資料介紹
本書是Marc Thompson博士20年模擬電路設(shè)計(jì)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),講述了模擬電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常用的直觀分析方法。本書提出了“模擬電路直觀方法學(xué)”,力圖幫助學(xué)生和設(shè)計(jì)人員擺脫復(fù)雜的理論推導(dǎo)與計(jì)算,充分利用直觀知識(shí)來(lái)應(yīng)對(duì)模擬電路工程設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。全書共分為16章,內(nèi)容涵蓋了二極管、晶體管、放大器、濾波器、反饋系統(tǒng)等模擬電路的基本知識(shí)與設(shè)計(jì)方法。
本書深入淺出,易學(xué)易懂,既適合作為大中專院校的教材與教學(xué)參考書,也可用作模擬電路設(shè)計(jì)人員的參考手冊(cè)。
目錄
第1章 引言 1
1.1 模擬設(shè)計(jì)仍然必不可少 1
1.2 模擬集成電路技術(shù)早期發(fā)展歷史 2
1.3 數(shù)字實(shí)現(xiàn)與模擬實(shí)現(xiàn)比較 5
1.4 模擬電路設(shè)計(jì)者有挑戰(zhàn)也有樂趣 6
1.5 命名規(guī)則說明 6
1.6 內(nèi)容說明 7
1.7 參考文獻(xiàn) 7
1.8 美國(guó)專利 9
第2章 信號(hào)處理基礎(chǔ)知識(shí)回顧 10
2.1 拉普拉斯變換、傳遞函數(shù)和零極點(diǎn)圖 10
2.2 一階系統(tǒng)響應(yīng) 11
2.2.1 一階系統(tǒng)的低頻和高頻響應(yīng)估計(jì) 13
2.2.2 一階系統(tǒng)的短時(shí)階躍響應(yīng) 15
2.2.3 一階系統(tǒng)附加額外高頻極點(diǎn) 16
2.3 二階系統(tǒng) 17
2.3.1 彈簧振子系統(tǒng) 18
2.3.2 一個(gè)二階電路系統(tǒng) 18
2.3.3 品質(zhì)因數(shù)Q 21
2.3.4 二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng) 22
2.3.5 二階電路系統(tǒng)附加額外的高頻極點(diǎn) 22
2.3.6 實(shí)軸極點(diǎn)分布間隔較大的二階系統(tǒng) 23
2.3.7 從傳遞函數(shù)的分母求解極點(diǎn)的大致位置 24
2.4 諧振電路 26
2.5 使用能量法分析無(wú)阻尼諧振電路 26
2.6 傳遞函數(shù)、零極點(diǎn)圖以及伯德圖 28
2.7 級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的上升時(shí)間 29
2.8 本章習(xí)題 29
2.9 參考文獻(xiàn) 32
第3章 二極管物理學(xué)、理想(及非理想)二極管 33
3.1 絕緣體、良導(dǎo)體和半導(dǎo)體內(nèi)的電流 33
3.2 電子和空穴 34
3.3 漂移、擴(kuò)散、復(fù)合和產(chǎn)生 36
3.3.1 漂移 36
3.3.2 擴(kuò)散 37
3.3.3 產(chǎn)生和復(fù)合 40
3.3.4 半導(dǎo)體內(nèi)的總電流 40
3.4 半導(dǎo)體的摻雜效應(yīng) 40
3.4.1 施主(donor)摻雜材料 41
3.5 熱平衡狀態(tài)的PN結(jié) 42
3.6 施加正向偏置電壓的PN結(jié) 44
3.7 反向偏置二極管 47
3.8 理想二極管方程 47
3.9 二極管內(nèi)的電荷存儲(chǔ) 48
3.10 正向偏置二極管內(nèi)的電荷存儲(chǔ) 49
3.11 雙極性二極管的反向恢復(fù) 50
3.12 反向擊穿 51
3.13 二極管數(shù)據(jù)手冊(cè) 52
3.14 肖特基二極管 54
3.15 本章習(xí)題 54
3.16 參考文獻(xiàn) 56
第4章 雙極性晶體管模型 58
4.1 歷史點(diǎn)滴 58
4.2 基本NPN型晶體管 59
4.3 處于不同工作區(qū)的晶體管模型 61
4.4 雙極性晶體管的低頻增長(zhǎng)模型 63
4.5 雙極性晶體管的高頻增長(zhǎng)模型 66
4.6 閱讀晶體管數(shù)據(jù)手冊(cè) 69
4.6.1 大信號(hào)參數(shù)(bF、VCE,SAT) 69
4.6.2 小信號(hào)參數(shù)(hfe、Cm、C購(gòu)?fù)rx) 69
4.7 “混合埂蹦P偷南拗?73
4.8 本章習(xí)題 73
4.9 參考文獻(xiàn) 75
第5章 基本雙極性晶體管放大器及其偏置設(shè)置 76
5.1 晶體管偏置設(shè)置 76
5.2 某些晶體管放大器 79
5.2.1 共射極放大器 79
5.2.2 射極跟隨器的增益、輸入電阻和低頻輸出電阻 84
5.2.3 差分放大器 88
5.3 本章習(xí)題 93
5.4 參考文獻(xiàn) 97
第6章 開路時(shí)間常數(shù)方法與帶寬估計(jì)技術(shù) 99
6.1 時(shí)間常數(shù)介紹 99
6.2 晶體管放大器實(shí)例 103
6.3 本章習(xí)題 122
6.4 參考文獻(xiàn) 124
第7章 晶體管放大器高級(jí)技術(shù) 125
7.1 復(fù)雜電路開路時(shí)間常數(shù)計(jì)算 125
7.2 射隨器緩沖電路的高頻輸出和輸入電阻 130
7.3 自舉電路 137
7.4 短路時(shí)間常數(shù) 143
7.5 極點(diǎn)分裂技術(shù) 152
7.6 本章習(xí)題 156
7.7 參考文獻(xiàn) 159
第8章 高增益雙極性放大器和BJT電流鏡 161
8.1 增大混合鼓P偷男棖?161
8.2 基區(qū)寬度調(diào)制 162
8.3 從晶體管數(shù)據(jù)手冊(cè)查閱晶體管參數(shù) 163
8.4 驅(qū)動(dòng)電流源負(fù)載的共射極放大器 165
8.5 搭建電路模塊 166
8.5.1 雙極性電流源的增長(zhǎng)輸出電阻 166
8.5.2 射隨器的增長(zhǎng)輸入電阻 167
8.5.3 電流鏡 169
8.5.4 發(fā)射極退化的基本電流鏡 171
8.5.5 “b助推器”電流鏡 171
8.5.6 Wilson電流鏡 172
8.5.7 共射共基放大器電流鏡 172
8.5.8 Widlar電流鏡 173
8.6 本章習(xí)題 185
8.7 參考文獻(xiàn) 186
第9章 MOSFET器件與基本MOS放大器簡(jiǎn)介 188
9.1 場(chǎng)效應(yīng)晶體管早期歷史 188
9.2 基本MOS器件的定性討論 188
9.3 MOS器件的V/I曲線 190
9.4 MOS器件的低頻小信號(hào)模型 192
9.5 MOS器件的高頻小信號(hào)模型 193
9.6 基本MOS放大器 193
9.6.1 源極跟隨器 194
9.6.2 共源極放大器 194
9.6.3 共柵極放大器 195
9.6.4 MOS電流鏡 196
9.7 本章習(xí)題 206
9.8 參考文獻(xiàn) 207
第10章 雙極性晶體管開關(guān)與電荷控制模型 209
10.1 概述 209
10.2 開關(guān)模型的推導(dǎo)過程 209
10.3 反向放大區(qū) 210
10.4 飽和 211
10.5 結(jié)電容 212
10.6 電荷控制參數(shù)與混合共問墓叵?213
10.7 從數(shù)據(jù)手冊(cè)中獲取結(jié)電容值 213
10.8 制造商測(cè)試 215
10.9 電荷控制模型實(shí)例 215
10.10 發(fā)射極開關(guān) 226
10.11 2N2222數(shù)據(jù)手冊(cè)摘錄 228
10.12 本章習(xí)題 232
10.13 參考文獻(xiàn) 236
第11章 反饋系統(tǒng) 238
11.1 反饋系統(tǒng)基本知識(shí)與早期歷史點(diǎn)滴 238
11.2 負(fù)反饋放大器的發(fā)明 238
11.3 控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 240
11.4 環(huán)路傳輸與干擾抑制 241
11.5 穩(wěn)定性 242
11.6 勞斯穩(wěn)定性準(zhǔn)則 243
11.7 相位裕度與增益裕度測(cè)試 245
11.8 阻尼系數(shù)和相位裕度的關(guān)系 245
11.9 環(huán)路補(bǔ)償技術(shù)—超前電路與滯后電路 246
11.10 反饋環(huán)路簡(jiǎn)介 247
11.11 附錄:MATLAB腳本 264
11.12 本章習(xí)題 268
11.13 參考文獻(xiàn) 269
第12章 運(yùn)算放大器的基本電路結(jié)構(gòu)與實(shí)例分析 271
12.1 器件的基本工作特性 271
12.2 運(yùn)算放大器LM741電路的簡(jiǎn)短回顧 280
12.3 運(yùn)算放大器的一些實(shí)際限制因素 281
12.4 本章習(xí)題 286
12.5 參考文獻(xiàn) 287
第13章 電流反饋運(yùn)算放大器 289
13.1 傳統(tǒng)電壓反饋運(yùn)算放大器及其“增益帶寬乘積”常數(shù) 289
13.2 傳統(tǒng)運(yùn)算放大器的轉(zhuǎn)換速率限制 290
13.3 電流反饋運(yùn)算放大器基礎(chǔ) 291
13.4 電流反饋運(yùn)算放大器無(wú)轉(zhuǎn)換速率極限 294
13.5 電流反饋放大器的制造商數(shù)據(jù)手冊(cè)信息 297
13.6 電流反饋運(yùn)算放大器的更精細(xì)模型及其限制因素評(píng)論 298
13.7 本章習(xí)題 299
13.8 參考文獻(xiàn) 299
第14章 模擬低通濾波器 302
14.1 引言 302
14.2 低通濾波器基礎(chǔ)知識(shí) 302
14.3 巴特沃思濾波器 303
14.4 切比雪夫?yàn)V波器 305
14.5 貝塞爾濾波器 309
14.6 不同類型濾波器響應(yīng)比較 312
14.7 濾波器實(shí)現(xiàn) 314
14.7.1 梯形濾波器 (Ladder) 314
14.7.2 濾波器實(shí)現(xiàn)—有源方式 317
14.7.3 橢圓(“磚墻”)濾波器 318
14.7.4 全通濾波器 320
14.8 本章習(xí)題 326
14.9 參考文獻(xiàn) 326
第15章 無(wú)源元件綜述與PCB設(shè)計(jì)案例研究 328
15.1 電阻 328
15.2 貼片電阻簡(jiǎn)介 330
15.3 電阻類型 330
15.4 電容 331
15.5 電感 333
15.6 PCB設(shè)計(jì)問題討論 333
15.6.2 接地平面 335
15.6.3 PCB線寬 335
15.7 接地平面上PCB走線的大致電感 336
15.8 本章習(xí)題 342
15.9 參考文獻(xiàn) 343
第16章 實(shí)用設(shè)計(jì)技術(shù)與其他 345
16.1 熱電路 345
16.2 熱傳導(dǎo)的穩(wěn)態(tài)模型 345
16.3 熱量存儲(chǔ) 346
16.4 使用熱電路類比技術(shù)確定靜態(tài)半導(dǎo)體的結(jié)溫 348
16.5 機(jī)械電路類比技術(shù) 349
16.6 跨導(dǎo)線性原理 353
16.7 無(wú)限長(zhǎng)電阻梯形網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻 354
16.8 傳輸線基礎(chǔ)(Transmission Lines 101) 355
16.9 節(jié)點(diǎn)方程與克萊姆法則 358
16.10 求解振蕩模式 361
16.11 尺度定律應(yīng)用簡(jiǎn)介 365
16.11.1 幾何尺度定律 365
16.11.2 魚/船的速度(弗勞德定律) 365
16.11.3 樹上的果實(shí) 366
16.11.4 撓矩(bending moment) 366
16.11.5 身體的尺寸和熱量(伯格曼定律) 366
16.11.6 身高與跳躍(博雷利定律) 367
16.11.7 步行速度(弗勞德定律) 367
16.11.8 電容 367
16.11.9 電感 368
16.11.10 電磁場(chǎng)的升力 368
16.12 本章習(xí)題 369
16.13 參考文獻(xiàn) 371
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