模擬電子技術基礎

第一章晶體二極管及其基本電路
1.1半導體物理基礎知識1
1.1.1本征半導體1
1.1.2雜質半導體3
1.1.3半導體中的電流4
1.2PN結及晶體二極管5
1.2.1PN結的形成5
1.2.2PN結的單向導電特性6
1.2.3PN結的擊穿特性8
1.2.4PN結的電容特性8
1.2.5PN結的溫度特性9
1.3晶體二極管及其基本電路10
1.3.1二極管特性曲線10
1.3.2二極管的主要參數(shù)10
1.3.3晶體二極管模型12
1.3.4二極管基本應用電路13
1.3.5穩(wěn)壓二極管及穩(wěn)壓電路15
1.4其它二極管簡介17
1.4.1變容二極管17
1.4.2肖特基二極管17
1.4.3光電二極管18
1.4.4發(fā)光二極管18
本章小結18
習題19
計算機仿真練習題21
第二章雙極型晶體管及其放大電路
2.1雙極型晶體管的工作原理22
2.1.1放大狀態(tài)下晶體管中載流子的傳輸過程23
2.1.2電流分配關系24
2.1.3晶體管的放大作用25
2.2晶體管伏安特性曲線及參數(shù)25
2.2.1晶體管共發(fā)射極特性曲線26
2.2.2晶體管的主要參數(shù)28
2.3晶體管工作狀態(tài)分析及偏置電路30
2.3.1晶體管的直流模型30
2.3.2晶體管工作狀態(tài)分析31
2.3.3放大狀態(tài)下的偏置電路33
2.4放大器的組成及其性能指標35
2.4.1基本放大器的組成原則36
2.4.2直流通路和交流通路37
2.4.3放大器的主要性能指標37
2.5放大器圖解分析法40
2.5.1直流圖解分析40
2.5.2交流圖解分析41
2.5.3直流工作點與放大器非線性失真的關系43
2.6放大器的交流等效電路分析法44
2.6.1晶體管交流小信號電路模型44
2.6.2共射極放大器的交流等效電路分析法49
2.7共集電極放大器和共基極放大器54
2.7.1共集電極放大器54
2.7.2共基極放大器55
2.7.3三種基本放大器性能比較56
2.8放大器的級聯(lián)57
2.8.1級間耦合方式58
2.8.2級聯(lián)放大器的性能指標計算59
2.8.3組合放大器60
本章小結63
習題64
計算機仿真練習題72
第三章場效應管及其基本電路
3.1結型場效應管(JFET)73
3.1.1結型場效應管的結構及工作原理73
3.1.2結型場效應管的特性曲線74
3.2絕緣柵場效應管(IGFET)76
3.2.1絕緣柵場效應管的結構76
3.2.2N溝道增強型MOSFET(EnhancementNMOSFET)77
3.2.3N溝道耗盡型MOSFET(DepletionNMOSFET)79
3.2.4各種類型MOS管的符號及特性對比80
3.3場效應管的參數(shù)和小信號模型81
3.3.1場效應管的主要參數(shù)81
3.3.2場效應管的低頻小信號模型82
3.4場效應管放大器83
3.4.1場效應管偏置電路83
3.4.2場效應管放大器分析84
3.4.3若干問題的討論88
本章小結90
習題91
計算機仿真練習題93
第四章集成運算放大器電路
4.1集成運算放大器的特點94
4.2電流源電路95
4.3差動放大電路100
4.3.1零點漂移現(xiàn)象100
4.3.2差動放大器的工作原理及性能分析100
4.3.3具有恒流源的差動放大電路104
4.3.4差動放大器的傳輸特性106
4.3.5差動放大器的失調及溫漂108
4.4集成運算放大器的輸出級電路111
4.5集成運放電路舉例113
4.5.1集成運算放大器F007113
4.5.2專用型集成運算放大器簡介114
4.6MOS集成運算放大器117
4.6.1MOS集成運放中的基本單元電路117
4.6.2CMOS集成運算放大器5G14573121
4.7集成運算放大器的主要性能指標122
本章小結124
習題124
計算機仿真練習題128
第五章頻率響應
5.1頻率響應的概念129
5.1.1頻率失真及不失真條件129
5.1.2實際的頻率響應及通頻帶定義131
5.2單級共射放大器的高頻響應132
5.2.1晶體管的頻率參數(shù)和高頻等效電路132
5.2.2共射放大器的高頻響應分析133
5.3共集電路的高頻響應139
5.4共基電路的高頻響應140
5.5差分放大器的頻率響應142
5.6場效應管放大器的高頻響應143
5.6.1場效應管的高頻小信號等效電路143
5.6.2場效應管放大器的高頻響應144
5.7放大器的低頻響應145
5.7.1阻容耦合放大器的低頻等效電路145
5.7.2阻容耦合放大器低頻響應分析146
5.8多級放大器的頻率響應149
5.8.1多級放大器的上限頻率f.H149
5.8.2多級放大器的下限頻率f.L150
5.9建立時間t.r與上限頻率f.H的關系151
5.9.1建立時間t.r的定義151
5.9.2建立時間與上限頻率的關系151
5.10舉例及計算機仿真152
本章小結153
習題153
計算機仿真練習題156
第六章反饋
6.1反饋的基本概念及基本方程158
6.1.1什么是反饋158
6.1.2反饋放大器的基本框圖158
6.1.3反饋放大器的基本方程159
6.2負反饋對放大器性能的影響160
6.2.1負反饋使放大倍數(shù)穩(wěn)定度提高160
6.2.2負反饋使放大器通頻帶展寬,線性失真減小162
6.2.3負反饋使非線性失真減小,輸入動態(tài)范圍展寬163
6.2.4負反饋可減小放大器內部產(chǎn)生的噪聲和干擾的影響164
6.3反饋放大器分類及對輸入.輸出阻抗的影響165
6.3.1電壓反饋與電流反饋165
6.3.2電壓反饋和電流反饋對輸出電阻的影響165
6.3.3串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋167
6.3.4串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋對放大器輸入電阻的影響168
6.4反饋放大器的分析和近似計算170
6.4.1四種組態(tài)反饋放大器增益和反饋系數(shù)的定義及近似計算170
6.4.2集成運算放大器的兩種基本反饋組態(tài)171
6.4.3分立元件負反饋放大器的分析計算174
6.5反饋放大器穩(wěn)定性討論182
6.5.1負反饋放大器穩(wěn)定工作的條件182
6.5.2利用開環(huán)增益的波特圖來判別放大器的穩(wěn)定性183
6.5.3常用的消振方法--相位補償法184
6.6運算放大器小信號閉環(huán)帶寬.壓擺率及全功率帶寬188
6.6.1運算放大器的小信號閉環(huán)帶寬188
6.6.2大信號工作下的壓擺率和全功率帶寬188
本章小結190
習題190
計算機仿真練習題196
第七章模擬集成電路系統(tǒng)
7.1集成運算放大器在基本運算中的應用198
7.1.1相加器198
7.1.2相減器(差動放大器)200
7.1.3積分器201
7.1.4微分器203
7.1.5對數(shù).反對數(shù)運算器204
7.1.6V/I變換和I/V變換207
7.2有源RC及開關電容濾波器208
7.2.1有源濾波器的類型.傳遞函數(shù)及零.極點分布208
7.2.2運放作為有限增益放大器的有源濾波器電路210
7.2.3運放作為無限增益放大器的多重反饋有源濾波器211
7.2.4有源帶阻濾波器213
7.2.5全通濾波器215
7.2.6模擬電感電路215
7.2.7基于雙積分環(huán)的二階有源濾波器2167.2.8開關電容網(wǎng)絡218
7.3集成運算放大器精密二極管電路221
7.3.1精密整流(限幅)電路221
7.3.2峰值檢波電路222
7.3.3取樣保持電路223
7.4電壓比較器及弛張振蕩器224
7.4.1電壓比較器224
7.4.2弛張振蕩器228
7.4.3窗口比較器231
7.5模擬開關233
7.5.1CMOS傳輸門和CMOS模擬開關233
7.5.2MOS模擬開關的應用234
7.6集成運算放大器選擇指南235
本章小結237
習題238
計算機仿真練習題245
第八章現(xiàn)代模擬集成電路技術
8.1模擬集成電路設計--電流模法246
8.1.1電流模法的特點及原理246
8.1.2跨導線性環(huán)--電流模電路舉例248
8.2電流反饋型集成運算放大器250
8.2.1電流模集成運算放大器的基本特性251
8.2.2電流模運放的典型電路251
8.2.3電流模運放的閉環(huán)特性252
8.3開關電流--數(shù)字工藝的模擬集成技術254
8.3.1開關電流鏡(SwitchedCurrentMirror)254
8.3.2第一代開關電流積分器255
8.3.3第二代開關電流積分器257
8.4跨導運算放大器(OTA)及其應用257
8.4.1典型的單片集成OTA電路257
8.4.2OTA組成的連續(xù)時間濾波器259
8.5在系統(tǒng)可編程模擬器件(ispPAC)原理及其軟件平臺262
8.5.1在系統(tǒng)可編程模擬電路的結構及原理262
8.5.2PAC.Designer軟件及開發(fā)實例266
本章小結270
習題及計算機仿真練習題271
第九章功率電路及系統(tǒng)
9.1功率放大器274
9.1.1功率放大器的特點及工作狀態(tài)分類274
9.1.2甲類(A類)功率放大器275
9.1.3互補跟隨乙類(B類)功率放大器277
9.1.4集成功率放大器281
9.2整流器和直流穩(wěn)壓電源283
9.2.1整流濾波電路283
9.2.2串聯(lián)反饋型線性穩(wěn)壓電源的工作原理286
9.2.3開關型穩(wěn)壓電源289
9.3功率器件291
9.3.1雙極型大功率晶體管(BJT)291
9.3.2功率MOS器件293
9.3.3絕緣柵-雙極型功率管(IGBT)及功率模塊294
9.3.4功率管的保護296
9.4高精度基準電壓源296
9.4.1能隙基準電壓源296
9.4.2以埋層齊納管為參考的超高精度基準電壓源297
本章小結298
習題299
計算機仿真練習題302
附錄A集成電路制造工藝303
附錄B波特(Bode)圖316
附錄C集成運放非理想?yún)?shù)對電路性能的影響323
參考文獻328