本书系统地介绍了模拟电路的分析方法、设计方法和典型应用。全书内容包括电子系统概述、运算放大器的开环特性和等效模型、负反馈放大电路、基本运算电路、有源滤波电路、半导体二极管及其应用电路、晶体管及其交流放大电路、集成放大电路、乘除法电路和对数指数电路、场效应管及其放大电路、电压比较器和信号产生电路、直流稳压电源。
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前言
第1章 电子系统概述 1
1.1 电力系统与电子系统 1
1.2 信号及其频谱 2
1.2.1 信号 2
1.2.2 信号的频谱 3
1.3 电子系统组成框图 6
1.4 电子技术及其发展概述 7
习题 10
第2章 运算放大器的开环特性和等效模型 12
2.1 放大电路基础 12
2.1.1 放大电路的概念 12
2.1.2 放大电路的等效模型 13
2.1.3 放大电路的主要性能指标 16
2.2 运算放大器的特性和等效模型 19
2.2.1 集成运算放大器的基本概念 19
2.2.2 运算放大器的开环传输特性 20
2.2.3 运算放大器的线性模型 21
2.2.4 运算放大器的非线性模型 24
2.3 Multisim仿真——集成运算放大器的开环传输特性 24
习题 26
第3章 负反馈放大电路 29
3.1 反馈的基本概念 29
3.1.1 反馈和反馈放大电路的方框图 29
3.1.2 反馈的分类和判断 30
3.2 负反馈放大电路的4种基本组态 36
3.2.1 电压串联负反馈 36
3.2.2 电压并联负反馈 37
3.2.3 电流串联负反馈 38
3.2.4 电流并联负反馈 39
3.3 负反馈放大电路的闭环增益表达式 40
3.4 深度负反馈放大电路的计算 41
3.4.1 深度负反馈的特点 41
3.4.2 电压放大器 43
3.4.3 电流电压转换器 44
3.4.4 电压电流转换器 45
3.4.5 电流放大器 46
3.5 负反馈对放大电路性能的改善 47
3.5.1 提高增益的稳定性 47
3.5.2 改善输入电阻和输出电阻 47
3.5.3 减小非线性失真 49
3.5.4 抑制干扰和噪声 50
3.5.5 扩展通频带宽 51
3.6 负反馈放大电路的自激振荡及消除方法 52
3.6.1 自激振荡的条件 53
3.6.2 负反馈放大电路的稳定性分析 53
3.6.3 频率补偿 57
3.7 Multisim仿真——电压串联负反馈及其频率特性 58
习题 60
第4章 基本运算电路 65
4.1 比例运算电路 65
4.1.1 反相比例运算电路 65
4.1.2 同相比例运算电路 67
4.2 加法电路 68
4.2.1 反相加法电路 69
4.2.2 同相加法电路 69
4.3 减法电路 70
4.3.1 单运放减法电路 70
4.3.2 仪用放大电路 71
4.4 积分和微分电路 72
4.4.1 积分电路 72
4.4.2 微分电路 74
4.5 通用函数运算电路原理 75
4.6 Multisim仿真——求和电路和积分电路 76
习题 77
第5章 有源滤波电路 86
5.1 滤波器的功能及分类 86
5.2 滤波器的稳态频率响应和传递函数 88
5.2.1 滤波器的稳态频率响应 88
5.2.2 滤波器的传递函数 90
5.3 一阶有源滤波器 92
5.4 二阶有源滤波器 93
5.4.1 二阶有源低通滤波器 94
5.4.2 二阶有源高通滤波器 95
5.4.3 二阶有源带通滤波器 97
5.4.4 二阶有源带阻滤波器 99
5.5 滤波器设计 101
5.5.1 频率变换 101
5.5.2 滤波器设计流程 103
5.5.3 巴特沃思滤波器 103
5.5.4 巴特沃思低通滤波器设计示例 106
5.6 Multisim仿真——二阶低通滤波器的频率特性 108
习题 109
第6章 半导体二极管及其应用电路 113
6.1 半导体材料 113
6.1.1 本征半导体 113
6.1.2 N型半导体 115
6.1.3 P型半导体 115
6.2 PN结的形成及特性 116
6.2.1 PN结的形成 116
6.2.2 PN结的单向导电性 117
6.2.3 PN结的反向击穿 118
6.2.4 PN结的电容效应 119
6.3 半导体二极管 120
6.3.1 二极管的结构 120
6.3.2 二极管的伏安特性 121
6.3.3 二极管的主要参数 122
6.4 二极管电路分析方法——非线性电路分析方法 123
6.4.1 图解法 123
6.4.2 小信号模型法 125
6.4.3 分段线性模型法 127
6.5 特殊二极管 129
6.5.1 稳压二极管 129
6.5.2 变容二极管 131
6.5.3 光电二极管 131
6.5.4 发光二极管 132
6.6 二极管应用电路 133
6.6.1 最大值检测电路 133
6.6.2 精密整流电路 135
6.7 Multisim仿真——二极管的伏安特性 136
习题 138
第7章 晶体管及其交流放大电路 143
7.1 晶体管 143
7.1.1 晶体管的结构 143
7.1.2 晶体管的电流控制作用 145
7.1.3 晶体管的伏安特性 147
7.1.4 晶体管的主要参数 149
7.1.5 温度对晶体管的特性和参数的影响 151
7.2 放大电路的直流偏置 151
7.2.1 基本偏置电路和静态工作点分析方法 152
7.2.2 电流串联负反馈偏置电路 153
7.2.3 电压并联负反馈偏置电路 154
7.3 共射极放大电路 155
7.3.1 信号的耦合方式 155
7.3.2 晶体管的低频小信号模型 156
7.3.3 放大电路的小信号分析 159
7.3.4 放大电路的大信号分析 164
7.4 共集电极和共基极放大电路 166
7.4.1 共集电极放大电路 166
7.4.2 共基极放大电路 168
7.4.3 晶体管三种放大电路的比较 171
7.5 放大电路的频率响应 171
7.5.1 晶体管的高频小信号模型及其参数 172
7.5.2 晶体管的频率参数 174
7.5.3 共射极放大电路的频率响应 175
7.5.4 共集电极放大电路的频率响应 182
7.5.5 共基极放大电路的频卒响应 184
7.6 Multisim仿真——放大电路的静态分析和动态分析 187
习题 189
第8章 集成放大电路 200
8.1 集成放大电路概述 200
8.1.1 集成电路的概念及其优势 200
8.1.2 单片集成电路中的元件及特点 200
8.1.3 直接耦合放大电路及其零点漂移 201
8.1.4 集成放大电路的组成框图 202
8.2 电流源电路 203
8.2.1 镜像电流源 203
8.2.2 微电流源 204
8.2.3 威尔逊电流源 205
8.2.4 多路电流源 205
8.3 差分放大电路 206
8.3.1 共射差分放大电路的组成和工作原理 206
8.3.2 共射差分放大电路的输入输出方式和交流性能 212
8.3.3 共射差分放大电路的电压传输特性 216
8.4 功率放大电路 218
8.4.1 功率放大电路概述 218
8.4.2 乙类OCL功率放大电路 220
8.4.3 乙类OTL电路和乙类BTL电路 223
8.4.4 甲乙类互补对称功率放大电路 224
8.4.5 集成功率放大器 227
8.4.6 功率器件的散热 230
8.5 集成运算放大器 231
8.5.1 双极型集成运算放大器LM741 232
8.5.2 集成运算放大器的主要参数 235
8.5.3 集成运算放大器的种类和选择 236
8.6 运放的误差模型 237
8.6.1 运放内部电路对输出失调电压的影响 238
8.6.2 运放外部电路对输出失调电压的影响 238
8.6.3 运放的误差模型和输出失调电压 238
8.6.4 运放的输出失调电压漂移 239
8.7 深度负反馈放大电路的计算误差 239
8.8 直流负反馈对输出失调电压和温度漂移的抑制 241
8.9 Multisim仿真——差分放大电路分析 241
习题 243
第9章 乘除法电路和对数指数电路 251
9.1 棋拟乘法器概念 251
9.2 变跨导模拟乘法器 251
9.2.1 变跨导模拟乘法器原理 251
9.2.2 四象限变跨导乘法器 252
9.2.3 变跨导模拟乘/除法器 254
9.3 单片集成乘/除法器AD734及其应用 256
9.3.1 AD734原理框图和转移函数 256
9.3.2 AD734基本乘法电路 257
9.3.3 AD734基本除法电路 257
9.3.4 AD734开方电路 258
9.3.5 AD734三变量乘/除法电路 258
9.4 对数和指数运算电路 258
9.4.1 对数运算电路 259
9.4.2 指数运算电路 260
9.4.3 对数式乘/除法电路 261
9.5 Multisim仿真——对数运算电路的仿真分析 262
习题 263
第10章 场效应管及其放大电路 266
10.1 绝缘栅型场效应管 266
10.1.1 N沟道增强型MOSFET 266
10.1.2 N沟道耗尽型MOSFET 271
10.1.3 P沟道MOSFET 272
10.1.4 MOSFET的主要参数 274
10.2 结型场效应管 275
10.2.1 JFET的结构和工作原理 275
10.2.2 JFET的特性曲线 277
10.3 场效应管放大电路 278
10.3.1 场效应管放大电路的三种组态 278
10.3.2 直流偏置电路和静态分析 278
10.3.3 小信号模型和动态分析 281
10.4 场效应管电流源 286
10.4.1 NMOS管镜像电流源 286
10.4.2 NMOS管多路电流源 287
10.5 共源差分放大电路 287
10.6 CMOS集成运算放大器MC14573 289
10.7 Multisim仿真——共源放大电路的仿真分析 290
习题 291
第11章 电压比较器和信号产生电路 300
11.1 电压比较器 300
11.1.1 单限电压比较器 300
11.1.2 迟滞电压比较器 302
11.1.3 窗口比较器 305
11.1.4 集成电压比较器 306
11.2 非正弦波振荡器 307
11.2.1 矩形波振荡器 308
11.2.2 三角波振荡器 309
11.2.3 锯齿波振荡器 310
11.3 正弦波振荡器 311
11.3.1 正弦波振荡原理 312
11.3.2 RC正弦波振荡器 313
11.3.3 LC谐振回路的特性和选频放大器 316
11.3.4 LC正弦波振荡器 319
11.3.5 石英晶体振荡器 322
11.4 单片集成函数发生器ICL8038 324
11.4.1 压控电流源和电流源控制开关 325
11.4.2 迟滞比较器 325
11.4.3 压控振荡器 326
11.4.4 三角波正弦波变换 327
11.4.5 ICL8038的应用电路 330
11.5 Multisim仿真 330
11.5.1 迟滞比较器的特性 330
11.5.2 电感反馈式正弦波振荡器 332
习题 333
第12章 直流稳压电源 343
12.1 直流稳压电源概述 343
12.1.1 直流稳压电源的作用和组成框图 343
12.1.2 直流稳压电源的主要技术指标 343
12.2 单相整流电路 345
12.2.1 单相半波整流电路 345
12.2.2 单相桥式整流电路 347
12.2.3 倍压整流 349
12.3 电源滤波电路 350
12.3.1 电容滤波电路 351
12.3.2 电感滤波电路 355
12.3.3 复式滤波电路 356
12.4 线性稳压电路 356
12.4.1 线性并联稳压电路 357
12.4.2 线性串联稳压电路 360
12.5 基准电压源 362
12.5.1 温度补偿稳压二极管基准电压源 362
12.5.2 能隙基准电压源 363
12.6 集成线性稳压器 364
12.6.1 三端固定稳压器 365
12.6.2 三端可调稳压器 367
12.7 开关稳压电路 369
12.7.1 开关串联稳压电路 369
12.7.2 开关并联稳压电路 371
12.8 开关集成稳压器 373
12.8.1 LM2576开关集成稳压器 373
12.8.2LM2576应用电路 374
12.9 Multisim仿真——三端固定稳压器W7805的特性 375
习题 376
参考文献 383
附录A 电子设计自动化简介 384
附录B Multisim简介 387
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