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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6

1.2半导体的基础知识8

1.2.1半导体材料分类9

1.2.2本征半导体9

1.2.3杂质半导体11

1.3 PN结13

1.3.1 PN结形成过程13

1.3.2 PN结及其特性14

1.3.3 PN结的电容效应16

1.3.4 PN结的击穿特性18

1.3.5 PN结的应用19

1.4太阳能发电系统简介19

本章小结21

习题21

第2章 半导体晶体管及其基本电路23

科技前沿——3D晶体三极管制造技术延伸摩尔定律23

2.1半导体二极管24

2.1.1半导体二极管的结构和类型24

2.1.2半导体二极管的伏安特性25

2.1.3温度对二极管伏安特性的影响26

2.1.4半导体二极管的主要参数与型号26

2.1.5二极管电路的分析方法29

2.1.6半导体二极管的应用32

2.1.7特殊二极管34

2.2晶体三极管及其基本放大电路39

2.2.1晶体三极管的结构、类型与三种连接方式39

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40

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44

2.2.4晶体三极管的型号与选用原则47

2.3放大的概念及放大电路的性能指标48

2.3.1放大的基本概念与放大电路的主要性能指标48

2.3.2共发射极放大电路的组成及工作原理52

2.3.3放大电路的直交流通路与图解分析法55

2.4放大电路的微变等效电路分析法60

2.4.1晶体三极管的低频小信号微变等效模型61

2.4.2共发射极放大电路的分析64

2.5分压式稳定静态工作点电路66

2.5.1温度对静态工作点的影响67

2.5.2分压式射极偏置稳定电路68

2.5.3带旁路电容的射极偏置稳定电路70

2.6共集电极放大电路72

2.6.1基本共集电极放大电路分析72

2.6.2自举式射极输出器75

2.7共基极放大电路76

2.7.1共基极放大电路分析76

2.7.2三种基本组态放大电路的比较79

2.7.3共射放大器仿真分析80

本章小结83

习题84

第3章 场效应管与特殊三极管基本应用电路88

科技前沿——功率模块与功率集成电路88

3.1结型场效应管89

3.1.1结型场效应管的结构及类型89

3.1.2结型场效应管的工作原理90

3.1.3结型场效应管的伏安特性91

3.2绝缘栅场效应管93

3.2.1 N沟道增强型MOS管的结构93

3.2.2耗尽型MOS管95

3.2.3场效应管的主要参数96

3.2.4场效应管与晶体三极管的性能比较98

3.2.5 MOS场效应晶体管使用注意事项98

3.3场效应管放大电路99

3.3.1场效应管放大电路的直流偏置与静态分析99

3.3.2场效应管放大电路的动态分析101

3.4特殊场效应三极管与应用电路106

3.4.1绝缘栅双极型晶体管107

3.4.2光电三极管及其应用电路109

3.4.3单结晶体管及其应用电路110

3.4.4晶闸管及其应用电路112

本章小结115

习题116

第4章 集成运算放大器119

科技前沿——集成电路高新制造技术领域焦点119

4.1多级放大电路120

4.1.1多级放大电路级间耦合方式120

4.1.2多级放大电路的分析方法123

4.1.3组合多级放大电路127

4.2集成运放中的电流源129

4.2.1镜像电流源129

4.2.2微电流源135

4.2.3多路输出电流源136

4.2.4电流源用作有源负载137

4.3差动放大电路138

4.3.1差分式放大电路基本概念139

4.3.2基本差分式放大电路141

4.3.3射极耦合差动放大电路分析143

4.3.4差分式放大电路的传输特性150

4.4集成运算放大器原理与应用分析151

4.4.1集成运算放大器概述151

4.4.2 IOA典型结构的内部电路152

4.4.3 IOA使用注意事项159

4.5长尾式差分放大电路仿真分析165

4.5.1静态工作点仿真165

4.5.2动态性能仿真166

本章小结167

习题168

第5章 放大电路的频率响应172

科技前沿——窗函数频响法设计FIR滤波器172

5.1频率特性概述173

5.1.1放大电路的基本概念与研究方法173

5.1.2单时间常数RC电路的频率特性175

5.2三极管的高频小信号等效电路178

5.2.1三极管混合型等效电路与其参数178

5.2.2三极管混合IT型等效电路的简化179

5.2.3三极管混合II型的主要参数180

5.2.4三极管频率特性181

5.3单管共射放大电路的频率特性183

5.3.1单管共射放大电路的中频响应183

5.3.2单管共射放大电路的低频响应183

5.3.3单管共射放大电路的高频响应185

5.3.4单管共射放大电路的全频域响应186

5.3.5放大电路的增益带宽积189

5.4多级放大电路的频率特性189

5.4.1多级放大电路频率特性的表达式189

5.4.2多级放大电路的截止频率191

5.5场效应管放大电路的频率响应192

5.5.1场效应管的高频等效模型193

5.5.2单管共源放大电路的频率响应194

5.6集成运放的频率响应196

5.7单管共射放大电路的频率响应仿真196

本章小结198

习题199

第6章 负反馈放大器202

科技前沿——反馈在高科技领域的重要应用202

6.1反馈系统的基本形式与概念203

6.1.1反馈放大电路方框图形式及其相关概念203

6.1.2反馈放大电路增益的一般表达式204

6.1.3反馈放大电路的分类组态及判别205

6.2负反馈放大电路的组态与工程估算的计算方法209

6.2.1负反馈组态概述209

6.2.2工程计算法概述210

6.2.3负反馈放大电路的组态分析219

6.3负反馈对放大电路性能的影响223

6.3.1放大倍数影响情况223

6.3.2放大电路非线性失真改善情况223

6.3.3扩展放大电路的通频带224

6.3.4对输入电阻的影响224

6.3.5负反馈对输出电阻的影响225

6.3.6负反馈引入原则226

6.4负反馈放大电路的稳定条件和措施229

6.4.1产生自激振荡的原因及条件229

6.4.2自激判断及稳定裕度230

6.4.3负反馈放大电路中自激振荡的消除方法233

6.5负反馈放大器性能仿真分析237

本章小结240

习题240

第7章 集成运算放大器组成的运算电路243

科技前沿——纳米功率运算放大器243

7.1集成运算放大器概述244

7.1.1集成运算放大器的模型与传输特性245

7.1.2工作在线性区的特点246

7.1.3工作在非线性区的特点247

7.2基本运算电路248

7.2.1比例运算电路248

7.2.2积微分运算电路254

7.2.3对数运算和指数运算260

7.3模拟乘法及除法运算电路262

7.3.1由对数和指数运算组成乘法运算电路263

7.3.2对数和指数运算组成除法运算电路263

7.3.3实现逆运算的方法264

7.3.4集成模拟乘法器及其应用265

7.4集成运算放大器仿真分析272

7.4.1差放减法运算电路仿真分析272

7.4.2积分运算电路仿真分析273

本章小结276

习题277

第8章 低频功率放大器280

科技前沿——单片微波功率放大器高科技领域应用280

8.1功率放大电路的特殊问题及其分类281

8.1.1功率放大电路的特殊问题282

8.1.2功率放大电路的分类282

8.1.3功率放大器的主要性能指标284

8.2互补对称功率放大电路286

8.2.1 A类功率放大电路287

8.2.2 B类互补对称功率放大电路289

8.2.3 AB类互补对称功率放大电路291

8.2.4 D类音频功率放大器297

8.3数字功放300

8.3.1数字功放概念与原理301

8.3.2数字功放系统原理分析302

8.3.3 BTL功放电路的工作原理及特点305

8.3.4功率管的散热与二次击穿306

8.4集成功率放大器308

8.4.1 LA4112功率放大芯片309

8.4.2 LA4140集成功放芯片311

8.4.3 LM3886集成功率放大器312

8.5功放电路仿真分析313

8.5.1 B类互补对称功率放大电路仿真314

8.5.2 AB类单电源互补对称电路315

8.5.3功放管β值测试315

本章小结316

习题317

第9章 信号检测与处理电路321

科技前沿——开关电容滤波器321

9.1信号检测系统中的放大电路322

9.1.1精密仪用放大器322

9.1.2电荷放大器329

9.1.3采样保持电路331

9.1.4精密整流电路331

9.2有源滤波电路333

9.2.1滤波电路的基础知识333

9.2.2有源低通滤波器335

9.2.3有源高通滤波器339

9.2.4带通、带阻及全通滤波器339

9.2.5开关电容滤波器347

9.3电压比较器352

9.3.1单阈值电压比较器352

9.3.2改进型比较器354

9.3.3窗口比较器357

9.3.4单片集成电压比较器358

9.3.5过零比较器与有源滤波器的仿真分析361

本章小结363

习题364

第10章 波形发生电路367

科技前沿——石英谐振器367

10.1振荡器概念与分类368

10.2正弦波振荡电路369

10.2.1正弦波振荡电路的基本工作原理369

10.2.2 RC正弦波振荡器371

10.2.3 LC正弦波振荡电路375

10.2.4石英晶体振荡电路385

10.3非正弦波发生电路388

10.3.1矩形波发生电路388

10.3.2三角波发生电路390

10.3.3锯齿波发生电路390

10.3.4集成函数发生器392

10.4振荡电路仿真与测试394

10.4.1 LC正弦波振荡器394

10.4.2石英晶体振荡器波形395

本章小结396

习题397

第11章 直流电源400

科技前沿——便携电源的发展方向400

11.1概述401

11.2整流电路402

11.2.1基本概念402

11.2.2单相半波整流电路402

11.2.3单相桥式整流电路403

11.2.4倍压整流电路404

11.3滤波电路405

11.3.1电容滤波电路405

11.3.2其他滤波电路406

11.4分立元件稳压电路407

11.4.1稳压电路的性能指标408

11.4.2稳压管稳压电路408

11.4.3串联型稳压电路410

11.5三端稳压电路414

11.5.1固定式三端稳压电路415

11.5.2可调式三端稳压电路418

11.5.3实用可调集成稳压电路418

11.6开关型稳压电路420

11.6.1串联式开关型稳压电路420

11.6.2并联式开关型稳压电路422

11.6.3集成开关稳压器及其应用423

11.6.4直流稳压电源电路仿真分析426

本章小结428

习题429

第12章 模拟电子线路读图与设计方法433

科技前沿——基于可定制芯片设计方法433

12.1电路绘制原则434

12.1.1绘制方法435

12.1.2电气原理图绘图原则435

12.2模拟电子电路图分析436

12.2.1方框图分析方法437

12.2.2模拟电路电气图分析方法442

12.2.3模拟电子线路读图实例444

12.3电子信息系统模拟电子电路设计方法455

12.3.1模拟电路设计方法455

12.3.2模拟电子系统设计实例460

12.4心电信号放大器计算机辅助分析与设计470

本章小结472

习题472

附录A半导体分立器件的命名方法476

附录B 电路仿真软件——Multisim与PSpice482

附录C部分习题参考答案504

参考文献510