第一章 半导体基础知识及二极管电路 1
1.1 半导体的基本特性 1
1.1.1 本征半导体 2
1.1.2 掺杂产生的两种半导体 5
1.1.3 半导体中载流子两种运动产生的两种电流 7
1.2 半导体二极管的工作原理及特性 8
1.2.1 PN结及其单向导电性 8
1.2.2 二极管的结构与类型 12
1.2.3 二极管的伏安特性 13
1.2.4 二极管的反向击穿特性、温度特性和电容效应 15
1.2.5 二极管的主要参数 18
1.2.6 特殊二极管 18
1.3 半导体二极管电路 21
1.3.1 二极管的等效电阻 22
1.3.2 二极管的模型 23
1.3.3 二极管模拟电路 28
1.4 计算机仿真例题 35
本章小结 37
习题 38
第二章 双极型晶体管及其放大电路 43
2.1 双极型晶体管 43
2.1.1 晶体管的工作原理 44
2.1.2 晶体管的静态特性曲线 48
2.1.3 温度对晶体管特性曲线的影响 53
2.1.4 晶体管的参数 53
2.1.5 集成电路中的晶体管 59
2.2 放大电路的基本知识 62
2.2.1 放大电路的组成 63
2.2.2 放大电路的主要性能指标 64
2.3 基本共射放大电路的工作原理及分析方法 69
2.3.1 基本共射放大电路的工作原理 69
2.3.2 直流通路与交流通路 70
2.3.3 图解法 71
2.3.4 等效电路法 78
2.4 放大电路的静态工作点稳定问题 84
2.4.1 静态工作点稳定的必要性 85
2.4.2 典型的静态工作点稳定电路 85
2.5 晶体管单管放大电路的三种基本组态 90
2.5.1 共集放大电路 90
2.5.2 共基放大电路 93
2.5.3 晶体管单管放大电路三种组态的比较 95
2.6 电流源电路及其应用 96
2.6.1 常见的电流源电路 97
2.6.2 电流源的应用 103
2.7 差分放大电路 105
2.7.1 差分放大电路的组成及特性 106
2.7.2 差分放大电路的小信号放大 109
2.7.3 有源负载差分放大电路 117
2.7.4 非理想对称差分放大电路的性能 118
2.8 功率放大电路 123
2.8.1 功率放大电路的特点及分类 123
2.8.2 互补功率放大电路 126
2.8.3 准互补输出电路 134
2.8.4 功率管的安全工作问题 136
2.9 多级放大电路 139
2.9.1 多级放大电路的耦合方式 139
2.9.2 直接耦合放大电路的问题及解决方法 140
2.9.3 多级放大电路静态工作点的确定 142
2.9.4 多级放大电路交流指标的计算 143
2.9.5 多级放大电路应用举例 146
2.10 计算机仿真例题 147
本章小结 151
习题 153
第三章 场效应晶体管及其放大电路 178
3.1 MOS场效应管 178
3.1.1 增强型MOS场效应管 178
3.1.2 耗尽型MOS场效应管 190
3.2 结型场效应管 193
3.2.1 结型场效应管的基本工作原理 193
3.2.2 结型场效应管的特性曲线 196
3.3 VDMOS和IGBT管 198
3.3.1 VDMOS型场效应管 199
3.3.2 IGBT型管 200
3.4 场效应管放大电路 201
3.4.1 场效应管的模型 201
3.4.2 场效应管的直流偏置电路 204
3.4.3 场效应管基本放大电路 208
3.4.4 场效应管电流源电路 213
3.4.5 场效应管有源负载放大电路 215
3.4.6 场效应管差分放大电路 221
3.5 场效应管模拟开关 227
3.5.1 单管MOS模拟开关 228
3.5.2 CMOS模拟开关 229
本章小结 230
习题 231
第四章 放大电路的频率特性 241
4.1 频率特性的分析方法 241
4.1.1 放大电路的理想频率特性 241
4.1.2 频率特性的分析方法 243
4.1.3 多级放大电路的频率特性 248
4.2 晶体管的频率特性 251
4.2.1 双极型晶体管的高频参数 252
4.2.2 MOS型场效应晶体管的高频参数 253
4.3 双极型晶体管放大电路的频率特性 255
4.3.1 单管共射放大电路的高频特性 255
4.3.2 单管共基放大电路的高频特性 262
4.3.3 单管共集放大电路的高频特性 266
4.3.4 放大电路的低频特性 270
4.3.5 组合放大电路的频率特性 272
4.4 场效应管放大电路的频率特性 274
4.4.1 基本共源放大电路的频率特性 274
4.4.2 有源负载EE型共源放大电路的频率特性 276
4.4.3 有源负载共漏放大电路的频率特性 277
4.4.4 有源负载共栅放大电路的频率特性 280
4.4.5 共源-共栅组合放大电路及其频率特性 283
本章小结 284
习题 285
第五章 反馈放大电路 294
5.1 反馈的基本概念及判断方法 294
5.1.1 反馈的基本概念和分类 294
5.1.2 反馈放大电路的组成 297
5.1.3 反馈极性的判别 305
5.1.4 反馈放大电路的基本方程式 308
5.1.5 负反馈放大电路的四种基本组态 311
5.2 负反馈对放大电路性能的改善 315
5.2.1 负反馈提高增益的稳定性 315
5.2.2 负反馈对输入电阻的改善 316
5.2.3 负反馈对输出电阻的改善 318
5.2.4 负反馈减小非线性失真 320
5.2.5 负反馈展宽频带 322
5.3 负反馈放大电路的分析方法 325
5.3.1 等效电路法 325
5.3.2 方框图法 325
5.3.3 深度负反馈条件下的近似计算 326
5.4 负反馈放大电路的稳定性分析 330
5.4.1 负反馈放大电路的稳定性判别 331
5.4.2 负反馈放大电路稳定性的分析方法 335
5.4.3 负反馈放大电路的相位补偿 336
5.5 计算机仿真例题 342
本章小结 343
习题 345
第六章 模拟集成电路及其应用 358
6.1 集成运算放大器的组成及基本特性 358
6.1.1 集成运算放大器的组成 359
6.1.2 集成运算放大器的传输特性 362
6.1.3 理想集成运算放大器模型 363
6.2 集成运算放大器的主要参数 365
6.2.1 输入失调参数 365
6.2.2 差模特性参数 367
6.2.3 共模特性参数 368
6.2.4 大信号动态特性 369
6.2.5 电源特性参数 370
6.3 其他集成运算放大器简介 371
6.3.1 超高精度单片集成运算放大器OP177 371
6.3.2 高速宽带集成运算放大器LT1226 373
6.3.3 MC14573CMOS集成运算放大器 374
6.3.4 Bi_FET单片集成运算放大器 375
6.4 集成运算放大器的同相和反相放大电路 376
6.4.1 集成运算放大器的线性应用与非线性应用 376
6.4.2 集成运算放大器的基本输入方式 377
6.5 集成运算放大器的模拟运算电路 381
6.5.1 加法运算电路 382
6.5.2 减法运算电路 383
6.5.3 积分运算电路 385
6.5.4 微分运算电路 388
6.5.5 对数与反对数运算电路 389
6.6 集成运算放大器参数对运算误差的影响 392
6.6.1 实际集成运算放大器的等效模型 392
6.6.2 Avd、Rid为有限值引起闭环增益的误差 394
6.6.3 共模抑制比KCMR为有限值引起闭环增益的误差 395
6.6.4 输入失调参数IIB、VIO、IIO引起输出电压的误差 395
6.6.5 运算放大器的开环带宽对闭环增益的影响 396
6.7 模拟乘法器及其应用 397
6.7.1 模拟乘法器简介 397
6.7.2 变跨导型模拟乘法器的工作原理 398
6.7.3 模拟乘法器的应用 400
6.8 有源滤波器 403
6.8.1 滤波器简介 404
6.8.2 有源低通滤波器 407
6.8.3 有源高通滤波器 410
6.8.4 有源带通滤波器 411
6.8.5 有源二阶带阻滤波器 414
6.9 电压比较器 416
6.9.1 电压比较器的基本特性 416
6.9.2 单片集成电压比较器 419
6.9.3 电压比较器的应用电路 421
6.10 计算机仿真例题 429
6.10.1 乘法器电路仿真 429
6.10.2 使用运算放大器宏模型分析负反馈电路的通频带 432
本章小结 434
习题 435
第七章 脉冲信号的产生与处理电路 452
7.1 波形的基础知识 452
7.2.1 二极管开关特性 454
7.2 半导体器件的开关特性 454
7.2.2 晶体管开关特性 455
7.3 门电路 458
7.3.1 基本逻辑运算和逻辑门 458
7.3.2 由门电路组成的双稳态触发器 461
7.4 单稳态触发器 463
7.4.1 由门电路组成的单稳态触发器 463
7.4.2 单稳态触发器的主要应用 465
7.5 施密特触发器 466
7.5.1 门电路组成施密特触发器 466
7.5.2 施密特触发器的应用 468
7.6 多谐振荡器 470
7.6.1 由门电路组成的多谐振荡器 470
7.6.2 由施密特触发器组成的多谐振荡器 472
7.7 三角波发生器与锯齿波发生器 474
7.7.1 三角波发生器 475
7.7.2 锯齿波发生器 477
7.8 555定时器及其主要应用 478
7.8.1 555定时器的结构及工作原理 478
7.8.2 由555定时器组成的单稳态触发器 479
7.8.3 由555定时器组成的施密特触发器 480
7.8.4 由555定时器组成的多谐振荡器 481
7.9 计算机仿真例题 482
本章小结 484
习题 485
附录 电子电路的计算机辅助分析与设计 493
附录1.1 电子CAD软件OrCAD简介 493
附录1.1.1 OrCAD的模块和工作流程简介 494
附录1.1.3 OrCAD部分文档类型 496
附录1.1.2 OrCAD 10.0 Demo版的获取与安装 496
附录1.2 使用Capture CIS进行原理图的绘制 497
附录1.2.1 Capture操作环境 497
附录1.2.2 电路图绘制基本过程的快速入门 498
附录1.2.3 Capture CIS/PSpice绘图的基本概念及基本流程 506
附录1.3 使用PSpice进行电路特性仿真 511
附录1.3.1 PSpice软件的构成 511
附录1.3.2 PSpice电路仿真快速入门之一：静态工作点仿真 512
附录1.3.3 PSpice电路仿真快速入门之二：直流扫描仿真 516
附录1.3.4 电路仿真的基本过程 518
附录1.3.5 基本电路特性的仿真分析计算 521
附录1.3.6 波形后处理程序Probe 529
附录1.4 相关表格 533
部分习题参考答案 536
参考文献 546