第1章 半导体基础知识 1
科技前沿——PN结在太阳能电池技术领域的应用 1
1.1 电子信息系统 2
1.1.1 电信号 2
1.1.2 模拟信号的概念 3
1.1.3 电子信息系统组成 5
1.2 半导体的基础知识 7
1.2.1 半导体材料分类 8
1.2.2 本征半导体 8
1.2.3 杂质半导体 10
1.3 PN结 12
1.3.1 PN结形成过程 12
1.3.2 PN结及其特性 13
1.3.3 PN结的电容效应 15
1.3.4 PN结的击穿特性 17
1.3.5 PN结的应用 18
1.4 太阳能发电系统简介 18
本章小结 19
习题 20
第2章 半导体晶体管及其基本电路 22
科技前沿——3D晶体三极管制造技术延伸摩尔定律 22
2.1 半导体二极管 23
2.1.1 半导体二极管的结构和类型 23
2.1.2 半导体二极管的伏安特性 24
2.1.3 温度对二极管伏安特性的影响 24
2.1.4 半导体二极管的主要参数与型号 25
2.1.5 二极管电路的分析方法 28
2.1.6 半导体二极管的应用 31
2.1.7 特殊二极管 32
2.2 晶体三极管及其基本放大电路 37
2.2.1 晶体三极管的结构、类型与三种连接方式 37
2.2.2 晶体三极管的工作状态及电流放大作用、伏安特性曲线 38
2.2.3 晶体三极管的主要参数以及温度对晶体三极管参数的影响 41
2.2.4 晶体三极管的型号与选用原则 45
2.3 放大的概念及放大电路的性能指标 46
2.3.1 放大的基本概念与放大电路的主要性能指标 46
2.3.2 共发射极放大电路的组成及工作原理 49
2.3.3 放大电路的直交流通路与图解分析法 52
2.4 放大电路的微变等效电路分析法 58
2.4.1 晶体三极管的低频小信号微变等效模型 58
2.4.2 共发射极放大电路的分析 61
2.5 分压式稳定静态工作点电路 63
2.5.1 温度对静态工作点的影响 64
2.5.2 分压式射极偏置稳定电路 65
2.5.3 带旁路电容的射极偏置稳定电路 66
2.6 共集电极放大电路 68
2.6.1 基本共集电极放大电路分析 68
2.6.2 自举式射极输出器 72
2.7 共基极放大电路 73
2.7.1 共基极放大电路分析 73
2.7.2 三种基本组态放大电路的比较 75
2.7.3 共射放大器仿真分析 77
本章小结 79
习题 80
第3章 场效应管与特殊三极管基本应用电路 84
科技前沿——功率模块与功率集成电路 84
3.1 结型场效应管 85
3.1.1 结型场效应管的结构及类型 85
3.1.2 结型场效应管的工作原理 85
3.1.3 结型场效应管的伏安特性 87
3.2 绝缘栅场效应管 88
3.2.1 增强型MOS管 89
3.2.2 耗尽型MOS管 91
3.2.3 场效应管的主要参数 92
3.2.4 场效应管与晶体三极管的性能比较 93
3.2.5 MOS场效应晶体管使用注意事项 94
3.3 场效应管放大电路 94
3.3.1 场效应管放大电路的直流偏置与静态分析 94
3.3.2 场效应管放大电路的动态分析 96
3.4 特殊场效应三极管与应用电路 102
3.4.1 绝缘栅双极型晶体管 102
3.4.2 光电三极管及其应用电路 104
3.4.3 单结晶体管及其应用电路 106
3.4.4 晶闸管及其应用电路 108
本章小结 110
习题 111
第4章 集成运算放大器 114
科技前沿——集成电路高新制造技术领域焦点 114
4.1 多级放大电路 115
4.1.1 多级放大电路级间耦合方式 115
4.1.2 多级放大电路的分析方法 118
4.1.3 组合多级放大电路 121
4.2 集成运放中的电流源 123
4.2.1 镜像电流源 124
4.2.2 微电流源 129
4.2.3 多路输出电流源 131
4.2.4 电流源用作有源负载 131
4.3 差动放大电路 133
4.3.1 差分式放大电路基本概念 133
4.3.2 基本差分式放大电路 135
4.3.3 射极耦合差动放大电路分析 137
4.3.4 差分式放大电路的传输特性 144
4.4 集成运算放大器原理与应用分析 145
4.4.1 集成运算放大器概述 145
4.4.2 IOA典型结构的内部电路 146
4.4.3 IOA使用注意事项 153
4.5 长尾式差分放大电路仿真分析 158
4.5.1 静态工作点仿真 158
4.5.2 动态性能仿真 159
本章小结 160
习题 161
第5章 放大电路的频率响应 166
科技前沿——窗函数频响法设计FIR滤波器 166
5.1 频率特性概述 167
5.1.1 放大电路的基本概念与研究方法 167
5.1.2 单时间常数RC电路的频率特性 169
5.2 三极管的高频小信号等效电路 171
5.2.1 三极管混合П型等效电路与其参数 172
5.2.2 三极管混合П型等效电路的简化 172
5.2.3 三极管混合П型的简化电路 173
5.2.4 三极管频率特性 174
5.3 单管共射放大电路的频率特性 176
5.3.1 单管共射放大电路的中频响应 176
5.3.2 单管共射放大电路的低频响应 177
5.3.3 单管共射放大电路的高频响应 178
5.3.4 单管共射放大电路的全频域响应 179
5.3.5 放大电路的增益带宽积 181
5.4 多级放大电路的频率特性 182
5.4.1 多级放大电路频率特性的表达式 182
5.4.2 多级放大电路的截止频率 183
5.5 场效应管放大电路的频率响应 186
5.5.1 场效应管的高频等效模型 186
5.5.2 单管共源放大电路的频率响应 187
5.6 集成运放的频率响应 189
5.7 单管共射放大电路的频率响应仿真 190
本章小结 192
习题 192
第6章 负反馈放大器 195
科技前沿——反馈在高科技领域的重要应用 195
6.1 反馈系统的基本形式与概念 196
6.1.1 反馈放大电路方框图形式及其相关概念 196
6.1.2 反馈放大电路增益的一般表达式 197
6.1.3 反馈放大电路的分类组态及判别 198
6.2 负反馈放大电路的组态与工程估算的计算方法 202
6.2.1 负反馈组态概述 202
6.2.2 工程计算法概述 202
6.2.3 负反馈放大电路的组态分析 211
6.3 负反馈对放大电路性能的影响 215
6.3.1 放大倍数影响情况 215
6.3.2 放大电路非线性失真改善情况 215
6.3.3 扩展放大电路的通频带 216
6.3.4 对输入电阻的影响 216
6.3.5 负反馈对输出电阻的影响 217
6.3.6 负反馈引入原则 218
6.4 负反馈放大电路的稳定条件和措施 221
6.4.1 产生自激振荡的原因及条件 221
6.4.2 自激判断及稳定裕度 221
6.4.3 负反馈放大电路中自激振荡的消除方法 225
6.5 负反馈放大器性能仿真分析 228
本章小结 231
习题 232
第7章 集成运算放大器组成的运算电路 236
科技前沿——纳米功率运算放大器 236
7.1 集成运算放大器概述 237
7.1.1 集成运算放大器的模型与传输特性 238
7.1.2 工作在线性区的特点 239
7.1.3 工作在非线性区的特点 240
7.2 基本运算电路 241
7.2.1 比例运算电路 241
7.2.2 微积分运算电路 246
7.2.3 对数运算和指数运算 253
7.3 模拟乘法及除法运算电路 255
7.3.1 由对数和指数运算组成乘法运算电路 255
7.3.2 对数和指数运算组成除法运算电路 256
7.3.3 实现逆运算的方法 257
7.3.4 集成模拟乘法器及其应用 258
7.4 集成运算放大器仿真分析 264
7.4.1 差放减法运算电路仿真分析 264
7.4.2 积分运算电路仿真分析 265
本章小结 268
习题 269
第8章 低频功率放大器 272
科技前沿——单片微波功率放大器高科技领域应用 272
8.1 功率放大电路的特殊问题及其分类 273
8.1.1 功率放大电路的特殊问题 273
8.1.2 功率放大电路的分类 274
8.1.3 功率放大器的主要性能指标 276
8.2 互补对称功率放大电路 278
8.2.1 A类功率放大电路 278
8.2.2 B类互补对称功率放大电路 280
8.2.3 AB类互补对称功率放大电路 283
8.2.4 D类音频功率放大器 288
8.3 数字功放 291
8.3.1 数字功放概念与原理 291
8.3.2 数字功放系统原理分析 292
8.3.3 BTL功放电路的工作原理及特点 295
8.3.4 功率管的散热与二次击穿 296
8.4 集成功率放大器 299
8.4.1 LA4112功率放大芯片 299
8.4.2 LA4140集成功放芯片 301
8.4.3 LM3886集成功率放大器 302
8.5 功放电路仿真分析 303
8.5.1 B类互补对称功率放大电路仿真 304
8.5.2 AB类单电源互补对称电路 304
8.5.3 功放管β值测试 305
本章小结 306
习题 307
第9章 信号检测与处理电路 311
科技前沿——开关电容滤波器 311
9.1 信号检测系统中的放大电路 312
9.1.1 精密仪用放大器 312
9.1.2 电荷放大器 318
9.1.3 采样保持电路 320
9.1.4 精密整流电路 320
9.2 有源滤波电路 322
9.2.1 滤波电路的基础知识 323
9.2.2 有源低通滤波器 324
9.2.3 有源高通滤波器 328
9.2.4 带通、带阻及全通滤波器 328
9.2.5 开关电容滤波器 336
9.3 电压比较器 341
9.3.1 单阈值电压比较器 341
9.3.2 改进型比较器 343
9.3.3 窗口比较器 345
9.3.4 单片集成电压比较器 346
9.3.5 过零比较器与有源滤波器的仿真分析 349
本章小结 351
习题 352
第10章 波形发生电路 356
科技前沿——石英谐振器 356
10.1 振荡器概念与分类 357
10.2 正弦波振荡电路 358
10.2.1 正弦波振荡电路的基本工作原理 358
10.2.2 RC正弦波振荡器 359
10.2.3 LC正弦波振荡电路 363
10.2.4 石英晶体振荡电路 374
10.3 非正弦波发生电路 376
10.3.1 矩形波发生电路 376
10.3.2 三角波发生电路 378
10.3.3 锯齿波发生电路 378
10.3.4 集成函数发生器 380
10.4 振荡电路仿真与测试 382
10.4.1 LC正弦波振荡器 382
10.4.2 石英晶体振荡器波形 383
本章小结 384
习题 384
第11章 直流电源 388
科技前沿——便携电源的发展方向 388
11.1 概述 389
11.2 整流电路 390
11.2.1 基本概念 390
11.2.2 单相半波整流电路 390
11.2.3 单相桥式整流电路 391
11.2.4 倍压整流电路 392
11.3 滤波电路 393
11.3.1 电容滤波电路 393
11.3.2 其他滤波电路 394
11.4 分立元件稳压电路 395
11.4.1 稳压电路的性能指标 395
11.4.2 稳压管稳压电路 396
11.4.3 串联型稳压电路 398
11.5 三端稳压电路 401
11.5.1 固定式三端稳压电路 402
11.5.2 可调式三端稳压电路 405
11.5.3 实用可调集成稳压电路 405
11.6 开关型稳压电路 407
11.6.1 串联式开关型稳压电路 408
11.6.2 并联式开关型稳压电路 409
11.6.3 集成开关稳压器及其应用 410
11.6.4 直流稳压电源电路仿真分析 413
本章小结 415
习题 416
第12章 模拟电子线路读图与设计方法 419
科技前沿——基于可定制芯片设计方法 419
12.1 电路绘制原则 420
12.1.1 绘制方法 420
12.1.2 电气原理图绘图原则 421
12.2 模拟电子电路图分析 421
12.2.1 方框图分析方法 422
12.2.2 模拟电路电气图分析方法 428
12.2.3 模拟电子线路读图实例 429
12.3 电子信息系统模拟电子电路设计方法 440
12.3.1 模拟电路设计方法 440
12.3.2 模拟电子系统设计实例 444
12.4 心电信号放大器计算机辅助分析与设计 455
本章小结 457
习题 457
附录A 半导体分立器件的命名方法 460
附录B 电路仿真软件——Multisim与PSpice 466
附录C 部分习题参考答案 488
参考文献 495