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模擬電子系統設計指南（基礎篇）：從半導體、分立元件到ADI集成電路的分析與實現 ( 簡體 字) |
| 作者：何賓 | 類別：1. -> 電子工程 -> 電子電氣 |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 47853
詢問書籍請說出此書號！【缺書】
NT售價： 690 元 |
| 出版日：10/1/2017 |
| 頁數：700 |
| 光碟數：0 |
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站長推薦：  |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787121326875 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：在即將完成本書編寫之際，感慨頗多。我記得在讀大學本科期間，于1996年第一次系統學習了模擬電子技術課程，講這門課的張誠慶老師在不看講稿的情況下，只用粉筆板書就可以一氣呵成地完成整堂課的教學，并且當我問他問題時也可以把每個細節解釋得非常清楚，他是一位令我尊敬的老師。同樣，需要提起的是現任南京工業大學副校長的張進明教授，他不但給我上過本科的電路原理課程，而且給我上過碩士研究生的課程，是一位學術思想很活躍的老師，也正是他在1998年給我上碩士研究生學位課程時，我才第一次接觸了Multisim Workbench工具，這也是我接觸的第一個電子設計自動化工具。他們兩位，算是我從事電子教學和科研工作的啟蒙者。我的碩士導師劉鳳新教授堪稱模電領域的大師，他是一位學術思想活躍同時也是一位對學術要求很嚴的人，在讀碩士期間他教會了我許多分析電路的方法，在他的指導下，我系統學習了模擬集成電路的測試方法，這些方法至今仍然受用。最后一位需要提及的，也是我最尊敬的一位老師，已經過世10年，是曾經指導過我的韓月秋教授，在我讀博士期間，在他的悉心指導下，我從事電子信息相關領域研究的能力得到進一步提升。他是一位和藹可親同時也是一位學術造詣很深的大師，在電子界尤其是在雷達領域有著崇高的威望，為我們國家電子信息事業的發展貢獻了畢生精力。正是在求學期間得到這幾位老師的悉心指導，使得我具備了對電子信息領域很多問題進行深入理解和分析的能力。
從1996年第一次接觸電子技術到現在，21年過去了。在這21年間，全球半導體技術取得了突飛猛進的發展，一直有條不紊地沿著摩爾定律指明的方向前進。同時，電子設計自動化工具被廣泛地用于半導體和電子系統設計中。
但是，國內在模擬電子技術課程的教學內容和教學方法上，表現仍然乏力。主要體現在，教學手段方法落后，講授內容不能反映最新的半導體技術發展。而模擬電子技術課程的教學質量，直接影響電子信息類相關專業許多專業課程的教學效果，如控制原理、檢測儀表、信號與系統、通信電子電路、電力電子等。這些課程連接在一起，將直接關系到國家所培養的電子信息專業學生的質量。
在當前具有豐富教學資源和教育手段的條件下，模擬電子技術課程仍然成為國內所有本科、高職和中專電子信息類相關專業最難學習的課程之一，也是學生反映最為強烈的一門課程。在我從教12年來，我的學生不斷向我抱怨，課程抽象難學，且難以理解，然后他們就發現后面的很多專業課程沒法學懂。當我們培養的這些學生畢業后，在不同的公司和科研機構從事相關工作時，他們面對的是力不從心，甚至無從下手的設計和技術支持工作。這也引起我深刻的思考，我在反復不斷地思索這個問題，是不是我們在模擬電子技術課程方面的教學真的出問題了？是不是到了我們應該好好更新一下這門課程的教學手段和教學方法的時候了？在很多年前，我一直計劃重新編寫能反映最新模擬電子系統設計理論和設計方法的相關書籍。
ADI公司(納斯達克代碼: ADI)又名亞德諾半導體技術（上海）有限公司，這是一家在高性能模擬、混合信號和數字信號處理集成電路設計、制造和營銷方面世界領先的企業，產品涉及幾乎所有類型的電子電氣設備。 在本書編寫過程中，得到了美國ADI公司大學計劃及負責ADI大學計劃高威先生的鼎力支持，在經費、芯片及文檔技術資料方面給予了幫助。
此外，美國國家儀器公司大學計劃也提供了Mutlisim正版軟件工具的支持。Microelectronic circuits analysis and design一書的作者Muhammad H.Rashid教授，非常熱情地提供了教學資源和仿真測試源文件，并解答我提出的一些問題。
在編寫本書的過程中，我的本科大四學生唐思怡、王中正全程參與，并構建硬件電路對本書所有章節的關鍵設計實例進行驗證。在本書編寫中，他們的作用之所以非常重要，就是因為通過與他們的溝通和交流，真正將教育心理學準確地應用到本書的編寫中。此外，我的本科學生湯宗美為本書制作了教學課件和相關的資料。
在本書編寫過程中，我有一些體會想在此和廣大讀者進行分享。
（1）模擬電子技術是所有電子信息類相關專業最核心的課程，是這些專業的學生可以高質量學習后續課程內容的重要保證，所以必須有充足的課時來保證教師有足夠時間高質量地完成課程的教學任務，任何單純縮減模擬電子技術課程課時的做法都是不明智的。教師的授課任務是講授關鍵知識點和電路設計的思路，因此需要正確把握課程的主線。
（2）由于模擬電子技術涉及的理論知識點有很多，教師在講授該課程時，要突破傳統的理論教學模式，即通過Multisim提供的SPICE仿真工具，將這些抽象的理論知識點通過圖表和數據直觀地顯示出來，做到理論和實際融會貫通，引導學生思考問題，這樣將有利于學生對這些理論知識的理解。
（3）任何理論的講解和仿真工具都不能代替硬件實驗，在講授課程時需要在關鍵知識點設計相關的實驗，讓學生通過實驗真正建立電子元件和電子系統的“物理概念”。通過實驗，培養學生獨立思考問題和解決問題的能力，這將有助于他們學習后續課程的內容。
（4）隨著半導體技術的不斷發展，要求教師能從“系統級角度”講授模擬電子電路課程，雖然在國內高校一直沿用模擬電子技術基礎這一名稱，但更重要的是正確認識模擬電子技術課程所講授的各個模塊在整個模擬電子系統中的作用。
為了方便讀者學習，本書配有相關的硬件設計案例、SPICE仿真設計案例，以及公開教學視頻等學習資源。
可以這樣說，本書的順利完稿是產、學、研合作的典范，編寫本書的目的在于解決教育界和工業界供需側矛盾，使得教育界培養出來的模擬電子設計人才可以真正滿足工業界的需求，真正地“接地氣”。
最后，感謝電子工業出版社各位編輯對本書出版給予的幫助和支持，由于我的水平有限，書中難免出現不足之處，請讀者不吝指出，幫助我進一步完善本書的內容。
編著者2017年4月于北京 |
內容簡介：本書從最基本的半導體PN 結開始, 以二極管、雙極結型晶體管、金屬氧化物半導體場效應管,以及美國ADI公司的集成運算放大器、集成功率放大器、集成線性低壓降電源芯片、集成開關電源芯片為主線, 系統介紹了半導體和PN結特性、半導體二極管的特性和分析、二極管電路的設計和分析、雙極結型晶體管的特性和分析、雙極結型晶體管放大電路應用、雙極結型晶體管電路反饋原理及穩定分析、金屬氧化物半導體場效應管特性和電路分析、金屬氧化物半導體場效應管放大電路應用、運算放大器電路的設計和分析、集成差動放大器的原理和分析、運算放大器的性能指標、運算放大器電路穩定性分析、高速運算放大器的原理和分析、有源濾波器的原理和設計、功率放大器的分析和設計、振蕩器的特性和分析、電源管理器的原理和應用、模擬/數字轉換器的原理及應用、數字/模擬轉換器的原理及應用等內容。 |
目錄：第1章模擬電子技術緒論
1.1電子技術的發展歷史
1.2模擬電子技術的目標
1.2.1模擬電子技術的基礎地位
1.2.2模擬電子技術的知識點結構
1.2.3模擬電子技術的研究角度
1.3模擬電子系統的評價和分析
方法
1.3.1理論分析方法類型
1.3.2理論分析方法的實質
1.3.3實際測試
第2章半導體和PN結特性
2.1半導體材料
2.1.1N型雜質
2.1.2P型雜質
2.1.3多子和少子
2.1.4費米函數
2.1.5載流子濃度
2.2零偏置PN結
2.2.1內建結電勢
2.2.2電場分布
2.2.3結電勢分布
2.2.4空間耗盡區寬度
2.3正偏PN結
2.3.1耗盡區寬度
2.3.2少子電荷分布
2.4反偏PN 結
2.4.1耗盡區寬度
2.4.2結電容
2.5結電流密度
2.6溫度依賴性
2.7高頻交流模型
2.7.1耗盡電容
2.7.2擴散電容
2.7.3正偏模型
2.7.4反偏模型
第3章半導體二極管的特性和
分析
3.1二極管的符號和分類
3.1.1二極管的符號
3.1.2二極管的分類
3.2二極管電壓和電流特性
3.2.1測試電路構建和分析
3.2.2查看和分析SPICE網表
3.2.3二極管SPICE模型描述
3.2.4二極管正偏電壓-電流
特性分析
3.2.5二極管反偏電壓-電流
特性分析
3.2.6二極管電壓-電流線性
化模型
3.3二極管溫度特性
3.3.1執行二極管溫度掃描分析
3.3.2繪制和分析二極管溫度
特性圖
3.4二極管頻率特性
3.4.1波特圖工具的原理
3.4.2波特圖使用說明
3.4.3二極管頻率特性分析
3.5二極管額定功率特性
3.6發光二極管及特性
3.7齊納二極管及特性
3.7.1電壓電流特性
3.7.2電源管理器的設計
第4章二極管電路的設計和分析
4.1二極管整流器
4.1.1半波整流
4.1.2全波整流
4.1.3平滑整流器輸出
4.2二極管峰值檢測器
4.2.1二極管峰值檢測器原理
4.2.2包絡檢波器實現
4.3二極管鉗位電路
4.4二極管斬波器
4.4.1二極管斬波器原理
4.4.2二極管斬波器應用
4.5二極管倍壓整流器
4.6壓控衰減器
第5章雙極結型晶體管的特性和
分析
5.1晶體管基本概念
5.2雙極結型晶體管符號
5.3雙極結型晶體管SPICE
模型參數
5.4雙極結型晶體管工作原理
5.4.1雙極結型晶體管結構
5.4.2電壓、電流和電荷控制
5.4.3晶體管的α和β
5.4.4BJT工作區域
5.5雙極結型晶體管輸入和
輸出特性
5.5.1輸入特性
5.5.2輸出特性
5.6雙極結型晶體管電路模型及
分析方法
5.6.1直流模型
5.6.2大信號模型
5.6.3厄爾利效應
5.6.4小信號模型
5.7密勒定理及其分析方法
5.7.1密勒定理及其推導
5.7.2密勒定理的應用
5.7.3密勒效應
5.8雙極結型晶體管的直流
偏置
5.8.1有源電流源偏置
5.8.2單基極電阻偏置
5.8.3發射極電阻反饋偏置
5.8.4射極跟隨器偏置
5.8.5雙基極電阻偏置
5.8.6偏置電路設計
5.9共發射極放大器
5.9.1有源偏置共射極放大器
5.9.2電阻偏置共射極放大器
5.10共集電極放大器
5.10.1有源偏置射極跟隨器
5.10.2電阻偏置射極跟隨器
5.11共基極放大器
5.11.1輸入電阻Ri
5.11.2無負載電壓增益Avo
5.11.3輸出電阻Ro
5.12達靈頓對晶體管
5.13直流電平移位和放大器
5.13.1電平移動方法
5.13.2電平移位的直流放大器
5.14雙極結型晶體管電路的
頻率響應
5.14.1高頻模型
5.14.2BJT頻率響應
5.15BJT放大器的頻率響應
5.15.1共發射極BJT放大器
5.15.2共集電極BJT放大器
5.15.3共基極BJT放大器
5.16匹配晶體管
第6章雙極結型晶體管放大電路
應用
6.1BJT多級放大器及頻率
響應
6.1.1電容耦合
6.1.2直接耦合
6.1.3級聯晶體管
6.1.4頻率響應
6.2BJT電流源原理
6.2.1基本電流源
6.2.2改進型基本電流源
6.2.3Widlar電流源
6.2.4共射-共基電流源
6.2.5威爾遜電流源
6.2.6多重電流源
6.2.7零增益放大器
6.2.8穩定電流源
6.3BJT差分放大器原理
6.3.1采用阻性負載的BJT
差分對
6.3.2采用基本電流鏡有源負載
的BJT差分放大器
6.3.3采用改進電流鏡的差分
放大器
6.3.4共射極-共基極差分放
大器
6.3.5差分放大器頻率響應
第7章雙極結型晶體管電路反饋
原理及穩定分析
7.1放大器反饋機制類型
7.2放大器反饋特性
7.2.1閉環增益系數
7.2.2頻率響應
7.2.3失真
7.3放大器反饋結構
7.3.1串聯-并聯反饋結構
7.3.2串聯-串聯反饋結構
7.3.3并聯-并聯反饋結構
7.3.4并聯-串聯反饋結構
7.4放大器反饋分析
7.4.1串聯-并聯反饋結構
7.4.2串聯-串聯反饋結構
7.4.3并聯-并聯反饋結構
7.4.4并聯-串聯反饋結構
7.5放大器穩定性分析
7.5.1閉環頻率和穩定性
7.5.2瞬態響應和穩定性
7.5.3閉環極點和穩定性
7.5.4奈奎斯特穩定準則
7.5.5相對穩定性判定
7.5.6相位裕度的影響
7.5.7波特圖分析穩定性方法
第8章金屬氧化物半導體場效應
管特性和電路分析
8.1金屬氧化物半導體場效應
管基礎
8.1.1金屬氧化物半導體場效應
管概述
8.1.2金屬氧化物場效應晶體管
符號
8.1.3金屬氧化物場效應管的基本
概念
8.1.4MOSFET的SPICE模型
參數
8.2增強型MOSFET
8.2.1內部結構
8.2.2工作模式
8.2.3工作特性
8.3耗盡型MOSFET
8.3.1內部結構
8.3.2工作模式
8.3.3工作特性
8.4MOSFET低頻模型
8.4.1直流模型
8.4.2小信號模型
8.4.3小信號分析
8.5MOSFET直流偏置
8.5.1MOSFET偏置電路原理
8.5.2MOSFET偏置電路設計
8.6共源極放大器
8.6.1采用電流源負載的共源極
放大器
8.6.2采用增強型MOSFET負載的
共源極放大器
8.6.3采用耗盡型MOSFET負載的
共源極放大器
8.6.4采用電阻負載的共源極
放大器
8.7共漏極放大器
8.7.1有源偏置的源極跟隨器
8.7.2電阻偏置的源極跟隨器
8.8共柵極放大器
8.9直流電平移位和放大器
8.9.1電平移動方法
8.9.2電平移位的MOSFET
放大器
8.10MOSFET放大器頻率響應
8.10.1MOSFET高頻模型
8.10.2共源級放大器頻率響應
8.10.3共漏極放大器頻率響應
8.10.4共柵極放大器頻率響應
第9章金屬氧化物半導體場效應
管放大電路應用
9.1MOSFET多級放大器及
頻率響應
9.1.1電容耦合級聯放大器
9.1.2直接耦合放大器
9.1.3共源-共柵放大器
9.2MOSFET電流源原理
9.2.1基本電流源
9.2.2改進型基本電流源
9.2.3多重電流源
9.2.4共源-共柵電流源
9.2.5威爾遜電流源
9.2.6零增益放大器
9.2.7穩定電流源
9.3MOSFET差分放大器原理
9.3.1NMOSFET差分對
9.3.2采用有源負載的MOSFET
差分對
9.3.3共源-共柵MOSFET差分
放大器
9.4耗盡型MOSFET差分放大器
原理
9.4.1采用阻性負載的耗盡型
MOSFET差分對
9.4.2采用有源負載的耗盡型
MOSFET差分對
第10章運算放大器電路的設計和
分析
10.1集成運算放大器的原理
10.1.1集成運放的內部結構
10.1.2集成運放的通用符號
10.1.3集成運放的簡化原理
10.2理想運算放大器模型
10.2.1理想運算放大器的特點
10.2.2放大器“虛短”和
“虛斷”
10.2.3疊加定理
10.3理想運算放大器的分析
10.3.1同相放大器
10.3.2反相放大器
10.4運算放大器的應用
10.4.1電壓跟隨器
10.4.2加法器
10.4.3積分器
10.4.4微分器
10.4.5半波整流器
10.4.6全波整流器
10.5單電源供電運放電路
10.5.1單電源運放
10.5.2運算放大電路的基本偏置
方法
10.5.3其他一些基本的單電源供電
電路
第11章集成差動放大器的原理和
分析
11.1差分放大器的基本概念
11.2差分放大器
11.3儀表放大器
11.3.1雙運算放大器（雙運放）
配置
11.3.2三運算放大器配置
11.4電流檢測放大器
11.4.1低側電流測量方法
11.4.2高側電流測量方法
11.5全差分放大器
11.5.1全差分放大器的原理
11.5.2差分信號源匹配
11.5.3單端信號源匹配
11.5.4輸入共模電壓
第12章運算放大器的性能指標
12.1開環增益、閉環增益和環路
增益
12.2放大器直流精度
12.2.1放大器輸入端直流參數
指標
12.2.2放大器輸出端直流參數
指標
12.3放大器交流精度
12.3.1增益帶寬積
12.3.2壓擺率
12.3.3建立時間
12.3.4總諧波失真加噪聲
12.4放大器的其他指標
12.4.1共模抑制比
12.4.2電源噪聲抑制比
12.4.3電源電流
12.4.4噪聲指標
12.5零漂移放大器
12.5.1自穩零型放大器原理
12.5.2斬波放大器的工作原理
12.5.3兩種技術的混合工作原理
第13章運算放大器電路穩定性
分析
13.1運放電路穩定性分析
方法
13.2Aol和1/β的計算方法
13.3外部寄生電容對穩定性的
影響
13.3.1負載電阻影響的瞬態分析
13.3.2負載電阻影響的交流小信號
分析
13.4修改Aol的補償方法
13.4.1電路的瞬態分析
13.4.2電路的交流小信號分析
13.5修改1/β的補償方法
13.5.1電路的瞬態分析
13.5.2電路的交流小信號分析
第14章高速運算放大器的原理和
分析
14.1ADI高速運算放大器
概述
14.2電壓反饋運算放大器
14.2.1電壓反饋放大器原理
14.2.2電壓反饋放大器結構和
工藝
14.3電流反饋運算放大器的原理、
結構和工藝
14.3.1電流反饋放大器的原理
14.3.2電流反饋放大器的結構和
工藝
14.4反饋電阻對放大器電路的
影響
14.5反饋電容對放大器電路的
影響
14.6補償輸入電容對放大器電路的
影響
14.7電壓反饋放大器和電流反饋
放大器的選擇
14.7.1直流及運行因素
14.7.2交流因素
14.7.3噪聲因素
14.8壓控增益放大器應用
14.8.1AGC系統中的VGA
14.8.2壓控可變增益放大器
14.8.3數字控制式VGA
第15章有源濾波器的原理和
設計
15.1有源和無源濾波器
15.2有源濾波器分類
15.3有源濾波器模型研究
方法
15.4一階濾波器及其特性
15.4.1低通濾波器
15.4.2高通濾波器
15.4.3帶通濾波器
15.4.4帶阻濾波器
15.5雙二次函數
15.5.1貝塞爾響應
15.5.2巴特沃斯響應
15.5.3契比雪夫響應
15.6Sallen-Key濾波器
15.6.1通用形式
15.6.2低通濾波器
15.6.3高通濾波器
15.6.4帶通濾波器
15.7多重反饋濾波器
15.7.1低通濾波器
15.7.2高通濾波器
15.7.3帶通濾波器
15.8Bainter陷波濾波器
15.9全通濾波器
15.9.1一階全通濾波器
15.9.2二階全通濾波器
15.10開關電容濾波器
15.10.1開關電容電阻
15.10.2開關電容積分器
15.10.3通用開關電容濾波器
15.11單電源供電濾波器設計
15.12濾波器輔助設計工具
第16章功率放大器的分析和
設計
16.1功率放大器的類型
16.2功率晶體管
16.3A類功率放大器的原理及
分析
16.3.1射極跟隨器
16.3.2基本的共射極放大器
16.3.3采用有源負載的共射極
放大器
16.3.4變壓器耦合負載共射極
放大器
16.4B類功率放大器的原理
及分析
16.4.1互補推挽放大器
16.4.2變壓器耦合負載推挽
放大器
16.5AB類功率放大器的原理
及分析
16.5.1轉移特性
16.5.2輸出功率和效率
16.5.3采用二極管的偏置
16.5.4采用二極管和有源電流源的
偏置
16.5.5采用VBE乘法器的偏置
16.5.6準互補AB類放大器
16.5.7變壓器耦合AB類放大器
16.6C類功率放大器的原理
及分析
16.7D類功率放大器的原理
及分析
16.8E類功率放大器的原理
及分析
16.9功率運算放大器的類型
和應用
16.9.1高輸出電流放大器
16.9.2高電壓放大器
第17章振蕩器的特性和分析
17.1振蕩器原理
17.1.1振蕩條件分析
17.1.2頻率穩定性分析
17.1.3幅值穩定性分析
17.2音頻振蕩器
17.2.1移相振蕩器
17.2.2正交振蕩器
17.2.3三相振蕩器
17.2.4文氏橋振蕩器
17.2.5環形振蕩器
17.3射頻振蕩器
17.3.1科爾皮茲振蕩器
17.3.2哈特萊振蕩器
17.3.3兩級MOS振蕩器
17.4晶體振蕩器
17.5硅振蕩器
17.6有源濾波器調諧振蕩器
第18章電源管理器的原理
和應用
18.1線性電源管理器
18.1.1線性電源管理器內部結構
18.1.2線性電源管理器指標
18.2開關電源管理器
18.2.1電感和電容的基本概念
18.2.2理想降壓轉換器的原理
和結構
18.2.3理想升壓轉換器的原理
和結構
18.2.4理想降壓-升壓轉換器的
原理和結構
第19章模擬/數字轉換器的原理
及應用
19.1數模混合系統結構
19.2ADC的原理
19.2.1ADC的基本原理
19.2.2量化誤差與分辨率
19.2.3采樣率
19.3ADC的性能指標
19.3.1靜態特性
19.3.2動態特性
19.4ADC的類型和原理
19.4.1逐次逼近寄存器型ADC的原理
及應用
19.4.2Δ-𦮳型ADC的原理
及應用
19.4.3流水線型ADC的原理
及應用
19.5ADC數字接口類型
19.5.1I2C接口
19.5.2SPI接口
19.5.3LVDS接口
19.6ADC參考輸入源
19.6.1串聯型電壓基準
19.6.2并聯型電壓基準
19.7小結
第20章數字/模擬轉換器的原理
及應用
20.1DAC的原理及信號重構
20.1.1DAC的原理
20.1.2模擬信號的重建
20.2DAC的性能指標
20.2.1分辨率
20.2.2滿量程范圍
20.2.3靜態參數
20.2.4動態參數
20.3DAC器件類型和原理
20.3.1電阻串型
20.3.2R-2R型
20.3.3乘法型
20.3.4電流引導型
20.3.5數字電位器
20.3.6Δ-𦮳型DAC
20.4脈沖寬度調制
20.4.1占空比分辨率
20.4.2諧波失真
20.4.3模擬濾波器的設計
20.5選型原則
參考文獻 |
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