本書是工業(yè)和信息化部“十二五”規(guī)劃教材。
本書為適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展,在第1版的基礎(chǔ)上,對教材內(nèi)容進行了較大幅度的修訂,引入了邏輯門電路、數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路模擬電子系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容。全書共分11章,內(nèi)容包括電子線路元器件、放大器基礎(chǔ)、放大器的頻率響應(yīng)、集成運算放大器與模擬乘法器、模擬信號運算與處理電路、反饋放大器、功率電路、邏輯門電路、波形產(chǎn)生電路、數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路、模擬電子系統(tǒng)的分析設(shè)計和測試概述等。
本書可作為高等院校電子信息類、電氣信息類、自動控制類和計算機類各專業(yè)本科生的教材,也可作為相關(guān)工程技術(shù)人員的參考書。
我們生活在信息時代,電子信息技術(shù)是發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域之一,這主要得益于集成電路和計算機的發(fā)明。這兩項技術(shù)既是電子技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物,又是電子技術(shù)持續(xù)發(fā)展的推動力。在這樣的時代背景下,掌握模擬和數(shù)字電子技術(shù)是對所有電類專業(yè)學(xué)生的基本要求。
正因為模擬電子技術(shù)是電類專業(yè)極其重要的專業(yè)基礎(chǔ)課和技術(shù)基礎(chǔ)課,本書在2002年作為厚國防科工委重點建設(shè)教材立項,2005年1月由北京航空航天大學(xué)出版社出版。
經(jīng)過近10年的使用,本書在2013年被工業(yè)和信息化部作為“十二五”規(guī)劃教材立項。
在編寫《現(xiàn)代電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分)》(第2版)時,與南航承擔(dān)的國家教育體制改革項目“人才培養(yǎng)模式改革”相結(jié)合,與南航國家電工電子實驗教學(xué)示范中心建設(shè)相結(jié)合,與南航新一輪人才培養(yǎng)方案的修訂相結(jié)合,力求站在教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革與整體優(yōu)化的高度來組織內(nèi)容,并力求教材具有科學(xué)性、可讀性和前瞻性。
我們的編寫原則是:強化基礎(chǔ),精選內(nèi)容,強調(diào)集成,注重特色。在內(nèi)容上具有如下特點:
(1)在講述半導(dǎo)體器件工作原理、特性曲線、性能參數(shù)的基礎(chǔ)上,引出半導(dǎo)體器件的模型,為電路分析和電路CAD打下基礎(chǔ)。
(2)在分析由三極管、場效應(yīng)管構(gòu)成的放大電路時,強調(diào)基本概念、基本工作原理和基本分析方法,為集成電路的學(xué)習(xí)打下堅實的理論基礎(chǔ)。
(3)在講清集成運放基本單元電路和主要性能參數(shù)的基礎(chǔ)上,強調(diào)集成運放的線性與非線性應(yīng)用。
我們生活在信息時代,電子信息技術(shù)是發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域之一,這主要得益于集成電路和計算機的發(fā)明。這兩項技術(shù)既是電子技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物,又是電子技術(shù)持續(xù)發(fā)展的推動力。在這樣的時代背景下,掌握模擬和數(shù)字電子技術(shù)是對所有電類專業(yè)學(xué)生的基本要求。
正因為模擬電子技術(shù)是電類專業(yè)極其重要的專業(yè)基礎(chǔ)課和技術(shù)基礎(chǔ)課,本書在2002年作為厚國防科工委重點建設(shè)教材立項,2005年1月由北京航空航天大學(xué)出版社出版。
經(jīng)過近10年的使用,本書在2013年被工業(yè)和信息化部作為“十二五”規(guī)劃教材立項。
在編寫《現(xiàn)代電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分)》(第2版)時,與南航承擔(dān)的國家教育體制改革項目“人才培養(yǎng)模式改革”相結(jié)合,與南航國家電工電子實驗教學(xué)示范中心建設(shè)相結(jié)合,與南航新一輪人才培養(yǎng)方案的修訂相結(jié)合,力求站在教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革與整體優(yōu)化的高度來組織內(nèi)容,并力求教材具有科學(xué)性、可讀性和前瞻性。
我們的編寫原則是:強化基礎(chǔ),精選內(nèi)容,強調(diào)集成,注重特色。在內(nèi)容上具有如下特點:
(1)在講述半導(dǎo)體器件工作原理、特性曲線、性能參數(shù)的基礎(chǔ)上,引出半導(dǎo)體器件的模型,為電路分析和電路CAD打下基礎(chǔ)。
(2)在分析由三極管、場效應(yīng)管構(gòu)成的放大電路時,強調(diào)基本概念、基本工作原理和基本分析方法,為集成電路的學(xué)習(xí)打下堅實的理論基礎(chǔ)。
(3)在講清集成運放基本單元電路和主要性能參數(shù)的基礎(chǔ)上,強調(diào)集成運放的線性與非線性應(yīng)用。
(4)在分析負(fù)反饋放大器時,強調(diào)反饋的基本概念與深度負(fù)反饋放大器性能指標(biāo)的估算。
(5)正確處理與數(shù)字電路部分內(nèi)容的銜接,將邏輯門電路、數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路等電路級內(nèi)容歸入模擬電路部分,數(shù)字電路部分從布爾代數(shù)、邏輯關(guān)系開始討論。
(6)為了培養(yǎng)學(xué)生的模擬系統(tǒng)分析、設(shè)計與測試的能力,新編寫了模擬電子系統(tǒng)的分析、設(shè)計和測試概述一章。引入重要的模擬電子系統(tǒng)的概念,并以多個典型的模擬電子系統(tǒng)為例,闡述模擬電子系統(tǒng)的設(shè)計方法。
本書主要討論模擬電路的基本概念、基本原理、基本電路和基本分析方法。全書共分11章。
第1章討論二極管、三極管、場效應(yīng)管等半導(dǎo)體器件的工作原理、特性曲線、特性參數(shù)和等效電路。第2章討論由三極管和場效應(yīng)管構(gòu)成的單級或多級放大器的工作原理和分析方法。第3章討論放大器的頻率響應(yīng)。第4章討論集成運算放大器的內(nèi)部典型電路和模擬乘法器的原理。第5章討論集成運放在運算、濾波、比較等方面的應(yīng)用。第6章討論負(fù)反饋放大器的判斷、負(fù)反饋對放大器性能的影響以及深度負(fù)反饋放大器的計算。第7章包括功率放大電路、整流濾波與穩(wěn)壓電路,以及開關(guān)型穩(wěn)壓電源。第8章討論CMOS和TTL邏輯門。第9章介紹正弦波振蕩電路、非正弦波振蕩電路和集成多功能信號發(fā)生器。第10章討論數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路。第11章闡述模擬電子系統(tǒng)的分析、設(shè)計和測試。
本書由王成華主編。第1、2章由王成華執(zhí)筆,第4、5、6章由王友仁執(zhí)筆,第3、7、9章由胡志忠執(zhí)筆,第8、10、11章由邵杰執(zhí)筆,王成華統(tǒng)稿。
本書承蒙東南大學(xué)馮軍教授、解放軍理工大學(xué)徐志軍教授審閱,并提出了寶貴的修改意見,在此表示深切的謝意。
由于編者水平有限,書中難免有錯誤和不當(dāng)之處,懇請讀者批評指正。
編者
第1章 電子線路元器件
1.1半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識
1.1.1導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體
1.1.2本征半導(dǎo)體
1.1.3雜質(zhì)半導(dǎo)體
1.2 PN結(jié)與半導(dǎo)體二極管
1.2.1 PN結(jié)的形成
1.2.2 PN結(jié)的單向?qū)щ娦?br> 1.2.3 PN結(jié)的電容特性
1.2.4半導(dǎo)體二極管及其參數(shù)
1.2.5二極管的電路模型
1.2.6二極管應(yīng)用電路
1.2.7特殊二極管
1.3半導(dǎo)體三極管
1.3.1三極管的結(jié)構(gòu) 第1章 電子線路元器件
1.1半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識
1.1.1導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體
1.1.2本征半導(dǎo)體
1.1.3雜質(zhì)半導(dǎo)體
1.2 PN結(jié)與半導(dǎo)體二極管
1.2.1 PN結(jié)的形成
1.2.2 PN結(jié)的單向?qū)щ娦?br /> 1.2.3 PN結(jié)的電容特性
1.2.4半導(dǎo)體二極管及其參數(shù)
1.2.5二極管的電路模型
1.2.6二極管應(yīng)用電路
1.2.7特殊二極管
1.3半導(dǎo)體三極管
1.3.1三極管的結(jié)構(gòu)
1.3.2三極管的工作原理
1.3.3三極管的特性曲線
1.3.4三極管的主要參數(shù)
1.3.5三極管的小信號模型
1.3.6三極管其他工作模式的等效電路
1.4場效應(yīng)晶體管
1.4.1結(jié)型場效應(yīng)管
1.4.2絕緣柵型場效應(yīng)管
1.4.3場效應(yīng)管的小信號模型
1.4.4場效應(yīng)管的主要參數(shù)
1.4.5場效應(yīng)管與晶體三極管的比較
本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
第2章 放大器基礎(chǔ)
2.1放大器的基本概念與技術(shù)指標(biāo)
2.1.1放大器的基本概念
2.1.2放大器的主要技術(shù)指標(biāo)
2.2共射放大器的工作原理與分析方法
2.2.1共射放大器的工作原理
2.2.2分析方法
2.2.3溫度對工作點的影響與分壓式偏置電路
2.3三種組態(tài)三極管放大器的分析與比較
2.3.1共基放大器
2.3.2共集放大器
2.3.3三種組態(tài)三極管放大器的比較
2.4場效應(yīng)管放大器
2.4.1場效應(yīng)管放大器偏置電路與直流分析
2.4.2場效應(yīng)管共源放大器交流分析
2.4.3三種組態(tài)場效應(yīng)管放大器的比較
2.4.4場效應(yīng)管放大器的設(shè)計
2.5多級放大器
2.5.1級間耦合方式
2.5.2多級放大器的分析
2.6用PSPICE分析放大器
本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
第3章 放大器的頻率響應(yīng)
3.1頻率響應(yīng)概述
3.1.1研究放大器頻率響應(yīng)的必要性
3.1.2波特圖及簡單RC電路的頻率響應(yīng)
3.2單級共射放大器的頻率響應(yīng)
3.2.1三極管的頻率參數(shù)
3.2.2共射基本放大器頻率響應(yīng)分析
3.3共基和共集放大器的頻率響應(yīng)及組合寬帶放大器
3.3.1共集放大器的高頻響應(yīng)
3.3.2共基放大器的高頻響應(yīng)
3.3.3組合電路寬帶放大器
3.4多級放大器的頻率特性
3.5頻率響應(yīng)與階躍響應(yīng)
3.5.1階躍信號與階躍響應(yīng)
3.5.2頻率響應(yīng)與階躍響應(yīng)的關(guān)系
3.6用PSPICE分析放大器頻率響應(yīng)實例
本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
第4章 集成運算放大器與模擬乘法器
4.1電流源電路
4.2差分放大電路
4.2.1雙極型三極管差分放大電路
4.2.2場效應(yīng)管差分放大電路
4.2.3差分放大電路的傳輸特性
4.3雙極型集成運算放大器
4.3.1集成運算放大器的基本組成
4.3.2典型集成運算放大器電路分析
4.4場效應(yīng)管集成運算放大器
4.4.1 JFET輸入的集成運算放大器
4.4.2 CMOS集成運算放大器
4.5集成運算放大器的主要技術(shù)參數(shù)
4.6模擬乘法器
本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
第5章 模擬信號運算與處理電路
5.1理想集成運算放大器
5.2基本運算電路
5.2.1比例運算電路
5.2.2求和運算電路
5.2.3積分和微分運算電路
5.2.4對數(shù)和反對數(shù)運算電路
5.2.5模擬乘法器的應(yīng)用電路
5.2.6非理想集成運放運算電路的誤差分析
5.3有源濾波器
5.3.1濾波電路的作用與分類
5.3.2一階有源濾波器
5.3.3二階有源濾波器
5.3.4狀態(tài)變量濾波器
5.3.5開關(guān)電容濾波器
5.4電壓比較器
5.4.1單門限比較器
5.4.2遲滯比較器
5.4.3窗口比較器
5.4.4集成電壓比較器
5.5用PSPICE分析集成運算放大器應(yīng)用電路
本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
第6章 反饋放大器
6.1反饋的基本概念與分類
6.1.1反饋的基本概念
6.1.2反饋的分類與判斷
6.1.3反饋放大電路的方框圖表示及其一般表達(dá)式
6.2負(fù)反饋對放大電路性能的影響
6.2.1提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性
6.2.2減小非線性失真
6.2.3擴展通頻帶
6.2.4抑制內(nèi)部噪聲與干擾
6.2.5對輸入電阻和輸出電阻的影響
6.2.6負(fù)反饋的正確引入原則
6.3深度負(fù)反饋放大電路的分析計算
6.3.1深度負(fù)反饋的特點
6.3.2深度負(fù)反饋放大電路的計算
6.4負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性分析
6.4.1負(fù)反饋放大電路的自激振蕩與穩(wěn)定工作條件分析
6.4.2常用的頻率補償方法
6.5用PSPICE分析反饋放大器
本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
第7章 功率電路
7.1功率電路與功率器件概述
7.1.1功率放大電路
7.1.2電源變換電路
7.1.3功率器件
7.2互補推挽功率放大電路
7.2.1乙類互補推挽放大電路
7.2.2甲乙類互補推挽電路
7.2.3單電源互補推挽電路
7.2.4采用復(fù)合管的功率輸出級
7.3丁類功率放大電路簡介
7.4集成功率放大器
7.5線性直流穩(wěn)壓電源
7.5.1整流電路
7.5.2濾波電路
7.5.3串聯(lián)型線性直流穩(wěn)壓電路
7.6開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源
7.6.1串聯(lián)開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路
7.6.2并聯(lián)開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路
7.6.3開關(guān)型集成穩(wěn)壓器
7.7用PSPICE分析功率電路的實例
本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
第8章 邏輯門電路
8.1 CMOS邏輯門電路
8.1.1場效應(yīng)管的開關(guān)特性
8.1.2 CMOS反相器
8.1.3 CMOS與非門
8.1.4 CMOS或非門
8.1.5其他類型的CMOS門電路
8.1.6高速CMOS門電路
8.1.7低電壓CMOS門電路
8.1.8 CMOS門電路的技術(shù)參數(shù)
8.2 TTL邏輯門電路
8.2.1三極管的開關(guān)特性
8.2.2 TTL與非門
8.2.3 TTL與非門的電壓傳輸特性及噪聲容限
8.2.4 TTL與非門的靜態(tài)輸入、輸出特性
8.2.5其他類型的TTL門電路
8.2.6各種系列TTL數(shù)字電路
8.3 CMOS電路和TTL電路的接口
8.3.1用CMOS電路驅(qū)動TTL電路
8.3.2用TTL電路驅(qū)動CMOS電路
本章小結(jié)
思 考 題
習(xí)題
第9章 波形產(chǎn)生電路
9.1正弦波振蕩電路
9.1.1正弦波振蕩電路的基本工作原理
9.1.2 RC正弦波振蕩電路
9.1.3 LC正弦波振蕩電路
9.1.4石英晶體振蕩器
9.2非正弦波信號發(fā)生器
9.2.1矩形波信號發(fā)生器
9.2.2三角波信號發(fā)生器
9.2.3鋸齒波信號發(fā)生器
9.2.4壓控振蕩器
9.3集成多功能信號發(fā)生器
9.3.15 G8038的基本工作原理
9.3.25 G8038的應(yīng)用電路
9.4用PSPICE分析振蕩電路實例
本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
第10章 數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路
10.1數(shù)/模轉(zhuǎn)換器
10.1.1權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器
10.1.2倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器
10.1.3開關(guān)樹形D/A轉(zhuǎn)換器
10.1.4 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)
10.1.5集成D/A轉(zhuǎn)換器
10.1.6 D/A轉(zhuǎn)換器應(yīng)用
10.2模/數(shù)轉(zhuǎn)換器
10.2.1模/數(shù)轉(zhuǎn)換的基本原理
10.2.2并聯(lián)比較型A/D轉(zhuǎn)換器
10.2.3反饋比較型A/D轉(zhuǎn)換器
10.2.4雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器
10.2.5 Σ-Δ型A/D轉(zhuǎn)換器
10.2.6 A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)
10.2.7集成A/D轉(zhuǎn)換器
10.2.8 A/D轉(zhuǎn)換器的典型應(yīng)用
本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
第11章 模擬電子系統(tǒng)設(shè)計
11.1電子系統(tǒng)概述
11.1.1電子系統(tǒng)的定義與組成
11.1.2電子系統(tǒng)設(shè)計的方法
11.1.3電子系統(tǒng)設(shè)計的步驟
11.1.4電子系統(tǒng)設(shè)計的原則
11.2模擬電子系統(tǒng)
11.2.1模擬電子系統(tǒng)的特點
11.2.2模擬電子系統(tǒng)的設(shè)計流程
11.2.3模擬電子電路的概念和指標(biāo)
11.3電路中的干擾及消除方法
11.3.1電磁干擾源及其耦合途徑
11.3.2接地技術(shù)
11.3.3屏蔽技術(shù)
11.3.4濾波技術(shù)
11.3.5提高EMC的措施
11.4模擬濾波器設(shè)計及實例
11.4.1模擬有源濾波器類型
11.4.2常見模擬濾波器電路結(jié)構(gòu)
11.4.3設(shè)計實例--心電信號放大器設(shè)計
11.5低頻功率放大器設(shè)計
11.6多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計
11.7數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)設(shè)計
本章小結(jié)
思考題
設(shè)計訓(xùn)練題
參考文獻(xiàn)