理想运算放大器

实际运放的开环电压增益非常大,可以近似认为A=∞和e=0。此时,有限增益运放模型可以进一步简化为理想运放模型,简称理想运放。

理想运算放大器基本信息

中文名 理想运算放大器 外文名 ideal OPAMP
简    称 理想运放 特    性 无限大的输入阻抗
符    号 A=∞和e=0 别    名 理想运放模型

理想运放工作在线性区

理想运放工作在线性区时,输出电压与输入电压呈现线性关系,其中,u0是集成运放的输出电压;u 和u-分别是同相输入端及反相输入端的电压;Auo是开环差模电压放大倍数。根据理想运放的特征,可以导出工作在线性区时集成运放的两个重要特点。

1)理想运放的差模输入电压等于零

由于理想运放的开环差模电压放大倍数等于无穷大,而输出电压为确定数值,同相输入端电压与反相输入端电压近似相等,如同将u 和u-两点短路一样,但两点的短路是虚假的短路,是等效短路,并不是真正的短路,所以把这种现象称为“虚短”。

2)理想运放的输入电流等于零

由于理想运放的开环输入电阻rid - ∞,因此它不向信号源索取电流,两个输入端都没有电流流入集成运放。

此时,同相输入端电流和反相输入端电流都等于零,如同两点断开一样。而这种断开也不是真正的断路,是等效断路,所以把这种现象称为“虚断”。

虚短”和“虚断”是分析理想运放工作在线性区的两条重要结论。

理想运放工作在非线性区

集成运放工作在非线性区时,输出电压不再随输入电压线性增长,而是达到饱和。

理想运放工作在非线性区时,也有两个重要特点。

1)当理想运放的u ≠u- 时,理想运放的输出电压达到饱和值

当u >u-时,集成运放工作在正向饱和区,输出电压为正饱和值,

当u

2)理想运放的输入电流等于零

由于理想运放的输入电阻r甜-∞,尽管输入电压u ≠“,仍可认为此时输入电流为零。

理想运算放大器造价信息

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开回路组态的运算放大器可作为比较器使用

当一个理想运算放大器采用开回路的方式工作时,其输出与输入电压的关系式如下:

其中Ado代表运算放大器的开回路差动增益(open-loop differential gain)。由于运算放大器的开回路增益非常高,因此就算输入端的差动信号很小,仍然会让输出信号“饱和”(saturation),导致非线性的失真出现。因此运算放大器很少以开回路组态出现在电路系统中,少数的例外是用运算放大器做比较器(comparator),比较器的输出通常为逻辑准位的“0”与“1”。

将运算放大器的反向输入端与输出端连接起来,电子放大器就处在负反馈组态的状况,此时通常可以将电路简单地称为闭回路放大器。闭回路放大器依据输入信号进入放大器的端点,又可分为反相(inverting)与非反相(non-inverting)两种。

必须注意的是,所有闭回路放大器都是运算放大器的负反馈组态。2100433B

理想运算放大器特性

一个理想的运算放大器(ideal OPAMP)必须具备下列特性:

无限大的输入阻抗(Zin=∞):理想的运算放大器输入端不容许任何电流流入,即上图中的V 与V-两端点的电流信号恒为零,亦即输入阻抗无限大。

趋近于零的输出阻抗(Zout=0):理想运算放大器的输出端是一个完美的电压源,无论流至放大器负载的电流如何变化,放大器的输出电压恒为一定值,亦即输出阻抗为零。

无限大的开回路增益(Ad=∞):理想运算放大器的一个重要性质就是开回路的状态下,输入端的差动信号有无限大的电压增益,这个特性使得运算放大器十分适合在实际应用时加上负反馈组态。

无限大的共模抑制比(CMRR=∞):理想运算放大器只能对V 与V-两端点电压的差值有反应,亦即只放大V − V − 的部份。对于两输入信号的相同的部分(即共模信号)将完全忽略不计。

无限大的带宽:理想的运算放大器对于任何频率的输入信号都将以一样的差动增益放大之,不因为信号频率的改变而改变。

理想运算放大器常见问题

  • 仪表放大器与运算放大器的区别???

    仪表放大器是在有噪声的环境下放大小信号的器件,其本身所具有的低漂移、低功耗、高共模抑制比、宽电源供电范围及小体积等一系列优点,它利用的是差分小信号叠加在较大的共模信号之上的特性,能够去除共模信号,而又...

  • 音频放大器与运算放大器在功放中起什么作用

    音频放大器有两种,一种是专用于音频放大的运算放大器,它在音频范围内有比较好的性能(主要是频响特性和失真特性,好的音频放大器这两个特性都非常好),一般用于音响的前置放大级;另一种是音频功放,也就是功率放...

  • 运算放大器的原理告诉我一下

    运放的内部就是由许多三级管构成的,运放的出现就是为了使问题变得简单,运放的输入阻抗很大,输出阻抗很小的特性很容易实现阻抗匹配,而三极管构成的普通电路并没有这么方便。理解运放的虚短与虚断:虚断是说运放的...

理想运算放大器文献

运算放大器16个基本运算电路 运算放大器16个基本运算电路

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一、 电路原理分析与计算 1. 反相比例运算电路 输入信号从反相输入端引入的运算,便是反相运算。反馈电阻 RF 跨接在输 出端和反相输入端之间。根据运算放大器工作在线性区时的虚开路原则可知: i- =0,因此 i1= i f。电路如图 1所示, R1 10kΩ V1 500mV U1A TL082CD 3 2 4 8 1 R2 9.1k Ω RF 100kΩ V2 12 V V3 12 V XMM1 图 1 根据运算放大器工作在线性区时的虚短路原则可知: u-=u+=0。 由此可得: 0 1 f i R u u R 因此闭环电压放大倍数为: 1 o f uo i u R A u R 2. 同相比例运算电路 输入信号从同相输入端引入的运算,便是同相运算。电路如图 2所示, U1A TL082CD 3 2 4 8 1 R2 10kΩ RF 10kΩ V2 12 V V3 12 V X

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运算放大器选型的注意事项 运算放大器选型的注意事项

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运算放大器选型的注意事项 摘要 : 运算放大器是重要的模拟器件,在选择一个好的运算放大器的时 候不禁需要了解设计的需求,还需要知道运算放大器的制造工艺以及一些具 体的参数,本文将会介绍运算放大器选择的注意事项。 运算放大器是重要的模拟器件,在选择一个好的运算放大器的时候不禁需 要了解设计的需求,还需要知道运算放大器的制造工艺以及一些具体的参 数,本文将会介绍运算放大器选择的注意事项。 假设有一种完美的放大器,适用于任何电路设计。这种完美的运算放大器 具有无限大的开环增益和带宽,其偏置电压、输入偏置电流、输入噪声和电 源电流都为零,它能够在任意电源电压下工作。既然它是真正完美的,那也 应该是免费的。但这种完美的运算放大器实际上根本不存在,也不可能存 在。于是销售商就提供了各种各样的运算放大器,每种都有各自不同的性 能、特点和价格。了解放大器的最重要的参数,就能够找到最合适的运算放 大器。 偏

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经典的四电阻差动放大器似乎很简单,但其在电路中的性能不佳。本文从实际生产设计出发,讨论了分立式电阻、滤波、交流共模抑制和高噪声增益的不足之处。大学里的电子学课程说明了理想运算放大器的应用,包括反相和同相放大器,然后将它们进行组合,构建差动放大器。图 1 所示的经典四电阻差动放大器非常有用,教科书和讲座 40 多年来一直在介绍该器件。

图 1. 经典差动放大器

CMRR

差动放大器的一项重要功能是抑制两路输入的共模信号。如图1 所示,假设V2 为 5 V,V1 为 3 V,则 4V为共模输入。V2 比共模电压高 1 V,而V1 低 1 V。二者之差为 2 V,因此R2/R1的“理想”增益施加于 2 V。如果电阻非理想,则共模电压的一部分将被差动放大器放大,并作为V1 和V2 之间的有效电压差出现在VOUT ,无法与真实信号相区别。差动放大器抑制这一部分电压的能力称为共模抑制(CMR)。该参数可以表示为比率的形式(CMRR),也可以转换为分贝(dB)。

因此,在单位增益和 1%电阻情况下,CMRR等于 50 V/V(或约为 34 dB);在 0.1%电阻情况下,CMRR等于 500 V/V(或约为 54 dB)—— 甚至假定运算放大器为理想器件,具有无限的共模抑制能力。若运算放大器的共模抑制能力足够高,则总CMRR受限于电阻匹配。某些低成本运算放大器具有 60 dB至 70 dB的最小CMRR,使计算更为复杂。

低容差电阻

第一个次优设计如图 2 所示。该设计为采用OP291 的低端电流检测应用。R1 至R4 为分立式 0.5%电阻。由Pallás-Areny文章中的公式可知,最佳CMR为 64 dB。幸运的是,共模电压离接地很近,因此CMR并非该应用中主要误差源。具有 1%容差的电流检测电阻会产生 1%误差,但该初始容差可以校准或调整。然而,由于工作范围超过 80°C,因此必须考虑电阻的温度系数。

图 2. 具有高噪声增益的低端检测

针对极低的分流电阻值,应使用 4 引脚开尔文检测电阻。采用高精度 0.1 Ω电阻,并以几十分之一英寸的PCB走线直接连接该电阻很容易增加 10 mΩ,导致 10%以上的误差。但误差会更大,因为PCB上的铜走线温度系数超过 3000 ppm。分流电阻值必须仔细选择。数值更高则产生更大的信号。

这是好事,但功耗(I2R)也会随之增加,可能高达数瓦。采用较小的数值(mΩ级别),则线路和PCB走线的寄生电阻可能会导致较大的误差。通常使用开尔文检测来降低这些误差。可以使用一个特殊的四端电阻(比如Ohmite LVK系列),或者对PCB布局进行优化以使用标准电阻,如“改进低值分流电阻的焊盘布局,优化高电流检测精度”一文中所述。若数值极小,可以使用PCB 走线,但这样不会很精确,如“ PCB走线的直流电阻 ”一文中所述。

商用四端电阻(比如Ohmite或Vishay的产品)可能需要数美元或更昂贵,才能提供 0.1%容差和极低温度系数。进行完整的误差预算分析可以显示如何在成本增加最少的情况下改善精度。有关无电流流过检测电阻却具有较大失调(31mV)的问题,是“轨到轨”运算放大器无法一路摆动到负电源轨(接地)引起的。术语“轨到轨”具有误导性:输出将会靠近电源轨——比经典发射极跟随器的输出级要近得多——但永远不会真正到达电源轨。

轨到轨运算放大器具有最小输出电压VOL,数值等于VCE(SAT)或RDS(ON) &TImes; ILOAD,,如“MT-035:运算放大器输入、输出、单电源和轨到轨问题 ”所述。若失调电压等于 1.25 mV,噪声增益等于 30,则输出等于:1.25 mV &TImes; 30 = ±37.5 mV(由于存在VOS,加上VOL导致的 35 mV)。根据VOS极性不同,无负载电流的情况下输出可能高达 72.5 mV。若VOS 最大值为 30µV,且VOL 最大值为 8 mV,则现代零漂移放大器(如 AD8539)可将总误差降低至主要由检测电阻所导致的水平。

另一个低端检测应用

另一个示例如图所示。该示例具有较低的噪声增益,但它使用 3 mV失调、10-µV/°C失调漂移和 79 dB CMR的低精度四通道运算放大器。在 0 A至 3.6 A范围内,要求达到±5 mA精度。若采用±0.5%检测电阻,则要求的±0.14%精度便无法实现。若使用 100 mΩ电阻,则±5 mA电流可产生±500 µV压降。

不幸的是,运算放大器随温度变化的失调电压要比测量值大十倍。哪怕VOS 调整为零,50°C的温度变化就会耗尽全部误差预算。若噪声增益为 13,则VOS的任何变化都将扩大 13 倍。为了改善性能,应使用零漂移运算放大器(比如 AD8638、 ADA4051或 ADA4528)、薄膜电阻阵列以及精度更高的检测电阻。

图 3. 低端检测,示例 2

高噪声增益

图 4 中的设计用来测量高端电流,其噪声增益为 250。OP07C运算放大器的VOS最大额定值为 150 µV。最大误差为 150 µV &TImes; 250 = 37.5 mV。为了改善性能,采用 ADA4638 零漂移运算放大器。

该器件在–40°C至+125°C温度范围内的额定失调电压为 12.5 µV。然而,由于高噪声增益,共模电压将非常接近检测电阻两端的电压。OP07C的输入电压范围(IVR)为 2 V,这表示输入电压必须至少比正电轨低 2 V。对于ADA4638 而言,IVR = 3 V。

图 4. 高端电流检测

单电容滚降

图 5 中的示例稍为复杂。目前为止,所有的等式都针对电阻而言;但更准确的做法是,它们应当将阻抗考虑在内。在加入电容的情况下(无论是故意添加的电容或是寄生电容),交流CMRR均取决于目标频率下的阻抗比。若要滚降该示例中的频率响应,则可在反馈电阻两端添加电容C2,如通常会在反相运算放大器配置中做的那样。

图 5. 尝试创建低通响应

如需匹配阻抗比Z1 = Z3 和Z2 = Z4,就必须添加电容C4。市场上很容易就能买到 0.1%或更好的电阻,但哪怕是 0.5%的电容售价都要高于 1 美元。极低频率下的阻抗可能无关紧要,但电容容差或PCB布局产生的两个运算放大器输入端 0.5 pF的差额可导致 10 kHz时交流CMR下降 6 dB。

这在使用开关稳压器时显得尤为重要。单芯片差动放大器(如AD8271、 AD8274或 AD8276)具有好得多的交流CMRR性能,因为运算放大器的两路输入处于芯片上的可控环境下,且价格通常较分立式运算放大器和四个精密电阻更为便宜。

运算放大器输入端之间的电容

为了滚降差动放大器的响应,某些设计人员会尝试在两个运算放大器输入端之间添加电容C1 以形成差分滤波器,如图 6 所示。这样做对于仪表放大器而言是可行的,但对于运算放大器却不可行。V OUT 将会通过R2 而上下移动,形成闭合环路。在直流时,这不会产生任何问题,并且电路的表现与等式 2 所描述的相一致。随着频率的增加,C1 电抗下降。进入运算放大器输入端的反馈降低,从而导致增益上升。最终,运算放大器会在开环状态下工作,因为电容使输入短路。

图 6. 输入电容降低高频反馈

在波特图上,运算放大器的开环增益在 –20dB/dec处下降,但噪声增益在+20 dB/dec处上升,形成–40dB/dec交越。正如控制系统课堂上所学到的,它必然产生振荡。一般而言,永远不要在运算放大器的输入端之间使用电容(极少数情况下例外,但本文不作讨论)。无论是分立式或是单芯片,四电阻差动放大器的使用都非常广泛。为了获得稳定且值得投入生产的设计,应仔细考虑噪声增益、输入电压范围、阻抗比和失调电压规格。

1 绪论

1.1 信号

1.2 信号的频谱

1.3 模拟信号和数字信号

1.4 放大电路模型

1.5 放大电路的主要性能指标

小结

习题

2 运算放大器

2.1 集成电路运算放大器

2.2 理想运算放大器

2.3 基本线性运放电路

2.3.1 同相放大电路

2.3.2 反相放大电路

2.4 同相输入和反相输入放大电路的其他应用

2.4.1 求差电路

2.4.2 仪用放大器

2.4.3 求和电路

2.4.4 积分电路和微分电路

2.5 SPICE仿真例题

小结

习题

3 二极管及其基本电路

3.1 半导体的基本知识

3.1.1 半导体材料

3.1.2 半导体的共价键结构

3.1.3 本征半导体、空穴及其导电作用

3.1.4 杂质半导体

3.2 PN结的形成及特性

3.2.1 载流子的漂移与扩散

3.2.2 PN结的形成

3.2.3 PN结的单向导电性

3.2.4 PN结的反向击穿

3.2.5 PN结的电容效应

3.3 二极管

3.3.1 二极管的结构

3.3.2 二极管的V-I特性

3.3.3 二极管的主要参数

3.4 二极管的基本电路及其分析方法

3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法

3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法

3.5 特殊二极管

3.5.1 齐纳二极管

3.5.2 变容二极管

3.5.3 肖特基二极管(SBD)

3.5.4 光电子器件

3.6 SPICE仿真例题

小结

习题

4 双极结型三极管及放大电路基础

4.1 BJT

4.1.1 BJT的结构简介

4.1.2 放大状态下BJT的工作原理

4.1.3 BJT的V-T特性曲线

4.1.4 BJT的主要参数

4.1.5 温度对BJT参数及特性的影响

4.2 基本共射极放大电路

4.2.1 基本共射极放大电路的工作原理

4.3 放大电路的分析方法

4.3.1 图解分析法

4.3.2 小信号模型分析法

4.4 放大电路静态工作点的稳定问题

4.4.1 温度对静态工作点的影响

4.4.2 射极偏置电路

4.5 共集电极放大电路和共基极放大电路

4.5.1 共集电极放大电路

4.5.2 共基电极放大电路

4.6 组合放大电路

4.6.1 共射—共基放大电路

4.6.2 共集—共集放大电路

4.7 放大电路的频率响应

4.7.1 单时间常数RC电路的频率响应

4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数

4.7.3 单级共射极放大电路的频率响应

4.7.4 单级共基极和共集电极放大电路的高频响应

4.7.5 多级放大电路的频率响应

*4.8 单级放大电路的瞬态响应

4.9 SPICE仿真例题

小结

习题

5 场效应管放大电路

5.1 金属-氧化物-半导体(MOS)场效应管

5.1.1 N沟道增强型MOSFET

5.1.2 N沟道耗尽型MOSFET

5.1.3 P沟道MOSFET

5.1.4 沟道长度调制效应

5.1.5 MOSFET的主要参数

5.2 MOSFET放大电路

5.2.1 MOSFET放大电路

*5.2.2 带PMOS负载的NMOS放大电路(CMOS共源放大电路)

5.3 结型场效应管(JFEP)

5.3.1 JEET的结构和工作原理

5.3.2 JFET的特性曲线及参数

5.3.3 JFET放大电路的小信号模型分析法

*5.4 砷化镓金属-半导体场效应

5.5 各种放大器件电路性能比较

5.5.1 各种FET的特性及使用注意事项

5.5.2 各种放大器件电路性能比较

5.6 SPICE仿真例题

6 模拟集成电路

6.1 模拟集成电路中的直流偏置技术

6.1.1 BJT电流源电流

6.1.2 FET电流源

6.2 差分式放大电路

6.2.1 差分式放大电路的一般结构

6.2.2 射极耦合差分式放大电路

6.2.3 源极耦合差分式放大电路

6.3 差分式放大电路的传输特性

6.4 集成电路运算

6.4.1.CNOS MC14573集成电路运算放大器

6.4.2 BJTLM741集成运算放大器

6.5 实际集成运算放大器的主要参数和对应用电路的影响

6.5.1 实际集成运放的主要参数

6.5.2 集成运放应用中的实际问题

6.6 变跨导式模拟乘法器

6.6.1 变跨导式模拟乘法器的工作原理

6.6.2 模拟乘法器的应用

6.7 放大电路中的噪声

6.7.1 放大电路中的噪声

6.7.2 放大电路中的干扰

6.7.3 低噪声放大电路举例

6.8 SPICE仿真例题

小结

习题

7 反馈放大电路

7.1 反馈的基本类型和分类

7.1.1 什么是反馈

7.1.2 直流反馈与交流反馈

7.1.3 正反馈与负反馈

7.1.4 串联反馈与并联反馈

7.1.5 电压反馈与电流反馈

7.2 负反馈放大电路的四种组态

7.2.1 电压串联负反馈放大电路

7.2.2 电压并联负反馈放大电路

7.2.3 电流串联负反馈放大电路

7.2.4 电流并联负反馈放大电路

7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式

7.4 负反馈对放大电路性能的影响

7.4.1 提高增益的稳定性

7.4.2 减小线性失真

7.4.3 抑制负反馈内噪声

7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响

7.5 深度负反馈条件下的近似计算

7.6 负反馈放大电路的设计

7.6.1 设计负反馈放大电路的一般步骤

7.6.2 设计举例

7.7 负反馈放大电路的频率响应

7.7.1 频率响应的一般表达式

7.7.2 增益-带宽积

7.8 负反馈放大电路的稳定性

7.8.1 负反馈放大电路的自震荡性及稳定工作的条件

*7.8.2 频率补偿

7.9 SPICE仿真例题

小结

习题

8 功率放大电路

8.1 功率放大电路的一般问题

8.2 射极输出器——甲类放大的实例

8.3 乙类双电源互补对称功率放大器

8.3.1 电路组成

8.3.2 分析计算

8.3.3 功率BJT的选择

8.4 甲乙类互补对称功率放大电路

8.4.1 甲乙类双电源互补对称电路

8.4.2 甲乙类单电源互补对称电路

8.5 集成功率放大器

8.5.1 功率器件的散热与功率BJT的二次击穿问题

8.5.2 功率VMOSFET和DMOSFET

8.5.3 以MOS功率管作输出极的甲乙类功率放大器

8.5.4 BJT集成功率放大器举例

8.6 SPICE仿真例题

小结

习题

9 信号处理与信号产生电路

9.1 滤波电路的基本概念和分类

9.2 一阶有源滤波电路

9.3 高阶有源滤波电路

9.3.1 有源低通滤波电路

9.3.2 有源高通滤波电路

9.3.3 有源带通滤波电路

9.3.4 二阶有源带阻率电路

*9.4 开关电容滤波器

9.5 正弦波振荡电路

9.6 RC正弦波振荡电路

9.7 LC正弦波振荡电路

9.7.1 LC选频放大电路

9.7.2 变压器反馈式LC振荡电路

9.7.3 三点式LC振荡电路

9.7.4 石英晶体振荡电路

9.8 非正弦信号产生电路

9.8.1 电压比较器

9.8.2 方波产生器

9.8.3 锯齿波产生电路

9.9 SPICE 仿真例题

小结

习题

10 直流稳压电源

10.1 小功率整流滤波电路

10.1.1 单相桥式整流电路

10.1.2 滤波电路

*10.1.3 备压整流电路

10.2 串联反馈式稳压电路

10.2.1 稳压电源的质量指标

10.2.2 串联反馈式稳压电路的工作原理

10.2.3 三端集成稳压器

10.2.4 三端集成稳压器的应用

*10.3 开关式稳压电路

10.3.1 开关式稳压电路的工作原理

10.3.2 带隔离变压器的直流变换型电源

10.4 SPICE仿真例题

小结

习题

11 电子电路的计算机辅助分析与设计

11.1 电子电路SPICE程序辅助分析

11.2 电子电路SPICE程序辅助设计

附录A PSPICE/SPICE软件简介

A.1 PSpice A/D 仿真功能简介

A.2 Capture 中的电路描述

A.3 Capture/PSpice A/D 集成环境

A.4 PSpice A/D 中的有关规定

附录B 电路理论简明复习

B.1 基尔霍夫电流,电压定律

B.2 叠加原理

B.3 戴维宁定理和诺顿定理

B.3.1 戴维宁定理

B.3.2 诺顿定理

B.4 密勒定理

附录C 电阻的彩色编码和标称阻值

参考文献

索引(汉英对照)

部分习题答案2100433B

1 绪论

1.1 信号

1.2 信号的频谱

1.3 模拟信号和数字信号

1.4 放大电路模型

1.5 放大电路的主要性能指标

小结

习题

2 运算放大器

2.1 集成电路运算放大器

2.2 理想运算放大器

2.3 基本线性运放电路

2.3.1 同相放大电路

2.3.2 反相放大电路

2.4 同相输入和反相输入放大电路的其他应用

2.4.1 求差电路

2.4.2 仪用放大器

2.4.3 求和电路

2.4.4 积分电路和微分电路

2.5 SPICE仿真例题

小结

习题

3 二极管及其基本电路

3.1 半导体的基本知识

3.1.1 半导体材料

3.1.2 半导体的共价键结构

3.1.3 本征半导体、空穴及其导电作用

3.1.4 杂质半导体

3.2 PN结的形成及特性

3.2.1 载流子的漂移与扩散

3.2.2 PN结的形成

3.2.3 PN结的单向导电性

3.2.4 PN结的反向击穿

3.2.5 PN结的电容效应

3.3 二极管

3.3.1 二极管的结构

3.3.2 二极管的Ⅰ-Ⅴ特性

3.3.3 二极管的主要参数

3.4 二极管的基本电路及其分析方法

3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法

3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法

3.5 特殊二极管

3.5.1 齐纳二极管

3.5.2 变容二极管

3.5.3 肖特基二极管

3.5.4 光电器件

3.6 SPICE仿真例题

小结

习题

4 场效应三极管及其放大电路

4.1 金属-氧化物-半导体(MOS)场效应三极管

4.1.1 N沟道增强型MOSFET

4.1.2 N沟道耗尽型MOSFET

4.1.3 P沟道MOSFET

4.1.4 沟道长度调制等几种效应

4.1.5 MOSFET的主要参数

4.2 MOSFET基本共源极放大电路

4.2.1 基本共源极放大电路的组成

4.2.2 基本共源极放大电路的工作原理

4.2.3 放大电路的习惯画法和主要分析法

4.3 图解分析法

4.3.1 用图解方法确定静态工作点Q

4.3.2 动态工作情况的图解分析

4.3.3 图解分析法的适用范围

4.4 小信号模型分析法

4.4.1 MOSFET的小信号模型

4.4.2 用小信号模型分析共源极放大电路

4.4.3 带源极电阻的共源极放大电路的分析

4.4.4 小信号模型分析法的适用范围

4.5 共漏极和共栅极放大电路

4.5.1 共漏极(源极跟随器)放大电路

4.5.2 共栅极放大电路

4.5.3 MOSFET放大电路三种组态的总结和比较

4.6 集成电路单级MOSF'ET放大电路

4.6.1 带增强型负载管的NMOS放大电路

4.6.2 带耗尽型负载管的NMOS放大电路

4.6.3 带PMOS负载管的NMOS放大电路(CMOS共源极放大电路)

4.7 多级放大电路

4.7.1 共源-共漏放大电路

4.7.2 共源-共栅放大电路

4.8 结型场效应管(JFET)及其放大电路

4.8.1 JFET的结构和工作原理

4.8.2 JFET的特性曲线及参数

4.8.3 JFET放大电路的小信号模型分析法

4.9 砷化镓金属一半导体场效应管

4.10 各种FET的特性及使用注意事项

4.11 SPICE仿真例题

小结

习题

5 双极结型三极管(BJT)及其放大电路

5.1 BJT

5.1.1 BJT的结构简介

5.1.2 放大状态下BJT的工作原理

5.1.3 BJT的Ⅰ-Ⅴ特性曲线

5.1.4 BJT的主要参数

5.1.5 温度对BJT参数及特性的影响

5.2 基本共射极放大电路

5.2.1 基本共射极放大电路的组成

5.2.2 基本共射极放大电路的工作原理

5.3 BJT放大电路的分析方法

5.3.1 BJT放大电路的图解分析法

5.3.2 BJT放大电路的小信号模型分析法

5.4 BJT放大电路静态工作点的稳定问题

5.4.1 温度对静态工作点的影响

5.4.2 射极偏置电路

5.5 共集电极放大电路和共基极放大电路

5.5.1 共集电极放大电路

5.5.2 共基极放大电路

5.5.3 BJT放大电路三种组态的比较

5.6 FET和BJT及其基本放大电路性能的比较

5.6.1 FET和BJT重要特性的比较

5.6.2 FET和BJT放大电路性能的比较

5.7 多级放大电路

5.7.1 共射-共基放大电路

5.7.2 共集-共集放大电路

5.7.3 共源-共基放大电路

5.8 光电三极管

5.9 SPICE仿真例题

小结

习题

6 频率响应

6.1 放大电路的频率响应

6.2 单时间常数RC电路的频率响应

6.2.1 RC高通电路的频率响应

6.2.2 RC低通电路的频率响应

6.3 共源和共射放大电路的低频响应

6.3.1 共源放大电路的低频响应

6.3.2 共射放大电路的低频响应

6.4 共源和共射放大电路的高频响应

6.4.1 MOS管的高频小信号模型及单位增益频率

6.4.2 共源放大电路的高频响应

6.4.3 BJT的高频小信号模型及频率参数

6.4.4 共射放大电路的高频响应

6.5 共栅和共基、共漏和共集放大电路的高频响应

6.5.1 共栅和共基放大电路的高频响应

6.5.2 共漏和共集放大电路的高频响应

6.6 扩展放大电路通频带的方法

6.6.1 共源-共基电路

6.6.2 共集-共射电路

6.7 多级放大电路的频率响应

6.8 单级放大电路的瞬态响应

6.9 SPICE仿真例题

小结

习题

7 模拟集成电路

7.1 模拟集成电路中的直流偏置技术

7.1.1 FET电流源电路

7.1.2 BJT电流源电路

7.2 差分式放大电路

7.2.1 差分式放大电路的一般结构

7.2.2 FET差分式放大电路

7.2.3 BJT差分式放大电路

7.3 差分式放大电路的传输特性

7.3.1 MOSFET差分式放大电路的传输特性

7.3.2 BJT差分式放大电路的传输特性

7.4 带有源负载的差分式放大电路

7.4.1 带有源负载的源极耦合CMOS差分式放大电路

7.4.2 带有源负载的BJT射极耦合差分式放大电路

7.5 集成运算放大器

7.5.1 CMOSMC14573集成运算放大器

7.5.2 BJT型LM741集成运算放大器

7.5.3 BiJFET型集成运算放大器LF356

7.6 实际集成运算放大器的主要参数和对应用电路的影响

7.6.1 实际集成运放的主要参数

7.6.2 集成运放应用中的实际问题

7.7 变跨导式模拟乘法器

7.7.1 变跨导式模拟乘法器的工作原理

7.7.2 模拟乘法器的应用

7.8 放大电路中的噪声与干扰

7.8.1 放大电路中的噪声

7.8.2 放大电路中的干扰

7.8.3 低噪声放大电路举例

7.9 SPICE仿真例题

小结

习题

8 反馈放大电路

8.1 反馈的基本概念与分类

8.1.1 什么是反馈

8.1.2 直流反馈与交流反馈

8.1.3 正反馈与负反馈

8.1.4 串联反馈与并联反馈

8.1.5 电压反馈与电流反馈

8.1.6 负反馈放大电路的四种组态

8.2 负反馈放大电路增益的一般表达式

8.3 负反馈对放大电路性能的影响

8.3.1 提高增益的稳定性

8.3.2 减小非线性失真

8.3.3 抑制反馈环内噪声

8.3.4 对输入电阻和输出电阻的影响

8.3.5 扩展带宽

8.4 深度负反馈条件下的近似计算

8.5 负反馈放大电路设计

8.5.1 设计负反馈放大电路的一般步骤

8.5.2 设计举例

8.6 负反馈放大电路的稳定性

8.6.1 负反馈放大电路的自激振荡及稳定工作的条件

8.6.2 频率补偿

8.7 SPICE仿真例题

小结

习题

9 功率放大电路

9.1 功率放大电路的一般问题

9.2 射极输出器——甲类放大的实例

9.3 乙类双电源互补对称功率放大电路

9.3.1 电路组成

9.3.2 分析计算

9.3.3 功率BJT的选择

9.4 甲乙类互补对称功率放大电路

9.4.1 甲乙类双电源互补对称电路

9.4.2 甲乙类单电源互补对称电路

9.4.3 MOS管甲乙类双电源互补对称电路

9.5 功率管

9.5.1 功率器件的散热与功率BJT的二次击穿问题

9.5.2 功率VMOSFET和DMOSFET

9.6 集成功率放大器举例

9.6.1 以MOS功率管作输出级的集成功率放大器

9.6.2 BJT集成功率放大器举例

9.7 SPICE仿真例题

小结

习题

10 信号处理与信号产生电路

10.1 滤波电路的基本概念与分类

10.2 一阶有源滤波电路

10.3 高阶有源滤波电路

10.3.1 有源低通滤波电路

10.3.2 有源高通滤波电路

10.3.3 有源带通滤波电路

10.3.4 二阶有源带阻滤波电路

10.4 开关电容滤波器

10.5 正弦波振荡电路的振荡条件

10.6 RC正弦波振荡电路

10.7 LC正弦波振荡电路

10.7.1 LC选频放大电路

10.7.2 变压器反馈式LC振荡电路

10.7.3 三点式LC振荡电路

10.7.4 石英晶体振荡电路

10.8 非正弦信号产生电路

10.8.1 电压比较器

10.8.2 方波产生电路

10.8.3 锯齿波产生电路

10.9 SPICE仿真例题

小结

习题

11 直流稳压电源

11.1 小功率整流滤波电路

11.1.1 单相桥式整流电路

11.1.2 滤波电路

11.1.3 倍压整流电路

11.2 线性稳压电路

11.2.1 稳压电源的质量指标

11.2.2 线性串联反馈式稳压电路的工作原理

11.2.3 三端线性集成稳压器

11.2.4 三端集成稳压器的应用

11.3 开关式稳压电路

11.3.1 开关式稳压电路的工作原理

11.3.2 带隔离变压器的直流变换型电源

11.3.3 开关稳压电源的应用举例

11.4 SPICE仿真例题

小结

习题

12 电子电路的计算机辅助分析与设计

12.1 电子电路SPICE程序辅助分析

12.2 电子电路SPICE程序辅助设计

附录A PSpice/SPICE软件简介

A.1 PSpiceA/D仿真功能简介

A.2 Capture中的电路描述

A.3 Capture/PSpiceA/D集成环境

A.4 PSpiceA/D中的有关规定

附录B 电路理论简明复习

B.1 基尔霍夫电流、电压定律

B.2 叠加原理

B.3 戴维宁定理和诺顿定理

B.3.1 戴维宁定理

B.3.2 诺顿定理

B.4 密勒定理

附录C 电阻的彩色编码和标称阻值

参考文献

索引(汉英对照)

部分习题答案2100433B

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