本书作者结合多年教学和实践经验,围绕电子技术的发展和社会对硬件设计型人才的需求组织内容,在强化基本概念、基本原理和基本分析方法的基础上,突出电路设计方法、模拟电子新技术及电子电路工程性的介绍,引导学生学会思考和创新。本次修订基于该版教材使用的教学实践,并吸收借鉴了国内外优秀教材的特色,主要修改了场效应晶体管及其放大电路、双极型晶体管及其放大电路等章节,加大了频率响应、差分放大、反馈等章节中场效应晶体管电路的比重,更适合国内高校相关专业的学生使用。
本书可作为高等院校电子信息类、电气类、自动化类和计算机类等各专业“模拟电子线路”或“模拟电子技术”等课程的教材和教学参考书,也可供相关工程技术人员参考。
本书既注重理论也强调应用,既注重知识的传授也强调素质的培养,具有一定的前瞻性。自第1版自2009年出版以来,受到了广大读者的好评。第3版主要做了以下更新:修改了场效应晶体管及其放大电路、双极型晶体管及其放大电路等章节,加大了频率响应、差分放大、反馈等章节中场效应晶体管电路的比重,使得本书更加简明扼要、严谨周详,从而更适合国内高校相关专业的学生使用。
本书特色
精选内容,突出重点,强化三基。以分立元件电路为基础,以集成电路为重点,强调概念的物理本质和含义。
强化场效应晶体管及其放大电路的内容。调整了场效应晶体管及其放大电路与双极型晶体管及其放大电路的讲解顺序,便于学生更好地掌握集成电路技术知识。
注重培养电路设计能力。以强化电路设计为基本指导思想,面向实际需要,增加相关的设计实例,通俗易懂地介绍模拟电路的设计方法。
加强电子电路工程性的认识。在介绍电路的设计方法时对相关的工程性问题进行了详细说明。
加强模拟电子新技术的介绍。介绍了有源滤波器设计软件FilterPro的功能及其应用、电子电路仿真软件Multisim的功能及其应用。
注重模拟电路与数字电路教学内容的衔接,将集成门电路内容纳入模拟电路部分。
本教材依据教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会颁布的“电子线路(I)”课程教学基本要求,结合多年教学和实践经验进行编写。在内容安排上,尽量做到思路清晰、叙述详尽,并突出电路的设计方法,以达到引导学生思考、激发学生创新的目的。
本教材具有以下特点:
精选内容,突出重点,强化三基。以分立元件电路为基础,以集成电路为重点,强调概念的物理本质和含义,把基本概念、基本原理和基本分析方法讲述深刻、透彻。
强化场效应晶体管及其放大电路的内容,以便学生更好地掌握与当前电子技术尤其是集成电路技术相关的知识。扩充原第3章“场效应晶体管及其放大电路”的内容,并将其调整至原第2章“双极型晶体管及其放大电路”前面,凸显其重要性。加大了频率响应、差分放大、反馈等章节中场效应晶体管电路的比重,在各章的例题和习题中增加了与场效应晶体管相关的内容。
注重培养电路设计能力。电子电路(包括模拟电路和数字电路)的教学必须以分析为基础,以设计为主导,只有通过电路设计才能真正掌握电子电路这门技术,这是关于电子电路教学的一个共识。电子电路理论的价值,主要体现在它能够解决生产实际中的需要。各种实际的需要必须通过电路设计来满足,换言之,在电子电路领域,技术人员面对的主要是电路设计问题,电路的分析只是设计工作的一部分。所以电子电路理论的深化必须以电路设计为主导,这是贯穿本书的基本指导思想。在这一思想的指导下,本书面向实际需要,理论联系实际,增加相关的设计实例,通俗易懂地介绍模拟电路的设计方法。
加强电子电路工程性的认识。在电路设计过程中往往对一些模型和计算公式进行简化,有时还必须做出某些假设,一些参数的取值不是依照公式而是根据经验,这些都体现了电子电路理论的工程性特点。电子电路理论教学中,比较强调理论的系统性和严谨性,较少涉及电子电路的工程性,学生对这一特点往往认识不足。本教材在介绍电路的设计方法时对相关的工程性问题进行了详细的说明。
加强模拟电子新技术的介绍。EDA技术已极大地影响了模拟电子电路分析、设计的方法和手段,本教材引入了有源滤波器设计软件FilterPro的功能及其应用、电子电路仿真软件Multisim的功能及其应用。
注重模拟电路与数字电路教学内容的衔接,将集成门电路内容纳入模拟电路部分。
本书第 1 ~ 6章由黄丽亚执笔,第 7 ~ 11 章由杨恒新执笔,袁丰对第 2 ~ 3章进行了修订。另外,张苏参与编写了静态工作点、噪声和负反馈的稳定性方面的部分内容,参与本课程教学的赵华、王靖、车晶、何艳、周洪敏、方承志、张瑛、朱莉娟、杨华、何涛、杨浩、施刚、张盼盼、胡善文、王子轩和周波等为本书的编写提出了宝贵的意见。本书编审委员会委员王颖副编审在稿件审稿中提出了意见和建议,编者在此一并表示衷心的感谢!
由于编者水平有限,书中可能存在错误和不当之处,恳请读者批评指正。
编者
2016年6月
模拟电子技术
本书基于教育部高等学校电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导分委员会颁布的“电子线路(I)”课程教学基本要求,结合作者多年教学和实践经验编写而成,既注重理论也强调应用,既注重知识的传授也强调素质的培养,具有一定的前瞻性。
本书第1版自2009年出版以来,受到了广大读者的好评。第3版主要做了以下更新:修改了场效应晶体管及其放大电路、双极型晶体管及其放大电路等章节,加大了频率响应、差分放大、反馈等章节中场效应晶体管电路的比重,使得本书更加简明扼要、严谨周详,从而更适合国内高校相关专业的学生使用。
本书特点
精选内容,突出重点,强化三基。以分立元件电路为基础,以集成电路为重点,强调概念的物理本质和含义。
强化场效应晶体管及其放大电路的内容。调整了场效应晶体管及其放大电路与双极型晶体管及其放大电路的讲解顺序,便于学生更好地掌握集成电路技术知识。
注重培养电路设计能力。以强化电路设计为基本指导思想,面向实际需要,增加相关的设计实例,通俗易懂地介绍模拟电路的设计方法。
加强电子电路工程性的认识。在介绍电路的设计方法时对相关的工程性问题进行了详细说明。
加强模拟电子新技术的介绍。介绍了有源滤波器设计软件FilterPro的功能及其应用、电子电路仿真软件Multisim的功能及其应用。
注重模拟电路与数字电路教学内容的衔接,将集成门电路内容纳入模拟电路部分。
出版说明
编审委员会
前言
教学建议
模拟电子技术常用符号
第1章半导体二极管及其应用
11半导体物理基础知识
111本征半导体
112杂质半导体
12PN结
121PN结的形成
122PN结的单向导电性
123PN结的反向击穿特性
124PN结的电容特性
13半导体二极管及其基本电路
131半导体二极管的伏安特性曲线
132半导体二极管的主要参数
133半导体二极管的电路模型
134二极管基本应用电路
14特殊二极管
141稳压二极管
142变容二极管
143光敏二极管
144发光二极管
思考题
习题
第2章场效应晶体管及其放大电路
21场效应晶体管
211场效应管的分类和结构
212场效应管的工作原理及其大信号分析
213场效应管的小信号分析
214场效应管的参数
22场效应管放大电路基础
23场效应管放大电路的静态分析
231场效应管的直流偏置电路
232场效应管工作状态分析
233静态工作点的图解法分析
24场效应管放大电路的动态分析
25场效应管放大电路
251共源放大电路
252共漏放大电路
253共栅放大电路
254三种组态放大电路性能比较
思考题
习题
第3章双极型晶体管及其放大电路
31双极型晶体管
311双极型晶体管的分类和结构
312双极型晶体管的工作原理及其大信号分析
313温度对晶体管特性的影响
314晶体管的主要参数
32双极型晶体管放大电路的静态分析
321晶体管的直流模型及静态工作点的估算
322静态工作点的图解法分析
323晶体管工作状态的判断方法
324放大状态下的直流偏置电路
33共射放大电路的动态分析和设计
331交流图解分析法
332放大电路的动态范围和非线性失真
333晶体管的交流小信号模型
334等效电路法分析共射放大电路
335共射放大电路的设计实例
34其他组态的放大电路
341共集放大电路(射极输出器)
342共基放大电路
35多级放大电路
351级间耦合方式
352多级放大电路的性能指标计算
353常见的组合放大电路
思考题
习题
第4章放大电路的频率响应和噪声
41放大电路的频率响应和频率失真
411放大电路的幅频响应和幅频失真
412放大电路的相频响应和相频失真
413波特图
42晶体管的高频小信号模型和高频参数
421晶体管的高频小信号模型
422晶体管的高频参数
43晶体管放大电路的频率响应
431共射放大电路的频率响应
432共基、共集放大器的频率响应
44场效应管放大电路的频率响应
441场效应管的高频小信号等效电路
442共源放大电路的频率响应
45多级放大器的频率响应
451多级放大电路的上限频率
452多级放大电路的下限频率
46放大电路的噪声
461电子元件的噪声
462噪声的度量
思考题
习题
第5章集成运算放大电路
51集成运算放大电路的特点
52电流源电路
53以电流源为有源负载的放大电路
54差动放大电路
541零点漂移现象
542差动放大电路的工作原理及性能分析
543具有电流源的差动放大电路
544差动放大电路的大信号分析
545差动放大电路的失调和温漂
55复合管及其放大电路
56集成运算放大电路的输出级电路
57集成运算放大电路举例
571双极型集成运算放大电路F007
572CMOS集成运算放大电路MC14573
58集成运算放大电路的外部特性及其理想化
581集成运放的模型
582集成运放的主要性能指标
583理想集成运算放大电路
思考题
习题
第6章反馈
61反馈的基本概念及类型
611反馈的概念
612反馈放大电路的基本框图
613负反馈放大电路的基本方程
614负反馈放大电路的组态和四种基本类型
62负反馈对放大电路性能的影响
621稳定放大倍数
622展宽通频带
623减小非线性失真
624减少反馈环内的干扰和噪声
625改变输入电阻和输出电阻
63深度负反馈放大电路的近似计算
631深负反馈放大电路近似计算的一般方法
632深负反馈放大电路的近似计算
64负反馈放大电路的稳定性
641负反馈放大电路的自激振荡
642负反馈放大电路稳定性的判断
643负反馈放大电路自激振荡的消除方法
思考题
习题
第7章集成运算放大器的应用
71基本运算电路
711比例运算电路
712求和运算电路
713积分和微分运算电路
714对数和反对数运算电路
72电压比较器
721电压比较器概述
722单门限比较器
723迟滞比较器
724窗口比较器
73弛张振荡器
74精密二极管电路
741精密整流电路
742最大值检测电路
75有源滤波器
751滤波电路的作用与分类
752一阶有源滤波器
753二阶有源滤波器
754开关电容滤波器
755滤波器设计软件简介
思考题
习题
第8章功率放大电路
81功率放大电路的特点与分类
82甲类功率放大电路
83互补推挽乙类功率放大电路
831双电源互补推挽乙类功率放大电路
832单电源互补推挽乙类功率放大电路
833采用复合管的准互补推挽功率放大电路
84集成功率放大器
85功率器件
851双极型大功率晶体管
852功率MOS器件
853绝缘栅-双极型功率管及功率模块
854功率管的保护
思考题
习题
第9章直流稳压电源
91直流电源的组成
92整流电路
921单相半波整流电路
922单相全波整流电路
923单相桥式整流电路
924倍压整流电路
93滤波电路
931电容滤波电路
932电感滤波电路
933复合型滤波电路
94稳压电路
941稳压电路的主要参数
942线性串联型直流稳压电路
943开关型直流稳压电路
思考题
习题
第10章电子电路仿真软件
101Multisim 11的基本界面
102元件库
103仿真仪器
104仿真分析方法
105在模拟电子技术中的应用
思考题
习题
第11章集成逻辑门电路
111双极型晶体管的开关特性
112MOS管的开关特性
113TTL门电路
1131TTL标准系列与非门
1132其他类型的TTL标准系列门电路
1133TTL其他系列门电路
114ECL门电路简介
115CMOS门
1151CMOS反相器
1152其他类型的CMOS电路
1153使用CMOS集成电路的注意事项
1154CMOS其他系列门电路
116CMOS电路与TTL电路的连接
思考题
习题
参考文献