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第1章 非线性电路概述 1

1.1 引言 1

1.2 非线性元件 1

1.2.1 非线性电阻 2

1.2.2 非线性电容 8

1.2.3 非线性电感 9

1.3 非线性电路方程 10

1.4 小信号分析法 12

1.5 分段线性优化方法 15

第2章 半导体PN结与二极管 24

2.1 半导体与PN结 24

2.1.1 半导体与掺杂 24

2.1.2 N型与P型半导体 25

2.1.3 PN结的动态平衡 27

2.1.4 PN结的正向偏置 29

2.1.5 PN结的反向偏置 29

2.2 二极管模型 31

2.2.1 二极管的伏安特性 31

2.2.2 PN结电容效应 32

2.2.3 二极管大信号模型 33

2.2.4 简单二极管电路的计算方法 34

2.3 二极管器件的SPICE语句输入格式 36

2.3.1 半导体器件的SPICE语句描述方式 36

2.3.2 二极管D的SPICE语句输入格式 38

2.4 二极管的应用 39

2.4.1 整流电路 39

2.4.2 检波电路 42

2.4.3 限幅电路 42

2.5 特殊二极管 43

2.5.1 齐纳二极管 44

2.5.2 肖特基二极管 45

2.5.3 发光二极管 45

2.5.4 激光二极管 47

2.5.5 光电二极管 50

第3章 双端口非线性器件与受控源 54

3.1 双端口非线性电子器件 54

3.2 单元电路的隔离 54

3.2.1 隔离的必要性 54

3.2.2 隔离器基本结构 61

3.3 受控电源 62

3.3.1 受控源电路图 64

3.3.2 电压控制电压源 64

3.3.3 电压控制电流源 65

3.3.4 电流控制电压源 66

3.3.5 电流控制电流源 66

3.4 受控源在电路中的基本行为 67

3.4.1 受控源端口电压关系和端口电流关系 67

3.4.2 受控源的放大功能 69

3.4.3 放大的基本概念 73

3.5 有源电路的计算 73

3.5.1 有源电路计算举例 74

3.5.2 受控源的层次链接 78

3.6 反馈的基本概念 82

3.6.1 反馈概念的产生 82

3.6.2 反馈基本方程式 84

3.6.3 反馈的组态及判断方法 85

第4章 双极型晶体管 92

4.1 晶体管的发明 92

4.2 BJT的基本工作原理 93

4.2.1 PNP型晶体管的基本工作原理 93

4.2.2 NPN型晶体管的基本工作原理 97

4.3 BJT的制造工艺 98

4.4 BJT的电路模型 102

4.4.1 BJT的Ebers-Moll模型 102

4.4.2 BJT的小信号等效电路 104

4.4.3 BJT的Gummel-Poon电路模型 106

4.4.4 BJT的SPICE输入语句格式 107

4.4.5 BJT的SPICE模型语句与参数 107

第5章 BJT基本电路 111

5.1 共基、共发和共集3种基本组态电路 111

5.1.1 共基组态放大电路 111

5.1.2 共发组态放大电路 120

5.1.3 共集组态放大电路 137

5.1.4 共基、共发和共集放大器主要特征比较 139

5.2 BJT直接耦合基本电路 140

5.2.1 达林顿连接 143

5.2.2 NPN型晶体管与PNP型晶体管组合放大器 145

5.2.3 差分放大器 146

5.2.4 管联放大器 154

5.3 电流源及其应用 155

5.3.1 电流源 155

5.3.2 电流源的应用 170

5.4 BJT电压源 177

5.4.1 产生电压源的基本方法 177

5.4.2 电压源实用电路 180

第6章 场效应晶体管原理、特性与工艺 194

6.1 结型场效应晶体管 194

6.1.1 PN结场效应晶体管 194

6.1.2 金属-半导体结场效应晶体管 196

6.1.3 高电子迁移率晶体管 197

6.1.4 JFET的大信号模型 199

6.1.5 JFET的SPICE语句格式 200

6.1.6 JFET的仿真模型 200

6.1.7 JFET与BJT的对比 201

6.2 MOSFET的基本结构与原理 202

6.2.1 MOS的基本结构 203

6.2.2 MOS伏安特性 205

6.2.3 NMOS电容的组成 209

6.2.4 MOS管的阈值电压VT 210

6.2.5 MOSFET的体效应 211

6.2.6 MOSFET尺寸按比例缩小 213

6.2.7 MOSFET的跨导gm 214

6.2.8 MOSFET的动态特性受尺寸缩小的影响 214

6.2.9 MOSFET的温度特性 215

6.2.10 MOSFET的噪声 215

6.3 与MOSFET相关的VLSI工艺 216

6.3.1 PMOS工艺 217

6.3.2 NMOS工艺 219

6.3.3 CMOS工艺 223

6.4 MOS器件的二阶效应 226

6.4.1 L和W的变化 226

6.4.2 迁移率的退化 228

6.4.3 沟道长度调制 229

6.4.4 短沟道效应引起门限电压变化 230

6.4.5 狭沟道效应引起门限电压变化 231

6.5 MOSFET的等效电路模型 232

6.5.1 MOSFET的SPICE输入语句 232

6.5.2 MOSFET的等效电路模型参数 233

6.5.3 FET小信号等效电路 237

第7章 基本FET模拟电路 239

7.1 FET基本组态 240

7.1.1 共栅组态 240

7.1.2 共源组态 241

7.1.3 共漏组态 243

7.1.4 共源-共栅管联组态 244

7.1.5 源极耦合FET对管 245

7.2 FET可变电阻与开关 250

7.2.1 FET可变电阻 250

7.2.2 FET开关 251

7.3 MOS二极管与有源电阻 252

7.4 电流漏、电流源和电流镜 253

7.4.1 电流漏和电流源 253

7.4.2 电流镜 259

7.5 MOS基准电压 260

7.6 MOS放大器 262

7.6.1 有源负载反相放大器 262

7.6.2 CMOS差分放大器 270

7.6.3 电流镜负载的CMOS差分放大器设计 275

7.7 总结 277

第8章 多级放大器和集成运算放大器 282

8.1 多级放大器 282

8.1.1 单级与多级放大器 282

8.1.2 多级放大器基本构造与设计要点 283

8.1.3 多级放大器的增益 290

8.1.4 多级放大器的频率特性 290

8.2 反馈放大器 291

8.2.1 反馈放大器基本类型和判断 291

8.2.2 负反馈对放大器性能的影响 294

8.2.3 反馈放大器的分析 297

8.2.4 负反馈放大器的稳定性 301

8.3 集成运算放大器 311

8.3.1 通用集成放大器 311

8.3.2 原始的集成运算放大器 312

8.3.3 μA709、μA741和LM301 313

8.3.4 LM308A、μA725和OP07 316

8.3.5 LM318 317

8.3.6 LF356、RC4558、TL07X/TL08X和LF411 318

8.3.7 CMOS运算放大器 324

8.4 运算放大器基本原理 325

8.4.1 运算放大器定义 325

8.4.2 两种运算放大器电路 326

8.4.3 运放工作时的直流偏置 330

8.5 运放的大信号工作和转换速率 341

第9章 由运算放大器构成的电路 347

9.1 利用运放构造放大电路 347

9.1.1 电压跟随器 348

9.1.2 同相放大器构成的加法电路 349

9.1.3 反相放大器构成的加法电路 352

9.1.4 减法电路 353

9.1.5 可变增益放大器 354

9.1.6 弱信号放大与高精度运放 358

9.2 由运放构成的信号变换电路 365

9.2.1 基准电压源 365

9.2.2 基准电流源 367

9.2.3 电压-电流变换电路 368

9.2.4 电流-电压变换电路 373

9.2.5 电阻-电压变换电路 377

9.3 利用运放构成的线性运算电路 380

9.3.1 微分运算电路 380

9.3.2 积分运算电路 383

9.3.3 有源滤波电路 385

9.4 由运放构成的非线性电路 406

9.4.1 整流电路 406

9.4.2 绝对值电路 411

9.4.3 限幅电路 414

9.4.4 对数变换电路 417

9.4.5 乘法运算电路 424

9.4.6 比较电路 429

第10章 功率放大与电源变换电路 434

10.1 功率放大电路基础 434

10.1.1 功率放大电路的作用 434

10.1.2 功率放大电路的特点 435

10.1.3 功率放大电路的主要技术参数 436

10.1.4 功率放大器的分类 439

10.2 线性功率放大器 439

10.2.1 单管线性功率放大器基本电路与电压电流波形 439

10.2.2 甲类功率放大器 441

10.2.3 乙类功率放大器 442

10.2.4 甲乙类互补推挽电路 447

10.2.5 丙类功率放大电路 448

10.3 开关功率放大器 449

10.3.1 丁类功率放大器 450

10.3.2 戊类功率放大器 450

10.3.3 己类功率放大器 451

10.4 电源变换电路 452

10.4.1 电源变换电路的分类 452

10.4.2 线性直流稳压电源 452

10.4.3 串联型线性直流稳压电路 453

第11章 振荡器 462

11.1 引言 462

11.2 正反馈回路型振荡器原理 462

11.3 非谐振回路型振荡器 463

11.3.1 环形振荡器 463

11.3.2 RC桥式振荡器 466

11.3.3 多谐振荡器 469

11.4 LC调谐型振荡器 472

11.4.1 电感三端式振荡器 473

11.4.2 电容三端式振荡器 475

11.4.3 LC振荡器的频率稳定性 477

11.5 石英晶体振荡器 481

11.5.1 石英晶体的物理特性和等效电路 481

11.5.2 晶体振荡电路 485

11.6 负阻振荡器 487

11.6.1 负阻振荡原理 487

11.6.2 负阻器件和电路 488

11.6.3 负阻振荡器电路 490

第12章 频率变换电路 493

12.1 引言 493

12.2 混频器 493

12.2.1 混频器的基本特性 493

12.2.2 混频器的基本原理 494

12.2.3 混频器的作用 495

12.2.4 单端混频器 497

12.2.5 单端BJT混频器设计实例 500

12.3 倍频器 504

12.4 分频器 504

12.4.1 再生式分频器 504

12.4.2 振荡锁定分频器 505

12.4.3 数字分频器 507

12.5 幅度调制与解调电路 508

12.5.1 幅度调制 508

12.5.2 幅度解调 514

12.6 角度调制与解调电路 517

12.6.1 角度调制原理 517

12.6.2 频率调制电路 520

12.6.3 鉴频器 521

第13章 逻辑门电路 524

13.1 引言 524

13.2 模拟电路与数字电路 524

13.3 二极管逻辑门电路 527

13.4 BJT逻辑门电路 528

13.4.1 TTL门电路 528

13.4.2 ECL门电路 531

13.5 FET基本逻辑电路 533

13.5.1 FET传输门 534

1 3.5.2 NMOS非门电路 542

13.5.3 CMOS非门 546

13.5.4 CMOS非门的瞬态特性 550

13.6 CMOS基本逻辑门电路 553

13.6.1 与非门电路 553

13.6.2 或非门电路 554

13.7 源极耦合FET逻辑——SCFL 555

第14章 模数与数模转换电路 559

14.1 引言 559

14.2 模数转换器 559

14.2.1 原理 559

14.2.2 并联式ADC 560

14.2.3 流水线ADC 561

14.2.4 逐次逼近式ADC 562

14.3 数模转换器 564

14.3.1 原理 564

14.3.2 参考电压法DAC 564

14.3.3 参考电流法DAC 566

14.3.4 R-2R梯形DAC 568

第15章 电子线路分析、设计与测试 571

15.1 引言 571

15.2 电子线路分析 571

15.2.1 电子线路分析与模拟的流程 571

15.2.2 电路特性分析和控制语句 574

15.3 电子线路设计 577

15.3.1 电子线路设计步骤 577

15.3.2 版图设计 578

15.3.3 版图检查 580

15.3.4 版图数据提交与流片 581

15.4 电子线路测试 582

附录一 共发电路的Ebers-Moll模型及输入输出特性 585

附录二 专业术语中英文对照 592

参考文献 599