本書系統地介紹了模擬電子技術的基本原理和電路分析方法。主要內容包括半導體器件、放大電路分析、場效應管放大電路、放大電路中的反饋、集成運算放大電路及其應用、信號產生電路分析、功率放大電路、直流電源等。
電子技術的發展經歷了一百多年的歷史。電子技術的整個發展過程都伴隨著新型電子材料的發現及新型電子器件誕生。可以說，新型器件的誕生不斷促進電子技術學科發生著深刻變革。1904年，Fleming發明了真空二極管。1906年Leede Forest發明了真空三極管，這是電子學發展史上的重要里程碑事件。而有人認為，晶體管是20世紀在電子技術方面最偉大的發明，它推動了信息技術革命，帶動了產業革命，開辟了億萬個就業崗位，改變了人類社會工作方式和生活方式，奠定了現代文明社會的基礎。從1947年世界上第一支晶體管誕生，在相關領域技術與成果發展非常迅速。其標志性事件主要有： 1947年12月16日，貝爾實驗室工作的William Shockley、John Bardeen、WaLTEr Brattain三人成功地制造出第一個晶體管； 1950年William Shockley開發出雙極晶體管(Bipolar Junction Transistor)，這是現在通行的標準的晶體管； 1953年第一個采用晶體管的商業化設備助聽器投入市場； 1954年第一臺晶體管收音機投入市場； 1961年第一個集成電路專利授予Robert Noyce，這為電子設備小型化、微型化奠定了基礎； 1965年摩爾定律誕生，當時Gordon Moore預測，未來一個芯片上的晶體管數量大約每年翻一倍（10年后修正為每兩年翻一倍）； 1968年羅伯特·諾伊斯和戈登·摩爾從仙童(Fairchild)半導體公司辭職，創立了一個新的企業，這就是英特爾（Intel）公司，Intel是
Integrated Electronics（集成電子設備）的縮寫。1969年Intel率先成功開發出PMOS硅柵晶體管技術。這些晶體管繼續使用傳統的二氧化硅柵介質，但是引入了新的多晶硅柵電極。1971年，Intel發布了其第一個微處理器Intel 4004。Intel 4004規格為1/8英寸×1/16英寸，包含僅2000多個晶體管，采用Intel 10微米PMOS技術生產。1978年，Intel標志性地把Intel 8088微處理器售給IBM，使得IBM的個人電腦得到快速發展。Intel 8088處理器集成了2.9萬個晶體管，運行頻率為5MHz、8MHz和10MHz。1982年Intel 286微處理器（又稱80286）推出，成為Intel的第一個16位處理器，Intel 286處理器集成了13400個晶體管，運行頻率為6MHz、8MHz、10MHz和12.5MHz。1985年，Intel 386微處理器問世，其中集成了27.5萬個晶體管，是最初Intel 4004晶體管數量的100多倍。Intel 386是32位芯片，具備多任務處理能力。1993年，Intel公司的奔騰處理器問世，含有300萬個晶體管，采用Intel 0.8μm技術生產。1999年2月，Intel發布了奔騰Ⅲ處理器。集成度達到950萬個晶體管，采用0.25μm技術生產。2002年1月，Intel奔騰4處理器推出，高性能桌面臺式電腦由此可實現每秒鐘22億個周期運算。奔騰4采用0.13μm技術生產，內含5500萬個晶體管。2003年3月，針對筆記本電腦的英特爾迅馳移動技術平臺誕生，包含了Intel最新的移動處理器。該處理器基于全新的移動優化微體系架構，采用0.13μm工藝生產，包含7700萬個晶體管。2005年5月，英特爾第一個主流雙核處理器誕生，含有2.3億個晶體管，采用90nm技術生產。2006年7月，Intel酷睿2雙核處理器誕生。該處理器含有2.9億多個晶體管，采用65nm技術生產。2007年1月，為擴大四核PC向主流買家的銷售，英特爾發布了針對桌面電腦的65nm制程的Intel酷睿2四核處理器，該處理器含有5.8億多個晶體管。同年，Intel已經生產出了45nm微處理器。
歷史上每次器件的創新與發明，都大大促進了相關電路與應用的發展。尤其是集成電路的發展，大大促進了電子技術的發展,使電子技術兩大領域“模擬電子技術”和“數字電子技術”都得到飛躍進步。
本書主要討論電子技術的一個分支，即模擬電子技術。模擬電子技術的特點為： 非線性與線性并存，直流與交流信號并存，基本概念、理論分析與工程實踐結合。模擬電子技術已成為現代科學技術基礎理論中一門活躍、舉足輕重而又有著廣闊發展前景的引人注目的學科。
本書主要介紹模擬電子技術的基本內容，主要內容包括半導體器件、放大電路分析、場效應管放大電路、放大電路中的反饋、集成運算放大電路及其應用、信號產生電路分析、功率放大電路和直流電源等。
本書是為我校機電專類生學習模擬電子課程編寫的，內容的取舍、安排主要考慮了要適合高等學校相關專業對模擬電子技術課程的教學需要，特別是學科交叉與融合的需要，同時也體現本學科的成果與技術發展現狀。
根據機電類學生的教學要求，在本書編寫中，對傳統的內容作了必要的取舍，將學生最需要的基礎知識和本課程的核心部分內容都作了一定的加深或擴充，便于學生學習。本書的特點有：
（1） 在強調了基礎知識的同時，注重了知識的應用。主要體現在對于電路的定性分析和定量計算時，都是從基本概念出發，避免了繁雜的公式推導。
（2） 加強了集成電路的內容，對集成電路的討論強化“外部”淡化“內部”，使教材內容更符合電子技術發展的趨勢。
（3） 體現了模擬電子技術基礎的工程性特點，既注重原理、分析方法等，也注重了應用問題。
在本書編寫中，我們力求體現內容豐富、重點突出、適應性強、體現發展等特點。既處理好重要內容、較重要內容與一般內容的關系； 也處理好打好基礎、面向應用與新技術介紹的關系。立足于有利于學生建立堅實基礎、增強創新意識、培養實踐能力； 立足于有利于學生學以致用，為解決實際工程問題打下基礎。
本書由華中科技大學電工學課程組編寫，林紅編寫了第1、7章，李承編寫了第2章，徐安靜編寫了第3章，譚丹編寫了第4~5章，陳明輝編寫了第6、8章。李承、徐安靜擔任主編，并負責全書統稿。
由于工作繁忙，加上編者水平所限，錯誤與疏漏之處在所難免，懇請讀者提出寶貴意見。
編者2014年10月于華中科技大學
第1章 半導體器件
1.1 半導體基礎知識
1.1.1 本征半導體
1.1.2 雜質半導體
1.2 PN結
1.2.1 PN結的形成
1.2.2 PN結的單向導電性
1.2.3 PN結的電容效應
1.3 半導體二極管
1.3.1 二極管的分類
1.3.2 半導體二極管的特性曲線與主要參數
1.3.3 半導體二極管應用電路舉例
1.4 穩壓二極管
1.4.1 穩壓二極管的特性
1.4.2 穩壓原理
1.5 半導體三極管
1.5.1 三極管的結構及類型
1.5.2 三極管的三種連接方式
1.5.3 三極管的放大作用
1.5.4 三極管的特性曲線
1.5.5 三極管的主要參數
1.5.6 溫度對三極管參數的影響
1.6 光電器件
1.6.1 發光二極管
1.6.2 光電二極管
1.6.3 光電三極管
本章小結
習題
第2章 放大電路分析
2.1 放大電路的主要技術指標
2.2 放大電路的工作原理
2.2.1 基本共射放大電路的組成
2.2.2 放大電路工作原理
2.3 放大電路的分析方法
2.3.1 放大電路的靜態分析
2.3.2 放大電路的動態分析
2.4 靜態工作點穩定電路
2.4.1 溫度對靜態工作點的影響
2.4.2 靜態工作點穩定電路
2.5 共集電極和共基極放大電路
2.5.1 共集電極放大電路
2.5.2 共基極放大電路
2.5.3 三種基本放大電路的特點和用途
2.6 多級放大電路
2.6.1 多級放大電路的耦合方式
2.6.2 阻容耦合多級放大電路分析
2.7 放大電路的頻率特性簡介
2.7.1 三極管的混合π模型
2.7.2 單級共射放大電路的頻率特性
本章小結
習題
第3章 場效應管放大電路
3.1 結型場效應管
3.1.1 結構
3.1.2 工作原理
3.1.3 特性曲線
3.2 絕緣柵場效應管
3.2.1 N溝道增強型MOS管
3.2.2 N溝道耗盡型MOS管
3.2.3 P溝道場效應管
3.3 場效應管的主要參數
3.3.1 直流參數
3.3.2 交流參數
3.3.3 極限參數
3.4 場效應管放大電路
3.4.1 共源極放大電路
3.4.2 共漏極放大電路
本章小結
習題
第4章 負反饋放大電路
4.1 反饋的基本概念
4.1.1 反饋的定義
4.1.2 反饋類型及判定方法
4.1.3 負反饋的四種基本組態
4.1.4 負反饋放大電路增益的一般表達式
4.2 負反饋對放大電路性能的影響
4.2.1 提高放大倍數的穩定性
4.2.2 影響輸入電阻和輸出電阻
4.2.3 展寬通頻帶
4.2.4 減小非線性失真
4.3 深度負反饋放大電路的指標計算
4.3.1 深度負反饋的特點
4.3.2 深度負反饋條件下放大倍數的估算
4.4 負反饋放大電路的自激振蕩
4.4.1 產生自激振蕩的原因及條件
4.4.2 負反饋放大電路的穩定判別
4.4.3 消除自激振蕩的常用方法
本章小結
習題
第5章 集成運算放大器及其應用
5.1 集成運算放大器概述
5.1.1 集成電路的特點
5.1.2 集成運算放大器的內部基本結構
5.1.3 直接耦合放大電路的零點漂移
5.2 差動放大電路
5.2.1 雙端輸入雙端輸出
5.2.2 差動放大電路的四種接法
5.2.3 恒流源差動放大電路
5.3 集成運放中的電流源電路
5.3.1 鏡像電流源
5.3.2 微電流源
5.3.3 電流源電路作為有源負載
5.4 集成運算放大器介紹
5.4.1 通用型集成運算放大器
5.4.2 集成運算放大器的電路符號和電路模型
5.4.3 集成運放的主要性能指標
5.4.4 集成運放的電路模型和電壓傳輸特性
5.5 理想運算放大器
5.5.1 理想運算放大器的技術指標
5.5.2 理想運算放大器工作在線性區的特點
5.5.3 理想運算放大器工作在非線性區的特點
5.6 基本運算電路
5.6.1 比例運算電路
5.6.2 加減法運算電路
5.6.3 積分和微分運算電路
5.6.4 對數和指數運算電路
5.7 有源濾波電路
5.7.1 濾波的概念與無源濾波電路
5.7.2 有源低通濾波電路
5.7.3 高通有源濾波電路
5.7.4 有源帶通濾波電路
5.8 電壓比較器
5.8.1 單門限電壓比較器
5.8.2 滯回比較器
5.8.3 窗口比較器
本章小結
習題
第6章 信號產生電路
6.1 正弦波振蕩電路概述
6.1.1 正弦波振蕩電路的振蕩條件
6.1.2 正弦波振蕩電路的穩幅方法
6.2 RC正弦波振蕩電路
6.3 LC正弦波振蕩電路
6.3.1 變壓器反饋式LC振蕩電路
6.3.2 三點式LC振蕩電路
6.3.3 石英晶體振蕩電路
6.4 非正弦波產生電路
6.4.1 矩形波產生電路
6.4.2 三角波產生電路
6.4.3 鋸齒波產生電路
本章小結
習題
第7章 功率放大電路
7.1 功率放大電路的特點及對電路基本要求
7.1.1 功率放大電路的特點
7.1.2 提高效率的主要途徑與電路工作方式
7.2 雙電源乙類互補對稱功率放大電路
7.2.1 電路組成及工作原理
7.2.2 主要指標計算
7.2.3 甲乙類雙電源互補對稱功率放大電路
7.3 單電源甲乙類互補對稱功率放大電路
7.3.1 單電源互補對稱功率放大電路
7.3.2 復合管
本章小結
習題
第8章 直流電源
8.1 單相整流電路
8.1.1 單相半波整流電路
8.1.2 單相橋式整流電路
8.2 濾波電路
8.2.1 電容濾波電路
8.2.2 其他形式的濾波電路
8.3 穩壓電路
8.3.1 穩壓管穩壓電路
8.3.2 串聯型穩壓電路
8.4 集成穩壓電路
8.4.1 集成三端穩壓器
8.4.2 三端穩壓器應用電路
8.5 開關型穩壓電路
本章小結
習題
部分習題參考答案
參考文獻
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