《电子电路基础 高性能模拟电路和电流模技术 第2版》求取 ⇩

第1章 集成电路元、器件基础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 载流子在半导体内的运动6

1．2 PN结与晶体二极管7

1．2．2 PN结和晶体二极管的伏安特性与小信号等效模型8

1．2．1 PN结的动态平衡过程和接触电位差8

1．2．3 PN结的反向击穿特性与高稳定性埋层齐纳稳压管12

1．2．4 PN结的结电容特性与变容二圾管14

1．2．5 PN结的温度特性15

1．2．6 二极管的主要参数16

1．3 双极型晶体管(BJT)16

1．3．1 BJT的工作原理17

1．3．2 共射BJT的伏安特性曲线20

1．3．3 共射BJT工作在正向作用区的大信号特性方程22

1．3．4 BJT的主要特性参数26

1．3．5 共射BJT的小信号等效模型及等效参数27

1．3．6 共射BJT的频率参数fβ和fΥ31

1．4 场效应晶体管(FET)34

1．4．1 JFET的结构、工作原理和特性34

1．4．2 JFET的特性曲线和大信号特性方程36

1．4．3 增强型N沟道MOSFET的结构、工作原理和特性曲线38

1．4．4 耗尽型NMOS管和增强型PMOS管工作原理42

1．4．5 MOSFET的大信号特性方程43

1．4．6 MOSFET亚阈区的传输特性45

1．4．7 MOSFET的体效应和背栅控制特性46

1．4．8 FET的小信号等效模型47

1．4．9 垂直沟道功率MOSFET51

1．4．10 绝缘栅双极型功率管(IGBJT)53

小结55

思考题和练习题57

第2章 模拟集成基本单元电路基础59

引言59

2．1 放大电路的工作原理和图解分析59

2．1．1 共射放大电路的组成及其交、直流通路59

2．1．2 图解法与动态工作分析61

2．2．1 BJT参数的温度特性64

2．2 集成电路(IC)中的电流源和稳定偏置电路64

2．2．2 主要镜像电流源65

2．2．3 对电源电压变化不敏感的偏置电流源69

2．3 三种基本组态放大电路的特性与分析71

2．3．1 电阻负载共射放大电路的大信号特性与微变等效分析71

2．3．2 有源负载共射放大电路的大信号特性与微变等效分析76

2．3．3 有源负载共射电路带载下的非线性失真、输出功率和效率79

2．3．4 有源负载射随器的传输特性、波形失真、输出功率和效率81

2．3．5 射随器的微变等效分析83

2．3．6 共基放大电路85

2．3．7 串接放大电路与达林顿组态87

2．3．8 JFET放大电路90

2．4 差动放大电路的特性与分析91

2．4．1 差放的偏置、输入和输出信号及连接方式91

2．4．2 基本共射差放理想对称时的大信号特性与非线性失真93

2．4．3 基本共射差放理想对称时的微变等放分析96

2．4．4 JFET共源差放的大信号特性及差模电压增益99

2．4．5 有源负载共射差放的大信号特性及微变等效分析100

2．4．6 实际差放的共模抑制比103

2．4．7 实际共射差放的输入失调特性106

2．4．8 超低噪声和超级匹配的单片集成双极型对管108

2．5 乙类推挽输出级电路与功率放大器110

2．5．1 乙类推挽输出级的工作原理110

2．5．2 输出功率、管耗和效率的分析计算112

2．5．3 实际电路及转换速率SR=1000-15000V／μs的缓冲器115

2．6 电流模电路基础119

2．6．1 电流模电路的一般概念119

2．6．2 跨导线性(TL)的基本概念120

2．6．3 跨导线性(TL)回路原理121

2．6．4 由TL回路构成的基本电流模电路124

2．6．5 电流模电路的特点129

小结130

思考题和练习题131

第3章 放大电路的频率特性137

引言137

3．1 放大电路频率特性的基本概念137

3．1．1 频率特性和通频带137

3．2．2 频率失真和相位失真138

3．1．3 增益带宽积139

3．2 复频域分析法139

3．2．1 复频域中的网络函数139

3．2．2 复频率s=σ+jω的物理意义140

3．2．4 系统波特图的近似绘法142

3．2．3 网络函数的零点、极点和零极图142

3．2．5 主极点的概念148

3．2．6 开路时间常数分析法149

3．3 单级放大电路的频率特性152

3．3．1 共射差放的高频特性152

3．3．2 用密勒定理及其近似条件分析BW153

3．3．3 共基放大电路的频率特性156

3．3．4 共集放大电路的频率特性157

3．4．1 两级差动放大器的频率特性分析159

3．4 多级和集成宽带放大器频率特性分析159

3．4．2 组合式单片集成宽带放大器的频率特性分析160

3．4．3 120MHz差动式单片集成宽带放大器频率特性分析164

小结168

思考题和练习题168

第4章 集成运算放大器172

引言172

4．1 集成运放的主要技术参数172

4．1．1 集成运放的主要直流和低频参数173

4．1．2 集成运放的主要交流参数175

4．2 模拟集成工艺和集成运放的发展176

4．2．1 模拟标准双极工艺及其典型运放电路176

4．2．2 改进和兼容BiMOS模拟双极工艺及其典型运放电路181

4．2．3 CMOS工艺及其模拟集成电路186

4．2．4 线性兼容CMOS(LC2MOS)工艺188

4．2．5 ?≥5GHz的互补双极(CB)工艺及其典型运放电路188

4．2．6 ?≥3GH2的flash(“闪光”)双极工艺190

4．2．7 高稳定性的集成电阻190

4．3．1 放大器的等效输入噪声和最小可分辨信号191

4．3 超低噪声集成运放191

4．3．2 超低噪声精密集成运放的设计与制造技术195

4．3．3 超低噪声超低失真精密宽带集成运放典型电路196

4．4 超高精度集成运放199

4．4．1 共射—共基串接差放的共模自举和共模抑制特性199

5．1．4 负反馈放大器的分类200

4．4．2 超低失调漂移的版图布局与内部在片动态调零技术201

4．4．3 外部超低漂移调零网络工作原理203

4．4．4 偏流抵消电路205

4．4．5 超高精度集成运放的电路设计与工艺技术小结205

4．4．6 超高精度单片集成运放典型电路206

4．4．7 超高精度混合集成运放典型电路207

4．5 高速和超高速超高频集成运放210

4．5．1 集成运放时域与频域特性的关系211

4．5．2 CB工艺电压反馈高速(SR≤600V／μs)集成运放212

4．5．3 电流反馈超高速集成运放的基本概念214

4．5．4 CB工艺电流反馈超高速(SR=1000-3500V/μs)集成运放电路与特性218

4．6 集成运放的等效模型及运算特性222

4．6．1 理想集成运放及其等效模型222

4．6．2 实际集成运放的等效模型及运算特性224

附录A4 高速和超高速双极型集成电压比较器228

A 4．1 具有锁定功能的精密高速电压比较器229

A 4．2 超高速集成电压比较器235

A 4．1 集成电压比较器应用电路240

小结247

思考题和练习题248

5．1．2 理想反馈方块图和基本反馈方程式253

第5章 放大电路反馈原理与稳定化基础256

引言256

5．1 反馈放大器的基本概念256

5．1．1 反馈极性与反馈形式256

5．1．3 环路增益和反馈深度259

5．2．2 输入电阻263

5．2 负反馈对放大器性能的影响263

5．2．1 闭环增益的稳定性263

5．2．3 输出电阻266

5．2．4 信号源内阻对负反馈放大器性能的影响269

5．2．5 关于负反馈改善非线性失真的证明及条件269

5．2．6 负反馈放大电路的噪声特性271

5．3 负反馈放大器的分析与计算273

5．3．1 四种类型负反馈放大器的电压增益Avfs273

5．3．2 深度负反馈时Avfs的计算273

5．3．3 负反馈放大器的方块图分析法275

5．4 负反馈对放大器频域和时域特性的影响283

5．4．1 负反馈对放大器传输函数极零点的影响283

5．4．2 单极点闭环系统的响应特性283

5．4．3 具有双极点开环增益函数的负反馈系统285

5．4．4 具有三极点开环增益函数的负反馈系统290

5．5 负反馈放大器的稳定性291

5．5．1 负反馈放大器的自激振荡与稳定条件291

5．5．2 稳定裕度293

5．6．1 主极点补偿294

5．6 相位补偿原理与技术294

5．6．2 极点分离的密勒电容补偿295

5．6．3 用R?C?串联网络的极点分离补偿298

5．6．4 反馈网络零点的宽频带补偿300

小结303

思考题和练习题304

6．1．1 MOS电流源311

6．1 MOS模拟集成基本单元电路311

引言311

第6章 MOS模拟集成电路基础311

6．1．2 MOS单级放大器313

6．1．3 MOS源耦对与差动放大器315

6．1．4 CMOS互补输出级317

6．2 CMOS集成运算放大器318

6．2．1 简单的CMOS集成运放318

6．2．2 单片集成微功耗CMOS运放321

6．2．3 斩波稳零超低漂移单片集成CMOS运放325

6．3．1 差动输入单片集成CMOS电压比较器330

6．3．2 高精度自稳零CMOS集成电压比较器330

6．3 CMOS集成电压比较器330

6．4 MOS模拟开关332

6．4．1 MOSFET开关特性与开关等效电路333

6．4．2 CMOS开关电路334

6．4．3 CMOS四通道模拟开关(Analog Swithes)335

6．4．4 CMOS多路模拟转换开关(Multiplexers)338

6．4．5 高性能模拟开关介绍339

6．5 开关电容电路(SC)340

6．5．1 开关电容电路的基本概念340

6．5．2 基本开关电容电路350

6．5．3 开关电容滤波器(SCF)359

6．5．4 单片集成开关电容滤波器介绍363

小结365

思考题和练习题366

第7章 集成运放的高性能组合放大应用技术370

引言370

7．1 高压和大电流组合运放370

7．1．1 高精度或高速度大电流输出的运放370

7．1．2 高精度或高速高压大电流运放371

7．1．3 高压大电流运放的应用373

7．2．1 用运放和模拟开关组成的数控增益放大器375

7．2 数控增益放大器375

7．2．2 用运放和数／模转换器构成的数控增益放大器377

7．3 超低噪声超低漂移组合运放379

7．3．1 并联式超低噪声超低漂移组合运放379

7．3．2 斩波稳零双极型集成运放的超低噪声组合运放385

7．3．3 斩波稳零BiFET运放的超低噪声组合运放389

7．4 高速高精度组合运放390

7．4．1 具有直流高精度的高速和超高速组合运放390

7．4．2 采用前馈技术的高速高精度组合运放393

7．4．3 直流稳定BW≥100MHz、SR≥2000V/μs的FET输入放大器399

7．4．4 直流稳定SR≥3000V／μs、BW≥110MHz的电流反馈组合放大器400

7．5 集成运放的最小相位误差组合应用技术403

7．5．1 减小相位误差的传统电路设计方法403

7．5．2 用匹配双运放组成有源反馈补偿的最小相移应用技术405

7．5．3 用匹配三运放组成有源反馈补偿的最小相移应用技术407

小结410

思考题和练习题410

8．1 模拟乘法器的基本概念415

8．1．1 基本特性与主要参数415

引言415

第8章 模拟集成乘法器及其应用415

8．1．2 模拟乘法器的直流误差418

8．2 跨导线性四象限乘法器原理419

8．2．1 电路组成419

8．2．2 跨导线性(TL)乘法器单元工作原理及分析420

8．2．3 差模电压—电流变换器原理及分析422

8．2．4 差模输出电流—单端输出电压变换器424

8．2．5 典型通用跨导线性集成四象限乘法器电路424

8．3 高精度跨导线性集成四象限乘法器426

8．3．1 跨导线性乘法器的误差分析与计算426

8．3．2 利用有源负反馈的高精度跨导线性四象限乘法器430

8．3．3 补偿非线性误差的交叉馈送技术434

8．4 高速(SR=450V/μs)超高精度单片集成四象限乘法器435

8．4．1 高速超高精度跨导线性乘法器的技术参数435

8．4．2 高速超高精度跨导线性乘法器设计与制造技术436

8．4．3 集成电路原理及传输特性分析436

8．4．4 高稳定度偏置与分母电压U的内、外部设置电路438

8．5 DC～(0．5～1)GHz的跨导线性集成四象限乘法器441

8．5．1 DC-(0．5～1)GHz的电流模放大器／乘法器原理441

8．5．2 DC-(0．5～1)GUz跨导线性集成乘法器的设计考虑444

8．5．3 DC～(0．5～1)GHz单片集成四象限乘法器主要特性及基本应用445

8．6．1 NMOS乘法器原理与特性分析447

8．6 MOS模拟集成乘法器447

8．6．2 CMOS线性化电流模乘法器原理449

8．6．3 CMOS集成四象限乘法器电路分析450

8．7 模拟集成乘法器的部分应用电路451

8．7．1 带宽50—100MHz的直接耦合乘法器和三变量乘除器452

8．7．2 精密测量电路456

8．7．3 精密和宽带模拟信号变换器459

8．7．4 20～80MHz的压控放大器(VCA)462

8．7．5 精密和宽带AGC环路465

8．7．6 线性压控频带通用有源滤波器467

8．7．7 压控正交振荡器和精密宽带VFC469

8．7．8 频率变换应用电路471

8．8 平衡调制器／解调器及其应用472

8．8．1 压控吉尔伯特乘法器原理472

8．8．2 MC1596在频率变换中的应用举例473

8．8．3 多功能高精度平衡调制器／解调器电路原理及特性477

8．8．4 精密增益为±1、±2和±10的对称增益放大器480

8．8．5 精密增益为+1、+2、+3和+4的多路模拟转换开关482

8．8．6 精密增益为±1、±2和±10的平衡调制器／解调器483

8．8．8 精密LVDT和AC桥路信号调节器484

8．8．7 精密AC-DC变换器484

8．8．9 动态范围100dB的锁定放大器486

小结487

思考题和练习题487

第9章 应用电流模技术的部分模拟电路494

引言494

9．1 电流反馈数据放大器494

9．1．1 集成运放对称组装式数据放大器494

9．1．2 电流反馈数据放大器原理及分析500

9．1．3 高精度单片集成有源电流反馈数据放大器原理及分析504

9．1．4 数据放大器的部分典型应用508

9．2 电流传输器及其模拟功能电路513

9．2．1 电流镜、基本电流传输器及其应用电路513

9．2．2 由运放及电流镜构成的电流传输器及其应用电路518

9．2．3 运放电源中的信号电流检测及其应用电路520

9．3 对数、指数和对数比放大器522

9．3．1 基本对数放大器原理523

9．3．2 具有160dD电流输入范围的实用高精度对数放大器527

9．3．3 具有80dB电压输入范围的实用高精度对数放大器531

9．3．4 实用高精度指数放大器533

9．3．5 高速高精度对数放大器534

9．3．6 具有8个数量级电流输入范围的实用高精度对数比放大器535

9．3．7 高精度实时模拟计算单元(ACU)538

9．4 应用跨导线性(TL)回路原理的模拟变换器540

9．4．1 一象限精密和宽带?或?电路541

9．4．2 高精度宽带RMS-DC变换器543

9．4．3 矢量求和电路546

9．4．4 BW=30MHz的精密对数—反对数乘法器547

小结549

思考题和练习题549

10．1 串联调整式线性稳压电源基础554

10．1．1 串联调整式线性稳压器工作原理554

引言554

第10章 稳压电源及其高精度和高效率技术554

10．1．2 稳压电源的主要电参数556

10．2 高精度基准稳压电源558

10．2．1 具有温度补偿的齐纳基准电源558

10．2．2 高精度能隙基准电源559

10．2．3 以埋层齐纳管为参考的超高精度基准电源562

10．2．4 高精度基准电源的部分典型应用电路567

10．3 高效率开关稳压电源571

10．3．1 Buck-Boost型开关变换器原理及分析572

10．3．2 超高效率Buck—Boost型低压DC—DC变换器575

10．3．3 变压器隔离Buck-Boost型单端反激式变换器原理579

10．3．4 应用电流模PWM器的高效率单端反激式开关稳压电源582

10．3．5 Buck型开关变换器原理及分析590

10．3．6 实用超高效率Buck型低压DC—DC变换器592

10．3．7 变压器隔离Buck型单端正激式变换器原理595

10．3．8 应用电流模PWM器的高效率单端正激式开关稳压电源597

10．3．9 Boost型开关变换器原理及分析600

10．3．10 高效率Boost型开关稳压电源603

10．3．11 半桥式隔离变换器原理及分析605

10．3．12 实用高效率半桥式开关稳压电源607

10．3．13 效率9096以上半桥式9-30V到5V20A的变换器611

10．4 高效率串联调整式线性稳压电源612

10．4．1 低压差线性集成稳压器原理及特点613

10．4．2 超低压差线性稳压器模块614

10．4．3 超高效率线性稳压电源615

小结616

思考题和练习题616

主要参考文献622

汉英名词术语对照624