本书共分9章,主要内容为:半导体材料及二极管;双极型晶体三极管;晶体三极管放大电路基础;场效应管及其放大电路;放大器的频率响应;模拟集成单元电路;负反馈技术;集成运算放大器;集成运放电路的应用与设计。
本书取材较新、重点突出、循序渐进,理论与工程计算并重,注重基本功能电路的分析和设计方法。书中例题丰富,每章末均有小结,便于自学。
样章试读
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丛书序
前言
第1章 半导体材料及二极管 1
1.1 半导体材料及其特性 1
1.1.1 本征半导体 1
1.1.2 杂质半导体 3
1.1.3 半导体中的电流 5
1.2 PN结 6
1.2.1 PN结的形成及特点 6
1.2.2 PN结的单向导电特性 7
1.3 晶体二极管及其应用 9
1.3.1 晶体二极管的伏安特性 10
1 3.2 二极管的直流电阻和交流电阻 12
1.3.3 二极管模型 14
1.3.4 二极管应用电路 16
1.3.5 稳压管及其应用 20
1.3.6 PN结电容效应及应用 24
1.3.7 特殊二极管 27
1.4 Multism仿真实例——半导体二极管伏安特性的研究 29
1.4.1 创建仿真电路 29
1.4.2 仿真内容 30
1.4.3 结论 36
1.5 小结 36
复习题 36
习题一 37
第2章 双极型晶体三极管 42
2.1 BJT工作原理 42
2.1.1 BJT结构与符号 42
2.1.2 放大状态下BJT内部载流子的传输过程 43
2.1.3 放大偏置BJT偏压与电流的关系 45
2.2 BJT的静态特性曲线 46
2.2.1 共射输入特性曲线 46
2.2.2 共射输出特性曲线 47
2.2.3 温度对BJT特性及参数的影响 48
2.3 BJT主要参数 48
2.3.1 直流参数 49
2.3.2 交流参数 49
2.3.3 极限参数 50
2.4 BJT简化直流模型及工作状态分析 51
2.4.1 BJT的简化直流模型 51
2.4.2BJT工作状态分析 54
2.5 BJT交流小信号模型 55
2.6 Multism仿真实例——BJT输入、输出特性曲线研究 58
2.6.1 创建仿真电路 58
2.6.2 仿真内容 58
2.6.3 结论 61
2.7 小结 61
复习题 61
习题二 62
第3章 BJT放大电路 66
3.1 放大电路的基本组成和分析方法 66
3.2 BJT放大偏置电路 69
3.3 BJT三种基本组态放大电路交流特性的分析 73
3.4 多级放大电路 83
3.5 Multism仿真实例——单级共射放大电路仿真分析 91
3.5.1 创建仿真电路 91
3.5.2 仿真内容 91
3.5.3 结论 103
3.6 小结 103
复习题 105
习题三 105
第4章 MOSFET及其放大电路 118
4.1 N沟道增强型MOSFET的结构和工作原理 118
4.1.1结构 118
4.1.2工作原理 119
4.1.3 输出特性曲线 120
4.1.4 电流-电压关系 122
4.2 MOSFET的偏置电路 123
4.2.1 分离MOSFET电路的直流偏置 123
4.2.2 集成MOSFET电路的直流偏置 126
4.3 MOSFET的交流小信号模型 129
4.3.1 MOSFET的线性化分析原理 129
4.3.2 MOSFET的线性化模型的交流参数 131
4.3.3 MOSFET的交流小信号线性模型 132
4.4 MOSFET放大电路的三种基本组态 134
4.4.1 共源极放大器 134
4.4.2 源极跟随器 139
4.4.3 共栅极放大器 142
4.4.4 三种基本放大器组态的总结与比较 145
4.5 单级集成MOSFET放大器 145
4.6 MOSFET多级放大器 148
4.7 其他类型的场效应管 153
4.7.1 P沟道增强型MOSFET 153
4.7.2 N沟道耗尽型MOSFET 157
4.7.3 P沟道耗尽型MOSFET 161
4.7.4 JFET 161
4.8 Multism仿真实例——单级共源放大电路仿真分析 165
4.8.1 创建仿真电路 165
4.8.2 仿真内容 166
4.8.3 结论 175
4.9 小结 176
复习题 177
习题四 177
第5章 放大器的频率响应 188
5.1 放大器的增益函数与转折频率 189
5.2 转折频率的另一种求法——时间常数法 193
5.2.1 高频等效电路——开路时间常数法求wH 193
5.2.2 低频等效电路——短路时间常数法求wL 195
5.3 双极型晶体管的频率响应 199
5.3.1 双极型晶体管的高频小信号模型 199
5.3.2 特征频率 199
5.3.3 Miller效应和Miller电容 200
5.4 场效应管的频率响应 203
5.4.1 场效应管的高频小信号模型 203
5.4.2特征频率 203
5.4.3 Miller效应和Miller电容 203
5.5 晶体管放大电路的高频响应 205
5.5.1 共基极放大器的高频响应 205
5.5.2 射极跟随器的高频响应 208
5.6 多级放大器上、下转折频率的计算方法 210
5.7 Multism仿真实例——单级共射放大电路频率响应仿真分析 212
5.7.1 创建仿真电路 212
5.7.2 仿真内容 212
5.7.3 结论 221
5.8 小结 221
复习题 222
习题五 222
第6章 模拟集成单元电路 227
6.1 集成电流源 227
6.1.1 双极型晶体管电流源 227
6.1.2 场效应管电流源 234
6.2 有源负载电路 240
6.2.1 BJT有源负载电路 241
6.2.2 MOSFET有源负载电路 242
6.3 差动放大器 243
6.3.1 BJT差动放大器的组成原理 243
6.3.2 BJT差动放大器的直流分析 246
6.3.3 BJT差动放大器的交流小信号分析 248
6.3.4 带负载时的BJT差动放大器 252
6.3.5 不对称的BJT差动放大器 254
6.4 MOSFET差动放大器 256
6.4.1 直流分析 256
6.4.2 交流小信号分析 259
6.5 有源负载差动放大器 260
6.5.1 直流分析 260
6.5.2 小信号分析 260
6.6 差动放大器的频率响应 267
6.6.1 差模输入时的情况 267
6.6.2 共模输入时的情况 267
6.7 功率放大器 269
6.7.1 功率管的极限参数 269
6.7.2 功率放大器的分类 271
6.8 Multism仿真实例——双端输入双端输出差动放大电路的仿真分析 283
6.8.1 创建仿真电路 283
6.8.2 仿真内容 284
6.8.3 结论 289
6.9 Multism仿真实例——双电源OCL互补推挽乙类功率放大电路的仿真分析 289
6.9.1 创建仿真电路 289
6.9.2 仿真内容 289
6.9.3 结论 293
6.10 小结 293
夏习题 293
习题六 294
第7章 负反馈技术 301
7.1 通用反馈结构 301
7.2 负反馈对放大器性能的影响 302
7.2.1 稳定放大器的增益 302
7.2.2 扩展通频带 303
7.2.3 提高输出信噪比 304
7.2.4 减小非线性失真 306
7.3 反馈放大器的类型及其判断 307
7.3.1 直流反馈与交流反馈 307
7.3.2 交流反馈类型 308
7.4 四种基本反馈放大器的结构 311
7.4.1 电压放大器 311
7.4.2 互阻放大器 311
7.4.3 跨导放大器 312
7.4.4 电流放大器 312
7.5 电压放大器(电压取样电压求和负反馈放大器) 312
7.5.1 理想模型 312
7.5.2 实际模型 313
7.6 互阻放大器(电压取样电流求和负反馈放大器) 321
7.7 跨导放大器(电流取样电压求和负反馈放大器) 327
7.8 电流放大器(电流取样电流求和负反馈放大器) 333
7.9 四种反馈类型的放大器电路特性总结 341
7.10 深度负反馈放大器的分析方法 345
7.10.1 深度负反馈的特点 345
7.10.2 深度负反馈放大器闭环增益Af和闭环源电压增益AVsf的估算 345
7.11 负反馈放大器的稳定性 350
7.11.1 反馈放大器稳定性判断 350
7.11.2 增益裕量和相位裕量 350
7.11.3 补偿技术 352
7.12 Multism仿真实例——电压取样电压求和负反馈放大电路的仿真分析 356
7.12.1 创建仿真电路 356
7.12.2 仿真内容 357
7.12.3 结论 366
7.13 小结 367
复习题 368
习题七 368
第8章 集成运算放大器 373
8.1 集成运放的模型与理想特性 373
8.2 集成运放的线性应用——理想模型分析法 374
8.2.1 同相放大器 374
8.2.2 同相加法器 376
8.2.3 反相放大器 378
8.2.4 反相加法器 379
8.2.5 加减法电路 379
8.2.6 差动放大器 380
8.2.7 电流-电压转换器和电压-电流转换器 383
8.2.8 积分器和微分器 384
8.3 集成运放的非线性应用 385
8.3.1 对数放大器 385
8.3.2 指数放大器 386
8.4 集成运放的参数 386
8.5 Multism仿真实例——代数和运算电路的仿真分析 392
8.5.1 创建仿真电路 392
8.5.2 仿真内容 393
8.5.3 结论 402
8.6 Multism仿真实例——基本反相积分运算电路的仿真分析 402
8.6.1 创建仿真电路 402
8.6.2 仿真内容 403
8.6.3 结论 405
8.7 小结 406
复习题 406
习题八 406
第9章 集成运放电路的应用与设计 412
9.1 有源滤波器 412
9.1.1 滤波器的类型 412
9.1.2 低通滤波器 415
9.1.3 高通滤波器 417
9.1.4 带通滤波器 419
9.1.5 带阻滤波器 421
9.1.6 全通滤波器 423
9.2 振荡器 423
9.2.1 振荡器的工作原理 423
9.2.2 相移振荡器 426
9.2.3 正交振荡器 427
9.2.4 三相振荡器 428
9.2.5 文氏电桥振荡器 429
9.3 施密特触发器 430
9.3.1 比较器 430
9.3.2 基本的反相施密特触发器 432
9.3.3 基本的同相施密特触发器 434
9.3.4 含参考电压的施密特触发器 434
9.4 波形发生器 436
9.4.1 方波发生器 436
9.4.2 三角波发生器 438
9.4.3 锯齿波发生器 440
9.5 Multism仿真实例——有源低通滤波器性能研究 442
9.5.1 创建仿真电路 442
9.5.2 仿真内容 442
9.5.3 结论 445
9.6 Multism仿真实例——RC桥式正弦波振荡器性能研究 446
9.6.1 创建仿真电路 446
9.6.2 仿真内容 446
9.6.3 结论 453
9.7 Multism仿真实例——占空比可调的矩形波发生器性能研究 455
9.7.1 创建仿真电路 455
9.7.2 仿真内容 455
9.7.3 结论 461
9.8 小结 461
复习题 461
习题九 462
参考文献 466