模拟电路原理、设计及应用

  

本书是以工程型人才培养为目标，注重模拟电路基本原理和应用方法学习的一本基础性教材。全书以实现信号放大为核心内容，围绕与信号放大相关联的各种问题开展研究，内容涉及半导体基本原理，二极管、三极管、场效应管的特性及电路分析与设计，以及在放大电路系统层面下的反馈技术、集成运放应用技术、信号产生和处理电路及电源技术等各环节。通过本书的学习，读者可以系统地掌握低频电子线路知识体系，为后续的电子线路系统的学习奠定扎实的基础。

第1章绪论
1.1电信号与电子系统
1.1.1信号与电信号
1.1.2模拟信号及获得方法
1.1.3数字信号及获得方法
1.1.4一般电子系统的构成
1.1.5模拟电子技术的发展现状与趋势
1.1.6习题
1.2模拟电路课程的特点及学习方法
1.2.1模拟电路课程的特点
1.2.2模拟电路的学习特点
1.2.3理论与实践的关系
1.2.4习题
1.3Multisim 10仿真软件简介
第2章半导体二极管及其基本电路
2.1半导体基本知识
2.1.1半导体材料
2.1.2P型和N型半导体
2.1.3PN结及单向导电性
2.1.4PN结的电容效应
2.1.5习题
2.2半导体二极管特性及其等效模型
2.2.1半导体二极管的构成及分类
2.2.2二极管的伏安特性
2.2.3二极管的等效模型
2.2.4二极管的主要参数
2.3二极管电路的分析、应用及设计
2.3.1静态激励电压下的二极管电路分析
2.3.2动态大信号激励电压下的二极管电路分析
2.3.3二极管电路中微变信号的分析
2.3.4二极管电路的图解分析法
2.3.5习题
2.4稳压二极管及应用设计
2.4.1稳压二极管介绍
2.4.2稳压二极管电路的应用及设计
2.4.3习题
2.5其他类型二极管及电路的应用
2.5.1发光二极管
2.5.2变容二极管
2.5.3肖特基二极管
2.5.4光电二极管
本章小结
第3章双极结型晶体管原理及放大电路
3.1BJT基础知识及工作原理
3.1.1BJT的结构及分类
3.1.2BJT的电流放大原理及电极间电压、电流关系
3.1.3习题
3.2BJT的基本工作状态和参数
3.2.1BJT的基本电路形态及作用
3.2.2BJT的三种工作状态及电路模型
3.2.3BJT开关状态的运用
3.2.4BJT电路静态参数的分析计算
3.2.5BJT的特性曲线
3.2.6BJT的主要参数
3.2.7习题
3.3放大电路概述
3.3.1放大电路基本概念
3.3.2放大电路的主要技术指标
3.3.3交流小信号放大电路工作的基本原理
3.3.4放大电路的组态
3.3.5习题
3.4共射极放大电路
3.4.1共射极放大电路的组成及原理
3.4.2共发射极放大电路的静态分析
3.4.3共发射极放大电路的动态分析
3.4.4共发射极放大电路的图解分析
3.4.5习题
3.5共集电极与共基极放大电路
3.5.1共集电极放大电路
3.5.2共基极放大电路
3.5.3放大电路三种组态特性的比较
3.5.4习题
3.6多级放大电路
3.6.1多级放大电路的级间耦合方式
3.6.2组合放大电路
3.6.3多级放大电路的设计
3.7放大电路的频率特性
3.7.1频率特性概述
3.7.2单时间常数RC电路的频率响应
3.7.3共射极放大电路的低频响应分析
3.7.4共射极放大电路的高频响应分析
3.7.5习题
本章小结
第4章场效应管及其放大电路
4.1金属  氧化物  半导体场效应管
4.1.1N沟道增强型MOSFET
4.1.2N沟道耗尽型MOSFET
4.1.3P沟道增强型MOSFET和耗尽型MOSFET
4.1.4MOSFET的主要参数
4.1.5习题
4.2结型场效应管
4.2.1N沟道结型FET
4.2.2P沟道结型FET
4.2.3习题
4.3场效应管放大电路
4.3.1共源极放大电路
4.3.2共漏极放大电路
4.3.3共栅极放大电路
4.3.4场效应管放大电路的频率特性
4.3.5习题
4.4场效应管在实际使用中应注意的问题
4.4.1不同类型FET的特性及使用注意事项
4.4.2场效应管和三极管的比较
4.4.3场效应管放大电路和三极管放大电路的比较
本章小结
第5章集成运算放大器
5.1概述
5.2差分放大器
5.2.1基本差分放大器
5.2.2长尾式差分放大器
5.2.3恒流源差分放大器
5.2.4习题
5.3恒流源电路
5.3.1镜像电流源
5.3.2比例电流源
5.3.3微电流源
5.3.4改进型电流源
5.3.5电流源电路用作有源负载
5.3.6习题
5.4集成运算放大器介绍
5.4.1简单的集成运算放大器电路
5.4.2集成运算放大器的主要参数
5.4.3集成运算放大器的电路模型
本章小结
第6章功率放大电路
6.1功率放大电路概述
6.1.1功放电路的主要技术指标
6.1.2功放电路的分类及其特点
6.1.3功放电路中晶体管的选择
6.1.4习题
6.2甲类功放电路
6.3乙类双电源互补功放电路
6.3.1电路组成
6.3.2工作原理
6.3.3主要技术指标的计算
6.3.4对功率管极限参数的要求
6.3.5习题
6.4甲乙类互补功放电路
6.4.1甲乙类双电源互补对称功放电路
6.4.2甲乙类单电源互补对称功放电路
6.4.3采用复合管(达林顿管)互补功率放大电路
6.4.4习题
6.5集成功率放大器
6.5.1典型集成功放LM386
6.5.2集成功放的主要性能指标
6.5.3桥式功率放大器
6.5.4习题
6.6功率器件
6.6.1功率管的二次击穿和散热问题
6.6.2VMOSFET与DMOSFET功率管
本章小结
第7章信号运算电路
7.1比例运算电路
7.1.1同相运算电路
7.1.2反相运算电路
7.1.3差分比例运算电路
7.1.4习题
7.2加法运算电路
7.2.1反相输入求和电路
7.2.2同相输入求和电路
7.2.3双端输入求和电路
7.2.4习题
7.3积分和微分运算电路
7.3.1积分运算电路
7.3.2微分运算电路
7.3.3习题
7.4运算放大器线性实用电路
7.4.1电流  电压变换器和电压  电流变换器
7.4.2数据放大器
7.4.3反相绝对值电路
7.4.4二极管并联式限幅电路
7.4.5习题
本章小结
第8章反馈
8.1反馈的概念
8.1.1什么是反馈
8.1.2反馈的判断
8.1.3习题
8.2反馈的分类及判断方法
8.2.1直流反馈和交流反馈
8.2.2反馈极性——正反馈和负反馈
8.2.3取样方式——电压反馈和电流反馈
8.2.4叠加方式——串联反馈和并联反馈
8.2.5负反馈的四种组态
8.2.6习题
8.3反馈放大电路的基本方程
8.3.1负反馈放大电路的基本方程
8.3.2反馈深度
8.3.3习题
8.4深度负反馈放大电路的近似计算
8.4.1深度负反馈的实质
8.4.2深度负反馈下的分析计算
8.4.3深度负反馈放大电路计算举例
8.5负反馈对放大电路性能的影响
8.5.1提高闭环增益的稳定性
8.5.2负反馈对输入电阻的影响
8.5.3负反馈对输出电阻的影响
8.5.4负反馈对通频带的影响
8.5.5改善放大器的非线性失真
8.5.6抑制放大电路内部的噪声、干扰及温漂
8.5.7习题
8.6负反馈放大电路设计
8.6.1负反馈放大电路的一般设计方法
8.6.2设计举例
8.7负反馈放大电路的稳定性
8.7.1产生自激的原因和条件
8.7.2消除自激振荡的方法
本章小结
第9章信号处理电路与信号产生电路
9.1有源滤波器
9.1.1有源低通滤波器
9.1.2有源高通滤波器
9.1.3有源带通滤波器
9.1.4习题
9.2模拟乘法器
9.2.1模拟乘法器的基本原理
9.2.2集成模拟乘法器的主要参数
9.2.3集成模拟乘法器的应用
9.2.4习题
9.3电压比较器
9.3.1简单电压比较器
9.3.2滞回比较器
9.3.3习题
9.4振荡器
9.4.1正弦波振荡电路
9.4.2RC振荡电路
9.4.3LC正弦波振荡电路
9.4.4习题
9.5非正弦波振荡电路
9.5.1矩形波发生器
9.5.2三角波发生器
9.5.3锯齿波发生器
9.5.4压控振荡器
9.5.5习题
9.6定时器
9.6.1脉冲信号
9.6.2555定时器
9.6.3555定时电路组成多谐振荡器
9.6.4555定时电路组成单稳态触发器
9.6.5习题
9.7函数发生器
本章小结
第10章直流电源
10.1直流电源的结构
10.2整流电路
10.2.1主要性能参数
10.2.2单相半波整流电路
10.2.3单相全波整流电路
10.2.4单相桥式整流电路
10.2.5习题
10.3滤波电路
10.3.1电容滤波电路
10.3.2电感滤波电路
10.3.3习题
10.4稳压电路
10.4.1稳压电路概述
10.4.2稳压电路的性能参数
10.5线性稳压电路
10.5.1串联型线性稳压电路
10.5.2三端集成稳压器
10.5.3习题
10.6开关型稳压电路
10.6.1串联型开关稳压电路
10.6.2并联型开关稳压电路
10.6.3习题
本章小结
附录A部分习题答案
参考文献

前言 “模拟电路”是从事电子科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程、计算机科学与技术等领域工作的工程技术人员，是习电路应用与设计时的一门重要基础课。本书是在全体编者总结长期从事模拟电路理论及实践教学经验，并对之前参加编写的《模拟电路分析与设计》教材进行充分总结基础上进行再次改编而成的。 作为模拟电子电路课程的基础，本书以研究微变信号的放大为核心任务，以BJT管和FET管为基本器件，以研究和掌握与之相关的各种问题和概念为主要学习对象，以能够满足一般工程应用需求为基本目标进行研究分析，并在此基础上引申到基于电子系统环境下的反馈理论、集成运放性能及运用、信号变换与处理以及电源系统的学习。 为了适应工程型人才培养的特点，以及让模拟电路充分发挥出专业基础教学的重要功能，本书十分重视把先修课程“电路分析”中的许多重要概念和分析方法，以具体工程问题运用实例的形式在模拟电路的分析中加以强化和展示，使读者在对模拟电路有更好认识理解的同时，还能够更加透彻灵活地理解和运用电路分析理论，提高在更一般的电子工程领域中电路分析的能力。结合以上所述，本书主要具有以下5个特点。 （1） 弱化半导体物理方面的介绍，强化理解如何基于非线性器件实现信号放大的一般原理和基本概念。 （2） 在关于BJT管放大电路介绍中，与一般教学策略不同，本书先通过对BJT管的基本特性和静态参数及参数波动区间分析的学习，然后再介绍信号的耦合和响应的分析方法。先从读者较为熟悉的直流分析入手帮助加深理解BJT特性，通过分析电路参数的波动区间为动态分析铺垫基础，最后再从基于信号耦合输入和耦合输出可能的几种方法上，对其交流特性进行分析，此种教学方法在实践中取得了较好的效果。 （3） 注意更多地引入如何进行放大电路参数设计方面的介绍，弥补许多教材在此方面的相对不足。 （4） 较充分地兼顾工程型教学层面中研究能力相对偏弱的特点，在课后习题的设计编排上，注意尽可能将问题以各种大类进行分类，通过对各种大类问题采取概念、判断、分析和计算这样的问题分解过程，先帮助解决怎么分析问题，然后再帮助怎么计算，循序渐进地引导学生逐步深入掌握解题方法。 （5） 培养良好的阅读习惯和能力是学生学习能力培养的重要手段和体现。为了较好地适应工程型教学层面学生阅读和自学能力培养的需要，本书在语言风格上力争做到描述细致、通俗易懂，在涉猎的知识面上以能够构成适应工程需求的、基本的模拟电路知识体系框架为限，而不对问题进行更多和更深入的探讨，以保证对于一般读者的可读性。 本书内容可分为以下五大部分，建议教学用时在64~80学时之间： 第一大部分（第2~4章）是模拟电路核心器件基本特性和应用电路的分析研究； 第二大部分（第5、6章）是以改善某关键技术指标为关注点的放大电路改进研究； 第三大部分（第8章）是放大电路系统性能改善的研究； 第四大部分（第7、9章）是集成放大电路系统的应用介绍； 第五大部分（第10章）是模拟电路应用的基本单元——电源部分。 参加本书编写工作的有王鲁云（第1、2、3、5章）、于海霞（第7、9章）、李美花（第4、6章）、许少娟（第8、10）章，陶秀兰在第1、2、3章中协助做了许多整理工作并提出了一些较好的修改意见，全书由王鲁云统稿并最终定稿。 由于编者水平有限，书中难免存在不妥之处，请读者不吝指正。 编者 2017年6月