模擬電子技術(shù)全程輔導(dǎo)及實(shí)例詳解

內(nèi)容概要

《模擬電子技術(shù)全程輔導(dǎo)及實(shí)例詳解》系統(tǒng)地介紹了模擬電子技術(shù)的基本原理和分析方法，通過大量實(shí)例闡述了模擬電子器件的工作原理、模擬電子線路的設(shè)計(jì)方法和模擬電路應(yīng)用等方面的問題。
全書共分7章，內(nèi)容涉及二極管、雙極型晶體管、場效應(yīng)管等分立元件的原理和應(yīng)用電路，運(yùn)算放大器原理和應(yīng)用電路，有源濾波器、振蕩器電路，以及電源穩(wěn)壓電路，并且加入了Proteus對各個(gè)要點(diǎn)實(shí)例的仿真。
《模擬電子技術(shù)全程輔導(dǎo)及實(shí)例詳解》適合各大中型院校電氣、電子、信息技術(shù)類和計(jì)算機(jī)科學(xué)類專業(yè)的師生參考閱讀，同時(shí)適合相關(guān)工程技術(shù)人員閱讀和參考。

作者簡介

王貞炎、肖看

書籍目錄

第1章 pn結(jié)與二極管1.1 半導(dǎo)體和摻雜1.1.1 半導(dǎo)體1.1.2 摻雜1.2 pn結(jié)和二極管1.2.1 pn結(jié)1.2.2 二極管1.3 二極管的特性和參數(shù)1.3.1 理想二極管的特性1.3.2 實(shí)際應(yīng)用中的二極管1.3.3 實(shí)際電路分析1.3.4 二極管的額定值1.3.5 二極管的其他參數(shù)1.3.6 二極管的特性1.4 穩(wěn)壓二極管1.4.1 穩(wěn)壓管工作特性1.4.2 穩(wěn)壓二極管的額定值1.5 發(fā)光二極管1.5.1 發(fā)光二極管特性1.5.2 限流電阻1.5.3 彩色發(fā)光二極管1.5.4 常用二極管1.6 二極管測試1.6.1 測試pn結(jié)二極管1.6.2 測試穩(wěn)壓二極管1.6.3 測試發(fā)光二極管1.7 整流電路和濾波1.7.1 半波整流電路1.7.2 全波整流器1.7.3 全波橋式整流器1.7.4 濾波整流器1.8 限幅與箝位1.8.1 限幅器1.8.2 箝位器第2章 雙極型晶體管2.1 雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)和原理2.1.1 雙極型晶體管簡介2.1.2 晶體管的結(jié)構(gòu)和工作原理2.2 晶體管工作條件2.2.1 直流負(fù)載線2.2.2 Q點(diǎn)2.3 偏置2.3.1 基極偏置2.3.2 分壓偏置2.3.3 其他晶體管偏置電路2.4 放大電路2.4.1 放大電路的增益2.4.2 電壓放大器模型2.4.3 放大電路的輸入阻抗2.4.4 放大電路的輸出阻抗2.4.5 輸出和輸入電路綜合效果2.4.6 理想電壓放大器2.4.7 晶體三極管放大電路的接線方式2.5 共發(fā)射極放大電路2.5.1 輸入/輸出相移關(guān)系2.5.2 交流共發(fā)射極電阻2.5.3 小信號電流增益2.5.4 交流等效電路2.5.5 耦合電容和旁路電容2.5.6 電壓增益2.5.7 放大電路的輸入阻抗2.5.8 放大電路的電流增益2.5.9 功率增益2.6 射極跟隨器2.6.1 直流特性2.6.2 飽和及截止2.6.3 小信號特性分析2.6.4 輸入阻抗2.6.5 輸出阻抗2.6.6 功率增益2.7 共基極放大電路2.7.1 交流分析2.7.2 小結(jié)2.8 乙類放大電路2.8.1 乙類放大電路的工作概述2.8.2 直流工作特性2.8.3 交流工作特性2.8.4 功率計(jì)算2.8.5 偏置二極管(甲乙類放大電路)2.8.6 偏置二極管直流特性2.9 相關(guān)問題2.9.1 放大電路穩(wěn)定性2.9.2 復(fù)合管放大電路2.9.3 晶體管功率要求第3章 場效應(yīng)管3.1 JFET簡介3.2 JFET工作原理與工作條件3.2.1 工作原理3.2.2 工作條件3.3 共源放大電路3.3.1 工作原理3.3.2 互導(dǎo)3.3.3 放大電路的電壓增益3.3.4 JFET穩(wěn)定性3.3.5 放大電路的輸入阻抗3.4 共漏和共柵放大電路3.4.1 共漏放大電路(源極跟隨器)3.4.2 共柵放大電路3.4.3 小結(jié)3.5 MOSFET簡介:D-MOSFET工作原理和偏置3.5.1 MOSFET結(jié)構(gòu)和工作3.5.2 D-MOSFET3.5.3 互導(dǎo)3.5.4 D-MOSFET偏置電路3.5.5 D-MOSFET的輸入阻抗3.5.6 D-MOSFET與JFET比較3.6 E-MOSFET3.6.1 E-MOSFET偏置電路3.7 互補(bǔ)MOSFET∶MOSFET應(yīng)用3.8 FET的其他作用3.8.1 JFET收音機(jī)頻率(RF)放大器3.8.2 共柵共源放大器3.8.3 功率MOSFET驅(qū)動器第4章 運(yùn)算放大器4.1 運(yùn)算放大器概述4.1.1 集成電路4.1.2 運(yùn)算放大器封裝4.2 工作原理概述4.2.1 運(yùn)算放大器的增益4.2.2 輸入/輸出極性4.2.3 電源電壓4.3 差分放大器和運(yùn)算放大器的特性4.3.1 基本差分放大器4.3.2 工作方式4.3.3 輸出偏移電壓4.3.4 輸入偏移電流4.3.5 輸入偏置電流4.3.6 共模抑制比4.3.7 電源抑制比4.3.8 輸出短路電流4.3.9 壓擺率4.3.10 輸入/輸出電阻4.3.11 運(yùn)算放大器的其他特性4.4 反相放大器4.4.1 放大器的輸入阻抗4.4.2 放大器的輸出阻抗4.4.3 放大器CMRR4.4.4 反相放大器分析4.5 同相放大器4.5.1 放大器的輸入和輸出阻抗4.5.2 同相放大器的分析4.5.3 電壓跟隨器4.6 運(yùn)算放大器的頻率響應(yīng)4.6.1 頻率與增益4.6.2 增益帶寬積4.7 運(yùn)算放大器電路4.7.1 比較器4.7.2 比較器應(yīng)用4.7.3 積分器4.7.4 微分器4.7.5 加法放大器4.7.6 加法放大器的應(yīng)用4.7.7 加法放大器的改型4.7.8 減法放大器4.7.9 檢測放大器第5章 有源濾波器和振蕩器5.1 調(diào)諧放大器的特性5.1.1 衰減速率與帶寬5.1.2 幾何中心頻率5.2 有源濾波器簡介5.2.1 一般術(shù)語5.2.2 巴特沃思、切比雪夫、貝塞爾濾波器5.3 低通和高通濾波器5.3.1 單極點(diǎn)低通濾波器5.3.2 雙極點(diǎn)低通濾波器5.3.3 高通濾波器5.3.4 增益界限5.4 帶通和帶阻濾波器5.4.1 二階帶通濾波器5.4.2 多反饋帶通濾波器5.4.3 電路頻率分析5.4.4 濾波器增益5.4.5 帶阻濾波器5.4.6 多反饋帶阻濾波器5.5 有源濾波器的應(yīng)用5.5.1 音頻選頻網(wǎng)絡(luò)5.5.2 簡單圖解均衡器5.5.3 噪聲濾波器5.6 振蕩器簡介5.6.1 正反饋5.6.2 振蕩器的基本概念5.6.3 巴克豪森判據(jù)5.7 移相振蕩器5.7.1 實(shí)際應(yīng)用5.8 維恩橋振蕩器5.8.1 正反饋電路5.8.2 負(fù)反饋電路5.8.3 頻率限制5.9 分立LC振蕩器:電容三點(diǎn)式振蕩器5.9.1 反饋網(wǎng)絡(luò)5.9.2 電路增益5.9.3 工作頻率5.9.4 放大器耦合5.9.5 小結(jié)5.10 其他LC振蕩器5.10.1 電感三點(diǎn)式振蕩器5.10.2 克拉普振蕩器5.10.3 阿姆斯特朗振蕩器5.10.4 小結(jié)5.11 晶體控制振蕩器5.11.1 晶體5.11.2 石英晶體5.11.3 諧波模式5.11.4 CCO電路第6章 分立和集成穩(wěn)壓器6.1 穩(wěn)壓器概述6.1.1 線性調(diào)整率6.1.2 負(fù)載調(diào)整率6.1.3 組合調(diào)整率6.1.4 穩(wěn)壓器類型6.2 串聯(lián)穩(wěn)壓器6.2.1 傳輸晶體管穩(wěn)壓器6.2.2 復(fù)合傳輸晶體管穩(wěn)壓器6.2.3 串聯(lián)反饋穩(wěn)壓器6.2.4 短路保護(hù)6.2.4 小結(jié)6.3 并聯(lián)穩(wěn)壓器6.3.1 并聯(lián)反饋穩(wěn)壓器6.3.2 過壓保護(hù)6.3.3 小結(jié)6.4 線性集成穩(wěn)壓器6.4.1 集成穩(wěn)壓器特性6.4.2 可調(diào)穩(wěn)壓器6.4.3 線性集成穩(wěn)壓器應(yīng)用:完整雙極性電源6.4.4 小結(jié)6.5 開關(guān)穩(wěn)壓器6.5.1 開關(guān)穩(wěn)壓器工作原理6.5.2 控制電源開關(guān)傳導(dǎo)6.5.3 開關(guān)穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)6.5.4 集成開關(guān)穩(wěn)壓器6.5.5 開關(guān)穩(wěn)壓器:優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)第7章 模擬電路的Proteus仿真7.1 二極管應(yīng)用電路仿真7.1.1 半波整流電路7.1.2 全波整流電路7.1.3 二極管限幅電路7.1.4 穩(wěn)壓二極管限幅電路7.2 三極管應(yīng)用電路仿真7.2.1 BJT開關(guān)電路7.2.2 BJT共發(fā)射極放大電路7.2.3 甲乙類推挽放大電路7.3 場效應(yīng)管開關(guān)電路仿真7.3.1 MOSFET開關(guān)電路7.3.2 MOSFET開關(guān)的高速應(yīng)用仿真7.4 運(yùn)算放大器應(yīng)用電路仿真7.4.1 同相放大器7.4.2 反相放大器7.4.3 運(yùn)放的簡單測試7.5 濾波器和振蕩器電路仿真7.5.1 二階低通濾波器7.5.2 二階高通濾波器7.5.3 電容三點(diǎn)式振蕩器7.6 電源穩(wěn)壓器電路仿真7.6.1 單管穩(wěn)壓器7.6.2 集成穩(wěn)壓器

章節(jié)摘錄

1.1 半導(dǎo)體和摻雜1.1.1 半導(dǎo)體半導(dǎo)體是包含4個(gè)價(jià)電子的原子結(jié)構(gòu)，因此，既不是良好的導(dǎo)體，也不是良好的絕緣體。三種常見的半導(dǎo)體元素是：硅（Si）、鍺（Ge）和碳（C）。這些原子如圖1．1所示。這三種元素中的硅和鍺一般用來制作固態(tài)器件（碳一般用來制作電阻和電位器）。硅的應(yīng)用比鍺更普遍，因?yàn)樗哂懈玫哪蜔嵝浴?.1.2 摻 雜由于硅原子的最外層的價(jià)電子數(shù)與絕緣體相同，具有穩(wěn)定的電子結(jié)構(gòu)，所以純凈硅導(dǎo)電能力較差。摻雜是指將雜質(zhì)原子加入到純凈的半導(dǎo)體中，以提高它的導(dǎo)電能力。摻雜工藝中通常使用兩種類型的元素：三價(jià)元素和五價(jià)元素。三價(jià)元素最外層有三個(gè)價(jià)電子。五價(jià)元素最外層有五個(gè)價(jià)電子。在純凈的半導(dǎo)體中摻雜入三價(jià)元素，就形成了p 型半導(dǎo)體。當(dāng)在半導(dǎo)體中摻入五價(jià)元素時(shí)，就形成了n 型半導(dǎo)體。最常用的雜質(zhì)元素如表1．1所示。當(dāng)這些雜質(zhì)元素?fù)饺爰儍舻墓柙又校托纬闪穗s質(zhì)半導(dǎo)體。1．n型半導(dǎo)體當(dāng)在純凈的硅中摻入五價(jià)的雜質(zhì)，雜質(zhì)半導(dǎo)體中的電子數(shù)多于形成共價(jià)鍵的電子數(shù)。如圖1．2中所示，雜質(zhì)半導(dǎo)體中包含4個(gè)硅（Si）原子和1個(gè)砷（As）原子。砷原子和它周圍的4個(gè)硅原子組成共價(jià)鍵。砷原子中的第5個(gè)電子不受共價(jià)鍵束縛，所以只要獲得較少的能量，就能成為自由電子。當(dāng)在硅中摻入數(shù)百萬的砷原子時(shí)，雜質(zhì)半導(dǎo)體中就會有數(shù)百萬的自由電子。這些自由電子很容易參與導(dǎo)電。由于在n型半導(dǎo)體中自由電子的數(shù)目多于共價(jià)鍵中空穴的數(shù)目，所以自由電子被稱為多數(shù)載流子，空穴被稱為少數(shù)載流子。2．p型半導(dǎo)體當(dāng)在純凈的硅中摻入三價(jià)的雜質(zhì)，雜質(zhì)半導(dǎo)體被稱為p 型半導(dǎo)體。如圖1．3所示，雜質(zhì)半導(dǎo)體中包含了4個(gè)硅（Si）原子和1 個(gè)鋁（Al）原子。鋁原子與它周圍的硅原子形成共價(jià)鍵時(shí)，缺少1個(gè)價(jià)電子。結(jié)果，在共價(jià)鍵中就產(chǎn)生了1個(gè)空穴。當(dāng)純凈的硅中摻入數(shù)百萬個(gè)三價(jià)原子時(shí)，雜質(zhì)半導(dǎo)體中就會有數(shù)百萬個(gè)空穴。p型半導(dǎo)體中，空穴為多數(shù)載流子，而自由電子為少數(shù)載流子。同n型半導(dǎo)體一樣，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等，所以半導(dǎo)體不帶電。圖1．4中對n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體進(jìn)行了比較。用施主原子和受主原子來描述五價(jià)和三價(jià)雜質(zhì)元素，這兩個(gè)術(shù)語的含義將在下一節(jié)詳細(xì)介紹。1．半導(dǎo)體有多少個(gè)價(jià)電子？2．在電子技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的三種半導(dǎo)體是什么？3．什么是摻雜？4．什么是雜質(zhì)元素？5．什么是三價(jià)和五價(jià)元素？6．盡管n型和p型半導(dǎo)體具有各自不同的特性，但為什么它們?nèi)匀皇请娭行裕?．n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體在哪些方面類似？在哪些方面不同？1.2 ..結(jié)和二極管1.2.1 ..結(jié)如圖1．5（a）所示，當(dāng)n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體相結(jié)合形成pn結(jié)，其用途非常大。實(shí)心圓代表n型半導(dǎo)體中的多余電子；空心圓代表p型半導(dǎo)體中的共價(jià)鍵空穴。當(dāng)兩種半導(dǎo)體相結(jié)合時(shí)，n型半導(dǎo)體中的一些自由電子就通過交界面擴(kuò)散（漂移）到p型半導(dǎo)體中，如圖1．5（b）所示。當(dāng)自由電子通過交界面，它就會與p型半導(dǎo)體共價(jià)鍵中的空穴相復(fù)合。如圖1．6所示，復(fù)合后的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)是完整的。當(dāng)電子擴(kuò)散通過交界面，會使：n型半導(dǎo)體帶1個(gè)正電荷；p型半導(dǎo)體帶1個(gè)負(fù)電荷。由于大量電子的擴(kuò)散運(yùn)動，在交界面附近就形成了一個(gè)耗盡層，如圖1．5（c）所示。耗盡層中的電荷如圖所示，n區(qū)為正電荷，p區(qū)為負(fù)電荷。pn結(jié)中n區(qū)為正電荷，p區(qū)為負(fù)電荷，則pn結(jié)中就會產(chǎn)生勢差（電位差）。這種勢差被稱為結(jié)勢壘，其電壓范圍為毫伏級。因?yàn)閚型半導(dǎo)體中的五價(jià)原子失去電子，所以稱之為施主原子。另外，三價(jià)原子接受電子，稱之為受主原子。.2.2 二極管圖1.7 pn結(jié)二極管的圖形符號二極管是由兩個(gè)電極（即兩個(gè)終端）組成，具有單向?qū)щ娦缘膶?dǎo)體。最基本的類型為pn結(jié)二極管，即在pn 結(jié)兩側(cè)的半導(dǎo)體中引出電極。pn 結(jié)二極管的圖形符號如圖1．7 所示。其中n區(qū)稱為陰極；p區(qū)稱為陽極。當(dāng)陰極（n區(qū)）的電位低于陽極（p 區(qū)）時(shí)，二極管導(dǎo)通。結(jié)合二極管的圖形符號，二極管在下列情況下正向偏量（導(dǎo)通）：圖形符號中的箭頭與二極管的低電位端相連。通過二極管的電壓高于它的勢壘電壓。當(dāng)通過二極管器件的正向電壓（.F）大約為0．7V（硅管）或0．3V（鍺管）時(shí)，二極管完全導(dǎo)通。二極管正向偏置（導(dǎo)通）的兩種方式如圖1．8所示。二極管正向偏置時(shí)，由測量儀讀出的電流實(shí)際值（.F）取決于電路的電壓值和電阻值。當(dāng)陰極（n區(qū)）的電位高于陽極（p區(qū)）的電位時(shí)，pn結(jié)二極管反偏。反向偏置二極管的形式如圖1．9所示。二極管符號的箭頭與高電位相連。1．n型共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)中失去1個(gè)電子，其帶電量為多少？2．p型共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)中得到1個(gè)電子，其帶電量為多少？3．描述耗盡層的形成過程。4．什么是勢壘？電壓范圍為多少？1.3 二極管的特性和參數(shù)1.3.1 理想二極管的特性如果能生產(chǎn)出理想二極管，則可將其當(dāng)作一個(gè)簡單的開關(guān)，既能閉合（導(dǎo)通）也能斷開（不導(dǎo)通）。這樣，當(dāng)二極管反向偏置時(shí)，其電阻為無窮大，電壓為二極管兩端的端電壓。當(dāng)二極管正向偏置時(shí)，其電阻為0，兩端的電壓也為0V。例如，圖1．10（a）所示的二極管反向偏置，如果設(shè)二極管為理想二極管，電阻為無窮大，則記住理想器件的這些特性是十分重要的。實(shí)際上，在分析的過程中還要考慮其他因素。

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