電路與電子線路基礎：電子線路部分（簡體書）

《電路與電子線路基礎（電子線路部分）》首先引出非線性器件與電路的概念，接下去依次講述半導體PN結及其代表性器件二極管、雙極型晶體管和各種場效應晶體管的器件原理、製造工藝、電路模型和基本電路，進一步講述多級放大器、反饋放大器、運算放大器和由運算放大器構造的各種電路，晶體管功率放大與處理電路，振盪和頻率變換電路，邏輯門電路和模擬數字互相轉換電路，最後介紹電子線路的分析、設計與測試。作為教育部高等學校電子電氣基礎課程教學指導分委員會推薦的一套兩冊教程，《電路與電子線路基礎（電子線路部分）》適合於高等學校電子電氣信息類專業本科生電子線路課程的教學，並強烈建議與《電路與電子線路基礎電路部分》聯合使用。

王志功，1973年9月至1981年12月先後在南京工學院（現東南大學）無線電工程系學習、任助教和攻讀碩士；1982年1月赴同濟大學任教；1984年12月至1990年8月先後在德國波鴻魯爾大學電子系進修和攻讀博士；1990年10月至1997年9月先後在德國弗朗霍夫協會所屬的應用固體物理研究所做博士後和任客座研究員；1997年10月作為國務院歸國定居專家回國工作，受聘為東南大學無線電系教授，博士生導師，電路與系統學科帶頭人，領導建立了東南大學射頻與光電集成電路研究所，擔任所長。迄今為止已在國際和國家級重要會議和核心期刊上發表論文近500篇，其中SCI／El收錄論文350多篇，獲得德國、中國和國際發明專利25項。出版專著1部、譯著6部和教材7本。1998年獲得“國家傑出青年科學基金”。1998-2004年擔任國家“863”計劃光電子主題專家組專家。2000年榮獲教育部長江學者特聘教授。2001年以來擔任教育部高等學校電子電氣基礎課程教學指導分委員會主任委員。2009年受聘為國務院學位委員會第六屆學科評議組電子科學與技術組成員。2003年9月獲科技部和教育部等6部聯合授予的“留學回國人員成就獎”。2004年6月榮獲國務院僑務辦公室和全國歸國華僑聯合會授予的“全國歸僑十傑”稱號。2006年獲“全國五一勞動獎章”和“全國師德標兵”。系復旦大學、華中科技大學、大連理工大學等20多所中國大學以及加拿大Carleton大學和澳大利亞EdithCowan大學兼職教授。目前的研究方向包括本專業領域內的數字無線電、數字電視、移動通信和互聯網無線接入等系統的射頻集成電路、微波毫米波集成電路、光通信用超高速集成電路，以及以受損脊髓神經功能恢復為目標、跨學科的“微電子神經橋”系統研究與動物實驗及經絡機理和針灸效應研究。

《電路與電子線路基礎:電子線路部分》適合于高等學校電子電氣信息類專業本科生電子線路課程的教學，并強烈建議與《電路與電子線路基礎（電子線路部分）》聯合使用。

第1章非線性電路概述1.1引言1.2非線性元件1.2.1非線性電阻1.2.2非線性電容1.2.3非線性電感1.3非線性電路方程1.4小信號分析法1.5分段線性優化方法第2章半導體PN結與二極管2.1半導體與PN結2.1.1半導體與摻雜2.1.2N型與P型半導體2.1.3PN結的動態平衡2.1.4PN結的正向偏置2.1.5PN結的反向偏置2.2二極管模型2.2.1二極管的伏安特性2.2.2PN結電容效應2.2.3二極管大信號模型2.2.4簡單二極管電路的計算方法2.3二極管器件的SPICE語句輸入格式2.3.1半導體器件的SPICE語句描述方式2.3.2二極管D的SPICE語句輸入格式2.4二極管的應用2.4.1整流電路2.4.2檢波電路2.4.3限幅電路2.5特殊二極管2.5.1齊納二極管2.5.2肖特基二極管2.5.3發光二極管2.5.4激光二極管2.5.5光電二極管第3章雙端口非線性器件與受控源3.1雙端口非線性電子器件3.2單元電路的隔離3.2.1隔離的必要性3.2.2隔離器基本結構3.3受控電源3.3.1受控源電路圖3.3.2電壓控制電壓源3.3.3電壓控制電流源3.3.4電流控制電壓源3.3.5電流控制電流源3.4受控源在電路中的基本行為3.4.1受控源端口電壓關係和端口電流關係3.4.2受控源的放大功能3.4.3放大的基本概念3.5有源電路的計算3.5.1有源電路計算舉例3.5.2受控源的層次鏈接3.6反饋的基本概念3.6.1反饋概念的產生3.6.2反饋基本方程式3.6.3反饋的組態及判斷方法第4章雙極型晶體管4.1晶體管的發明4.2BJT的基本工作原理4.2.1PNP型晶體管的基本工作原理4.2.2NPN型晶體管的基本工作原理4.3BJT的製造工藝……第5章BJT基本電路第6章場效應晶體管原理、特性與工藝第7章基本FET模擬電路第8章多級放大器和集成運算放大器第9章由運算放大器構成的電路第10章功率放大與電源變換電路第11章振盪器第12章頻率變換電路第13章邏輯門電路第14章模數與數模轉換電路第15章電子線路分析、設計與測試

第3章曾經提到，一個電路在接人受控源后，負載RL獲得的電壓vo與RL和信號源內阻Ri均無關，輸出電壓不受最大信號傳輸條件的限制，因而可以實現電壓和功率放大。由于電子管、BJT和各種FET都可以等效為受控源，因此，在特定的電路結構和直流電源作用下，它們都可以產生放大作用。事實上，放大作用是有源器件最重要的特性，用有源器件設計放大電路即放大器是電子線路設計的最基本內容之一。
就放大電路來講，第4章講到的由一只BJT構成的共發、共基和共集三種組態和第7章講到的由一只FET構成的共源、共柵和共漏三種組態電路都可以是一種放大器電路，只要它們的輸入端口接上信號源，輸出電流、電壓或功率直接可以在負載電阻上得到。這樣由一只晶體管構成的一個放大單元稱為單級（single stage）放大器。此外，圖5.34所示的由達林頓管組成的放大器、圖5.39所示的平衡式差分放大器、圖5.48所示的共發一共基管聯放大器、圖7.4所示的MOS共源一共柵管聯放大器和圖7.5所示的由源極耦合NMOS對管組成的差分放大器等由兩只晶體管直接連接構成的電路也可以視為單級放大器。因為在這些電路中兩只管子不能獨立構成一個放大單元。
雖然上述單級放大器在一定的場合可以滿足電流、電壓和功率的放大要求，但在多數場合，單級放大器的性能是不能滿足一系列電路要求的。這些要求包括放大量、輸入輸出阻抗、輸入輸出電平、頻率響應、噪聲、溫度特性等。例如，單級的放大量僅有數十倍，但要把一個微弱的生物信號放大到足夠大的數值，可能需要幾千倍到幾十萬倍的放大量。因此，需要設計多級放大器，即多級單元電路組成的放大器。應當指出：①實際應用的放大器大多為多級放大器；②眾多實現其他功能的多級電路中也常常包含放大器；③多級放大器的結構與設計要點也基本適用于其他功能的多級電路。因此，以下詳細給出多級放大器基本構造與設計要點。
8.1.2 多級放大器基本構造與設計要點
1）多級放大器的基本構造
如圖8.1所示，多級放大器通常由輸入級、1～n的增益級和輸出級組成。輸入級用來實現與信號源電平、阻抗或功率的匹配，增益級實現放大功能，輸出級則用來實現與負載的阻抗或功率匹配。作為放大器，在輸入、增益和輸出三類電路中，增益級是核心電路。下面首先討論增益級的設計。