模擬電子係統設計指南(基礎篇) 從半導體.分立元件到ADI集成電路的分析與實現 編者何賓

模擬電子係統設計指南(基礎篇) 從半導體.分立元件到ADI集成電路的分析與實現 編者何賓 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

何賓著作 著
圖書標籤:
  • 模擬電路
  • 電子係統設計
  • ADI
  • 半導體
  • 分立元件
  • 電路分析
  • 電路實現
  • 何賓
  • 模擬電子
  • 設計指南
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店鋪: 文軒網旗艦店
齣版社: 電子工業齣版社
ISBN:9787121326875
商品編碼:19004497875
開本:16開
齣版時間:2017-10-01
頁數:686
字數:1177000

具體描述

  商品基本信息,請以下列介紹為準
商品名稱:   模擬電子係統設計指南(基礎篇) 從半導體.分立元件到ADI集成電路的分析與實現 編者何賓
作者:   編者:何賓
市場價:   138元
ISBN號:   9787121326875
齣版社:   電子工業齣版社
商品類型:   圖書

  其他參考信息(以實物為準)
  裝幀:平裝   開本:16開   語種:中文
  齣版時間:2017-10-01   版次:1   頁數:686
  印刷時間:2017-10-01   印次:1   字數:1177韆字

   內容簡介
本書從很基本的半導體PN 結開始, 以二極管、雙極結型晶體管、金屬氧化物半導體場效應管,以及美國ADI公司的集成運算放大器、集成功率放大器、集成綫性低壓降電源芯片、集成開關電源芯片為主綫, 係統介紹瞭半導體和PN結特性、半導體二極管的特性和分析、二極管電路的設計和分析、雙極結型晶體管的特性和分析、雙極結型晶體管放大電路應用、雙極結型晶體管電路反饋原理及穩定分析、金屬氧化物半導體場效應管特性和電路分析、金屬氧化物半導體場效應管放大電路應用、運算放大器電路的設計和分析、集成差動放大器的原理和分析、運算放大器的性能指標、運算放大器電路穩定性分析、高速運算放大器的原理和分析、有源濾波器的原理和設計、功率放大器的分析和設計、振蕩器的特性和分析、電源管理器的原理和應用、模擬/數字轉換器的原理及應用、數字/模擬轉換器的原理及應用等內容。

   作者簡介
何賓,有名的嵌入式係統專傢和EDA技術專傢,長期從事嵌入式係統和電子設計自動化方麵的教學和科研工作,與優SHOU*選知名的半導體廠商租EDA工具廠商保持緊密閤作,緻力於推動靠前高校電子信息技術的教學改革。目前已經齣版嵌入式係統和電子設計自動化方麵的著作20餘部,內容涵蓋電路仿真、電路設計、現場可編程門陣列、單片機、嵌入式係統等。代錶作有《Xilinx FPGA數字設計》、《Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC設計指南》、《Xilinx FPGA數字信號處理指南》、《Xilinx FPGA設計指南》、《Altium Designer 13.0電路設計、仿真與驗證指南》、《STC單片機原理及應用》。

   目錄
目錄
**章模擬電子技術緒論
1.1電子技術的發展曆史
1.2模擬電子技術的目標
1.2.1模擬電子技術的基礎地位
1.2.2模擬電子技術的知識點結構
1.2.3模擬電子技術的研究角度
1.3模擬電子係統的評價和分析
方法
1.3.1理論分析方法類型
1.3.2理論分析方法的實質
1.3.3實際測試
第2章半導體和PN結特性
2.1半導體材料
2.1.1N型雜質
2.1.2P型雜質
2.1.3多子和少子
2.1.4費米函數
2.1.5載流子濃度
2.2零偏置PN結
2.2.1內建結電勢
2.2.2電場分布
2.2.3結電勢分布
2.2.4空間耗盡區寬度
2.3正偏PN結
2.3.1耗盡區寬度
2.3.2少子電荷分布
2.4反偏PN 結
2.4.1耗盡區寬度
2.4.2結電容
2.5結電流密度
2.6溫度依賴性
2.7高頻交流模型
2.7.1耗盡電容
2.7.2擴散電容
2.7.3正偏模型
2.7.4反偏模型
第3章半導體二極管的特性和
分析
3.1二極管的符號和分類
3.1.1二極管的符號
3.1.2二極管的分類
3.2二極管電壓和電流特性
3.2.1測試電路構建和分析
3.2.2查看和分析SPICE網錶
3.2.3二極管SPICE模型描述
3.2.4二極管正偏電壓-電流
特性分析
3.2.5二極管反偏電壓-電流
特性分析
3.2.6二極管電壓-電流綫性
化模型
3.3二極管溫度特性
3.3.1執行二極管溫度掃描分析
3.3.2繪製和分析二極管溫度
特性圖
3.4二極管頻率特性
3.4.1波特圖工具的原理
3.4.2波特圖使用說明
3.4.3二極管頻率特性分析
3.5二極管額定功率特性
3.6發光二極管及特性
3.7齊納二極管及特性
3.7.1電壓電流特性
3.7.2電源管理器的設計
第4章二極管電路的設計和分析
4.1二極管整流器
4.1.1半波整流
4.1.2全波整流
4.1.3平滑整流器輸齣
4.2二極管峰值檢測器
4.2.1二極管峰值檢測器原理
4.2.2包絡檢波器實現
4.3二極管鉗位電路
4.4二極管斬波器
4.4.1二極管斬波器原理
4.4.2二極管斬波器應用
4.5二極管倍壓整流器
4.6壓控衰減器
第5章雙極結型晶體管的特性和
分析
5.1晶體管基本概念
5.2雙極結型晶體管符號
5.3雙極結型晶體管SPICE
模型參數
5.4雙極結型晶體管工作原理
5.4.1雙極結型晶體管結構
5.4.2電壓、電流和電荷控製
5.4.3晶體管的α和β
5.4.4BJT工作區域
5.5雙極結型晶體管輸入和
輸齣特性
5.5.1輸入特性
5.5.2輸齣特性
5.6雙極結型晶體管電路模型及
分析方法
5.6.1直流模型
5.6.2大信號模型
5.6.3厄爾利效應
5.6.4小信號模型
5.7密勒定理及其分析方法
5.7.1密勒定理及其推導
5.7.2密勒定理的應用
5.7.3密勒效應
5.8雙極結型晶體管的直流
偏置
5.8.1有源電流源偏置
5.8.2單基極電阻偏置
5.8.3發射極電阻反饋偏置
5.8.4射極跟隨器偏置
5.8.5雙基極電阻偏置
5.8.6偏置電路設計
5.9共發射極放大器
5.9.1有源偏置共射極放大器
5.9.2電阻偏置共射極放大器
5.10共集電極放大器
5.10.1有源偏置射極跟隨器
5.10.2電阻偏置射極跟隨器
5.11共基極放大器
5.11.1輸入電阻Ri
5.11.2無負載電壓增益Avo
5.11.3輸齣電阻Ro
5.12達靈頓對晶體管
5.13直流電平移位和放大器
5.13.1電平移動方法
5.13.2電平移位的直流放大器
5.14雙極結型晶體管電路的
頻率響應
5.14.1高頻模型
5.14.2BJT頻率響應
5.15BJT放大器的頻率響應
5.15.1共發射極BJT放大器
5.15.2共集電極BJT放大器
5.15.3共基極BJT放大器
5.16匹配晶體管
第6章雙極結型晶體管放大電路
應用
6.1BJT多級放大器及頻率
響應
6.1.1電容耦閤
6.1.2直接耦閤
6.1.3級聯晶體管
6.1.4頻率響應
6.2BJT電流源原理
6.2.1基本電流源
6.2.2改進型基本電流源
6.2.3Widlar電流源
6.2.4共射-共基電流源
6.2.5威爾遜電流源
6.2.6多重電流源
6.2.7零增益放大器
6.2.8穩定電流源
6.3BJT差分放大器原理
6.3.1采用阻性負載的BJT
差分對
6.3.2采用基本電流鏡有源負載
的BJT差分放大器
6.3.3采用改進電流鏡的差分
放大器
6.3.4共射極-共基極差分放
大器
6.3.5差分放大器頻率響應
第7章雙極結型晶體管電路反饋
原理及穩定分析
7.1放大器反饋機製類型
7.2放大器反饋特性
7.2.1閉環增益係數
7.2.2頻率響應
7.2.3失真
7.3放大器反饋結構
7.3.1串聯-並聯反饋結構
7.3.2串聯-串聯反饋結構
7.3.3並聯-並聯反饋結構
7.3.4並聯-串聯反饋結構
7.4放大器反饋分析
7.4.1串聯-並聯反饋結構
7.4.2串聯-串聯反饋結構
7.4.3並聯-並聯反饋結構
7.4.4並聯-串聯反饋結構
7.5放大器穩定性分析
7.5.1閉環頻率和穩定性
7.5.2瞬態響應和穩定性
7.5.3閉環極點和穩定性
7.5.4奈奎斯特穩定準則
7.5.5相對穩定性判定
7.5.6相位裕度的影響
7.5.7波特圖分析穩定性方法
第8章金屬氧化物半導體場效應
管特性和電路分析
8.1金屬氧化物半導體場效應
管基礎
8.1.1金屬氧化物半導體場效應
管概述
8.1.2金屬氧化物場效應晶體管
符號
8.1.3金屬氧化物場效應管的基本
概念
8.1.4MOSFET的SPICE模型
參數
8.2增強型MOSFET
8.2.1內部結構
8.2.2工作模式
8.2.3工作特性
8.3耗盡型MOSFET
8.3.1內部結構
8.3.2工作模式
8.3.3工作特性
8.4MOSFET低頻模型
8.4.1直流模型
8.4.2小信號模型
8.4.3小信號分析
8.5MOSFET直流偏置
8.5.1MOSFET偏置電路原理
8.5.2MOSFET偏置電路設計
8.6共源極放大器
8.6.1采用電流源負載的共源極
放大器
8.6.2采用增強型MOSFET負載的
共源極放大器
8.6.3采用耗盡型MOSFET負載的
共源極放大器
8.6.4采用電阻負載的共源極
放大器
8.7共漏極放大器
8.7.1有源偏置的源極跟隨器
8.7.2電阻偏置的源極跟隨器
8.8共柵極放大器
8.9直流電平移位和放大器
8.9.1電平移動方法
8.9.2電平移位的MOSFET
放大器
8.10MOSFET放大器頻率響應
8.10.1MOSFET高頻模型
8.10.2共源級放大器頻率響應
8.10.3共漏極放大器頻率響應
8.10.4共柵極放大器頻率響應
第9章金屬氧化物半導體場效應
管放大電路應用
9.1MOSFET多級放大器及
頻率響應
9.1.1電容耦閤級聯放大器
9.1.2直接耦閤放大器
9.1.3共源-共柵放大器
9.2MOSFET電流源原理
9.2.1基本電流源
9.2.2改進型基本電流源
9.2.3多重電流源
9.2.4共源-共柵電流源
9.2.5威爾遜電流源
9.2.6零增益放大器
9.2.7穩定電流源
9.3MOSFET差分放大器原理
9.3.1NMOSFET差分對
9.3.2采用有源負載的MOSFET
差分對
9.3.3共源-共柵MOSFET差分
放大器
9.4耗盡型MOSFET差分放大器
原理
9.4.1采用阻性負載的耗盡型
MOSFET差分對
9.4.2采用有源負載的耗盡型
MOSFET差分對
**0章運算放大器電路的設計和
分析
10.1集成運算放大器的原理
10.1.1集成運放的內部結構
10.1.2集成運放的通用符號
10.1.3集成運放的簡化原理
10.2理想運算放大器模型
10.2.1理想運算放大器的特點
10.2.2放大器“虛短”和
“虛斷”
10.2.3疊加定理
10.3理想運算放大器的分析
10.3.1同相放大器
10.3.2反相放大器
10.4運算放大器的應用
10.4.1電壓跟隨器
10.4.2加法器
10.4.3積分器
10.4.4微分器
10.4.5半波整流器
10.4.6全波整流器
10.5單電源供電運放電路
10.5.1單電源運放
10.5.2運算放大電路的基本偏置
方法
10.5.3其他一些基本的單電源供電
電路
**1章集成差動放大器的原理和
分析
11.1差分放大器的基本概念
11.2差分放大器
11.3儀錶放大器
11.3.1雙運算放大器(雙運放)
配置
11.3.2三運算放大器配置
11.4電流檢測放大器
11.4.1低側電流測量方法
11.4.2高側電流測量方法
11.5全差分放大器
11.5.1全差分放大器的原理
11.5.2差分信號源匹配
11.5.3單端信號源匹配
11.5.4輸入共模電壓
**2章運算放大器的性能指標
12.1開環增益、閉環增益和環路
增益
12.2放大器直流精度
12.2.1放大器輸入端直流參數
指標
12.2.2放大器輸齣端直流參數
指標
12.3放大器交流精度
12.3.1增益帶寬積
12.3.2壓擺率
12.3.3建立時間
12.3.4總諧波失真加噪聲
12.4放大器的其他指標
12.4.1共模抑製比
12.4.2電源噪聲抑製比
12.4.3電源電流
12.4.4噪聲指標
12.5零漂移放大器
12.5.1自穩零型放大器原理
12.5.2斬波放大器的工作原理
12.5.3兩種技術的混閤工作原理
**3章運算放大器電路穩定性
分析
13.1運放電路穩定性分析
方法
13.2Aol和1/β的計算方法
13.3外部寄生電容對穩定性的
影響
13.3.1負載電阻影響的瞬態分析
13.3.2負載電阻影響的交流小信號
分析
13.4修改Aol的補償方法
13.4.1電路的瞬態分析
13.4.2電路的交流小信號分析
13.5修改1/β的補償方法
13.5.1電路的瞬態分析
13.5.2電路的交流小信號分析
**4章高速運算放大器的原理和
分析
14.1ADI高速運算放大器
概述
14.2電壓反饋運算放大器
14.2.1電壓反饋放大器原理
14.2.2電壓反饋放大器結構和
工藝
14.3電流反饋運算放大器的原理、
結構和工藝
14.3.1電流反饋放大器的原理
14.3.2電流反饋放大器的結構和
工藝
14.4反饋電阻對放大器電路的
影響
14.5反饋電容對放大器電路的
影響
14.6補償輸入電容對放大器電路的
影響
14.7電壓反饋放大器和電流反饋
放大器的SHOU*選擇
14.7.1直流及運行因素
14.7.2交流因素
14.7.3噪聲因素
14.8壓控增益放大器應用
14.8.1AGC係統中的VGA
14.8.2壓控可變增益放大器
14.8.3數字控製式VGA
**5章有源濾波器的原理和
設計
15.1有源和無源濾波器
15.2有源濾波器分類
15.3有源濾波器模型研究
方法
15.4一階濾波器及其特性
15.4.1低通濾波器
15.4.2高通濾波器
15.4.3帶通濾波器
15.4.4帶阻濾波器
15.5雙二次函數
15.5.1貝塞爾響應
15.5.2巴特沃斯響應
15.5.3契比雪夫響應
15.6Sallen-Key濾波器
15.6.1通用形式
15.6.2低通濾波器
15.6.3高通濾波器
15.6.4帶通濾波器
15.7多重反饋濾波器
15.7.1低通濾波器
15.7.2高通濾波器
15.7.3帶通濾波器
15.8Bainter陷波濾波器
15.9全通濾波器
15.9.1一階全通濾波器
15.9.2二階全通濾波器
15.10開關電容濾波器
15.10.1開關電容電阻
15.10.2開關電容積分器
15.10.3通用開關電容濾波器
15.11單電源供電濾波器設計
15.12濾波器輔助設計工具
**6章功率放大器的分析和
設計
16.1功率放大器的類型
16.2功率晶體管
16.3A類功率放大器的原理及
分析
16.3.1射極跟隨器
16.3.2基本的共射極放大器
16.3.3采用有源負載的共射極
放大器
16.3.4變壓器耦閤負載共射極
放大器
16.4B類功率放大器的原理
及分析
16.4.1互補推挽放大器
16.4.2變壓器耦閤負載推挽
放大器
16.5AB類功率放大器的原理
及分析
16.5.1轉移特性
16.5.2輸齣功率和效率
16.5.3采用二極管的偏置
16.5.4采用二極管和有源電流源的
偏置
16.5.5采用VBE乘法器的偏置
16.5.6準互補AB類放大器
16.5.7變壓器耦閤AB類放大器
16.6C類功率放大器的原理
及分析
16.7D類功率放大器的原理
及分析
16.8E類功率放大器的原理
及分析
16.9功率運算放大器的類型
和應用
16.9.1高輸齣電流放大器
16.9.2高電壓放大器
**7章振蕩器的特性和分析
17.1振蕩器原理
17.1.1振蕩條件分析
17.1.2頻率穩定性分析
17.1.3幅值穩定性分析
17.2音頻振蕩器
17.2.1移相振蕩器
17.2.2正交振蕩器
17.2.3三相振蕩器
17.2.4文氏橋振蕩器
17.2.5環形振蕩器
17.3射頻振蕩器
17.3.1科爾皮茲振蕩器
17.3.2哈特萊振蕩器
17.3.3兩級MOS振蕩器
17.4晶體振蕩器
17.5矽振蕩器
17.6有源濾波器調諧振蕩器
**8章電源管理器的原理
和應用
18.1綫性電源管理器
18.1.1綫性電源管理器內部結構
18.1.2綫性電源管理器指標
18.2開關電源管理器
18.2.1電感和電容的基本概念
18.2.2理想降壓轉換器的原理
和結構
18.2.3理想升壓轉換器的原理
和結構
18.2.4理想降壓-升壓轉換器的
原理和結構
**9章模擬/數字轉換器的原理
及應用
19.1數模混閤係統結構
19.2ADC的原理
19.2.1ADC的基本原理
19.2.2量化誤差與分辨率
19.2.3采樣率
19.3ADC的性能指標
19.3.1靜態特性
19.3.2動態特性
19.4ADC的類型和原理
19.4.1逐次逼近寄存器型ADC的原理
及應用
19.4.2Δ-?型ADC的原理
及應用
19.4.3流水綫型ADC的原理
及應用
19.5ADC數字接口類型
19.5.1I2C接口
19.5.2SPI接口
19.5.3LVDS接口
19.6ADC參考輸入源
19.6.1串聯型電壓基準
19.6.2並聯型電壓基準
19.7小結
第20章數字/模擬轉換器的原理
及應用
20.1DAC的原理及信號重構
20.1.1DAC的原理
20.1.2模擬信號的重建
20.2DAC的性能指標
20.2.1分辨率
20.2.2滿量程範圍
20.2.3靜態參數
20.2.4動態參數
20.3DAC器件類型和原理
20.3.1電阻串型
20.3.2R-2R型
20.3.3乘法型
20.3.4電流引導型
20.3.5數字電位器
20.3.6Δ-?型DAC
20.4脈衝寬度調製
20.4.1占空比分辨率
20.4.2諧波失真
20.4.3模擬濾波器的設計
20.5SHOU*選型原則
參考文獻

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《模擬電子係統設計指南:從基礎到進階》 前言 在信息技術飛速發展的今天,模擬電子技術作為一切電子係統的基石,其重要性不言而喻。從我們日常生活中觸手可及的智能手機、高清電視,到工業生産中的精密儀器、通信基站,再到航空航天領域的尖端設備,無一不閃耀著模擬電子技術的智慧光芒。理解和掌握模擬電子係統的設計原理,是每一位電子工程師和科技愛好者步入廣闊電子世界、實現創新夢想的必經之路。 本書旨在為讀者提供一個係統、深入的學習平颱,全麵解析模擬電子係統的設計精髓。我們不僅僅停留在理論的陳述,更注重理論與實踐的緊密結閤,通過分析實際的電路設計案例,引導讀者掌握從理解基本原理到構建復雜係統的全過程。本書將帶領您走進紛繁復雜的模擬世界,揭示其內在的奧秘,培養您解決實際工程問題的能力。 第一部分:模擬電子係統設計的基礎 在深入探討復雜的模擬係統之前,充分理解和掌握其基礎知識是至關重要的。本部分將從最根本的電子器件入手,為讀者構建堅實的理論基石。 第一章:電路基礎與分析方法 電阻、電容、電感的基本性質與應用: 電阻: 詳細闡述電阻在電路中的作用,包括限流、分壓、功率損耗等。深入分析不同類型電阻(碳膜、金屬膜、綫繞等)的特性、精度、溫度係數等參數,以及它們在實際電路設計中的選擇依據。討論電阻網絡的分析方法,如基爾霍夫定律、歐姆定律、戴維南定理和諾頓定理在電阻電路中的應用。 電容: 詳細介紹電容的儲能特性、阻抗特性(容抗)及其隨頻率的變化。深入分析不同類型電容(陶瓷、電解、鉭電解、薄膜等)的特點、容量、耐壓、ESR(等效串聯電阻)、漏電流等參數,以及它們在濾波、耦閤、去耦、振蕩等電路中的具體作用。講解電容網絡的分析方法,包括串並聯計算以及在動態電路中的瞬態響應分析。 電感: 詳細闡述電感的儲能特性、阻抗特性(感抗)及其隨頻率的變化。深入分析不同類型電感(空心、鐵氧體磁芯、工字電感、環形電感等)的特點、電感量、Q值、飽和電流、寄生電容等參數,以及它們在濾波、儲能、耦閤、諧振等電路中的應用。講解電感網絡的分析方法,包括串並聯計算以及與電容組成的RLC諧振電路的分析。 理想與實際元件模型: 理想元件: 抽象齣不考慮非理想特性的理想電阻、電容、電感,用於簡化電路分析和理解基本原理。 實際元件: 詳細分析現實世界中元器件的非理想特性,如電阻的溫度係數、寄生電感和電容;電容的ESR、ESL(等效串聯電感)、漏電流;電感的寄生電容、磁芯損耗、直流電阻。講解如何將這些非理想特性納入電路模型,以更準確地預測電路的實際性能。 電路分析的基本方法: 直流電路分析: 歐姆定律、基爾霍夫電流定律(KCL)、基爾霍夫電壓定律(KVL)的應用;節點電壓法、網孔電流法;戴維南等效電路和諾頓等效電路。 交流電路分析: 相量法,復數阻抗和導納的概念;頻率響應分析,包括幅頻特性和相頻特性;瞬態響應分析,分析電路對階躍信號、指數信號等的響應。 暫態分析: RLC電路的二階微分方程求解;各種激勵下的響應(過阻尼、臨界阻尼、欠阻尼)。 綫性電路與非綫性電路的概念: 綫性電路: 滿足疊加原理和齊次性原則的電路,其輸齣與輸入成正比。 非綫性電路: 不滿足上述原則的電路,其行為更加復雜,但卻是許多模擬係統核心功能的實現基礎。 第二章:半導體器件的原理與應用 半導體器件是現代電子係統的核心,對它們的深入理解是設計模擬電路的基礎。 PN結的形成與特性: 半導體材料: 矽、鍺等本徵半導體的導電特性;摻雜(N型和P型)的概念;載流子(電子和空穴)的産生與復閤。 PN結的形成: P型和N型半導體接觸形成的PN結;內建電場;耗盡層。 PN結的伏安特性: 正嚮偏置、反嚮偏置和擊穿現象;不同偏置下的電流-電壓關係。 二極管的類型與應用: 普通二極管: 整流、限幅、鉗位等基本應用;二極管模型(理想二極管模型、摺疊點模型、指數模型)。 穩壓二極管(齊納二極管): 利用齊納擊穿效應實現穩定電壓輸齣;穩壓二極管電路設計;穩壓性能分析。 發光二極管(LED): 發光原理;不同顔色LED的特性;LED驅動電路設計。 光電二極管: 光電轉換原理;光電二極管的應用,如光電探測。 雙極結型晶體管(BJT)的原理與放大特性: BJT的結構與工作原理: NPN型和PNP型BJT;基極、集電極、發射極;放大區、飽和區、截止區。 BJT的電特性: 穿透電流、電壓增益、電流增益;輸齣特性麯綫、輸入特性麯綫。 BJT的等效電路模型: 小信號模型(混閤π模型、T模型);直流等效電路。 BJT的放大電路設計: 共發射極放大器、共集電極放大器(射極跟隨器)、共基極放大器的基本結構和工作原理;偏置電路的設計(固定偏置、分壓偏置、發射極反饋偏置)以確保三極管工作在放大區;穩定靜態工作點的方法。 場效應晶體管(FET)的原理與應用: JFET(結型場效應管): 工作原理;柵極控製漏極電流;不同工作模式(夾斷區、綫性區、飽和區);JFET的等效電路模型。 MOSFET(金屬-氧化物-半導體場效應管): N溝道MOSFET和P溝道MOSFET;增強型和耗盡型MOSFET;柵極電壓對溝道導電性的控製;MOSFET的等效電路模型。 FET作為開關和放大器的應用: MOSFET作為數字邏輯開關;FET放大器電路設計。 BJT與FET的比較: 輸入阻抗、輸齣阻抗、功耗、開關速度等方麵的差異,以及在不同應用場景下的選擇。 第三章:基本模擬信號處理模塊 掌握瞭基礎器件的原理後,我們將學習如何將這些器件組閤成實現特定功能的模擬電路模塊。 放大器電路: 基本放大器類型: 共發射極、共集電極、共基極放大器的頻率響應、增益、輸入/輸齣阻抗分析。 多級放大器: 級聯放大器的設計,如何實現更高的增益和帶寬;耦閤方式(直接耦閤、RC耦閤、變壓器耦閤)及其優缺點。 差分放大器: 共模抑製比(CMRR)的概念;差分放大器的基本結構(共射差分放大器、共集共射差分放大器);差分放大器在運算放大器中的作用。 反饋放大器: 負反饋和正反饋的概念;負反饋對放大器性能的影響(增益穩定性、帶寬擴展、失真降低、輸入/輸齣阻抗改變);不同類型的負反饋(電壓串聯、電壓並聯、電流串聯、電流並聯)。 濾波器電路: 濾波器基本概念: 通帶、阻帶、截止頻率、帶寬、紋波、衰減率;濾波器類型(低通、高通、帶通、帶阻)。 無源濾波器: RC、RL、LC濾波器的設計與分析;簡單一階和二階濾波器。 有源濾波器: 利用運放實現增益和濾波功能的濾波器;Sallen-Key拓撲、多重反饋拓撲等;高階濾波器的實現。 濾波器設計中的關鍵參數: 歸一化頻率、Q值、阻尼係數。 振蕩器電路: 振蕩器基本原理: 正反饋條件(幅度條件和相位條件);起振條件;非綫性效應。 RC振蕩器: 相移振蕩器、維恩橋振蕩器;它們的頻率決定機製和相位條件。 LC振蕩器: 哈特萊振蕩器、科皮茨振蕩器;它們的頻率決定機製和電感電容組閤。 晶體振蕩器: 利用石英晶體的壓電效應實現高穩定性的振蕩;晶體振蕩器的等效電路。 振蕩器應用: 時鍾信號發生、信號閤成。 電源電路: 綫性穩壓電源: 整流、濾波、穩壓(串聯型、並聯型穩壓電路)的原理;主要參數(輸入電壓範圍、輸齣電壓精度、負載調整率、電源調整率、紋波抑製比)。 開關電源(SMPS): 基本工作原理(PWM控製、斬波);拓撲結構(Buck、Boost、Buck-Boost、Flyback);效率高、體積小的優勢; SMPS的紋波和噪聲問題。 參考電壓源: 齊納二極管參考源;集成基準電壓源(如TL431)。 第四章:信號的産生與處理 信號的産生: 正弦波信號的産生: 振蕩器電路的深入設計與分析。 非正弦波信號的産生: 方波、三角波、鋸齒波信號的産生;弛豫振蕩器;利用定時器IC(如555定時器)産生方波和脈衝。 信號的調理: 信號放大: Instruments amplifier(儀錶放大器)的設計與應用;低噪聲放大器(LNA)的設計要點。 信號濾波: 針對不同噪聲類型(白噪聲、粉紅噪聲、工頻乾擾)設計相應的濾波器。 信號衰減: 精確的衰減器設計。 信號的測量與顯示: 示波器工作原理: 垂直偏轉、水平偏轉、觸發係統。 信號發生器: 不同類型信號發生器的基本構成。 數字示波器與模擬示波器的區彆。 第二部分:模擬集成電路的設計與應用 隨著集成電路技術的飛速發展,強大的模擬集成電路極大地簡化瞭模擬係統的設計。本部分將重點介紹集成運放和數據轉換器等核心模擬IC。 第五章:運算放大器(Op-Amp)的深入分析 運算放大器是現代模擬電路設計的“瑞士軍刀”,其靈活性和強大的功能使其無處不在。 運算放大器的基本結構與模型: 內部結構: 輸入差分級、增益級、輸齣級;內部偏置電路。 理想運放模型: 無窮大的開環增益、無窮大的輸入阻抗、零輸齣阻抗;虛短和虛斷的概念。 實際運放模型: 有限的開環增益、非無窮大的輸入阻抗、非零輸齣阻抗;輸入失調電壓、輸入失調電流、輸入偏置電流、共模抑製比(CMRR)、電源抑製比(PSRR)、壓擺率(Slew Rate)、帶寬(Gain-Bandwidth Product)。 基於運放的通用電路: 同相放大器、反相放大器: 增益計算、輸入輸齣阻抗分析。 電壓跟隨器(緩衝器): 實現阻抗匹配。 加法器、減法器、積分器、微分器: 實現更復雜的數學運算。 比較器: 閾值電壓的設定;滯迴比較器(施密特觸發器)的應用。 運算放大器的頻率響應與穩定性: 增益-帶寬積(GBWP): 運放的帶寬與增益的關係。 穩定性問題: 頻率補償(極點和零點);相位裕度;導緻振蕩的原因。 差分運放和儀錶放大器: 差分運放: 實現高精度差分信號處理。 儀錶放大器: 高輸入阻抗、高共模抑製比、可調增益的特性,適用於傳感器信號的放大。 運放的實際應用限製與選型: 噪聲分析: 運放自身的噪聲貢獻;如何選擇低噪聲運放。 功耗考慮: 偏置電流、輸齣驅動能力。 電源要求: 單電源供電和雙電源供電的運放電路設計。 如何根據應用需求選擇閤適的運放: 考慮帶寬、增益、精度、噪聲、功耗等因素。 第六章:數據轉換器——模擬與數字世界的橋梁 數據轉換器是連接模擬世界和數字世界的關鍵,它們使得數字係統能夠處理和理解模擬信號,反之亦然。 模數轉換器(ADC): ADC的基本原理: 將連續的模擬信號轉換為離散的數字編碼。 關鍵參數: 分辨率(Resolution)、采樣率(Sampling Rate)、量化誤差(Quantization Error)、信噪比(SNR)、總諧波失真(THD)、微分非綫性(DNL)、積分非綫性(INL)。 ADC的類型與工作原理: 逐次逼近型ADC (SAR ADC): 工作原理、典型結構、優點和缺點。 雙積分型ADC: 工作原理、優點(抗乾擾能力強)和缺點(速度慢)。 Σ-Δ (Sigma-Delta) ADC: 過采樣、噪聲整形技術;高分辨率ADC的應用。 閃速ADC (Flash ADC): 速度最快,但分辨率受限。 流水綫型ADC (Pipeline ADC): 兼顧速度和分辨率。 ADC的應用: 數據采集係統、傳感器接口、數字示波器。 數模轉換器(DAC): DAC的基本原理: 將離散的數字編碼轉換為連續的模擬信號。 關鍵參數: 分辨率、建立時間(Settling Time)、單調性(Monotonicity)、DNL、INL。 DAC的類型與工作原理: 電阻網絡型DAC: R-2R梯形網絡DAC、權電阻DAC。 開關電容型DAC: 具有更好的綫性和穩定性。 過采樣DAC: 結閤數字信號處理實現高精度輸齣。 DAC的應用: 音頻/視頻播放、數字控製係統。 第七章:混閤信號集成電路設計 混閤信號IC集成瞭模擬和數字電路,是現代電子産品中不可或缺的組成部分。 混閤信號IC設計中的挑戰: 模擬與數字電路的相互乾擾;電源和地綫的規劃;時鍾信號的同步。 常見的混閤信號IC: 鎖相環(PLL): 用於頻率閤成、時鍾恢復、時鍾倍頻。 ADC/DAC集成電路: 集成數據轉換功能,簡化係統設計。 微控製器(MCU)中集成的ADC/DAC。 係統級集成設計: 傳感器接口電路設計: 如何設計前端模擬電路以匹配不同傳感器(溫度、壓力、光、力等)。 射頻(RF)前端模塊: 接收和發送信號的模擬電路設計。 電源管理IC(PMIC): 集成多種電源轉換和管理功能。 第三部分:模擬電子係統的設計實踐與案例分析 本部分將帶領讀者進入實際的模擬係統設計流程,並通過具體案例的學習,加深對前麵理論知識的理解和應用。 第八章:模擬係統設計流程與仿真工具 係統需求分析: 明確係統的功能、性能指標(精度、速度、帶寬、功耗等)、成本限製。 係統框圖設計: 將係統分解為若乾個功能模塊,並規劃它們之間的連接關係。 模塊設計與選型: 根據係統需求,選擇閤適的元器件和集成電路。 電路原理圖設計: 使用EDA工具繪製詳細的電路原理圖。 電路仿真: DC仿真(直流工作點分析): 驗證電路靜態工作點的閤理性。 AC仿真(交流分析): 分析電路的頻率響應、增益、相位特性。 瞬態仿真: 分析電路的動態響應,如對階躍信號、脈衝信號的響應。 噪聲仿真: 評估電路的噪聲性能。 濛特卡洛仿真: 分析元器件參數變化對電路性能的影響。 常用仿真工具介紹: SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)及其各種變種(如LTspice, PSpice, HSPICE)、Cadence Virtuoso等。 PCB設計與布局布綫: PCB布局原則: 元器件的放置、信號走綫、電源和地綫的處理。 布綫技巧: 減少寄生參數、抑製噪聲。 接地策略: 單點接地、星形接地、數字/模擬地分開。 電路調試與測試: 測試儀器: 示波器、信號發生器、頻譜分析儀、萬用錶。 調試方法: 分段測試、逐步驗證。 文檔編寫: 設計報告、測試報告。 第九章:經典模擬係統設計案例分析 通過對一係列實際應用中的模擬係統的深入剖析,讀者將有機會看到理論知識如何在實際工程中得到轉化和應用。 音頻放大器係統設計: 前置放大器: 低噪聲設計,高輸入阻抗。 功率放大器: A類、B類、AB類、D類功率放大器的原理和設計;散熱考慮。 音量控製、音色控製電路。 儀器儀錶係統設計: 信號調理前端: 傳感器接口、濾波、放大。 模擬-數字轉換: 高精度ADC的應用。 數字信號處理(DSP)與顯示。 無綫通信係統(簡要介紹): 射頻前端: 接收機和發射機的關鍵模擬模塊(LNA、混頻器、功率放大器、振蕩器)。 中頻(IF)處理。 調製與解調。 電源管理係統設計: 高效率DC-DC轉換器設計: Buck、Boost拓撲的應用。 低壓差穩壓器(LDO): 噪聲敏感應用的供電。 電池充電管理。 第十章:模擬電子係統的未來發展趨勢 低功耗設計: 在移動設備和物聯網領域尤為重要。 高精度與高速度: 滿足高性能計算和高速通信的需求。 信號處理能力的增強: 模擬與數字信號處理的融閤。 集成化與小型化: 更多的功能集成到一個芯片中。 新興技術: 如MEMS傳感器與模擬電路的結閤,柔性電子器件的應用。 結語 模擬電子技術是一個博大精深的領域,其重要性隨著科技的發展愈發凸顯。本書從基礎概念入手,逐步深入到復雜係統設計,旨在為讀者構建一個全麵、係統的學習框架。我們希望本書能成為您在模擬電子設計道路上的良師益友,激發您的學習興趣,培養您的工程思維,最終助您在電子技術領域取得卓越成就。 ---

用戶評價

評分

我是一位業餘電子愛好者,平時喜歡搗鼓一些小製作,但每次遇到模擬電路部分,總是顯得力不從心。常常是買瞭元件,按照網上的電路圖搭建,結果不是不行,就是性能不達標,原因也摸不著頭腦。這本《模擬電子係統設計指南(基礎篇)》給我一種“從零開始”的教學感覺。我希望它能清晰地解釋一些基礎概念,比如“是什麼”和“為什麼”,而不是直接丟給我一個復雜的電路。特彆是關於分立元件的部分,比如各種晶體管的參數,以及它們在不同工作狀態下的行為,我希望這本書能有非常直觀的講解。此外,書中提到ADI的集成電路,我雖然不一定能直接用到,但瞭解一下行業內頂尖的模擬芯片是怎麼設計的,又是怎麼實現高性能的,對我拓寬視野非常有幫助。我期待這本書能夠提供一些簡單易懂的入門級實踐案例,讓我能夠真正理解模擬電路的設計思路,並且能夠在我自己的小製作中,逐漸提升電路的穩定性和性能。

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我最近在學習數字信號處理,但發現很多時候,數據的采集和預處理環節離不開模擬電路。我的一個項目就需要設計一個高精度的數據采集前端,但對模擬部分的理解一直是個瓶頸。朋友推薦瞭這本《模擬電子係統設計指南(基礎篇)》,說是可以從根本上解決我的問題。我翻閱瞭一下,發現它對分立元件的講解非常細緻,比如各種晶體管、運放的特性分析,以及它們在實際電路中的應用場景,這正是我想瞭解的。我特彆關注它如何講解負反饋、頻率響應、噪聲抑製等模擬電路設計的核心概念,以及如何用這些概念來優化電路性能。此外,對於ADI這樣在模擬領域有深厚積纍的公司,書中對其經典芯片的分析,我覺得非常有價值。我希望通過學習這本書,能真正理解模擬電路的設計邏輯,並能獨立完成一個小型的數據采集模塊的設計,解決我在項目中的燃眉之急。

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作為一名電子工程專業的學生,我在學校的課程中接觸瞭不少模擬電路的知識,但總感覺理論和實踐之間存在著鴻溝。很多時候,老師講授的概念在實際電路中遇到各種問題時,就顯得有些模糊。這本《模擬電子係統設計指南(基礎篇)》正好彌補瞭我的這方麵需求。我之前對一些基礎元器件,比如二極管、三極管的工作原理理解得還不夠透徹,希望這本書能夠提供更深入的剖析,以及一些實際的測試方法和注意事項。更重要的是,書中提到的ADI集成電路部分,我對其高性能運放、ADC/DAC等産品一直很感興趣,希望能通過這本書瞭解它們是如何被設計和應用到具體的係統中的,比如音頻處理、傳感器接口等。我希望這本書能夠幫助我建立起紮實的模擬電路設計基礎,並且能夠將其中的知識靈活運用到未來的課程設計和畢業設計中,讓我能夠更自信地麵對各種模擬電路的挑戰。

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這本書的封麵設計相當樸實,一看就知道是一本注重內容的實用型書籍。拿到手後,我首先被它的厚度所吸引,這暗示著內容的詳實和深入。翻開目錄,我發現它覆蓋瞭從基礎的半導體器件到一些更復雜的集成電路應用,這讓我非常期待。我一直對模擬電路的設計有著濃厚的興趣,但總覺得有些理論知識難以和實際應用結閤起來,希望這本書能幫我打通這個環節。特彆是關於ADI公司的集成電路部分,我一直對其産品在精密測量和信號處理方麵的應用感到好奇,希望能通過這本書對其內部工作原理有更清晰的認識,並學習如何在實際項目中應用這些先進的器件。同時,我也關注它在“基礎篇”中會如何循序漸進地引導讀者,特彆是對於剛接觸模擬電子的初學者,是否能提供足夠清晰易懂的解釋和實例。我希望這本書不僅僅是理論的堆砌,更重要的是能提供實際的設計思路和實現技巧,讓我能夠真正地“上手”去設計和構建自己的模擬電子係統。

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我從事電子産品開發已經有幾年瞭,雖然主要集中在數字電路和嵌入式係統,但時常會遇到一些模擬信號的處理問題,比如傳感器信號的放大、濾波,或者電源部分的優化。這讓我感到自己在模擬電路方麵的知識有些欠缺,阻礙瞭我在一些更全麵的項目上發揮。偶然間看到《模擬電子係統設計指南(基礎篇)》這本書,其標題“從半導體.分立元件到ADI集成電路的分析與實現”一下子就抓住瞭我的注意力。我非常看重它能夠連接基礎分立元件到成熟的集成電路解決方案的思路。我希望能從中學習到如何根據不同的應用需求,選擇閤適的分立元件進行初步設計,以及如何利用ADI等廠商提供的優秀集成電路來快速構建高性能的模擬前端。我對書中關於噪聲分析、失真抑製以及功耗優化等方麵的講解尤為期待,希望能從中獲得一些實用的工程經驗,提升我的模擬電路設計能力,從而更好地完成工作中的各項任務。

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