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省级精品课程配套教材

内容简介

本书为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。本教材是为了适应当前模拟电子技术基础课程的教学改革而编写的。教材内容包括：半导体基础及二极管应用电路、双极型晶体管和场效应管原理、晶体管放大器基础、模拟集成基本单元电路、放大器频率响应、负反馈技术、集成运算放大器及应用、直流稳压电源、电流模式电路基础及应用、电流传输器、跨导运算放大器（OTA）原理及应用等。本书以“讲透基本原理，打好电路基础，面向集成电路”为宗旨，避免复杂的数学推导，强调物理概念和晶体管器件模型的描述，加强场效应管（尤其是MOS场效应管）的电路分析，充分重视集成电路的教学。在若干知识点的阐述上，本教材特色鲜明，并在内容取舍、编排以及文字表述等方面都力求解决初学者入门难的问题。另外为了帮助初学者更好地学习本书，对所述的基本电路利用EWB的电路设计软件进行了电路仿真，同时还配有CAI教学软件。本书可作为高等院校工科学生电子技术基础课程教材，也适用于广大电路工作者参考。

作者简介

王卫东 ，1956年2月生,桂林电子科技大学教授，中国通信学会高级会员，2006年获广西首届“教学名师奖”， 2009年评为广西省优秀教师，并记个人二等功，主持的“高频电子电路”和“模拟电子电路基础” 课程被评为广西“省级精品课程”。

目录

第1章半导体基础及二极管应用
电路
1?1半导体基础知识
1?1?1本征半导体
1?1?2杂质半导体
1?1?3漂移电流与扩散电流
1?2PN结
1?2?1PN结的形成及特点
1?2?2PN结的单向导电特性
1?3晶体二极管及其应用
1?3?1晶体二极管的伏安特性
1?3?2二极管的直流电阻和交流
电阻
1?3?3二极管模型
1?3?4二极管应用电路举例
1?3?5稳压管及其应用
1?3?6PN结电容效应及应用
1?3?7*特殊二极管
本章小结
思考题与习题1
第2章晶体三极管基础
2?1双极型晶体三极管
2?1?1BJT的工作原理
2?1?2BJT的静态特性曲线
2?1?3BJT主要参数
2?1?4BJT小信号模型
2?2结型场效应管
2?2?1JFET的结构和工作原理
2?2?2JFET的特性曲线及参数
2?2?3JFET的小信号模型
2?3金属-氧化物-半导体
场效应管
2?3?1N沟道增强型MOSFET工作
原理
2?3?2N沟道耗尽型MOSFET工作
原理
2?3?3MOSFET小信号模型
2?3?4场效应晶体管与双极型
晶体管的比较
本章小结
思考题与习题2
第3章晶体管放大电路基础
3?1放大电路的基本组成和工作
原理
3?1?1基本放大器及其模型
3?1?2放大电路的组成及其直流、交流
通路
3?1?3放大电路的图解法
3?2三类基本组态放大电路的
交流特性分析
3?2?1共射和共源放大电路
3?2?2共集和共漏放大电路
3?2?3共基和共栅放大电路
3?2?4三类基本组态放大电路的
比较
3?3多级放大电路
3?3?1多级放大器耦合方式
3?3?2多级放大器性能指标的
计算
3?3?3组合放大器
本章小结
思考题与习题3
第4章模拟集成基本单元电路
4?1半导体集成电路概述
4?2恒流源和稳定偏置电路
4?2?1BIT参数的温度特性
4?2?2BJT恒流源
4?2?3MOS恒流源
4?3带恒流源负载的放大电路
4?3?1BJT有源负载放大电路
4?3?2MOS有源负载放大电路
4?4差动放大器
4?4?1差放的偏置、输入和输出信号
及连接方式
4?4?2差动放大器的大信号差模传输
特性
4?4?3差动放大器的微变等效
分析
4?4?4有源负载差动放大器
4?4?5MOS差动放大电路
4?5功率输出级电路
4?5?1功率放大器的特点、指标和
分类
4?5?2互补推挽乙类功率放大器
4?5?3其他乙类推挽功率放大器
4?5?4MOS输出级电路
4?5?5达林顿组态
4?6BiCMOS电路
本章小结
思考题与习题4
第5章放大电路的频率特性
5?1放大电路频率特性的基本
概念
5?1?1频率特性和通频带
5?1?2频率失真和增益带宽积
5?2放大电路的复频域分析法
5?2?1复频域中放大电路的增益
函数
5?2?2放大电路增益函数的特点
5?2?3放大电路波特图的近似
画法
5?3基本放大器高、低截止频率的
估算
5?3?1主极点的概念
5?3?2开路时间常数分析法
5?3?3开路时间常数分析法的
应用
5?3?4短路时间常数分析法及其
应用
5?4多级放大器高、低截止频率的
估算方法
5?4?1多级放大器截止频率估算的
一般性方法
5?4?2两级差动放大器的频率特性
分析
本章小结
思考题与习题5
第6章负反馈技术
6?1概述
6?2反馈放大器的单环理想
模型
6?2?1单环放大器的理想模型
6?2?2基本反馈方程
6?2?3四种基本负反馈组态
6?3负反馈对放大器性能的
影响
6?3?1提高闭环增益的稳定性
6?3?2扩展闭环增益的通频带
6?3?3减小非线性失真
6?3?4改变放大器的输入电阻
6?3?5改变放大器的输出电阻
6?3?6引入负反馈的一般原则
6?4负反馈放大电路的分析与
计算
6?4?1深度负反馈放大电路的参数
估算
6?4?2利用方框图法进行分析
计算
6?4?3方框图法分析计算举例
6?4?4反馈放大器AF网络分析法
小结
6?5负反馈放大器的频率响应
6?5?1负反馈对放大器频率特性的
影响
6?5?2负反馈放大器的稳定性
6?5?3相位补偿原理与技术
本章小结
思考与习题6
第7章集成运算放大器及其
应用
7?1通用集成运算放大器的基本
特点
7?1?1集成电路及其特点
7?1?2集成运算放大器的组成
7?2双极型通用集成运算放大器
7?2?1电路基本结构概述
7?2?2直流偏置分析
7?2?3交流小信号分析
7?3CMOS集成运算放大器
7?3?15G14573 CMOS集成运算
放大器
7?3?2三级CMOS运算放大器
7?3?3折叠式共源-共栅CMOS运算
放大器电路
7?4集成运算放大器的特性
参数
7?5理想运算放大器
7?6集成运算放大器的线性
应用
7?6?1加法运算电路
7?6?2差动放大器
7?6?3测量放大器
7?6?4积分器
7?6?5微分器
7?7集成运算放大器的非线性
应用
7?7?1对数和指数运算电路
7?7?2波形变换电路
7?8集成运算放大器的其他应用
简介
7?8?1电压比较器
7?8?2有源滤波器
7?8?3波形发生器
本章小结
思考题与习题7
第8章直流稳压电源
8?1直流稳压电源的组成
8?2整流电路
8?3滤波电路
8?3?1电容滤波电路
8?3?2电感滤波电路
8?3?3复式滤波电路
8?4倍压整流电路
8?5线性稳压电路
8?5?1稳压电路的质量指标
8?5?2串联型线性稳压电路
8?5?3集成线性稳压电路
8?6开关型稳压电源
本章小结
思考题与习题8
第9章电流模式电路基础
9?1电流模式电路的一般概念
9?2跨导线性的基本概念
9?2?1跨导线性环路
9?2?2由TL构成的电流模电路
9?3电流传输器
9?3?1电流传输器端口特性
9?3?2电流传输器基本应用
9?4跨导运算放大器
9?4?1概述
9?4?2OTA的基本概念
9?4?3双极型集成OTA
9?4?4OTA电路的应用原理
9?4?5OTA跨导控制电路
本章小结
思考题与习题9
附录A我国半导体器件型号命名方法(根据
国家标准GB 249―74)
附录B国际电子联合会半导体器件
型号命名法
附录C美国半导体器件型号
命名法
附录D日本半导体器件型号
命名法
附录E国产半导体二极管主要
参数
附录F常用半导体三极管的主要
参数
附录G国产半导体集成电路的命名
方法
部分习题参考答案
参考文献

前言/序言

本书是高等学校电气信息类专业“模拟电子技术”课程的入门教材，是广西高等学校“十一五”优秀教材立项项目，所对应的“模拟电子技术”课程为广西高校精品课程，并于2013年评为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。

随着半导体技术的发展，模拟电子技术课程所涵盖的内容越来越多，但受限于新的教学大纲和学生知识结构的变化，本课程的授课学时数却越来越少，该教材就是为了适应这种形势的需要而编写的。

本书依据国家教委制定的电子、通信等专业《电子电路(Ⅰ)、(Ⅱ)课程教学基本要求》，在认真分析研究了2000年以来出版或再版的若干国内外同类优秀教材的特长，在本书第1版（2003年由西安电子科技大学出版社出版）的基础上，结合多年教学体会，编写而成的，力求体现以下思路和特色。

1�� 由于场效应管在模拟电子电路、逻辑电路，特别是在近代超大规模集成电路(VLSI)中已占据主流地位，因此本教材加强了场效应管（尤其是MOS场效应管）的教学内容。为了便于学生理解和掌握各类半导体器件及其构成的基本电路的工作原理，教材采用归类对比的教学方法，把双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）作为一个整体，贯穿到全书各章节。例如，第2章根据各器件的工作原理、载流子的传输过程、伏安特性、主要参数和低频微变等效电路模型等，把双极型晶体管(BJT)、 结型场效应管(JFET)和绝缘栅型金属-氧化物-半导体场效应管(MOS)归类后，整体介绍给读者。第3章从晶体三极管放大电路的工作原理、晶体管的偏置方式、图解法和微变等效电路法入手，根据晶体管放大电路的基本指标（电压放大倍数、电流放大倍数、输入阻抗和输出阻抗等），把BJT和FET的各种组态电路归类成：共射极和共源极电路作为反相电压放大器，共集电极和共漏极电路相当于电压跟随器，共基极和共栅极放大器相当于电流跟随器。

2�� 随着科技的发展，与分立元件电路相比，集成电路的优点十分突出。用集成电路组成系统，省时、省力、省钱，性能好，可靠性高，所以必须充分重视集成电路的教学。但重点应放在与集成电路引出端有关的内部单元电路上，应该摒弃以分立元件电路为主干的旧教学模式，代之以集成电路芯片中常用的“基本单元电路”。教材在第4章重点介绍模拟集成电路（IC，Integrated Circuits）中广泛使用的几种基本单元电路：恒流源电路、有源负载放大器、差动放大电路和互补推挽功放输出级等。第7章对双极型通用集成运算放大器和CMOS集成运算放大器的内部电路做了典型分析。编者认为，学习模拟电路首先要打好基础，这样才能有效地提高学生“读电路”的能力，做到灵活应用集成电路，发挥好集成电路的作用。学习分立元件电路的目的正在于此。

3�� 本课程的新概念多，知识点多，服务的对象是初学者。所涉及的基本理论、基础知识和基本方法对本科生的培养起着重要的作用；而且课程的内容体系与其他相关的专业课程之间保持着紧密的衔接和交融，因此在基本概念的讲述上不能压缩篇幅，这是使教材易读的重要措施。另外，过多的数学分析推导既占用了大量的教学学时，还可能分散学生的注意力，甚至掩盖物理概念。在这方面，本教材借鉴国外教材的写法：文字阐述详尽，公式简明易记，鲜有数学推导，不仅易教更要易读、易学。总之，教材力求做到增加可读性，减少学生阅读和学习的困难。

4�� 教材在加强基本概念的基础上最大限度地删减了对半导体器件(晶体二极管、双极型晶体管和场效应晶体管)内部物理过程的数学分析，把注意力放在器件的模型、参数和伏安特性上面。由于新品种、新电路不断涌现，但基本概念、基本原理不会变化。教材始终以“讲透概念原理，打好电路基础”为宗旨，在章节次序的安排上尽量符合由浅入深，由个别到一般的认识规律。以“边器件边电路”的方法，讲完一种器件，接着就讲它的基本应用电路。放大电路的分析也按照先基础电路后实用变形电路来编排。

5�� 模拟电路是学生接触到的第一门工程型、技术型、实用型而非理论型的课程，它与先修课程“电路分析基础”和“信号与系统”有很大的差别。后者是讲述模型化电路和信号的分析方法，而电路的结构、元件的取值和信号的性质的不同并不影响分析方法的学习。但模拟电子电路却是具有一定功能的实用电路，学生在学习电子电路课程时，由于受习惯思维的影响，碰到的第一个疑点和难点是不理解电子电路课程的工程性特点。因此，教材中注意强调电路结构和元件取值的合理性。电路的计算则用工程近似方法：抓住主要矛盾来进行工程估算，使之既不失设计计算的正确性和可靠性，又能使分析和设计计算简单化。

6�� 教材注意加强与两门先修课程的联系。实际上，从分析电子电路的观点而言，电路中的电子器件或单元电路模型化以后，剩下的工作就是依靠这两门先修课程的知识来完成的。因此，教材有意识地加强了电路模型的概念，例如：放大器通用模型等。第5章放大器频率特性分析也从系统极点与开路和短路时间常数关系出发来研究。总之，先修课程应作为模拟电路课的有力工具，使学生掌握研究电路的统一方法，使所学的知识得到从具体到抽象的升华。

7�� 随着半导体技术的发展，模拟集成电路领域里的新器件、新技术不断涌现。面对21世纪新的人才培养的要求，基础课程的教学应该与科技发展同步。教材除了在第7章对通用模拟集成电路最重要的品种——集成运算放大器重点分析外，在第9章对模拟集成电路的新技术——电流模技术也做适当的介绍，以增加学生学习兴趣，开拓视野和思路，适应现代科技对人才的要求。

本书由王卫东编著，周茜参加了各章节习题和思考题的编写，参加本书编写工作的还有王臻、郑凌霄、苏维娜、袁鸣，全书由王卫东统编定稿。在本书编写过程中，本书作者从所列参考文献中吸取了宝贵的成果和资料，在此谨向各参考文献的著译者表示衷心的感谢。感谢电子工业出版社韩同平编辑对本书出版给予的支持和帮助。作者深知，模拟电子技术范围广，新知识多，我们对这一领域的学习和研究水平十分有限，书中一定有不少错误和不妥之处，希望读者给以批评指正。

本书配有电子课件，可以登录华信教育资源网，注册后，免费下载。

本书可与作者编著的《高频电子电路（第3版）》（书号978-7-121-19187）配套，使得这2门“电子线路”姊妹课程内容设计精炼、完整，衔接紧凑，便于教师合理、有效地组织教学和学生系统学习与掌握课程精华。

编著者

于桂林电子科技大学

（Wangwd@gliet�眅du�眂n）