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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PSpice466

附录C 部分习题参考答案488

参考文献495