電子電路分析與設計— 半導體器件及其基本應用, 4/e

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電子電路分析與設計— 半導體器件及其基本應用, 4/e

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內容描述

本書主要講解半導體器件的物理特性和工作原理以及利用這類器件組成的各種基本電路，
包括開關電源、數字電路以及各種放大電路。
首先簡要介紹半導體材料的工作特性；然後依次講解二極管及開關和整流電路、
MOSFET及其應用、MOS放大電路、三極管及其放大電路；
最後主要以功率放大電路為例討論電子電路設計及元器件應用。

目錄大綱

目錄
第1章半導體材料和二極管
1.1半導體材料及其特性
1.1.1本徵半導體
1.1.2雜質半導體
1.1.3漂移電流和擴散電流
1.1.4過剩載流子
1.2PN結
1.2.1平衡PN結
1.2.2反向偏置的PN結
1.2.3正向偏置的PN結
1.2.4理想的電流電壓關系
1.2.5PN結二極管
1.3二極管電路： 直流分析及模型
1.3.1迭代法和圖解法
1.3.2折線化模型
1.3.3電腦模擬和分析
1.3.4二極管模型小結
1.4二極管電路： 交流等效電路
1.4.1正弦分析
1.4.2小信號等效電路
1.5其他類型的二極管
1.5.1光電池
1.5.2光電二極管
1.5.3發光二極管
1.5.4肖特基勢壘二極管
1.5.5穩壓二極管
1.6設計應用： 二極管溫度計
1.7本章小結
復習題
習題
第2章二極管電路
2.1整流電路
2.1.1半波整流
2.1.2全波整流
2.1.3濾波電路、紋波電壓和二極管電流
2.1.4檢波電路
2.1.5倍壓整流電路
2.2穩壓二極管電路
2.2.1理想的基準電壓電路
2.2.2齊納電阻和調整率
2.3限幅和鉗位電路
2.3.1限幅電路
2.3.2鉗位電路
2.4多二極管電路
2.4.1二極管電路示例
2.4.2二極管邏輯電路
2.5光電二極管和發光二極管電路
2.5.1光電二極管電路
2.5.2發光二極管電路
2.6設計應用： 直流電源
2.7本章小結
復習題
習題
第3章場效應晶體管
3.1MOS場效應晶體管
3.1.1二端MOS結構
3.1.2N溝道增強型MOSFET
3.1.3理想的MOSFET電流電壓特性——NMOS器件
3.1.4P溝道增強型MOSFET
3.1.5理想MOSFET的電流電壓特性——PMOS器件
3.1.6電路符號和規範
3.1.7其他MOSFET結構和電路符號
3.1.8晶體管工作原理小結
3.1.9短溝道效應
3.1.10其他非理想電流電壓特性
3.2MOSFET直流電路分析
3.2.1共源電路
3.2.2負載線和工作模式
3.2.3其他MOSFET電路結構： 直流分析
3.3MOSFET的基本應用： 開關、數字邏輯門和放大電路
3.3.1NMOS反相器
3.3.2數字邏輯門
3.3.3MOSFET小信號放大電路
3.4恆流源偏置
3.5多級MOSFET電路
3.5.1多晶體管電路： 級聯結構
3.5.2多晶體管電路： 共源共柵結構
3.6結型場效應晶體管
3.6.1PN JFET和MESFET的工作原理
3.6.2電流電壓特性
3.6.3常見JFET電路： 直流分析
3.7設計應用： 帶MOS晶體管的二極管溫度計
3.8本章小結
復習題
習題
第4章基本場效應管放大電路
4.1MOSFET放大電路
4.1.1圖解分析、負載線和小信號參數
4.1.2小信號等效電路
4.1.3襯底效應建模
4.2晶體管放大電路的基本組態
4.3共源放大電路
4.3.1一個基本的共源電路結構
4.3.2帶源極電阻的共源放大電路
4.3.3帶源極旁路電容的共源電路
4.4共漏(源極跟隨器)放大電路
4.4.1小信號電壓增益
4.4.2輸入和輸出電阻
4.5共柵放大電路
4.5.1小信號電壓和電流增益
4.5.2輸入和輸出阻抗
4.6三種基本的放大電路組態： 總結和比較
4.7單級集成MOSFET放大電路
4.7.1負載線回顧
4.7.2帶增強型負載的NMOS放大電路
4.7.3帶耗盡型負載的NMOS放大電路
4.7.4帶有源負載的NMOS放大電路
4.8多級放大電路
4.8.1多級放大電路： 級聯電路
4.8.2多級放大電路： 共源共柵電路
4.9基本JFET放大電路
4.9.1小信號等效電路
4.9.2小信號分析
4.10設計應用： 一個兩級放大電路
4.11本章小結
復習題
習題
第5章雙極型晶體管
5.1基本雙極型晶體管
5.1.1晶體管的結構
5.1.2NPN型晶體管： 正向放大工作模式
5.1.3PNP型晶體管： 正向放大工作模式
5.1.4電路符號及規範
5.1.5電流電壓特性
5.1.6非理想晶體管的漏電流和擊穿電壓
5.2晶體管電路的直流分析
5.2.1共射電路
5.2.2負載線和工作模式
5.2.3電壓傳輸特性
5.2.4常用的雙極型電路： 直流分析
5.3晶體管的基本應用
5.3.1開關
5.3.2數字邏輯
5.3.3放大電路
5.4雙極型晶體管的偏置
5.4.1單個基極電阻偏置
5.4.2分壓偏置和偏置的穩定
5.4.3正負電源偏置
5.4.4集成電路偏置
5.5多級電路
5.6設計應用： 帶雙極型晶體管的二極管溫度計
5.7本章小結
復習題
習題
第6章基本雙極型晶體管放大電路
6.1模擬信號和線性放大電路
6.2雙極型線性放大電路
6.2.1圖解分析和交流等效電路
6.2.2雙極型晶體管的小信號混合π等效電路
6.2.3小信號電壓增益
6.2.4考慮厄爾利效應的混合π等效電路
6.2.5擴展的混合π等效電路
6.2.6其他小信號參數和等效電路
6.3晶體管放大電路的基本組態
6.4共射放大電路
6.4.1基本共射放大電路
6.4.2帶射極電阻的電路
6.4.3帶射極旁路電容的電路
6.4.4高級共射放大電路的概念
6.5交流負載線分析
6.5.1交流負載線
6.5.2最大不失真電壓
6.6共集放大電路(射極跟隨器)
6.6.1小信號電壓增益
6.6.2輸入電阻和輸出電阻
6.6.3小信號電流增益
6.7共基放大電路
6.7.1小信號電壓和電流增益
6.7.2輸入電阻和輸出電阻
6.8三種基本放大電路： 總結和比較
6.9多級放大電路
6.9.1多級放大電路分析： 級聯結構
6.9.2多級電路： 復合晶體管結構
6.9.3多級電路： 共射共基結構
6.10功耗考慮
6.11設計應用： 音頻放大電路
6.12本章小結
復習題
習題
第7章頻率響應
7.1放大電路的頻率響應
7.1.1等效電路
7.1.2頻率響應分析
7.2系統傳遞函數
7.2.1s域分析
7.2.2一階函數
7.2.3波特圖 
7.2.4短路和開路時間常數
7.2.5時間響應
7.3電容耦合晶體管放大電路的頻率響應
7.3.1耦合電容的影響
7.3.2負載電容的影響
7.3.3耦合電容和負載電容
7.3.4旁路電容的影響
7.3.5共同影響： 耦合電容和旁路電容
7.4雙極型晶體管的頻率響應 
7.4.1擴展的混合π等效電路
7.4.2短路電流增益
7.4.3截止頻率
7.4.4密勒效應和密勒電容
7.4.5密勒效應的物理原因
7.5場效應管的頻率響應
7.5.1高頻等效電路
7.5.2單位增益帶寬
7.5.3密勒效應和密勒電容
7.6晶體管電路的高頻響應
7.6.1共射和共源電路
7.6.2共基、共柵以及共射共基電路
7.6.3射極跟隨器和源極跟隨器電路
7.6.4高頻放大電路的設計
7.7設計應用： 一個電容耦合兩級放大電路
7.8本章小結
復習題
習題
第8章輸出級和功率放大電路
8.1功率放大電路
8.2功率晶體管
8.2.1功率BJT
8.2.2功率MOSFET
8.2.3功率MOSFET和BJT的比較
8.2.4散熱片
8.3功率放大電路分類
8.3.1甲類工作方式
8.3.2乙類工作方式
8.3.3甲乙類工作方式
8.3.4丙類工作方式
8.4甲類功率放大電路
8.4.1電感耦合放大電路
8.4.2變壓器耦合共射放大電路
8.4.3變壓器耦合射極跟隨器放大電路
8.5甲乙類推輓式互補輸出級
8.5.1二極管偏置的甲乙類輸出級
8.5.2帶VBE倍增電路的甲乙類輸出級
8.5.3帶輸入緩沖晶體管的甲乙類輸出級
8.5.4利用復合管的甲乙類輸出級
8.6設計應用： 一個基於MOSFET的輸出級
8.7本章小結
復習題
習題
附錄A物理常數與轉換因子
附錄B製造商數據手冊節選
B.12N2222 NPN雙極型晶體管
B.22N2907 PNP雙極型晶體管
B.3NDS410 N溝道增強型MOSFET
B.4LM741運算放大器
附錄C標準電阻值和電容值
C.1碳膜電阻
C.2精密電阻(容差為1%)
C.3電容
參考文獻

作者介紹

任艷頻
女，1999年畢業於清華大學自動化系，獲工學博士學位。
畢業後加入聯想集團，從事信息家電和數字家庭產品研發工作。
自2006年起在清華大學自動化系任教，高級工程師，“控制工程”國j級優秀教學團隊成員，
北京市高教學會電子線路分會秘書長，全國大學生智能汽車競賽秘書處成員，IEEE Senior Member。
現任清華大學電工電子中心電子技術實驗室主任，清華大學自動化實驗教學中心副主任。
十年以來，主要從事電子技術實踐教學，同時講授數字電子技術基礎理論課，
並參加清華大學數字電子技術基礎和模擬電子技術基礎MOOC課程建設。
主持完成北京市教改項目1項。目前主要研究方向為自動測試、嵌入式系統及EDA。
2006-2007年主持與航天部合作項目“火工品測試儀”，完成基於L總線的火工品測試儀研製。
2007-2009年參加可編程集成電路測試儀的研製。2009年開始主持口袋儀器的研發。
近年來，發表學術及教學論研究論文29篇，出版專著1本。
共申請專利24項，其中發明專利22項。
曾獲清華大學教學成果獎一等獎、清華大學實驗技術成果獎一等獎、
清華大學優秀班主任一等獎、清華大學優秀SRT指導教師等獎項。