模擬電子技術基礎（微課版 支持AR交互）

鄧天平，工學博士，華中科技大學電子信息與通信學院教授，華中卓越學者（教學I崗），湖北省一流全英語線上課程《Analog Electronics Technique》負責人，湖北省優秀基層教學組織負責人，獲華中科技大學教學質量優秀獎一等獎，華中科技大學首屆課堂教學優質獎，首屆全國高等學校青年教師電子技術基礎、電子線路課程授課競賽全國一等獎。

第 1章 緒論1

1.1　模擬信號和數字信號1

1.2　基本電路元件2

1.2.1　電阻2

1.2.2　電容3

1.2.3　電感3

1.2.4　電源元件4

1.3　電路基本概念5

1.4　電路基本定律和定理7

1.4.1　基爾霍夫電流、電壓定律7

1.4.2　疊加定理9

1.4.3　戴維南-諾頓定理10

1.4.4　密勒定理11

小　結12

自我檢驗題13

習　題14

第　2章 集成運算放大器的基本應用　17

2.1　集成電路運算放大器　17

2.2　基本線性運放電路　21

2.2.1　同相放大電路　22

2.2.2　反相放大電路　24

2.2.3　反相放大電路的Multisim仿真分析　26

2.3　加法和減法運算電路　27

2.3.1　加法電路　27

2.3.2　減法電路　29

2.3.3　儀用放大電路　31

2.3.4　減法電路的Multisim仿真　32

2.4　積分電路和微分電路　32

2.4.1　積分電路　32

2.4.2　微分電路　35

2.4.2　積分電路與微分電路的Multisim仿真　36

2.5　應用舉例：心電信號放大器　38

小　結　39

自我檢驗題　39

習　題　40

實踐訓練　44

第3章　半導體二極管及其基本電路　46

3.1　半導體的基本知識　46

3.1.1　半導體材料　46

3.1.2　半導體的共價鍵結構　47

3.1.3　本征半導體　48

3.1.4　雜質半導體　49

3.2　PN結的形成及其特性　50

3.2.1　PN結的形成　50

3.2.2　PN結的單向導電特性及電容效應　52

3.2.3　PN結的反向擊穿特性　55

3.3　半導體二極管　55

3.3.1　二極管的結構　55

3.3.2　二極管的i-v特性　56

3.3.3　二極管的主要參數　58

3.3.4　二極管的模型　59

3.4.1　整流電路　63

3.4.2　限幅電路　64

3.4.3　開關電路　65

3.4.4　二極管應用電路的Multisim仿真　66

3.5　特殊二極管　68

3.5.1　穩壓二極管　68

3.5.2　發光二極管　70

3.5.3　變容二極管　71

3.5.4　肖特基二極管　72

3.5.5　穩壓管穩壓電路的Multisim仿真　72

小　結　73

自我檢驗題　74

習　題　75

實踐訓練　78

第4章雙極結型三極管（BJT）及基本放大電路　79

4.1　BJT　79

4.1.1　BJT結構簡介　80

4.1.2　BJT工作原理　80

4.1.3　BJT的V-I特性曲線　84

4.2基本共發射極放大電路　86

4.2.1　共發射極電路　86

4.2.2　BJT的直流偏置　90

4.2.3　信號的輸入和輸出　93

4.2.4　直流通路與交流通路　94

4.3圖解分析法　95

4.4小信號模型分析法　99

4.4.1　BJT的H參數及小信號模型　99

4.4.2　共射極放大電路的小信號分析　102

4.4.3　BJT放大電路的Multisim 仿真　106

4.5共集電極和共基極放大電路　108

4.5.1　共集電極放大電路　108

4.5.2　共基極放大電路　111

5.5.3　BJT放大電路三種組態的比較　115

4.6多級放大電路　115

4.6.1　共射共基放大電路　116

4.6.2　共集共集放大電路　118

4.7放大電路的頻率響應　121

4.7.1　單時間常數RC電路的頻率響應　122

4.7.2　BJT的高頻小信號模型及頻率參數　126

4.7.3　單級共射極放大電路的頻率響應　130

4.7.4　多級放大電路的頻率響應　137

小　結　138

自我檢驗題　139

習　題　140

實踐訓練　146

第5章　場效應三極管及放大電路　148

5.1　金屬-氧化物-半導體場效應三極管　148

5.1.1　N溝道增強型MOSFET　149

5.1.2　N溝道耗盡型MOSFET　155

5.1.3　P溝道MOSFET　156

5.1.4　MOSFET的主要參數　157

5.2　MOSFET放大電路　159

5.2.1　MOSFET放大電路的直流偏置　159

5.2.2　MOSFET的小信號模型　162

5.2.3　共源放大電路的小信號模型分析　163

5.2.4　共漏極（源極跟隨器）放大電路的小信號模型分析　167

5.2.5　MOSFET放大電路的Multisim 仿真　169

*5.3　共源-共漏放大電路　170

5.4　結型場效應管（JFET）及其放大電路　173

5.4.1　JFET的結構和工作原理　173

5.4.2　JFET的特性曲線　176

5.4.3　JFET放大電路的小信號模型分析法　177

5.4.4　JFET放大電路的Multisim 仿真　179

小　結　180

自我檢驗題　181

習　題　182

實踐訓練　185

第6章　模擬集成電路　186

6.1　引言　186

6.1.1　模擬集成電路的特點　186

6.1.2　集成運算放大器的組成　187

6.1.3　直接耦合多級放大電路的零點漂移現象　187

6.2　差分放大電路　188

6.2.1　基本差分放大電路的組成　188

6.2.2　差分放大電路的輸入和輸出方式　189

6.2.3　差模信號和共模信號　190

6.2.4　差分放大電路的靜態分析　190

6.2.5　差分放大電路的動態分析　191

6.2.6　具有電流源的差分放大電路　198

6.2.7　差分放大電路的傳輸特性　200

6.2.8　恒流源差分放大電路的Multisim 仿真　201

6.3　電流源電路及其應用　205

6.3.1　電流源電路　205

*6.3.2　以電流源為有源負載的放大電路　209

6.4　典型的集成運算放大器　211

6.4.1　BJTLM741集成運算放大器　211

6.4.2　CMOS MC14573集成運算放大器　214

6.5　集成運算放大器的主要技術指標　215

6.5.1　輸入直流誤差特性（輸入失調特性）　215

6.5.2　差模特性　216

6.5.3　共模特性　217

6.5.4　大信號動態特性　217

6.5.5　電源特性　219

6.6　單電源供電的集成運算放大器應用電路　220

6.6.1單電源反相放大電路　220

6.6.2單電源同相放大電路　221

6.6.3　單電源放大電路Multisim仿真　222

6.7　模擬乘法器　223

6.7.1　模擬乘法器在運算電路中的應用　224

*6.7.2　變跨導式模擬乘法器的工作原理　226

小　結　228

自我檢驗題　228

習　題　229

實踐訓練　234

第7章　反饋放大電路　235

7.1　反饋的基本概念與分類　235

7.1.1　反饋的基本概念　235

7.1.2　反饋通路的判斷　236

7.1.3　直流反饋與交流反饋　237

7.1.4　正反饋與負反饋　239

7.1.5　串聯反饋與並聯反饋　241

7.1.6　電壓反饋與電流反饋　243

7.1.7　負反饋放大電路的四種組態　246

7.2負反饋放大電路增益的一般表達式　250

7.3負反饋對放大電路性能的影響　253

7.3.1　提高增益的穩定性　253

7.3.2　減小反饋環內非線性失真　254

7.3.3　對輸入電阻和輸出電阻的影響　255

7.3.4　擴展帶寬　258

7.4深度負反饋條件下的近似計算　261

7.5負反饋放大電路的穩定性　265

7.5.1　產生自激振蕩的原因和條件　266

7.5.2　負反饋放大電路的穩定裕度　267

7.5.3　負反饋放大電路穩定性分析　268

7.5.4　自激振蕩的消除　268

小　結　270

自我檢驗題　271

習　題　272

實踐訓練　277

第8章　信號處理與信號產生電路　279

8.1　有源濾波器　279

8.1.1基本概念與分類　279

8.1.2　一階有源濾波器　284

8.1.3　二階有源濾波器　286

8.1.4　二階低通濾波電路Multisim 仿真　294

8.1.5　濾波器設計軟件簡介　296

*8.2　開關電容濾波器　300

8.3.1　正弦波振蕩電路的工作原理　303

8.3.3　LC正弦波振蕩電路　309

8.3.4　石英晶體正弦波振蕩電路　317

8.3.5　正弦波振蕩電路的Multisim 仿真　320

8.4　電壓比較器　322

8.4.1　單門限電壓比較器　323

8.4.2　遲滯比較器　326

8.4.3　集成電壓比較器　332

8.4.4　遲滯電壓比較器的Multisim仿真分析　333

8.5　非正弦信號產生電路　334

8.5.1　方波產生電路　334

8.5.2　三角波產生電路　338

8.5.3　波形產生電路Multisim 仿真　342

小　結　345

自我檢驗題　345

習　題　346

實踐訓練　354

第9章　功率放大電路　355

9.1　功率放大電路的一般問題　355

9.1.1　功率放大電路的特點及主要研究對象　355

9.1.2　輸出級工作狀態分類　356

9.2　乙類雙電源互補對稱功率放大電路　357

9.2.1　甲類放大電路　357

9.2.2　分析計算　360

9.2.3　功率BJT的選擇　362

9.3　甲乙類互補對稱功率放大電路　364

9.3.1　甲乙類雙電源互補對稱電路　364

9.3.2　甲乙類單電源互補對稱電路（OTL電路）　365

9.3.3　功率放大電路的仿真　366

9.4　集成功率放大器舉例　367

小　結　368

自我檢驗題　368

習　題　369

實踐訓練　371

第　10章 直流穩壓電源　372

10.1　小功率整流濾波電路　372

10.1.1　直流穩壓電源的構成　372

10.1.2　單相橋式整流電路　373

10.1.3　濾波電路　375

10.1.4　單相橋式整流、電容濾波電路的仿真　379

10.2　線性穩壓電路　380

10.2.1　穩壓電路的主要技術指標　380

10.2.2　串聯反饋式穩壓電路的工作原理　381

10.2.3　三端集成穩壓器　384

10.2.4　線性穩壓電路的仿真　388

10.3　開關式穩壓電路　388

10.3.1　開關式穩壓電路的工作原理　389

10.3.2　開關式穩壓電路的應用　393

10.4　設計舉例　396

小　結　396

自我檢驗題　397

習　題　398

實踐訓練　399