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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OP177371

6.3.2 高速宽带集成运算放大器LT1226373

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Probe529

附录1.4 相关表格533

部分习题参考答案536

参考文献546