7.10 高精度集成运放 236

7.10.1 提高集成运放精度的措施 236

7.10.2 斩波自动稳零集成运放 238

7.10.3 高精度集成运放的发展状况 241

7.11 仪表用集成放大器 243

7.11.1 应变仪放大电路 243

7.11.2 三运放仪表放大器 244

7.11.3 提高共模抑制比的若干方案 247

7.11.4 电流反馈型仪表放大器 248

7.12 有源滤波器 251

7.12.1 一阶低通滤波器 251

7.12.2 高阶低通滤波器 252

7.12.3 其他类型二阶滤波器 255

7.12.4 集成多功能滤波器 259

7.12.5 开关电容滤波器 262

7.13 集成电压比较器 265

7.13.1 电压比较器的一般特性 265

7.13.2 集成电压比较器 266

7.13.3 集成电压比较器的应用 269

7.14 压控振荡器 271

7.14.1 压控振荡器 271

7.14.2 集成压控振荡器 273

7.15 跨导型集成运放 274

7.15.1 OTA概述 274

7.15.2 OTA电路分析 275

7.15.3 集成OTA的应用 277

习题 279

部分习题参考答案 284

第8章 稳压电源 286

8.1 未稳压电源 286

8.1.1 交流瞬时电压抑制器 286

8.1.2 电磁干扰滤波器 287

8.2 基准电压源 288

8.2.1 补偿齐纳管型基准电压源 288

8.2.2 集成齐纳管基准电压源 289

8.2.3 带隙基准电压源 290

8.2.4 EI结型场效应管基准电压源 291

8.2.5 基准电压源的应用 292

8.3 集成线性稳压器 293

8.3.1 输出电压固定的三端稳压器 293

8.3.2 输出电压可调的三端稳压器 293

8.3.3 多功能线性稳压器 294

8.3.4 集成线性稳压器的主要技术指标 295

8.3.5 不同类型的集成线性稳压器简介 295

8.4 开关型稳压电源 299

8.4.1 降压型开关稳压电源 299

8.4.2 升压型开关稳压电源 301

8.4.3 反极性型开关稳压电源 302

8.5 集成开关稳压电源调制器及其应用 303

8.5.1 双端输出式电压控制PWM 303

8.5.2 双端输出式电流控制和频率控制的调制器 304

8.5.3 单端输出隔离式PWM 305

8.5.4 低压直流变换器 307

8.6 开关稳压电源的几点说明 309

8.7 开关稳压电源的发展趋势 310

8.8 开关型稳压电源实例分析 312

习题 314

部分习题参考答案 317

第9章 门电路及组合逻辑电路 318

9.1 逻辑代数基础 318

9.1.1 逻辑代数的基本逻辑关系 318

9.1.2 逻辑代数的基本定律和常用公式 319

9.1.3 逻辑代数的运算规则 320

9.1.4 逻辑函数的表示法 321

9.1.5 逻辑函数的化简 324

9.1.6 两种逻辑约定 326

9.2 数字系统中的数制和编码 326

9.2.1 数制 326

9.2.2 数制的转换 327

9.2.3 编码 328

9.2.4 编码器 329

9.3 TTL门电路 330

9.3.1 与非门电路 330

9.3.2 其他类型TTL门电路 332

9.3.3 TTL逻辑电路各系列介绍 334

9.3.4 其他类型的双极型门电路 335

9.4 CMOS逻辑电路 336

9.4.1 CMOS门电路 336

9.4.2 CMOS模拟开关 338

9.4.3 CMOS电路各系列介绍 339

9.4.4 CMOS与TTL电路的接口技术 339

9.5 组合逻辑电路的分析和设计 340

9.5.1 组合逻辑电路的分析 340

9.5.2 组合逻辑电路的设计 341

9.6 数据选择器 344

9.6.1 产品介绍 344

9.6.2 数据选择器的应用 345

9.7 译码器 347

9.7.1 译码器电路介绍 348

9.7.2 译码器的应用 351

9.8 数值比较器 352

9.8.1 数值比较器 352

9.8.2 同值比较器 354

9.8.3 数值比较器的应用 355

9.9 加法器和算术逻辑单元 355

9.9.1 加法器 355

9.9.2 算术逻辑单元 358

9.10 组合逻辑电路的竞争和冒险 358

9.10.1 竞争冒险现象的判断 359

9.10.2 竞争冒险的消除 359

习题 360

部分习题参考答案 363

第10章 触发器与时序逻辑电路 364

10.1 触发器 364

10.1.1 同步触发器 364

10.1.2 边沿触发的D触发器 365

10.1.3 JK触发器 367

10.1.4 T和T′触发器 370

10.1.5 触发器的逻辑功能表示法 371

10.1.6 触发器的应用 371

10.2 异步计数器 372

10.2.1 异步二进制计数器 372

10.2.2 异步十进制计数器 373

10.3 同步计数器 376

10.3.1 同步二进制计数器 376

10.3.2 同步十进制计数器 379

10.4 同步可逆计数器 381

10.4.1 十进制可逆计数器 381

10.4.2 四位二进制可逆计数器 382

10.4.3 可逆计数器的应用 384

10.5 寄存器 385

10.5.1 移位寄存器 385

10.5.2 移位寄存器典型电路及应用 386

10.6 单稳态触发器 388

10.6.1 集成单稳态触发器 388

10.6.2 门电路构成单稳态触发器 391

10.6.3 单稳态触发器电路使用注意事项 392

10.7 时序电路使用中存在的问题 393

10.7.1 直流问题 393

10.7.2 开关问题 394

10.7.3 TTL和CMOS数字电路自身存在的问题 395

10.8 电子电路的综合分析 395

10.8.1 键盘编码电路 396

10.8.2 天文望远镜驱动电源 397

10.8.3 频率计数器 399

习题 401

部分习题参考答案 406

第11章 数模变换器和模数变换器 407

11.1 变换器的技术要求 407

11.1.1 DAC变换器的主要技术参数 407

11.1.2 ADC变换器的主要技术参数 409

11.2 DAC变换方法 409

11.2.1 权电阻型DAC 409

11.2.2 R-2R电阻网络DAC 410

11.2.3 权电流型DAC 412

11.2.4 DAC输出信号处理 414

11.2.5 DAC的发展概况 416

11.3 模拟数字变换器 418

11.3.1 采样／保持 418

11.3.2 并行比较型ADC 421

11.3.3 逐次渐近型ADC 423

11.3.4 双积分型ADC 425

11.3.5 ADC的发展概况 427

11.4 模拟接口电路 432

11.5 ADC和DAC的应用 434

11.5.1 DAC的应用 434

11.5.2 ADC的应用 436

习题 440

部分习题参考答案 441

参考文献 442

附录 制造厂商名录 444