本書(shū)主要講解半導(dǎo)體器件的物理特性和工作原理以及利用這類(lèi)器件組成的各種基本電路，包括開(kāi)關(guān)電源、數(shù)字電路以及各種放大電路。
首先簡(jiǎn)要介紹半導(dǎo)體材料的工作特性；然后依次講解二極管及開(kāi)關(guān)和整流電路、MOSFET及其應(yīng)用、MOS放大電路、三極管及其放大電路；最后主要以功率放大電路為例討論電子電路設(shè)計(jì)及元器件應(yīng)用。
Donald A.Neamen教授主編的《電子電路分析與設(shè)計(jì)》第四版和讀者見(jiàn)面了，該書(shū)自清華大學(xué)出版社于2000年引進(jìn)以來(lái)，頗受?chē)?guó)內(nèi)廣大高校師生的歡迎。新版不但秉承了前幾版“為模擬和數(shù)字電子電路的分析和設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)教程”的宗旨，而且在諸多方面進(jìn)行了改進(jìn)、補(bǔ)充和重新編排，使之具有更加鮮明的特色，突出了科學(xué)性、基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性和適用性。
一、 本書(shū)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容
第四版與第三版在總體結(jié)構(gòu)上基本相同； 全書(shū)包括三部分，共17章。本冊(cè)為第一部分。
第1~8章為第一部分，主要闡述分立元件模擬電子電路的分析和設(shè)計(jì)方法。內(nèi)容包括半導(dǎo)體材料、二極管基本原理及其基本應(yīng)用電路、場(chǎng)效應(yīng)管工作原理及其線性放大電路、雙極型晶體管工作原理及其線性放大電路和應(yīng)用、頻率響應(yīng)、輸出級(jí)和功率放大電路等。
第9~15章為第二部分，主要闡述更復(fù)雜的模擬電子電路的分析和設(shè)計(jì)，即運(yùn)算放大器及構(gòu)成集成放大電路的基本模塊，以及運(yùn)放的應(yīng)用等。包括理想運(yùn)放及其基本應(yīng)用、集成電路的恒流源偏置電路和有源負(fù)載、差分放大電路、反饋及放大電路的穩(wěn)定性、構(gòu)成運(yùn)算放大器的各種電路的分析和設(shè)計(jì)、模擬集成電路中非理想因素的影響以及有源濾波電路和振蕩電路等。
第16章和17章為第三部分，主要闡述數(shù)字電子電路的分析和設(shè)計(jì)。第16章的內(nèi)容是CMOS數(shù)字電路的分析和設(shè)計(jì)，包括基本邏輯門(mén)電路、觸發(fā)器、寄存器、基本A/D和D/A轉(zhuǎn)換器等。第17章的內(nèi)容是雙極型數(shù)字電路的分析與設(shè)計(jì)，包括射極耦合邏輯電路（ECL）和三極管三極管邏輯電路（TTL）。
二、 本書(shū)內(nèi)容編排的特點(diǎn)
1. 每章均以?xún)?nèi)容簡(jiǎn)介開(kāi)篇，對(duì)前一章和新一章的內(nèi)容起承上啟下的作用； 預(yù)覽部分以列表形式呈現(xiàn)，使讀者一目了然。每章以小結(jié)和復(fù)習(xí)題結(jié)尾，仍以列表形式回顧本章建立的基本概念和方法，提出學(xué)過(guò)本章后應(yīng)達(dá)到的水平和應(yīng)具有的能力，并可通過(guò)習(xí)題完成自我評(píng)估，以便更好地進(jìn)入下一章的學(xué)習(xí)。開(kāi)頭和結(jié)尾相互呼應(yīng)，教學(xué)目標(biāo)性很強(qiáng)。
2. 各章每一節(jié)開(kāi)始均重申本節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，結(jié)尾大都有理解測(cè)試題，做到一節(jié)一測(cè)試。同時(shí)，各章節(jié)配有充分的例題，每一道例題后面均緊跟一道與例題相似的練習(xí)題，隨時(shí)檢查剛剛學(xué)過(guò)的內(nèi)容； 使學(xué)習(xí)過(guò)程循序漸進(jìn)，一步一個(gè)腳印。這些例題包含了電子電路分析和設(shè)計(jì)的各個(gè)細(xì)節(jié)，因此不斷加深讀者對(duì)基本概念和基本方法的理解和應(yīng)用。
3. 每章的最后一節(jié)為設(shè)計(jì)應(yīng)用，闡述一個(gè)與本章內(nèi)容緊密相關(guān)的具體的電子電路設(shè)計(jì)，以期達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際、學(xué)以致用的目的。例如，利用二極管、MOSFET管和BJT管設(shè)計(jì)電子溫度計(jì)，利用集成運(yùn)放設(shè)計(jì)有源濾波器，利用CMOS和ECL電路的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)門(mén)電路，等等； 使讀者逐漸掌握電子電路自上而下的設(shè)計(jì)方法。
三、 本書(shū)的主要特色
本書(shū)加強(qiáng)了教學(xué)的嚴(yán)密性，修改了部分電路參數(shù)和元件參數(shù)，使之更適于現(xiàn)代電子學(xué)的發(fā)展。與國(guó)內(nèi)眾多同類(lèi)教材相比，以下特色更為顯著。
1. 突出鮮明的教學(xué)目的
本書(shū)在每一章甚至每一節(jié)都給出了明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，使讀者“心中有數(shù)”，了解學(xué)后應(yīng)掌握的基本元件，基本概念、電路和方法以及應(yīng)當(dāng)達(dá)到的能力。
2. 滿(mǎn)足靈活的教學(xué)安排
本書(shū)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，各個(gè)重要部分在敘述上既相互獨(dú)立，又相互聯(lián)系，使得教學(xué)安排能夠靈活多變。在全局上，既可以先講數(shù)字電子電路，又可以先講模擬電子電路； 在模擬電子電路部分，既可以先講集成運(yùn)放及其應(yīng)用，又可以先講分立元件放大電路及其應(yīng)用； 在分立元件放大電路部分，既可以先講場(chǎng)效應(yīng)管及其放大電路，又可以先講雙極型三極管及其放大電路； 在數(shù)字電子電路部分，既可以先講單極型邏輯電路，又可以先講雙極型邏輯電路。
3. 強(qiáng)調(diào)電子設(shè)計(jì)的重要性
電子技術(shù)課程具有很強(qiáng)的工程性，作者認(rèn)為“設(shè)計(jì)是工程的核心。好的設(shè)計(jì)源于相當(dāng)豐富的分析經(jīng)驗(yàn)�！� 因此，本書(shū)在對(duì)電子電路進(jìn)行分析時(shí)特別強(qiáng)調(diào)它們不同的特性，以期讀者能夠建立一種可以“在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用的直覺(jué)”。這種將分析和設(shè)計(jì)緊密結(jié)合的方法，使得學(xué)生將分析中獲得的感悟立刻用于設(shè)計(jì)之中，從而逐步掌握電子電路的設(shè)計(jì)方法。
4. 提高習(xí)題的豐富性
本書(shū)在各種習(xí)題的豐富性上做了大量工作，共新增近260道練習(xí)題和理解測(cè)試題，580道章后習(xí)題； 其中包含50多道開(kāi)放設(shè)計(jì)題，60多道計(jì)算機(jī)仿真題； 并提供習(xí)題答案，讀者可以在每一章、每一節(jié)甚至每一個(gè)例題后進(jìn)行自我測(cè)試，一步一步地達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。
5. 明確EDA（Electronic Design Automation）應(yīng)用的目的
電子電路計(jì)算機(jī)輔助分析和設(shè)計(jì)的方法已日臻成熟，EDA軟件的應(yīng)用已成為電子技術(shù)類(lèi)課程不可或缺的組成部分。本書(shū)特別強(qiáng)調(diào)人工分析與設(shè)計(jì)，以便讀者透徹地理解基本的電路概念。但是，對(duì)于某些復(fù)雜電路和問(wèn)題作者則大量使用較為流行的PSpice軟件進(jìn)行分析； 并在不少章節(jié)同時(shí)給出人工分析結(jié)果和PSpice分析結(jié)果； 使得讀者不但深入掌握電子電路的基本概念，而且理解EDA工具的應(yīng)用場(chǎng)合和使用方法。
總之，本書(shū)在各個(gè)章節(jié)中，分析與設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，啟發(fā)引導(dǎo)，循序漸進(jìn)，敘述詳盡； 在總體內(nèi)容上，充分體現(xiàn)知識(shí)的系統(tǒng)和完整型； 各種習(xí)題豐富多彩，自我測(cè)評(píng)細(xì)致入微。本書(shū)內(nèi)容涵蓋了我國(guó)高等院校模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)課程大部分教學(xué)要求，內(nèi)容豐富，視野開(kāi)闊； 雖然篇幅較大，但層次清楚、思路清晰、文字流暢、易于閱讀； 因而不但可以作為電子技術(shù)基礎(chǔ)及同類(lèi)課程的教材，還可以作為相關(guān)課程的參考書(shū)。
華成英2020年8月于清華園
任艷頻，女，1999年畢業(yè)于清華大學(xué)自動(dòng)化系，獲工學(xué)博士學(xué)位。畢業(yè)后加入聯(lián)想集團(tuán)，從事信息家電和數(shù)字家庭產(chǎn)品研發(fā)工作。
自2006年起在清華大學(xué)自動(dòng)化系任教，高級(jí)工程師，“控制工程”國(guó)j級(jí)優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員，北京市高教學(xué)會(huì)電子線路分會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)，全國(guó)大學(xué)生智能汽車(chē)競(jìng)賽秘書(shū)處成員，IEEE Senior Member�，F(xiàn)任清華大學(xué)電工電子中心電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任，清華大學(xué)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心副主任。
十年以來(lái)，主要從事電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)，同時(shí)講授數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)理論課，并參加清華大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)MOOC課程建設(shè)。主持完成北京市教改項(xiàng)目1項(xiàng)。目前主要研究方向?yàn)樽詣?dòng)測(cè)試、嵌入式系統(tǒng)及EDA。2006-2007年主持與航天部合作項(xiàng)目“火工品測(cè)試儀”，完成基于L總線的火工品測(cè)試儀研制。2007-2009年參加可編程集成電路測(cè)試儀的研制。2009年開(kāi)始主持口袋儀器的研發(fā)。
近年來(lái)，發(fā)表學(xué)術(shù)及教學(xué)論研究論文29篇，出版專(zhuān)著1本。共申請(qǐng)專(zhuān)利24項(xiàng)，其中發(fā)明專(zhuān)利22項(xiàng)。曾獲清華大學(xué)教學(xué)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、清華大學(xué)優(yōu)秀班主任一等獎(jiǎng)、清華大學(xué)優(yōu)秀SRT指導(dǎo)教師等獎(jiǎng)項(xiàng)。
第1章半導(dǎo)體材料和二極管
1.1半導(dǎo)體材料及其特性
1.1.1本征半導(dǎo)體
1.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體
1.1.3漂移電流和擴(kuò)散電流
1.1.4過(guò)剩載流子
1.2PN結(jié)
1.2.1平衡PN結(jié)
1.2.2反向偏置的PN結(jié)
1.2.3正向偏置的PN結(jié)
1.2.4理想的電流電壓關(guān)系
1.2.5PN結(jié)二極管
1.3二極管電路： 直流分析及模型
1.3.1迭代法和圖解法
1.3.2折線化模型
1.3.3計(jì)算機(jī)仿真和分析
1.3.4二極管模型小結(jié)
1.4二極管電路： 交流等效電路
1.4.1正弦分析
1.4.2小信號(hào)等效電路
1.5其他類(lèi)型的二極管
1.5.1光電池
1.5.2光電二極管
1.5.3發(fā)光二極管
1.5.4肖特基勢(shì)壘二極管
1.5.5穩(wěn)壓二極管
1.6設(shè)計(jì)應(yīng)用： 二極管溫度計(jì)
1.7本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第2章二極管電路
2.1整流電路
2.1.1半波整流
2.1.2全波整流
2.1.3濾波電路、紋波電壓和二極管電流
2.1.4檢波電路
2.1.5倍壓整流電路
2.2穩(wěn)壓二極管電路
2.2.1理想的基準(zhǔn)電壓電路
2.2.2齊納電阻和調(diào)整率
2.3限幅和鉗位電路
2.3.1限幅電路
2.3.2鉗位電路
2.4多二極管電路
2.4.1二極管電路示例
2.4.2二極管邏輯電路
2.5光電二極管和發(fā)光二極管電路
2.5.1光電二極管電路
2.5.2發(fā)光二極管電路
2.6設(shè)計(jì)應(yīng)用： 直流電源
2.7本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第3章場(chǎng)效應(yīng)晶體管
3.1MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管
3.1.1二端MOS結(jié)構(gòu)
3.1.2N溝道增強(qiáng)型MOSFET
3.1.3理想的MOSFET電流電壓特性——NMOS器件
3.1.4P溝道增強(qiáng)型MOSFET
3.1.5理想MOSFET的電流電壓特性——PMOS器件
3.1.6電路符號(hào)和規(guī)范
3.1.7其他MOSFET結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)
3.1.8晶體管工作原理小結(jié)
3.1.9短溝道效應(yīng)
3.1.10其他非理想電流電壓特性
3.2MOSFET直流電路分析
3.2.1共源電路
3.2.2負(fù)載線和工作模式
3.2.3其他MOSFET電路結(jié)構(gòu)： 直流分析
3.3MOSFET的基本應(yīng)用： 開(kāi)關(guān)、數(shù)字邏輯門(mén)和放大電路
3.3.1NMOS反相器
3.3.2數(shù)字邏輯門(mén)
3.3.3MOSFET小信號(hào)放大電路
3.4恒流源偏置
3.5多級(jí)MOSFET電路
3.5.1多晶體管電路： 級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)
3.5.2多晶體管電路： 共源共柵結(jié)構(gòu)
3.6結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管
3.6.1PN JFET和MESFET的工作原理
3.6.2電流電壓特性
3.6.3常見(jiàn)JFET電路： 直流分析
3.7設(shè)計(jì)應(yīng)用： 帶MOS晶體管的二極管溫度計(jì)
3.8本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第4章基本場(chǎng)效應(yīng)管放大電路
4.1MOSFET放大電路
4.1.1圖解分析、負(fù)載線和小信號(hào)參數(shù)
4.1.2小信號(hào)等效電路
4.1.3襯底效應(yīng)建模
4.2晶體管放大電路的基本組態(tài)
4.3共源放大電路
4.3.1一個(gè)基本的共源電路結(jié)構(gòu)
4.3.2帶源極電阻的共源放大電路
4.3.3帶源極旁路電容的共源電路
4.4共漏(源極跟隨器)放大電路
4.4.1小信號(hào)電壓增益
4.4.2輸入和輸出電阻
4.5共柵放大電路
4.5.1小信號(hào)電壓和電流增益
4.5.2輸入和輸出阻抗
4.6三種基本的放大電路組態(tài)： 總結(jié)和比較
4.7單級(jí)集成MOSFET放大電路
4.7.1負(fù)載線回顧
4.7.2帶增強(qiáng)型負(fù)載的NMOS放大電路
4.7.3帶耗盡型負(fù)載的NMOS放大電路
4.7.4帶有源負(fù)載的NMOS放大電路
4.8多級(jí)放大電路
4.8.1多級(jí)放大電路： 級(jí)聯(lián)電路
4.8.2多級(jí)放大電路： 共源共柵電路
4.9基本JFET放大電路
4.9.1小信號(hào)等效電路
4.9.2小信號(hào)分析
4.10設(shè)計(jì)應(yīng)用： 一個(gè)兩級(jí)放大電路
4.11本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第5章雙極型晶體管
5.1基本雙極型晶體管
5.1.1晶體管的結(jié)構(gòu)
5.1.2NPN型晶體管： 正向放大工作模式
5.1.3PNP型晶體管： 正向放大工作模式
5.1.4電路符號(hào)及規(guī)范
5.1.5電流電壓特性
5.1.6非理想晶體管的漏電流和擊穿電壓
5.2晶體管電路的直流分析
5.2.1共射電路
5.2.2負(fù)載線和工作模式
5.2.3電壓傳輸特性
5.2.4常用的雙極型電路： 直流分析
5.3晶體管的基本應(yīng)用
5.3.1開(kāi)關(guān)
5.3.2數(shù)字邏輯
5.3.3放大電路
5.4雙極型晶體管的偏置
5.4.1單個(gè)基極電阻偏置
5.4.2分壓偏置和偏置的穩(wěn)定
5.4.3正負(fù)電源偏置
5.4.4集成電路偏置
5.5多級(jí)電路
5.6設(shè)計(jì)應(yīng)用： 帶雙極型晶體管的二極管溫度計(jì)
5.7本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第6章基本雙極型晶體管放大電路
6.1模擬信號(hào)和線性放大電路
6.2雙極型線性放大電路
6.2.1圖解分析和交流等效電路
6.2.2雙極型晶體管的小信號(hào)混合π等效電路
6.2.3小信號(hào)電壓增益
6.2.4考慮厄爾利效應(yīng)的混合π等效電路
6.2.5擴(kuò)展的混合π等效電路
6.2.6其他小信號(hào)參數(shù)和等效電路
6.3晶體管放大電路的基本組態(tài)
6.4共射放大電路
6.4.1基本共射放大電路
6.4.2帶射極電阻的電路
6.4.3帶射極旁路電容的電路
6.4.4高級(jí)共射放大電路的概念
6.5交流負(fù)載線分析
6.5.1交流負(fù)載線
6.5.2最大不失真電壓
6.6共集放大電路(射極跟隨器)
6.6.1小信號(hào)電壓增益
6.6.2輸入電阻和輸出電阻
6.6.3小信號(hào)電流增益
6.7共基放大電路
6.7.1小信號(hào)電壓和電流增益
6.7.2輸入電阻和輸出電阻
6.8三種基本放大電路： 總結(jié)和比較
6.9多級(jí)放大電路
6.9.1多級(jí)放大電路分析： 級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)
6.9.2多級(jí)電路： 復(fù)合晶體管結(jié)構(gòu)
6.9.3多級(jí)電路： 共射共基結(jié)構(gòu)
6.10功耗考慮
6.11設(shè)計(jì)應(yīng)用： 音頻放大電路
6.12本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第7章頻率響應(yīng)
7.1放大電路的頻率響應(yīng)
7.1.1等效電路
7.1.2頻率響應(yīng)分析
7.2系統(tǒng)傳遞函數(shù)
7.2.1s域分析
7.2.2一階函數(shù)
7.2.3波特圖
7.2.4短路和開(kāi)路時(shí)間常數(shù)
7.2.5時(shí)間響應(yīng)
7.3電容耦合晶體管放大電路的頻率響應(yīng)
7.3.1耦合電容的影響
7.3.2負(fù)載電容的影響
7.3.3耦合電容和負(fù)載電容
7.3.4旁路電容的影響
7.3.5共同影響： 耦合電容和旁路電容
7.4雙極型晶體管的頻率響應(yīng)
7.4.1擴(kuò)展的混合π等效電路
7.4.2短路電流增益
7.4.3截止頻率
7.4.4密勒效應(yīng)和密勒電容
7.4.5密勒效應(yīng)的物理原因
7.5場(chǎng)效應(yīng)管的頻率響應(yīng)
7.5.1高頻等效電路
7.5.2單位增益帶寬
7.5.3密勒效應(yīng)和密勒電容
7.6晶體管電路的高頻響應(yīng)
7.6.1共射和共源電路
7.6.2共基、共柵以及共射共基電路
7.6.3射極跟隨器和源極跟隨器電路
7.6.4高頻放大電路的設(shè)計(jì)
7.7設(shè)計(jì)應(yīng)用： 一個(gè)電容耦合兩級(jí)放大電路
7.8本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第8章輸出級(jí)和功率放大電路
8.1功率放大電路
8.2功率晶體管
8.2.1功率BJT
8.2.2功率MOSFET
8.2.3功率MOSFET和BJT的比較
8.2.4散熱片
8.3功率放大電路分類(lèi)
8.3.1甲類(lèi)工作方式
8.3.2乙類(lèi)工作方式
8.3.3甲乙類(lèi)工作方式
8.3.4丙類(lèi)工作方式
8.4甲類(lèi)功率放大電路
8.4.1電感耦合放大電路
8.4.2變壓器耦合共射放大電路
8.4.3變壓器耦合射極跟隨器放大電路
8.5甲乙類(lèi)推挽式互補(bǔ)輸出級(jí)
8.5.1二極管偏置的甲乙類(lèi)輸出級(jí)
8.5.2帶VBE倍增電路的甲乙類(lèi)輸出級(jí)
8.5.3帶輸入緩沖晶體管的甲乙類(lèi)輸出級(jí)
8.5.4利用復(fù)合管的甲乙類(lèi)輸出級(jí)
8.6設(shè)計(jì)應(yīng)用： 一個(gè)基于MOSFET的輸出級(jí)
8.7本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
附錄A物理常數(shù)與轉(zhuǎn)換因子
附錄B制造商數(shù)據(jù)手冊(cè)節(jié)選
B.12N2222 NPN雙極型晶體管
B.22N2907 PNP雙極型晶體管
B.3NDS410 N溝道增強(qiáng)型MOSFET
B.4LM741運(yùn)算放大器
附錄C標(biāo)準(zhǔn)電阻值和電容值
C.1碳膜電阻
C.2精密電阻(容差為1%)
C.3電容
參考文獻(xiàn)
書(shū)單推薦
