微電子學《第五冊》, 2/e

林昀、林漢賓

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商品描述

微電子學的龐大內容,常讓初學者甚覺艱鉅或多感挫折,以致裹足不前,乃至於畫地自限。其實,除了半導體元件涉及複雜的物理學問之外,電子電路並非天生之物,全然由人類所創造與設計,而設計理念常源自於生活之中,絕非無中生有。因此,學習電子電路時,其設計和分析的理念應多與生活結合,以生活例子來引喻電路理念,如此便能多具靈感與改良想法。一般微電子學書籍因篇幅所限,僅專注於電路分析,對於設計理念的細說頗少,以致於內容艱澀苦悶,偏離生活經驗,令讀者難有共鳴與啟發。

有鑑於此,筆者由淺入深地介紹電子電路,並常以生活周遭事物為例來詮釋,以彰顯其電路設計之妙,培植創意之靈。其次,對於電子電路的分析過程,常涉及複雜運算與演變,讓人甚難明瞭,彷彿置身於迷霧之中。因此,在本書中:

(1) 運用大量圖解來輔助分析,利於學習吸收,以達深入淺出之效。
(2) 提供電路的多種解法,並比較各種分析法的論點與優劣。
(3) 對於電路特性的數學描述,多做物理意義的說明與探究,冀能直觀其意,明白該數學式所闡述之理。在第一版出刊五年之後,開始著手於更新改進與勘誤,費時三年有餘,其中新版的修改內容,除了改成彩色之外,尚有:

(1) 每章添加習題:大多數來源是各大學的研究所入學試題,題數甚豐,高達2705題,加上742個例題與192個練習題,共有3639題,極利於升學者或參加國家考試者。也因如此,導致頁數更多,使得原本五冊擴增成六冊。其中,在習題當中,若有電路圖,皆經筆者重畫,遂非原貌,所以難免有誤,祈能見諒。再者,所附的答案,純為筆者個人所解,並非各大學研究所之公告,因此,答案若有謬誤,望能指正!至於解題的細節過程,則可參見於筆者所著的<電子學分類題庫>。其次,實言之,各大學的研究所入學試題常取材於國外著名的電子學書籍,因此,本書習題常有雷同於原文書籍,甚至完全相同,勿以為奇。其中,常見的原文書籍有:

(a) Sedra, A. S. and K. C. Smith, ”Microelectronic Circuit”。

(b) Behzad Razavi. , ”Fundamentals of Microelectronics”。

(c) Neamen, D. A. , ”Electronic Circuit Analysis and Design”。

(2) 更多的比喻:為了讓電路的設計觀念更易於吸收,所以筆者常做比喻來加以詮釋,願能活化出讀者更多的思維,以免於沉悶。
(3) 加入縮小的插圖:圖解分析因十分詳實,致使解說常常跨及多頁,因此,為了避免『閱讀的前後翻頁』,於是常將縮圖安插於所屬的各頁之中,好讓讀者免於『尋覓圖示』之勞,以順利於閱讀。
(4) 等號的加註文字:為了讓方程式的描述更為清晰,於是常在等號的下方或上方加註了『換』、『或』、『對消』、『即』、『得』、『恰』、『代入』等等文字,以利方程式之解讀,更得其意。不過,此等號寫法純為筆者個人所添述,並非普羅通用,故無需用於考試。
(5) 大陸電子學術語補充:兩岸交流頻繁,但各有其術語使用,為了讓讀者明白大陸的電子學術語,因而補充。

上述皆為本書特色,但如此寫法卻導致篇幅較大,形成讀者負擔,願讀者耐心閱取,必能獲益。本書製作力求嚴謹,雖經多次校訂,但難免疏漏;再者,筆者對分析論點常提出個人的看法與詮釋,恐有誤謬之處,尚祈各學者與先進,不吝賜教,予以指正。在此筆者深表謝意!

林昀與林漢賓 謹識於台北
2021年1月

目錄大綱

第十五章 回授的頻率響應與穩定性
簡介 15-3
15-1 迴路增益為一階的頻率響應 15-3
15-2 迴路增益L(s)為二階全極點的頻率響應 15-31
15-3 迴路增益L(s)為二階帶通的頻率響應 15-44
15-4 三階全負實數極點回授的穩定性 15-74
15-5 回授穩定性近似分析與簡易設計 15-102
15-6 提高回授穩定性與頻率補償 15-139
習 題 15-164

第十六章 運算放大器的內部電路
簡介 16-3
16-1 741運算放大器內部電路的概論 16-3
16-2 741運算放大器的偏壓分析 16-22
16-3 741運算放大器的小信號分析 16-38
16-4 741運算放大器的頻率響應 16-78
16-5 兩級式CMOS運算放大器 16-110
16-6 疊接電流鏡負載式差動對放大器 16-142
16-7 摺疊電流鏡負載式運算放大器 16-154
習 題 16-183

第十七章 運算放大器的負回授電路
簡介 17-5
17-1 運算放大器基本觀念簡介 17-7
第一部份 理想OPA閉迴路分析
17-2 反相閉迴路放大器 17-22
17-3 非反相放大器 17-41
17-4 差值放大器 17-64
17-5 負阻抗轉換器 17-101
17-6 電壓至電流的轉換器 17-104
17-7 積分器與微分器 17-117
17-8 一階主動濾波器 17-132
17-9 旋相器電路 17-143
17-10 反相放大與非反相放大器的組合應用 17-160
第二部份 非理想OPA特性分析
非理想特性簡介 17-163
17-11 有限CMRR對信號的影響 17-168
17-12 輸入偏差電壓 17-173
17-13 輸入偏壓電流與偏差電流 17-184
17-14 OPA基本回授放大器的頻率響應 17-203
第三部份 非線性處理與資料轉換
17-15 對數放大器 17-220
17-16 指數放大器 17-228
17-17 乘法器與除法器 17-232
17-18 精密半波整流電路 17-239
17-19 精密全波整流電路(絕對值電路) 17-257
17-20 應用於儀表的電路 17-270
17-21 取樣且保持電路 17-278
17-22 數位至類比轉換器DAC 17-280
17-23 類比至數位轉換器ADC 17-295
習 題 17-316

附錄:第四、五冊的重要術語或公式