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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PSpice 482

附录C部分习题参考答案 504

参考文献 510