深入理解微電子電路設計（原書第5版）

第1章模擬系統(tǒng)和理想運算放大器
1．1模擬電子系統(tǒng)示例
1．2放大作用
1．2．1電壓增益
1．2．2電流增益
1．2．3功率增益
1．2．4分貝
1．3放大器的二端口模型
1．4源和負載電阻的失配
1．5運算放大器簡介
1．5．1差分放大器
1．5．2差分放大器的電壓傳輸特性
1．5．3電壓增益
1．6放大器的失真
1．7差分放大器模型
1．8理想差分放大器和運算放大器
1．9含有理想運算放大器的電路分析
1．9．1反相放大器
1．9．2互阻放大器——電流電壓轉(zhuǎn)換器
1．9．3同相放大器
1．9．4單位增益緩沖器
1．9．5求和放大器
1．9．6差分放大器
1．10反饋放大器的頻率特性
1．10．1伯德圖
1．10．2低通放大器
1．10．3高通放大器
1．10．4帶通放大器
1．10．5有源低通濾波器
1．10．6有源高通濾波器
1．10．7積分器
1．10．8微分器
小結(jié)
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補充閱讀
習題
 
 
第2章非線性運算放大器和反饋放大器的穩(wěn)定性
2．1經(jīng)典反饋系統(tǒng)
2．1．1閉環(huán)增益分析
2．1．2增益誤差
2．2含有非理想運算放大器的電路分析
2．2．1有限開環(huán)增益
2．2．2非零輸出電阻
2．2．3有限輸入電阻
2．2．4非理想反相和同相放大器小結(jié)
2．3串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋電路
2．4反饋放大器計算的統(tǒng)一方法
2．5電壓串聯(lián)反饋放大器——電壓放大器
2．5．1閉環(huán)增益計算
2．5．2輸入電阻計算
2．5．3輸出電阻計算
2．5．4電壓串聯(lián)反饋放大器小結(jié)
2．6電壓并聯(lián)反饋放大器——跨阻放大器
2．6．1閉環(huán)增益分析
2．6．2輸入電阻計算
2．6．3輸出電阻計算
2．6．4電壓并聯(lián)反饋放大器小結(jié)
2．7電流串聯(lián)反饋放大器——跨導放大器
2．7．1閉環(huán)增益計算
2．7．2輸入電阻計算
2．7．3輸出電阻計算
2．7．4電流串聯(lián)反饋放大器小結(jié)
2．8電流并聯(lián)反饋放大器——電流放大器
2．8．1閉環(huán)增益計算
2．8．2輸入電阻計算
2．8．3輸出電阻計算
2．8．4電流并聯(lián)反饋放大器小結(jié)
2．9使用持續(xù)電壓和電流注入法計算回路增益
2．10利用反饋減小失真
2．11直流誤差源和輸出擺幅限制
2．11．1輸入失調(diào)電壓
2．11．2失調(diào)電壓調(diào)節(jié)
2．11．3輸入偏置電流和輸入失調(diào)電流
2．11．4輸出電壓和電流限制
2．12共模抑制比和輸入電阻
2．12．1有限共模抑制比
2．12．2共模抑制比的重要性
2．12．3由CMRR產(chǎn)生的電壓跟隨器增益誤差
2．12．4共模輸入電阻
2．12．5CMRR的另一種解釋
2．12．6電源抑制比
2．13運算放大器的頻率響應和帶寬
2．13．1同相放大器的頻率響應
2．13．2反相放大器的頻率響應
2．13．3利用反饋控制頻率響應
2．13．4大信號限制——擺率和滿功率帶寬
2．13．5運算放大器頻率響應的宏模型
2．13．6運算放大器的SPICE宏模型
2．13．7通用運算放大器實例
2．14反饋放大器的穩(wěn)定性
2．14．1奈奎斯特圖
2．14．2一階系統(tǒng)
2．14．3二階系統(tǒng)和相位裕度
2．14．4階躍響應和相位裕度
2．14．5三階系統(tǒng)和增益裕度
2．14．6根據(jù)伯德圖判斷穩(wěn)定性
小結(jié)
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習題
第3章運算放大器應用
3．1級聯(lián)放大器
3．1．1二端口表示
3．1．2放大器專有名詞回顧
3．1．3級聯(lián)放大器的頻率響應
3．2儀表放大器
3．3有源濾波器
3．3．1低通濾波器
3．3．2自帶增益的高通濾波器
3．3．3帶通濾波器
3．3．4靈敏度
3．3．5幅值和頻率縮放
3．4開關(guān)電容電路
3．4．1開關(guān)電容積分器
3．4．2同相開關(guān)電容積分器
3．4．3開關(guān)電容濾波器
3．5數(shù)/模轉(zhuǎn)換
3．5．1數(shù)/模轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)
3．5．2數(shù)/模轉(zhuǎn)換器誤差
3．5．3數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路
3．6模/數(shù)轉(zhuǎn)換
3．6．1模/數(shù)轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)
3．6．2模/數(shù)轉(zhuǎn)換器誤差
3．6．3基本模/數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)
3．7振蕩器
3．7．1振蕩器的巴克豪森準則
3．7．2帶頻率選擇的RC電路振蕩器
3．8非線性電路的應用
3．8．1精密半波整流器
3．8．2非飽和的精密整流電路
3．9正反饋電路
3．9．1比較器和施密特觸發(fā)器
3．9．2非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器
3．9．3單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器或單穩(wěn)態(tài)電路
小結(jié)
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習題
第4章小信號建模與線性放大器
4．1晶體管放大器
4．1．1BJT放大器
4．1．2MOSFET放大器
4．2耦合電容和旁路電容
4．3用直流和交流等效電路進行電路分析
4．4小信號模型簡介
4．4．1二極管小信號行為的圖形解釋
4．4．2二極管的小信號建模
4．5雙極型晶體管的小信號模型
4．5．1混合π模型
4．5．2圖解跨導
4．5．3小信號電流增益
4．5．4BJT的固有電壓增益
4．5．5小信號模型的等效形式
4．5．6簡化的混合π模型
4．5．7雙極型晶體管的小信號的定義
4．5．8pnp晶體管的小信號模型
4．5．9用SPICE進行交流分析和瞬態(tài)分析的對比
4．6共射極放大器
4．6．1端電壓增益
4．6．2輸入電阻
4．6．3信號源電壓增益
4．7重要限制及模型簡化
4．7．1共射極放大器的設計指導
4．7．2共射極增益的上限
4．7．3共射極放大器的小信號限制
4．8場效應管的小信號模型
4．8．1MOSFET的小信號模型
4．8．2MOSFET的本征電壓增益
4．8．3MOSFET小信號工作的定義
4．8．4四端MOSFET中的體效應
4．8．5PMOS管的小信號模型
4．8．6結(jié)型場效應管(JFET)的小信號模型
4．9BJT和FET小信號模型小結(jié)與對比
4．10共源極放大器
4．10．1共源端電壓增益
4．10．2共源極放大器的信號源電壓增益
4．10．3共源極放大器的設計指導
4．10．4共源極放大器的小信號限制
4．10．5共射極和共源極放大器的輸入電阻
4．10．6共射極和共源極放大器的輸出電阻
4．10．73個放大器實例的比較
4．11共射極和共源極放大器小結(jié)
4．12放大器功率和信號范圍
4．12．1功耗
4．12．2信號范圍
小結(jié)
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習題
第5章單級晶體管放大器
5．1放大器類型
5．1．1雙極型晶體管的信號注入和抽取
5．1．2場效應管的信號注入和抽取
5．1．3共射極和共源極放大器
5．1．4共集電極和共漏極放大器
5．1．5共基極和共柵極放大器
5．1．6小信號模型回顧
5．2反相放大器： 共射極和共源極電路
5．2．1共射極放大器
5．2．2共射極放大器實例的比較
5．2．3共源極放大器
5．2．4共源極放大器的小信號范圍
5．2．5共射極和共源極放大器特性
5．2．6共射極/共源極放大器小結(jié)
5．2．7通用共射極/共源極晶體管的等效晶體管表示
5．3跟隨器電路： 共集電極和共漏極放大器
5．3．1端電壓增益
5．3．2輸入電阻
5．3．3信號源電壓增益
5．3．4跟隨器信號范圍
5．3．5跟隨器的輸出電阻
5．3．6電流增益
5．3．7共集電極/共漏極放大器小結(jié)
5．4同相放大器： 共基極和共柵極電路
5．4．1端電壓增益和輸入電阻
5．4．2信號源電壓增益
5．4．3輸入信號范圍
5．4．4集電極和漏的電阻
5．4．5電流增益
5．4．6同相放大器的總體輸入電阻和輸出電阻
5．4．7共基極/共柵極放大器小結(jié)
5．5放大器原型回顧和比較
5．5．1雙極型晶體管放大器
5．5．2FET放大器
5．6采用MOS反相器的共源極放大器
5．6．1電壓增益估算
5．6．2詳細分析
5．6．3其他可選負載
5．6．4輸入電阻和輸出電阻
5．7耦合電容和旁路電容設計
5．7．1共射極和共源極放大器
5．7．2共集電極和共漏極放大器
5．7．3共基極和共柵極放大器
5．7．4設置下限截止頻率fL
5．8放大器設計實例
5．9多級交流耦合放大器
5．9．1三級交流耦合放大器
5．9．2電壓增益
5．9．3輸入電阻
5．9．4信號源的電壓增益
5．9．5輸出電阻
5．9．6電流和功率增益
5．9．7輸入信號范圍
5．9．8估算多級放大器的截止頻率下限
小結(jié)
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習題
第6章差分放大器和運算放大器設計
6．1差分放大器
6．1．1雙極型和MOS差分放大器
6．1．2雙極型差分放大器的直流分析
6．1．3雙極型差分放大器的傳輸特性
6．1．4雙極型差分放大器的交流分析
6．1．5差模增益及輸入電阻和輸出電阻
6．1．6共模增益和輸入電阻
6．1．7共模抑制比
6．1．8差模和共模的半電路分析
6．1．9電流源的偏置
6．1．10在SPICE中為電子電流源建模
6．1．11MOSFET差分放大器的直流分析
6．1．12差模輸入信號
6．1．13MOS差分放大器的小信號傳輸特性
6．1．14共模輸入信號
6．1．15差分對模型
6．2基本運算放大器的演進
6．2．1運算放大器的兩級原型
6．2．2提高運算放大器的電壓增益
6．2．3達林頓對
6．2．4減小輸出電阻
6．2．5CMOS運算放大器原型
6．2．6BiCMOS放大器
6．2．7全晶體管實現(xiàn)電路
6．3輸出級
6．3．1源極跟隨器——A類輸出級
6．3．2A類放大器的效率
6．3．3B類推挽輸出級
6．3．4AB類放大器
6．3．5運算放大器的AB類輸出級
6．3．6短路保護
6．3．7變壓器耦合
6．4電子電流源
6．4．1單級晶體管電流源
6．4．2電路源的品質(zhì)因數(shù)
6．4．3高輸出電阻電流源
6．4．4電流源設計實例
小結(jié)
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習題
第7章模擬集成電路設計技術(shù)
7．1電路元器件匹配
7．2電流鏡
7．2．1MOS晶體管電流鏡的直流分析
7．2．2改變MOS鏡像比
7．2．3雙極型晶體管電流鏡的直流分析
7．2．4改變BJT電流鏡的鏡像比
7．2．5多級電流源
7．2．6緩沖電流鏡
7．2．7電流鏡像的輸出阻抗
7．2．8電流鏡的二端口模型
7．2．9Wildar電流源
7．2．10MOS版本的Wildar電流源
7．3高輸出電阻電流鏡
7．3．1Wilson電流源
7．3．2Wilson電流源的輸出電阻
7．3．3Cascode電流源
7．3．4Cascode電流源的輸出電阻
7．3．5可調(diào)Cascode電流源
7．3．6電流鏡小結(jié)
7．4參考電流的產(chǎn)生
7．5與電源電壓無關(guān)的偏置
7．5．1基于VBE的參考源
7．5．2Wildar電流源
7．5．3與電源電壓無關(guān)的偏置單元
7．5．4與電源電壓無關(guān)的MOS偏置單元
7．6帶隙基準源
7．7電流鏡作為有源負載
7．7．1帶有源負載的CMOS差分放大器
7．7．2帶有源負載的雙極型差分放大器
7．8運算放大器中的源負載
7．8．1CMOS運算放大器電壓增益
7．8．2直流設計注意事項
7．8．3雙極型運算放大器
7．8．4輸入級擊穿
7．9μA741運算放大器
7．9．1電路總體工作原理
7．9．2偏置電路
7．9．3μA741輸入級的直流分析
7．9．4μA741輸入級的交流分析
7．9．5整體放大器的電壓增益
7．9．6μA741的輸出級
7．9．7輸出阻抗
7．9．8短路保護電路
7．9．9μA741運算放大器特性小結(jié)
7．10Gilbert模擬乘法器
小結(jié)
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習題
第8章放大器頻率響應
8．1放大器頻率響應
8．1．1低頻響應
8．1．2缺少主極點情況下估算ωL
8．1．3高頻響應
8．1．4缺少主極點情況下估算ωH
8．2直接確定低頻極點和零點——共源極放大器
8．3用短路時間常數(shù)法估算ωL的值
8．3．1估算共射極放大器的ωL
8．3．2估算共源極放大器的ωL
8．3．3估算共基極放大器的ωL
8．3．4估算共柵極放大器的ωL
8．3．5估算共集電極放大器的ωL
8．3．6估算共漏極放大器的ωL
8．4高頻晶體管模型
8．4．1雙極型晶體管與頻率相關(guān)的混合π模型
8．4．2在SPICE中對Cπ和Cμ建模
8．4．3單位增益頻率fT
8．4．4FET的高頻模型
8．4．5運用SPICE為CGS和CGD建模
8．4．6fT與溝道長度的關(guān)系
8．4．7高頻模型的局限性
8．5混合π模型中的基區(qū)電阻
8．6共射極和共源極放大器的高頻響應
8．6．1密勒效應
8．6．2共射極和共源極放大器的高頻響應
8．6．3共射極放大器傳輸特性的直接分析
8．6．4共射極放大器的極點
8．6．5共源極放大器的主極點
8．6．6用開路時間常數(shù)法估算ωH
8．6．7包含源極衰減電阻的共源極放大器
8．6．8包含發(fā)射極衰減電阻的共射極放大器的極點
8．7共基極和共柵極放大器的高頻響應
8．8共集電極和共漏極放大器的高頻響應
8．9單級放大器高頻響應小結(jié)
8．10多級放大器的頻率響應
8．10．1差分放大器
8．10．2共集電極/共基極串聯(lián)
8．10．3Cascode放大器的高頻響應
8．10．4電流鏡的截止頻率
8．10．5三級放大器實例
8．11射頻電路介紹
8．11．1射頻放大器
8．11．2并聯(lián)峰化放大器
8．11．3單級調(diào)諧放大器
8．11．4抽頭電感的運用——自耦變壓器
8．11．5多級調(diào)諧電路——同步調(diào)諧和參差調(diào)諧
8．11．6包含衰減電感的共源極放大器
8．12混頻器和平衡調(diào)制器
8．12．1混頻器工作原理簡介
8．12．2單平衡混頻器
8．12．3差分對實現(xiàn)的單平衡混頻器
8．12．4雙平衡混頻器
8．12．5Jones混頻器——雙平衡混頻器/調(diào)制器
小結(jié)
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參考文獻
習題
第9章晶體管反饋放大器與振蕩器
9．1基本反饋系統(tǒng)回顧
9．1．1閉環(huán)增益
9．1．2閉環(huán)阻抗
9．1．3反饋的作用
9．2反饋放大器的中頻分析
9．2．1閉環(huán)增益
9．2．2輸入電阻
9．2．3輸出電阻
9．3反饋放大器電路舉例
9．3．1串并反饋(電壓串聯(lián)反饋)——電壓放大器
9．3．2差分輸入串并電壓放大器
9．3．3并聯(lián)并聯(lián)反饋(電壓并聯(lián)反饋)——跨阻放大器
9．3．4串聯(lián)串聯(lián)反饋(電流串聯(lián)反饋)——跨導放大器
9．3．5并聯(lián)串聯(lián)反饋(電流并聯(lián)反饋)——電流放大器
9．4反饋放大器穩(wěn)定性回顧
9．4．1未補償放大器的閉環(huán)響應
9．4．2相位裕度
9．4．3高階效應
9．4．4補償放大器響應
9．4．5小信號限制
9．5單極點運算放大器補償
9．5．1三級運算放大器分析
9．5．2場效應管運算放大器的傳輸零點
9．5．3雙極型放大器補償
9．5．4運算放大器的擺率
9．5．5擺率與增益帶寬積之間的關(guān)系
9．6高頻振蕩器
9．6．1Colpitts 振蕩器
9．6．2Hartley 振蕩器
9．6．3LC振蕩器的幅值穩(wěn)定
9．6．4振蕩器中的負電阻
9．6．5負GM振蕩器
9．6．6晶體振蕩器
小結(jié)
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參考文獻
習題
附錄A標準離散元器件參數(shù)
A.1電阻
A.2電容
A.3電感
附錄B固態(tài)器件模型及SPICE仿真參數(shù)
B.1pn結(jié)二極管
B.2MOS場效應管
B.3結(jié)型場效應管
B.4雙極型晶體管