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第1章 非线性电路概述1

1.1 引言1

1.2 非线性元件1

1.2.1 非线性电阻2

1.2.2 非线性电容8

1.2.3 非线性电感9

1.3 非线性电路方程10

1.4 小信号分析法12

1.5 分段线性优化方法15

第2章 半导体PN结与二极管24

2.1 半导体与PN结24

2.1.1 半导体与掺杂24

2.1.2 N型与P型半导体25

2.1.3 PN结的动态平衡27

2.1.4 PN结的正向偏置29

2.1.5 PN结的反向偏置29

2.2 二极管模型31

2.2.1 二极管的伏安特性31

2.2.2 PN结电容效应32

2.2.3 二极管大信号模型33

2.2.4 简单二极管电路的计算方法34

2.3 二极管器件的SPICE语句输入格式36

2.3.1 半导体器件的SPICE语句描述方式36

2.3.2 二极管D的SPICE语句输入格式38

2.4 二极管的应用39

2.4.1 整流电路39

2.4.2 检波电路42

2.4.3 限幅电路42

2.5 特殊二极管43

2.5.1 齐纳二极管44

2.5.2 肖特基二极管45

2.5.3 发光二极管45

2.5.4 激光二极管47

2.5.5 光电二极管50

第3章 双端口非线性器件与受控源54

3.1 双端口非线性电子器件54

3.2 单元电路的隔离54

3.2.1 隔离的必要性54

3.2.2 隔离器基本结构61

3.3 受控电源62

3.3.1 受控源电路图64

3.3.2 电压控制电压源64

3.3.3 电压控制电流源65

3.3.4 电流控制电压源66

3.3.5 电流控制电流源66

3.4 受控源在电路中的基本行为67

3.4.1 受控源端口电压关系和端口电流关系67

3.4.2 受控源的放大功能69

3.4.3 放大的基本概念73

3.5 有源电路的计算73

3.5.1 有源电路计算举例74

3.5.2 受控源的层次链接78

3.6 反馈的基本概念82

3.6.1 反馈概念的产生82

3.6.2 反馈基本方程式84

3.6.3 反馈的组态及判断方法85

第4章 双极型晶体管92

4.1 晶体管的发明92

4.2 BJT的基本工作原理93

4.2.1 PNP型晶体管的基本工作原理93

4.2.2 NPN型晶体管的基本工作原理97

4.3 BJT的制造工艺98

4.4 BJT的电路模型102

4.4.1 BJT的Ebers-Moll模型102

4.4.2 BJT的小信号等效电路104

4.4.3 BJT的Gummel-Poon电路模型106

4.4.4 BJT的SPICE输入语句格式107

4.4.5 BJT的SPICE模型语句与参数107

第5章 BJT基本电路111

5.1 共基、共发和共集3种基本组态电路111

5.1.1 共基组态放大电路111

5.1.2 共发组态放大电路120

5.1.3 共集组态放大电路137

5.1.4 共基、共发和共集放大器主要特征比较139

5.2 BJT直接耦合基本电路140

5.2.1 达林顿连接143

5.2.2 NPN型晶体管与PNP型晶体管组合放大器145

5.2.3 差分放大器146

5.2.4 管联放大器154

5.3 电流源及其应用155

5.3.1 电流源155

5.3.2 电流源的应用170

5.4 BJT电压源177

5.4.1 产生电压源的基本方法177

5.4.2 电压源实用电路180

第6章 场效应晶体管原理、特性与工艺194

6.1 结型场效应晶体管194

6.1.1 PN结场效应晶体管194

6.1.2 金属-半导体结场效应晶体管196

6.1.3 高电子迁移率晶体管197

6.1.4 JFET的大信号模型199

6.1.5 JFET的SPICE语句格式200

6.1.6 JFET的仿真模型200

6.1.7 JFET与BJT的对比201

6.2 MOSFET的基本结构与原理202

6.2.1 MOS的基本结构203

6.2.2 MOS伏安特性205

6.2.3 NMOS电容的组成209

6.2.4 MOS管的阈值电压VT210

6.2.5 MOSFET的体效应211

6.2.6 MOSFET尺寸按比例缩小213

6.2.7 MOSFET的跨导gm214

6.2.8 MOSFET的动态特性受尺寸缩小的影响214

6.2.9 MOSFET的温度特性215

6.2.10 MOSFET的噪声215

6.3 与MOSFET相关的VLSI工艺216

6.3.1 PMOS工艺217

6.3.2 NMOS工艺219

6.3.3 CMOS工艺223

6.4 MOS器件的二阶效应226

6.4.1 L和W的变化226

6.4.2 迁移率的退化228

6.4.3 沟道长度调制229

6.4.4 短沟道效应引起门限电压变化230

6.4.5 狭沟道效应引起门限电压变化231

6.5 MOSFET的等效电路模型232

6.5.1 MOSFET的SPICE输入语句232

6.5.2 MOSFET的等效电路模型参数233

6.5.3 FET小信号等效电路237

第7章 基本FET模拟电路239

7.1 FET基本组态240

7.1.1 共栅组态240

7.1.2 共源组态241

7.1.3 共漏组态243

7.1.4 共源-共栅管联组态244

7.1.5 源极耦合FET对管245

7.2 FET可变电阻与开关250

7.2.1 FET可变电阻250

7.2.2 FET开关251

7.3 MOS二极管与有源电阻252

7.4 电流漏、电流源和电流镜253

7.4.1 电流漏和电流源253

7.4.2 电流镜259

7.5 MOS基准电压260

7.6 MOS放大器262

7.6.1 有源负载反相放大器262

7.6.2 CMOS差分放大器270

7.6.3 电流镜负载的CMOS差分放大器设计275

7.7 总结277

第8章 多级放大器和集成运算放大器282

8.1 多级放大器282

8.1.1 单级与多级放大器282

8.1.2 多级放大器基本构造与设计要点283

8.1.3 多级放大器的增益290

8.1.4 多级放大器的频率特性290

8.2 反馈放大器291

8.2.1 反馈放大器基本类型和判断291

8.2.2 负反馈对放大器性能的影响294

8.2.3 反馈放大器的分析297

8.2.4 负反馈放大器的稳定性301

8.3 集成运算放大器311

8.3.1 通用集成放大器311

8.3.2 原始的集成运算放大器312

8.3.3 μA709、μA741和LM301313

8.3.4 LM308A、μA725和OP07316

8.3.5 LM318317

8.3.6 LF356、RC4558、TL07X/TL08X和LF411318

8.3.7 CMOS运算放大器324

8.4 运算放大器基本原理325

8.4.1 运算放大器定义325

8.4.2 两种运算放大器电路326

8.4.3 运放工作时的直流偏置330

8.5 运放的大信号工作和转换速率341

第9章 由运算放大器构成的电路347

9.1 利用运放构造放大电路347

9.1.1 电压跟随器348

9.1.2 同相放大器构成的加法电路349

9.1.3 反相放大器构成的加法电路352

9.1.4 减法电路353

9.1.5 可变增益放大器354

9.1.6 弱信号放大与高精度运放358

9.2 由运放构成的信号变换电路365

9.2.1 基准电压源365

9.2.2 基准电流源367

9.2.3 电压-电流变换电路368

9.2.4 电流-电压变换电路373

9.2.5 电阻-电压变换电路377

9.3 利用运放构成的线性运算电路380

9.3.1 微分运算电路380

9.3.2 积分运算电路383

9.3.3 有源滤波电路385

9.4 由运放构成的非线性电路406

9.4.1 整流电路406

9.4.2 绝对值电路411

9.4.3 限幅电路414

9.4.4 对数变换电路417

9.4.5 乘法运算电路424

9.4.6 比较电路429

第10章 功率放大与电源变换电路434

10.1 功率放大电路基础434

10.1.1 功率放大电路的作用434

10.1.2 功率放大电路的特点435

10.1.3 功率放大电路的主要技术参数436

10.1.4 功率放大器的分类439

10.2 线性功率放大器439

10.2.1 单管线性功率放大器基本电路与电压电流波形439

10.2.2 甲类功率放大器441

10.2.3 乙类功率放大器442

10.2.4 甲乙类互补推挽电路447

10.2.5 丙类功率放大电路448

10.3 开关功率放大器449

10.3.1 丁类功率放大器450

10.3.2 戊类功率放大器450

10.3.3 己类功率放大器451

10.4 电源变换电路452

10.4.1 电源变换电路的分类452

10.4.2 线性直流稳压电源452

10.4.3 串联型线性直流稳压电路453

第11章 振荡器462

11.1 引言462

11.2 正反馈回路型振荡器原理462

11.3 非谐振回路型振荡器463

11.3.1 环形振荡器463

11.3.2 RC桥式振荡器466

11.3.3 多谐振荡器469

11.4 LC调谐型振荡器472

11.4.1 电感三端式振荡器473

11.4.2 电容三端式振荡器475

11.4.3 LC振荡器的频率稳定性477

11.5 石英晶体振荡器481

11.5.1 石英晶体的物理特性和等效电路481

11.5.2 晶体振荡电路485

11.6 负阻振荡器487

11.6.1 负阻振荡原理487

11.6.2 负阻器件和电路488

11.6.3 负阻振荡器电路490

第12章 频率变换电路493

12.1 引言493

12.2 混频器493

12.2.1 混频器的基本特性493

12.2.2 混频器的基本原理494

12.2.3 混频器的作用495

12.2.4 单端混频器497

12.2.5 单端BJT混频器设计实例500

12.3 倍频器504

12.4 分频器504

12.4.1 再生式分频器504

12.4.2 振荡锁定分频器505

12.4.3 数字分频器507

12.5 幅度调制与解调电路508

12.5.1 幅度调制508

12.5.2 幅度解调514

12.6 角度调制与解调电路517

12.6.1 角度调制原理517

12.6.2 频率调制电路520

12.6.3 鉴频器521

第13章 逻辑门电路524

13.1 引言524

13.2 模拟电路与数字电路524

13.3 二极管逻辑门电路527

13.4 BJT逻辑门电路528

13.4.1 TTL门电路528

13.4.2 ECL门电路531

13.5 FET基本逻辑电路533

13.5.1 FET传输门534

1 3.5.2 NMOS非门电路542

13.5.3 CMOS非门546

13.5.4 CMOS非门的瞬态特性550

13.6 CMOS基本逻辑门电路553

13.6.1 与非门电路553

13.6.2 或非门电路554

13.7 源极耦合FET逻辑——SCFL555

第14章 模数与数模转换电路559

14.1 引言559

14.2 模数转换器559

14.2.1 原理559

14.2.2 并联式ADC560

14.2.3 流水线ADC561

14.2.4 逐次逼近式ADC562

14.3 数模转换器564

14.3.1 原理564

14.3.2 参考电压法DAC564

14.3.3 参考电流法DAC566

14.3.4 R-2R梯形DAC568

第15章 电子线路分析、设计与测试571

15.1 引言571

15.2 电子线路分析571

15.2.1 电子线路分析与模拟的流程571

15.2.2 电路特性分析和控制语句574

15.3 电子线路设计577

15.3.1 电子线路设计步骤577

15.3.2 版图设计578

15.3.3 版图检查580

15.3.4 版图数据提交与流片581

15.4 电子线路测试582

附录一 共发电路的Ebers-Moll模型及输入输出特性585

附录二 专业术语中英文对照592

参考文献599