第4版 前 言
《模拟电子技术》一书自2004年出版以来,已使用了十多年了,被许多高等学校采用为主教材,深受广大读者的喜爱,并反馈了一些宝贵意见。在初版、二版、三版的基础上,再次进行修订,使本书更加符合当前电子技术基础课程教学的需要。
第4版修订工作的指导思想是,主要依据教育部电子信息科学与电气信息类基础课程教指委关于高等学校理工科电子信息类专业基础课程教学的基本要求,同时继续遵循本书前几版的编写原则:“确保基础、精选内容、加强概念、推陈出新、联系实际、侧重集成、避免遗漏、防止重复、统一符号、形成系统”。经过十多年的努力,模拟电子技术系列教程已经完成,其中包括主教材、辅助教材、实验教材、拓宽教材、教师参考用书及多媒体课件。
本书是为高等学校电气类、电子类、自动化类、计算机类和其他相近专业而编著的教材。全书分为8章。第1章半导体器件,主要介绍半导体的特性、半导体二极管单向导电的机理、伏安特性和主要参数,还介绍了各类二极管、双极型三极管和场效应管的结构、工作原理、伏安特性和主要参数。第2章放大电路的基础,主要介绍了晶体三极管(或场效应管)共射极(或共源极)电路的组成、工作原理和基本分析方法,并对工作点的稳定问题进行讨论。然后
介绍了单管共集电极(或场效应管共漏极)放大电路以及晶体三极管共基极放大电路的组成、
工作原理和分析方法。最后对多级放大电路进行简单介绍。第3章放大电路的频率响应,主要介绍了频率响应的一般概念、三极管的频率参数和单管共射放大电路的频率响应。而后对多级放大电路的频率响应进行了介绍。第4章集成运算放大电路,主要介绍了集成电路的特点及基本电路结构,电流源电路、差动放大电路、直流电平移动电路、复合管结构电路以及输出电路,并对F007和C14573集成运放电路进行了具体分析。最后介绍了集成运放的主要参数和电路模型。第5章放大器中的反馈,主要介绍了反馈的概念和一般表达式,负反馈放大电路的4种组态,深度负反馈放大电路的计算以及负反馈对放大电路性能的影响。而后介绍了负反馈放大电路产生自激的原因及消除方法。第6章集成运算放大器的应用,主要介绍了运算电路,信号处理中的放大电路,有源滤波电路,电压比较器,模拟乘法器,正弦波发生器,非正弦波发生器以及波形变换电路。第7章功率放大电路,主要介绍了互补对称式功率放大电路和集成功率放大电路。第8章直流稳压电源,主要介绍了直流电源的组成,小功率整流滤波电路,硅稳压管稳压电路,串联型直流稳压电路,集成稳压器以及开关型稳压电路。
根据实际需要,本书第4次修订增加如下内容:
1.第1章,1.2.6光敏二极管;1.2.7发光二极管;1.3.6特殊三极管(光敏三极
管和光耦合器)。
2.附录,习题参考答案。
为了使教师能教好和学生能学好模拟电子技术,与本教材相配套的教材有:
1.实验教材:《电子技术基础实验与课程设计》(第三版),高吉祥、库锡树主编,北京:电子工业出版社,2011年2月出版。
2.辅助教材:《模拟电子技术学习辅导及习题详解》,高吉祥主编,电子工业出版
社,2000年6月出版。
3.拓宽教材:《全国大学生电子设计竞赛培训系列教程——模拟电子线路设计》,高吉祥主编,电子工业出版社,2007年5月出版。
4. 拓宽教材:《全国大学生电子设计竞赛系列教材》第2分册模拟电子线路设计,高吉祥主编,高等教育出版社,2013年7月出版。
5.教师参考用书:主教材与辅助教材习题详细解答。
6.多媒体课件:模拟电子技术讲课光盘。
其中实验教材、辅助教材、拓宽教材可直接与电子工业出版社联系订购。教师参考用书、多媒体课件(光盘)若有该学校教务处出具的用书证明,可与电子工业出版社或主编高吉祥联系免费赠送。
本书第一版由国防科技大学、南华大学联合编著,高吉祥主编,高天万副主编,陈和、朱卫华等编著。第1、2、3章由高吉祥、刘安芝执笔,第4、5、6由高吉祥、盛义发执笔,第7章由陈和执笔,第8章由朱卫华执笔,在编著过程中得到南华大学凌球校长和国防科技大学电子科学与工程学院唐朝京院长的大力支持和具体指导。本书由唐朝京主审,唐东、陆珉及北京理工大学张晋民教授等人为本教材的编写做了大量的工作,一并表示感谢!
本书第四版的修订由高吉祥、刘安芝、盛义发、阳璞琼、王文虎完成。由于编者的水平有限,仍有不少错误和缺点,敬请广大读者给予批评指正,帮助我们不断加以改进。
高吉祥 刘安芝
2015年9月
第1章 半导体器件
1.1 半导体的特性
1.1.1 本征半导体
1.1.2 杂质半导体
1.2 半导体二极管
1.2.1 PN结及其单向导电性
1.2.2 二极管的伏安特性
1.2.3 二极管的主要参数
1.2.4 稳压管
1.2.5 变容二极管
1.2.6 光敏二极管
1.2.7 发光二极管
1.3 双极型晶体管
1.3.1 三极管的结构
1.3.2 三极管的放大作用和载流子的运动
1.3.3 三极管的特性曲线
1.3.4 三极管的主要参数
1.3.5 PNP型三极管
1.3.6 特殊三极管
1.4 场效应晶体管
1.4.1 结型场效应管
1.4.2 绝缘栅型场效应管
1.4.3 场效应管的主要参数
本章小结
习题一
第2章 放大电路基础
2.1 放大的概念
2.2 放大电路的主要技术指标
2.3 单管共发射极放大电路
2.3.1 单管共发射极电路的组成
2.3.2 单管共发射极放大电路的工作原理
2.3.3 放大电路的基本分析 方法
2.4 静态工作点的稳定问题
2.4.1 温度对静态工作点的 影响
2.4.2 静态工作点稳定电路
2.5 单管共集电极电路和共基极放大电路
2.5.1 单管共集电极放大电路
2.5.2 单管共基极放大电路
2.5.3 三种基本组态的比较
2.6 场效应管放大电路
2.6.1 场效应管的特点
2.6.2 共源极放大电路
2.6.3 分压―自偏压式共源放大电路
2.6.4 共漏极放大电路
2.7 多级放大电路
2.7.1 多级放大电路的耦合方式
2.7.2 多级放大电路的电压放大倍数和输入、输出电阻
本章小结
习题二
第3章 放大电路的频率响应
3.1 频率响应的一般概念
3.1.1 幅频特性和相频特性
3.1.2 下限频率、上限频率和通频带
3.1.3 频率失真
3.1.4 波特图
3.2 三极管的频率参数
3.2.1 共射截止频率
3.2.2 特征频率
3.2.3 共基截止频率
3.3 单管共射放大电路的频率响应
3.3.1 混合π形等效电路
3.3.2 阻容耦合单管共射放大电路的频率响应
3.3.3 直接耦合单管共射放大电路的频率响应
3.4 多级放大电路的频率响应
3.4.1 多级放大电路的幅频特性和相频特性
3.4.2 多级放大电路的上限频率和下限频率
本章小结
习题三
第4章 集成运算放大电路
4.1 集成电路的特点及基本电路结构
4.1.1 集成电路的特点
4.1.2 参数补偿式运算放大器的基本结构
4.2 电流源电路
4.2.1 比例电流源
4.2.2 微电流源
4.2.3 精密镜像恒流源电路
4.3 差动放大电路
4.3.1 差动放大电路的静态分析
4.3.2 差动放大电路对差模信号的放大作用
4.3.3 差动放大电路对共模信号的抑制作用
4.3.4 单端输入差动放大电路
4.3.5 具有恒流源的差动电路
4.4 直流电平移动电路
4.5 复合管结构
4.6 集成运算放大器的输出电路
4.7 集成运算放大电路简介
4.7.1 F007双极型集成运算放大器
4.7.2 CMOS C14573集成运算 放大电路
4.8 集成运算放大器的主要参数
4.9 集成运算放大器的电路模型
4.9.1 集成运算放大器的开环电 压传输特性
4.9.2 集成运算放大器线性工作 的低频模型
4.9.3 集成运算放大器的理想化 模型
本章小结
习题四
第5章 放大器中的反馈
5.1 反馈的概念和一般表达式
5.2 负反馈放大电路的组态
5.2.1 电压串联负反馈放大电路
5.2.2 电压并联负反馈放大电路
5.2.3 电流串联负反馈放大 电路
5.2.4 电流并联负反馈放大电路
5.3 深度负反馈放大电路的计算
5.4 负反馈对放大电路性能的影响
5.4.1 提高放大倍数的稳定性
5.4.2 减小非线性失真和抑制干扰
5.4.3 展宽通频带
5.4.4 改变输入电阻和输出电阻
5.5 负反馈对放大电路的自激及消除
5.5.1 自激的原因和产生条件
5.5.2 利用环路增益波特图判别 是否产生自激振荡
5.5.3 负反馈放大电路自激 振荡的消除方法
本章小结
习题五
第6章 集成运算放大器的应用
6.1 运算电路
6.1.1 比例运算电路
6.1.2 求和电路
6.1.3 微分和积分电路
6.1.4 对数和指数运算电路
6.1.5 乘法与除法电路
6.2 信号处理中的放大电路
6.2.1 集成运放性能对运算 误差的影响
6.2.2 精密放大电路
6.2.3 电荷放大器
*6.2.4 隔离放大器
*6.2.5 放大电路中的干扰和 噪声及其抑制措施
6.3 滤波电路
6.3.1 滤波电路的基本知识
6.3.2 低通滤波电路
6.3.3 其他滤波电路
6.4 电压比较器
6.4.1 单限比较器
6.4.2 滞回比较器
6.4.3 窗口比较器
6.4.4 集成电压比较器
6.5 乘法器及应用
6.5.1 模拟乘法器简介
6.5.2 变跨导模拟乘法器工作 原理
6.5.3 模拟集成乘法器
6.5.4 乘法器的主要参数
6.5.5 乘法器的应用举例
6.6 正弦波发生器
6.6.1 反馈振荡器的原理
6.6.2 RC正弦波振荡电路
6.6.3 LC正弦振荡器
6.6.4 石英晶体振荡器
6.7 非正弦波发生电路
6.7.1 矩形波发生电路
6.7.2 三角波发生电路
6.7.3 锯齿波发生电路
*6.8 利用集成运放实现信号变换的电路
6.8.1 电流―电压的相互变换 电路
6.8.2 电压―频率变换电路
本章小结
习题六
第7章 功率放大电路
7.1.1 对功率放大电路的一般 要求
7.1.2 功率放大器提高效率的 主要途径
7.2 互补对称式功率放大器
7.2.1 无输出电容的互补对称式 功率放大器(OCL电路)
7.2.2 无输出变压器的互补对称式 功率放大器(OTL电路)
7.2.3 桥式推挽功率放大电路 (BTL)
7.2.4 互补对称式功率放大器的效率
7.2.5 OTL电路中晶体管的选择
7.3 集成功率放大电路
7.3.1 集成功率放大器LM386 简介
7.3.2 集成功率放大电路的应用
本章小结
习题七
第8章 直流稳压电源
8.1 直流电源的组成
8.2 小功率整流滤波电路
8.2.1 单相桥式整流电路
8.2.2 滤波电路
8.3 硅稳压管稳压电路
8.3.1 稳压电路的主要指标
8.3.2 硅稳压管的伏安特性
8.3.3 硅稳压管稳压电路
8.4 串联型直流稳压电路
8.4.1 电路组成和工作原理
8.4.2 输出电压的调节范围
8.4.3 调整管的选择
8.4.4 稳压电路的过载保护
8.5 集成稳压器
8.5.1 三端集成稳压器的组成
8.5.2 三端集成稳压器的主要 参数
8.5.3 三端集成稳压器的 应用
8.6 开关型稳压电路
8.6.1 开关型稳压电路的特点和 分类
8.6.2 开关型稳压电路的组成和工作原理
本章小结
习题八
附录A 习题参考答案
附录B 常用文字符号说明
参考文献