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第1章 半导体基础 1

引言 1

1.1 半导体基础知识 1

1.1.1 本征半导体 1

1.1.2 杂质半导体 3

1.1.3 载流子在半导体中的运动 4

1.2 PN结 5

1.2.1 PN结的形成过程 5

1.2.2 PN结的伏安特性 6

1.2.3 PN结和半导体二极管 8

1.3 双极结型三极管（BJT） 13

1.3.1 BJT的结构和制造工艺 13

1.3.2 BJT的工作原理 14

1.3.3 BJT的器件模型 19

1.4 金属-氧化物-场效应晶体管（MOSFET） 27

1.4.1 MOS管的结构和制造工艺 28

1.4.2 MOS管的工作原理 30

1.4.3 MOS管的伏安特性曲线和大信号特性方程 34

1.4.4 MOS管的小信号模型 40

1.5 场效应管（FET） 45

1.5.1 场效应管及其分类 45

1.5.2 结型场效应管（JFET）的结构及工作原理 45

小结 49

习题 50

第2章 基本单元电路和输出级 54

引言 54

2.1 基本单管放大器 54

2.1.1 共射组态 54

2.1.2 共基组态 59

2.1.3 共集组态（射随器） 62

2.1.4 共源组态 65

2.1.5 共漏组态（源极跟随器） 68

2.1.6 共栅组态 69

2.2 放大电路的分析方法 71

2.2.1 图解分析法 72

2.2.2 等效电路分析法 74

2.3 放大电路的主要性能指标 75

2.3.1 放大倍数 76

2.3.2 最大输出幅度 76

2.3.3 非线性失真 76

2.3.4 输入电阻 77

2.3.5 输出电阻 77

2.3.6 通频带 77

2.3.7 最大输出功率与效率 78

2.3.8 失真和噪声系数 78

2.4 集成电路中的电流源 78

2.4.1 稳定偏置电路的重要性 78

2.4.2 镜像电流源 79

2.5 差分放大电路的特性与分析 85

2.5.1 差放的偏置、输入和输出信号及连接方式 86

2.5.2 基本共射差放理想对称时的大信号差模特性与非线性失真 90

2.5.3 基本共射差放理想对称时的微变等效分析 92

2.5.4 JFET共源差放的大信号特性及差模电压增益 95

2.5.5 MOS共源差放微变等效分析 103

2.5.6 实际差放的共模抑制比 104

2.5.7 差分放大电路的应用举例 107

2.6 MOS模拟集成基本单元电路 111

2.6.1 MOS电流源 111

2.6.2 MOS单级放大器 113

2.6.3 MOS源耦对与差分放大器 115

2.6.4 CMOS互补输出级 118

2.7 多级放大器 119

2.7.1 共集-共射，共集-共集及达林顿组态 119

2.7.2 串接组态 122

2.8 推挽输出级放大电路 127

2.8.1 乙类推挽输出级放大电路的组成与工作原理 128

2.8.2 甲乙类互补推挽输出级放大电路的组成与工作原理 131

小结 132

习题 132

第3章 放大电路的频率特性 143

引言 143

3.1 放大电路频率特性的基本概念 143

3.1.1 频率特性和通频带 143

3.1.2 频率失真和相位失真 146

3.1.3 增益带宽积 147

3.2 放大电路的波特图 148

3.2.1 复频域中的网络函数 148

3.2.2 复频率s=σ+jω的物理意义 149

3.2.3 网络函数的零点、极点和零极图 150

3.2.4 波特图绘制方法 151

3.2.5 主极点的概念 158

3.2.6 开路时间常数分析法 159

3.3 单级放大电路的频率特性分析 162

3.3.1 共射差放的高频特性 162

3.3.2 用密勒定理及其近似条件分析BW 164

3.3.3 共基放大电路的频率特性 168

3.3.4 共集放大电路的频率特性 169

3.4 多级放大电路的频率特性分析 170

小结 172

习题 173

第4章 集成运算放大器 186

引言 186

4.1 集成运放的主要技术参数 186

4.1.1 集成运放的主要直流和低频参数 187

4.1.2 集成运放的主要交流参数 189

4.2 集成运放电路简介 190

4.2.1 模拟标准双极工艺典型运放电路 190

4.2.2 模拟CMOS工艺典型运放电路 192

4.3 集成运放的等效模型及运算特性 193

4.3.1 理想集成运放 193

4.3.2 理想集成运放的等效模型 194

4.3.3 理想集成运放等效模型的应用举例 194

4.4 运算放大器的应用 196

4.4.1 反馈的基本概念 196

4.4.2 反相放大器 197

4.4.3 同相放大器 198

4.4.4 差分放大器 199

4.4.5 积分器和微分器 200

4.4.6 电压比较器 201

4.4.7 波形发生器 203

4.4.8 RC有源滤波器 206

小结 210

习题 210

第5章 放大电路反馈原理与稳定化基础 221

引言 221

5.1 反馈放大器的基本概念 221

5.1.1 反馈极性与反馈形式 221

5.1.2 理想反馈方块图和基本反馈方程式 223

5.1.3 环路增益和反馈深度 225

5.1.4 负反馈放大器的分类 226

5.2 负反馈对放大器性能的影响 228

5.2.1 闭环增益的稳定性 228

5.2.2 输入电阻 230

5.2.3 输出电阻 231

5.2.4 信号源内阻对负反馈放大器性能的影响 234

5.2.5 关于负反馈改善非线性失真的证明及条件 235

5.2.6 负反馈放大器的噪声特性 237

5.3 负反馈放大器的分析与计算 238

5.3.1 四种类型负反馈放大器的电压增益Avfs 238

5.3.2 深度负反馈时Avfs的计算 239

5.3.3 负反馈放大器的方块图分析法（AB分离法） 240

5.4 负反馈对放大器频域和时域特性的影响 251

5.4.1 负反馈对放大器传输函数零极点的影响 251

5.4.2 单极点闭环系统的响应特性 252

5.4.3 具有双极点开环增益函数的负反馈系统 253

5.5 负反馈放大器的稳定性 259

5.5.1 负反馈放大电路产生自激振荡的原因及条件 259

5.5.2 负反馈放大电路稳定性的判断 260

5.5.3 稳定裕度 261

5.6 相位补偿原理与技术 262

5.6.1 主极点补偿 262

5.6.2 极点分离的密勒电容补偿 265

小结 267

习题 268

第6章 直流稳压电源 277

引言 277

6.1 稳压电路原理概述 277

6.2 直流稳压电源架构 278

6.3 整流电路 279

6.3.1 单相半波整流 279

6.3.2 单相全波整流 280

6.3.3 桥式整流 281

6.4 滤波电路 282

6.4.1 电容滤波 283

6.4.2 电感电容滤波 283

6.5 稳压电路概述 284

6.5.1 稳压电路输出电压不稳定的原因 284

6.5.2 稳压电路的技术指标 285

6.6 线性稳压电源 287

6.6.1 误差放大电路 287

6.6.2 调整管 289

6.6.3 线性稳压电路 291

6.7 开关电源 293

6.7.1 开关电源概述 293

6.7.2 串联型开关稳压电源 294

6.7.3 并联开关稳压电源 299

6.8 稳压电源中的保护电路 301

6.9 集成稳压电源 302

6.9.1 μA7800系列稳压器 303

6.9.2 保护电路与启动电路 303

6.10 基准稳压源 305

小结 306

习题 307

参考文献 312