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第1章 信号与系统1

1.1 信号1

1.1.1 基本概念1

1.1.2 几种常用的信号2

1.2 系统7

1.2.1 系统的基本特性7

1.2.2 常用系统8

第2章 信号与系统分析9

2.1 信号与系统分析概述9

2.2 时域分析法9

2.2.1 引言9

2.2.2 常系数线性微分方程求解法10

2.2.3 δ（t）函数配平法12

2.2.4 零输入响应和零状态响应13

2.2.5 单位冲击响应15

2.3 频域分析法16

2.3.1 傅氏级数16

2.3.2 周期信号的频谱分析18

2.3.3 傅氏变换19

2.3.4 傅氏变换的性质22

2.3.5 系统的频域分析23

2.4 复频域分析法24

2.4.1 拉氏变换24

2.4.2 常用信号的拉氏变换式25

2.4.3 拉氏变换基本性质26

2.4.4 拉氏反变换27

2.4.5 LTI系统的复频域分析30

2.4.6 系统函数33

2.4.7 用系统函数的极零点理论分析系统特性35

习题36

习题参考答案38

第3章 半导体材料与器件40

3.1 半导体材料40

3.1.1 本征半导体40

3.1.2 杂质半导体41

3.1.3 载流子42

3.2 PN结43

3.2.1 平衡状态下的PN结43

3.2.2 PN结的伏安特性44

3.2.3 PN结的温度特性46

3.2.4 PN结电容46

3.3 二极管46

3.3.1 二极管特性47

3.3.2 二极管电路的分析方法48

3.3.3 其他类型二极管50

3.4 双极型晶体管51

3.4.1 晶体管结构52

3.4.2 晶体管的工作状态52

3.4.3 晶体管的电流放大作用52

3.4.4 晶体管特性54

3.4.5 晶体管的主要参数57

3.4.6 晶体管选用时的注意事项58

3.4.7 新型晶体管59

3.5 场效应晶体管60

3.5.1 结型场效应管60

3.5.2 MOS场效应管63

3.5.3 场效应管的主要参数68

3.6 功率MOS场效应管68

3.7 绝缘栅双极型晶体管70

3.7.1 一般说明70

3.7.2 IGBT特性71

3.7.3 主要参数71

3.7.4 驱动电路71

3.8 FET管与BJT管比较72

3.9 MOSFET管的发展现状72

3.9.1 小功率MOSFET器件的新工艺技术72

3.9.2 大功率MOSFET管的新工艺技术73

3.9.3 纳米技术73

习题74

习题参考答案76

第4章 放大电路78

4.1 放大的概念和放大电路的基本性能78

4.1.1 放大的概念78

4.1.2 放大电路的基本性能指标78

4.2 放大电路的分析方法81

4.2.1 晶体管的等效电路81

4.2.2 晶体管共射接法的高频杂π等效电路83

4.2.3 晶体管电流放大系数的频率特性85

4.2.4 晶体管小信号等效电路的误差评估86

4.3 晶体管共射放大电路分析87

4.3.1 基本共射放大电路87

4.3.2 射极接电阻Re的共射放大电路89

4.3.3 射极接Re， Ce补偿网络的共射放大电路91

4.4 晶体管共基极放大电路分析93

4.4.1 基本共基极放大电路93

4.4.2 电感高频补偿电路96

4.5 晶体管共集电极放大电路分析96

4.6 场效应管放大电路99

4.6.1 场效应管小信号等效电路99

4.6.2 场效应管基本放大电路101

4.6.3 场效应管放大电路分析102

4.7 恒流源105

4.7.1 基本镜像恒流源105

4.7.2 Widlar恒流源（微电流源）106

4.7.3 Wilson恒流源106

4.7.4 多路恒流源107

4.7.5 场效应管恒流源108

4.8 差动放大电路109

4.8.1 差动放大电路的基本组成和特性109

4.8.2 差动放大电路的改进110

4.8.3 差动放大电路的四种接法111

4.8.4 场效应管差动放大电路112

4.8.5 差动放大电路的传输特性114

4.8.6 差动放大电路的频响分析116

4.9 互补功率放大电路116

4.9.1 互补功率放大电路的工作原理117

4.9.2 甲乙类互补功率放大电路117

4.9.3 复合管118

4.9.4 功率MOS管构成的互补功放电路119

4.10 放大电路的频率响应120

4.10.1 放大电路频响的一般概念120

4.10.2 放大电路频响的表达式121

4.10.3 频响特性波特图表示法121

4.10.4 Nyquist图表示法122

4.11 放大电路的阶跃响应122

4.11.1 阶跃响应技术参数123

4.11.2 单管放大电路的阶跃响应123

习题124

部分习题参考答案127

第5章 多级放大电路130

5.1 级间耦合方式130

5.1.1 阻容耦合方式130

5.1.2 直接耦合方式130

5.1.3 变压器耦合方式131

5.1.4 光电耦合方式131

5.1.5 多级放大电路的级数131

5.2 多级放大电路的基本性能指标131

5.2.1 电压增益131

5.2.2 输入电阻和输出电阻132

5.3 多级放大电路的频率响应133

5.3.1 高频响应的表达式133

5.3.2 多级放大电路的波特图134

5.3.3 多级放大电路的Nyquist图137

5.4 二管组合放大电路138

5.4.1 共射-共基组合放大电路138

5.4.2 共集-共基组合放大电路141

5.4.3 共集-共射组合放大电路142

5.4.4 共射-共集组合放大电路142

5.4.5 组合差动放大电路142

5.5 多级放大电路的阶跃响应143

5.5.1 多级放大电路阶跃响应输出信号的表达式143

5.5.2 多级放大电路阶跃响应参数144

习题147

部分习题参考答案149

第6章 负反馈放大电路152

6.1 负反馈放大电路概述152

6.1.1 负反馈放大电路的基本原理152

6.1.2 不同信号组态的增益和反馈系数的数学表达式153

6.2 负反馈放大电路的类型154

6.2.1 四种负反馈放大电路154

6.2.2 负反馈的判断154

6.3 负反馈对放大电路性能的影响155

6.3.1 提高增益稳定性155

6.3.2 负反馈对输入电阻的影响156

6.3.3 负反馈对输出电阻的影响157

6.3.4 负反馈对频带宽度的影响158

6.3.5 负反馈对非线性失真的影响160

6.3.6 引入负反馈的注意事项161

6.4 负反馈放大电路的分析方法161

6.4.1 等效电路法161

6.4.2 环路拆分法161

6.4.3 计算机辅助分析163

6.4.4 深度负反馈放大电路的分析计算163

6.5 负反馈放大电路的稳定性167

6.5.1 产生自激振荡的原因和条件167

6.5.2 负反馈放大电路的稳定性分析168

6.5.3 负反馈放大电路稳定性分析的判据169

6.5.4 环路增益173

6.6 负反馈放大电路的补偿技术174

6.6.1 滞后补偿174

6.6.2 超前补偿178

6.7 自举电路180

6.7.1 自举电路能提高输入电阻181

6.7.2 自举电路能提高电路增益181

6.7.3 自举电路可提高功放电路的正向输出幅值182

6.8 负反馈技术在宽带放大电路中的应用182

6.8.1 串联-并联负反馈级联对电路183

6.8.2 两级环路负反馈放大电路183

6.8.3 双负反馈环路放大电路184

6.9 电流放大电路185

6.9.1 电流放大电路的性能参数要求185

6.9.2 电流放大电路的等效模型186

6.9.3 电流放大电路的结构考虑和性能分析186

6.10 放大电路的噪声188

6.10.1 噪声及分类188

6.10.2 放大电路的噪声参数189

6.10.3 晶体管放大电路噪声特性190

6.10.4 场效应管放大电路噪声特性190

6.10.5 负反馈对放大电路噪声的影响191

6.11 典型电路的综合分析191

6.11.1 集成宽带放大器192

6.11.2 晶体管宽带脉冲放大电路193

6.11.3 示波管扫描放大系统195

习题199

部分习题参考答案203

第7章 集成运算放大器205

7.1 集成运算放大器概述205

7.1.1 集成运放的内部结构205

7.1.2 集成运放的信号传输特性205

7.2 典型集成运放的电路分析206

7.2.1 双极型集成运放的电路分析206

7.2.2 CMOS集成运放的电路分析207

7.3 集成运放的基本参数及选择208

7.3.1 集成运放的基本参数208

7.3.2 集成运放的选用原则211

7.4 理想集成运放及分析规则211

7.4.1 理想集成运放的技术参数211

7.4.2 理想集成运放的分析规则212

7.5 集成运放的基本应用212

7.5.1 比例放大电路212

7.5.2 求差与求和运算电路215

7.5.3 积分和微分运算电路217

7.5.4 对数和指数运算电路218

7.5.5 乘法和除法运算电路220

7.5.6 单片模拟乘法器221

7.6 集成运放实际参数对应用的影响223

7.6.1 CMRR的有限值对输出电压的影响223

7.6.2 Aud和Rid的有限值对输出电压的影响224

7.7 高压型集成运放224

7.8 高速宽带集成运放225

7.8.1 提高集成运放速度的措施226

7.8.2 典型电路介绍226

7.8.3 电流反馈型集成运放228

7.9 低功耗型集成运放232

7.9.1 通用型低功耗集成运放232

7.9.2 可编程型低功耗集成运放233

7.10 高精度集成运放236

7.10.1 提高集成运放精度的措施236

7.10.2 斩波自动稳零集成运放238

7.10.3 高精度集成运放的发展状况241

7.11 仪表用集成放大器243

7.11.1 应变仪放大电路243

7.11.2 三运放仪表放大器244

7.11.3 提高共模抑制比的若干方案247

7.11.4 电流反馈型仪表放大器248

7.12 有源滤波器251

7.12.1 一阶低通滤波器251

7.12.2 高阶低通滤波器252

7.12.3 其他类型二阶滤波器255

7.12.4 集成多功能滤波器259

7.12.5 开关电容滤波器262

7.13 集成电压比较器265

7.13.1 电压比较器的一般特性265

7.13.2 集成电压比较器266

7.13.3 集成电压比较器的应用269

7.14 压控振荡器271

7.14.1 压控振荡器271

7.14.2 集成压控振荡器273

7.15 跨导型集成运放274

7.15.1 OTA概述274

7.15.2 OTA电路分析275

7.15.3 集成OTA的应用277

习题279

部分习题参考答案284

第8章 稳压电源286

8.1 未稳压电源286

8.1.1 交流瞬时电压抑制器286

8.1.2 电磁干扰滤波器287

8.2 基准电压源288

8.2.1 补偿齐纳管型基准电压源288

8.2.2 集成齐纳管基准电压源289

8.2.3 带隙基准电压源290

8.2.4 EI结型场效应管基准电压源291

8.2.5 基准电压源的应用292

8.3 集成线性稳压器293

8.3.1 输出电压固定的三端稳压器293

8.3.2 输出电压可调的三端稳压器293

8.3.3 多功能线性稳压器294

8.3.4 集成线性稳压器的主要技术指标295

8.3.5 不同类型的集成线性稳压器简介295

8.4 开关型稳压电源299

8.4.1 降压型开关稳压电源299

8.4.2 升压型开关稳压电源301

8.4.3 反极性型开关稳压电源302

8.5 集成开关稳压电源调制器及其应用303

8.5.1 双端输出式电压控制PWM303

8.5.2 双端输出式电流控制和频率控制的调制器304

8.5.3 单端输出隔离式PWM305

8.5.4 低压直流变换器307

8.6 开关稳压电源的几点说明309

8.7 开关稳压电源的发展趋势310

8.8 开关型稳压电源实例分析312

习题314

部分习题参考答案317

第9章 门电路及组合逻辑电路318

9.1 逻辑代数基础318

9.1.1 逻辑代数的基本逻辑关系318

9.1.2 逻辑代数的基本定律和常用公式319

9.1.3 逻辑代数的运算规则320

9.1.4 逻辑函数的表示法321

9.1.5 逻辑函数的化简324

9.1.6 两种逻辑约定326

9.2 数字系统中的数制和编码326

9.2.1 数制326

9.2.2 数制的转换327

9.2.3 编码328

9.2.4 编码器329

9.3 TTL门电路330

9.3.1 与非门电路330

9.3.2 其他类型TTL门电路332

9.3.3 TTL逻辑电路各系列介绍334

9.3.4 其他类型的双极型门电路335

9.4 CMOS逻辑电路336

9.4.1 CMOS门电路336

9.4.2 CMOS模拟开关338

9.4.3 CMOS电路各系列介绍339

9.4.4 CMOS与TTL电路的接口技术339

9.5 组合逻辑电路的分析和设计340

9.5.1 组合逻辑电路的分析340

9.5.2 组合逻辑电路的设计341

9.6 数据选择器344

9.6.1 产品介绍344

9.6.2 数据选择器的应用345

9.7 译码器347

9.7.1 译码器电路介绍348

9.7.2 译码器的应用351

9.8 数值比较器352

9.8.1 数值比较器352

9.8.2 同值比较器354

9.8.3 数值比较器的应用355

9.9 加法器和算术逻辑单元355

9.9.1 加法器355

9.9.2 算术逻辑单元358

9.10 组合逻辑电路的竞争和冒险358

9.10.1 竞争冒险现象的判断359

9.10.2 竞争冒险的消除359

习题360

部分习题参考答案363

第10章 触发器与时序逻辑电路364

10.1 触发器364

10.1.1 同步触发器364

10.1.2 边沿触发的D触发器365

10.1.3 JK触发器367

10.1.4 T和T′触发器370

10.1.5 触发器的逻辑功能表示法371

10.1.6 触发器的应用371

10.2 异步计数器372

10.2.1 异步二进制计数器372

10.2.2 异步十进制计数器373

10.3 同步计数器376

10.3.1 同步二进制计数器376

10.3.2 同步十进制计数器379

10.4 同步可逆计数器381

10.4.1 十进制可逆计数器381

10.4.2 四位二进制可逆计数器382

10.4.3 可逆计数器的应用384

10.5 寄存器385

10.5.1 移位寄存器385

10.5.2 移位寄存器典型电路及应用386

10.6 单稳态触发器388

10.6.1 集成单稳态触发器388

10.6.2 门电路构成单稳态触发器391

10.6.3 单稳态触发器电路使用注意事项392

10.7 时序电路使用中存在的问题393

10.7.1 直流问题393

10.7.2 开关问题394

10.7.3 TTL和CMOS数字电路自身存在的问题395

10.8 电子电路的综合分析395

10.8.1 键盘编码电路396

10.8.2 天文望远镜驱动电源397

10.8.3 频率计数器399

习题401

部分习题参考答案406

第11章 数模变换器和模数变换器407

11.1 变换器的技术要求407

11.1.1 DAC变换器的主要技术参数407

11.1.2 ADC变换器的主要技术参数409

11.2 DAC变换方法409

11.2.1 权电阻型DAC409

11.2.2 R-2R电阻网络DAC410

11.2.3 权电流型DAC412

11.2.4 DAC输出信号处理414

11.2.5 DAC的发展概况416

11.3 模拟数字变换器418

11.3.1 采样／保持418

11.3.2 并行比较型ADC421

11.3.3 逐次渐近型ADC423

11.3.4 双积分型ADC425

11.3.5 ADC的发展概况427

11.4 模拟接口电路432

11.5 ADC和DAC的应用434

11.5.1 DAC的应用434

11.5.2 ADC的应用436

习题440

部分习题参考答案441

参考文献442

附录 制造厂商名录444