《模擬電子技術(shù)/高等學校電子信息類專業(yè)系列教材》是高等院校電子類專業(yè)的基礎(chǔ)教材,全書共13章,分為電子電路基礎(chǔ)知識、基本電路及其應(yīng)用、基本應(yīng)用電路和模擬集成電路原理及半導(dǎo)體器件四個部分。本書采用“自頂向下”的層次結(jié)構(gòu),注重設(shè)計思想,全面地介紹了模擬電子學的基本技術(shù)和基本理論,內(nèi)容豐富,實用性強,尤其是與Multisim軟件相結(jié)合,通過仿真輔助分析和設(shè)計驗證,提供了大量有價值的實例。本書的附錄還對線性電路的基本問題進行了歸納和總結(jié)。
《模擬電子技術(shù)/高等學校電子信息類專業(yè)系列教材》可用作高等院校模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的教材,也可作為工程技術(shù)人員的參考工具書。
“模擬電子電路”是電子、通信和計算機等專業(yè)的學科基礎(chǔ)課程。因為中學生所學課程中幾乎沒有涉及電子電路的內(nèi)容,因此“模擬電子電路”是學生接觸“電子技術(shù)”的啟蒙課。作者在多年教學實踐中發(fā)現(xiàn),采用傳統(tǒng)的從器件原理,到分立元件再到集成電路的教學思路,學生普遍感到入門難、學習枯燥、課程知識點零散龐雜,不易形成電子系統(tǒng)的整體概念,這對于本課程乃至后續(xù)專業(yè)學習和工作實踐均有不利的影響。
前期學習了側(cè)重掌握基本分析工具的“電路分析”課程之后,學生在學習模擬電子電路時,除了將分析方法進一步延伸到電子電路上外,核心的學習目的是進行電路設(shè)計。如今高性能集成電路已經(jīng)廣泛普及,在工程實踐中更為重要的是確立設(shè)計框架,從宏觀上確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu),通過理解器件的外部特性進行選型,并輔以相應(yīng)的分析和驗證從而達到設(shè)計要求。
本書首先為讀者打下理論基礎(chǔ),采用了從電子系統(tǒng)功能到系統(tǒng)構(gòu)建,再從器件特性到器件原理的“自頂向下”的層次結(jié)構(gòu),體現(xiàn)從外部到內(nèi)部,從整體到局部的逐步深化的認識過程,而不至于在學習之初時“見樹木而不見森林”,被大量的器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理等知識所困擾。同時,針對模擬電子電路實踐性強的特點,書中采用理論與仿真實驗緊密結(jié)合的教學形式,利用Multisim仿真軟件對所學內(nèi)容進行分析和設(shè)計驗證。每一章的習題均分為分析題與設(shè)計題,旨在能夠更好地培養(yǎng)學生認識、分析和設(shè)計電路的能力。無論學生后續(xù)是側(cè)重混合電路系統(tǒng)設(shè)計,還是深入學習半導(dǎo)體和微電子學科,本書均能夠發(fā)揮良好的基礎(chǔ)作用。
本書整體分為四個部分,即第1~3章介紹模擬電路的基礎(chǔ)知識和分析方法,第4~7章為基本電路要素,第8~11章為基本應(yīng)用電路,第12、13章為模擬集成電路和半導(dǎo)體器件,如圖0.1所示。
圖0.1本書內(nèi)容框圖
第1章介紹電子電路基礎(chǔ)知識。考慮到讀者學習知識上的連續(xù)性,本書在電路理論(電路分析)的基礎(chǔ)上,從電信號和電子系統(tǒng)出發(fā),介紹放大器的主要指標、電源設(shè)置和簡單應(yīng)用,形成對模擬電子電路的宏觀認識; 第2、3章分別為放大電路的頻率響應(yīng)和放大電路中的反饋。在學習模擬電路之前,先掌握電路系統(tǒng)中的兩個基本問題——頻率響應(yīng)和反饋,掌握嚴密系統(tǒng)的分析方法,為后續(xù)學習各種功能電路打下基礎(chǔ)。
第4~7章,均從器件的外部特性出發(fā),分別介紹集成運算放大器與集成電壓比較器、半導(dǎo)體二極管、雙極型晶體管和場效應(yīng)管的基本電路。前三章的知識會幫助讀者深刻理解和掌握這四章的內(nèi)容。第8~11章是各種應(yīng)用型功能電路介紹,分別為有源濾波器、振蕩器、功率放大電路和電源電路,它們是模擬電路實際應(yīng)用時的常見模塊。
最后,進一步深入器件內(nèi)部,第12章介紹各種模擬集成電路內(nèi)部電路原理,以便讀者更好地理解和應(yīng)用集成電路,掌握基本集成電路結(jié)構(gòu)和分析方法; 第13章半導(dǎo)體器件的物理機理,從微觀角度對半導(dǎo)體器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理加以介紹,為今后微電子專業(yè)的學習打下基礎(chǔ)。
感謝清華大學出版社的大力支持和幫助。
謹將本書獻給一如既往支持我們工作的賢妻良母——陳力力女士。
作者2015年6月于上海
第1章電子電路基礎(chǔ)知識
1.1電信號
1.2電子系統(tǒng)
1.3放大電路
1.4放大電路的電源
1.5差分放大電路
1.6放大電路的傳輸特性
1.7放大電路的性能指標
1.8級聯(lián)放大電路
1.9計算機仿真
本章小結(jié)
習題
第2章放大電路的頻率響應(yīng)
2.1概述
2.1.1為什么要研究放大電路的頻率響應(yīng)
2.1.2頻率失真
2.2分析方法
2.2.1高通電路和低通電路
2.2.2三頻段近似分析法
2.3放大電路的頻率響應(yīng)
2.4密勒效應(yīng)
本章小結(jié)
習題
第3章放大電路中的反饋
3.1反饋的基本概念
3.2反饋的分類
3.3負反饋放大電路的四種組態(tài)
3.4反饋放大電路的基本方程
3.5負反饋對放大電路性能的影響
3.5.1提高增益的穩(wěn)定性
3.5.2展寬頻帶
3.5.3減小非線性失真
3.5.4對輸入電阻和輸出電阻的影響
3.6反饋網(wǎng)絡(luò)的負載作用
3.6.1反饋網(wǎng)絡(luò)模型
3.6.2電壓串聯(lián)負反饋
3.6 3電流并聯(lián)負反饋
3.6.4電流串聯(lián)負反饋
3.6.5電壓并聯(lián)負反饋
3 7負反饋放大電路的穩(wěn)定性
3.7.1負反饋放大電路產(chǎn)生自激振蕩的條件和原因
3.7.2反饋放大器的穩(wěn)定判據(jù)
3.7.3負反饋放大電路的穩(wěn)定裕度
3.7.4負反饋放大電路自激振蕩的消除方法
本章小結(jié)
習題
第4章集成運算放大器和電壓比較器
4.1集成運放的電壓傳輸特性
4.2應(yīng)用電路
4.2.1反相電路
4.2.2同相電路
4.2.3差分電路
4.2.4加法電路
4.2.5積分電路
4.2.6微分電路
4.2.7電壓電流轉(zhuǎn)換電路
4.3集成運放的單電源供電
4.3.1單電源供電運放電路的特性
4.3.2單電源供電運放電路的偏置電路
4.3.3單電源供電運放電路的設(shè)計實例
4.4電壓反饋運放與電流反饋運放
4.4.1基本概念
4.4.2主要區(qū)別
4.4.3集成運放的參數(shù)
4.5集成電壓比較器
4.5.1集成電壓比較器的電壓傳輸特性
4.5.2電壓比較器的基本應(yīng)用
4.5.3各種比較器電路簡介
4.5.4比較器的簡單應(yīng)用
4.6模擬乘法器
4.6.1模擬乘法器的電路符號及其等效電路
4.6.2模擬乘法器的應(yīng)用
本章小結(jié)
習題
第5章半導(dǎo)體二極管
5.1半導(dǎo)體二極管的外部特性
5.2半導(dǎo)體二極管模型
5.3應(yīng)用電路分析與毆計
5.3.1整流電路
5.3.2二極管邏輯電路
5.3.3鉗位電路
5.3.4穩(wěn)壓電路
5.3.5限幅電路
5.3.6顯示電路
5.3.7光控電路
5.4計算機仿真分析與設(shè)計
5.4.1二極管的伏安特性
5.4.2二極管的動態(tài)特性
5.4.3對數(shù)和指數(shù)放大電路
5.4.4基準電壓源設(shè)計
5.4.5限幅放大器
本章小結(jié)
習題
第6章雙極型晶體管
第7章場效應(yīng)管
第8章有源濾波器
第9章信號產(chǎn)生電路
第10章功率放大電路
第11章直流電源電路
第12章模擬集成電路原理
第13章半導(dǎo)體器件的物理機理
附錄A線性電路的基本問題
參考文獻