深入理解微电子电路设计（原书第5版）

　　本书系统论述了模拟电子技术的基本知识及其应用。作者从放大器主要概念入手，由浅入深地详细介绍了放大器相关概念及二端口模型、反馈放大器频率响应、小信号建模、单晶体管放大器、差分放大器、反馈放大器以及振荡器等内容， 详细列举了模拟电路的相关原理、分析及设计方法。本书从工程求解角度定义了一种非常清晰的问题求解方法，书中提供的大量设计实例都是采用该方法进行求解，有助于读者加深对相关电路设计的理解与掌握。 通过本书的学习，读者可以全面掌握模拟电子技术的概念和知识，能够学会模拟电路的分析及电路设计方法，书中给了大量的设计练习可供读者进行学习与实践。 本书可以作为电子信息类、电气类专业本科生或研究生作为专业教材或参考书，也可以作为从事固态电子学与器件、数字电路和模拟电路设计或开发的工程技术人员的参考资料。

　　[美] 理查德·C.耶格（Richard C. Jaeger） ：美国佛罗里达大学电气工程专业博士，奥本大学电气与计算机工程系资深教授，1995年被任命为研究生院杰出导师，主要研究领域为固态电路和器件、电子封装、压阻应力传感器、低温电子设备、VLSI设计以及电子设备和电路中的噪声等。 [美] 特拉维斯·N.布莱洛克（Travis N. Blalock）：美国弗吉尼亚大学电气与计算机工程系教授。

第1章模拟系统和理想运算放大器
1．1模拟电子系统示例
1．2放大作用
1．2．1电压增益
1．2．2电流增益
1．2．3功率增益
1．2．4分贝
1．3放大器的二端口模型
1．4源和负载电阻的失配
1．5运算放大器简介
1．5．1差分放大器
1．5．2差分放大器的电压传输特性
1．5．3电压增益
1．6放大器的失真
1．7差分放大器模型
1．8理想差分放大器和运算放大器
1．9含有理想运算放大器的电路分析
1．9．1反相放大器
1．9．2互阻放大器——电流电压转换器
1．9．3同相放大器
1．9．4单位增益缓冲器
1．9．5求和放大器
1．9．6差分放大器
1．10反馈放大器的频率特性
1．10．1伯德图
1．10．2低通放大器
1．10．3高通放大器
1．10．4带通放大器
1．10．5有源低通滤波器
1．10．6有源高通滤波器
1．10．7积分器
1．10．8微分器
小结
关键词
参考文献
补充阅读
习题
 
 
第2章非线性运算放大器和反馈放大器的稳定性
2．1经典反馈系统
2．1．1闭环增益分析
2．1．2增益误差
2．2含有非理想运算放大器的电路分析
2．2．1有限开环增益
2．2．2非零输出电阻
2．2．3有限输入电阻
2．2．4非理想反相和同相放大器小结
2．3串联反馈和并联反馈电路
2．4反馈放大器计算的统一方法
2．5电压串联反馈放大器——电压放大器
2．5．1闭环增益计算
2．5．2输入电阻计算
2．5．3输出电阻计算
2．5．4电压串联反馈放大器小结
2．6电压并联反馈放大器——跨阻放大器
2．6．1闭环增益分析
2．6．2输入电阻计算
2．6．3输出电阻计算
2．6．4电压并联反馈放大器小结
2．7电流串联反馈放大器——跨导放大器
2．7．1闭环增益计算
2．7．2输入电阻计算
2．7．3输出电阻计算
2．7．4电流串联反馈放大器小结
2．8电流并联反馈放大器——电流放大器
2．8．1闭环增益计算
2．8．2输入电阻计算
2．8．3输出电阻计算
2．8．4电流并联反馈放大器小结
2．9使用持续电压和电流注入法计算回路增益
2．10利用反馈减小失真
2．11直流误差源和输出摆幅限制
2．11．1输入失调电压
2．11．2失调电压调节
2．11．3输入偏置电流和输入失调电流
2．11．4输出电压和电流限制
2．12共模抑制比和输入电阻
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产生的电压跟随器增益误差
2．12．4共模输入电阻
2．12．5CMRR的另一种解释
2．12．6电源抑制比
2．13运算放大器的频率响应和带宽
2．13．1同相放大器的频率响应
2．13．2反相放大器的频率响应
2．13．3利用反馈控制频率响应
2．13．4大信号限制——摆率和满功率带宽
2．13．5运算放大器频率响应的宏模型
2．13．6运算放大器的SPICE宏模型
2．13．7通用运算放大器实例
2．14反馈放大器的稳定性
2．14．1奈奎斯特图
2．14．2一阶系统
2．14．3二阶系统和相位裕度
2．14．4阶跃响应和相位裕度
2．14．5三阶系统和增益裕度
2．14．6根据伯德图判断稳定性
小结
关键词
参考文献
习题
第3章运算放大器应用
3．1级联放大器
3．1．1二端口表示
3．1．2放大器专有名词回顾
3．1．3级联放大器的频率响应
3．2仪表放大器
3．3有源滤波器
3．3．1低通滤波器
3．3．2自带增益的高通滤波器
3．3．3带通滤波器
3．3．4灵敏度
3．3．5幅值和频率缩放
3．4开关电容电路
3．4．1开关电容积分器
3．4．2同相开关电容积分器
3．4．3开关电容滤波器
3．5数/模转换
3．5．1数/模转换基础
3．5．2数/模转换器误差
3．5．3数/模转换电路
3．6模/数转换
3．6．1模/数转换基础
3．6．2模/数转换器误差
3．6．3基本模/数转换技术
3．7振荡器
3．7．1振荡器的巴克豪森准则
3．7．2带频率选择的RC电路振荡器
3．8非线性电路的应用
3．8．1精密半波整流器
3．8．2非饱和的精密整流电路
3．9正反馈电路
3．9．1比较器和施密特触发器
3．9．2非稳态多谐振荡器
3．9．3单稳态多谐振荡器或单稳态电路
小结
关键词
参考文献
习题
第4章小信号建模与线性放大器
4．1晶体管放大器
4．1．1BJT放大器
4．1．2MOSFET放大器
4．2耦合电容和旁路电容
4．3用直流和交流等效电路进行电路分析
4．4小信号模型简介
4．4．1二极管小信号行为的图形解释
4．4．2二极管的小信号建模
4．5双极型晶体管的小信号模型
4．5．1混合π模型
4．5．2图解跨导
4．5．3小信号电流增益
4．5．4BJT的固有电压增益
4．5．5小信号模型的等效形式
4．5．6简化的混合π模型
4．5．7双极型晶体管的小信号的定义
4．5．8pnp晶体管的小信号模型
4．5．9用SPICE进行交流分析和瞬态分析的对比
4．6共射极放大器
4．6．1端电压增益
4．6．2输入电阻
4．6．3信号源电压增益
4．7重要限制及模型简化
4．7．1共射极放大器的设计指导
4．7．2共射极增益的上限
4．7．3共射极放大器的小信号限制
4．8场效应管的小信号模型
4．8．1MOSFET的小信号模型
4．8．2MOSFET的本征电压增益
4．8．3MOSFET小信号工作的定义
4．8．4四端MOSFET中的体效应
4．8．5PMOS管的小信号模型
4．8．6结型场效应管(JFET)的小信号模型
4．9BJT和FET小信号模型小结与对比
4．10共源极放大器
4．10．1共源端电压增益
4．10．2共源极放大器的信号源电压增益
4．10．3共源极放大器的设计指导
4．10．4共源极放大器的小信号限制
4．10．5共射极和共源极放大器的输入电阻
4．10．6共射极和共源极放大器的输出电阻
4．10．73个放大器实例的比较
4．11共射极和共源极放大器小结
4．12放大器功率和信号范围
4．12．1功耗
4．12．2信号范围
小结
关键词
习题
第5章单级晶体管放大器
5．1放大器类型
5．1．1双极型晶体管的信号注入和抽取
5．1．2场效应管的信号注入和抽取
5．1．3共射极和共源极放大器
5．1．4共集电极和共漏极放大器
5．1．5共基极和共栅极放大器
5．1．6小信号模型回顾
5．2反相放大器： 共射极和共源极电路
5．2．1共射极放大器
5．2．2共射极放大器实例的比较
5．2．3共源极放大器
5．2．4共源极放大器的小信号范围
5．2．5共射极和共源极放大器特性
5．2．6共射极/共源极放大器小结
5．2．7通用共射极/共源极晶体管的等效晶体管表示
5．3跟随器电路： 共集电极和共漏极放大器
5．3．1端电压增益
5．3．2输入电阻
5．3．3信号源电压增益
5．3．4跟随器信号范围
5．3．5跟随器的输出电阻
5．3．6电流增益
5．3．7共集电极/共漏极放大器小结
5．4同相放大器： 共基极和共栅极电路
5．4．1端电压增益和输入电阻
5．4．2信号源电压增益
5．4．3输入信号范围
5．4．4集电极和漏的电阻
5．4．5电流增益
5．4．6同相放大器的总体输入电阻和输出电阻
5．4．7共基极/共栅极放大器小结
5．5放大器原型回顾和比较
5．5．1双极型晶体管放大器
5．5．2FET放大器
5．6采用MOS反相器的共源极放大器
5．6．1电压增益估算
5．6．2详细分析
5．6．3其他可选负载
5．6．4输入电阻和输出电阻
5．7耦合电容和旁路电容设计
5．7．1共射极和共源极放大器
5．7．2共集电极和共漏极放大器
5．7．3共基极和共栅极放大器
5．7．4设置下限截止频率fL
5．8放大器设计实例
5．9多级交流耦合放大器
5．9．1三级交流耦合放大器
5．9．2电压增益
5．9．3输入电阻
5．9．4信号源的电压增益
5．9．5输出电阻
5．9．6电流和功率增益
5．9．7输入信号范围
5．9．8估算多级放大器的截止频率下限
小结
关键词
扩展阅读
习题
第6章差分放大器和运算放大器设计
6．1差分放大器
6．1．1双极型和MOS差分放大器
6．1．2双极型差分放大器的直流分析
6．1．3双极型差分放大器的传输特性
6．1．4双极型差分放大器的交流分析
6．1．5差模增益及输入电阻和输出电阻
6．1．6共模增益和输入电阻
6．1．7共模抑制比
6．1．8差模和共模的半电路分析
6．1．9电流源的偏置
6．1．10在SPICE中为电子电流源建模
6．1．11MOSFET差分放大器的直流分析
6．1．12差模输入信号
6．1．13MOS差分放大器的小信号传输特性
6．1．14共模输入信号
6．1．15差分对模型
6．2基本运算放大器的演进
6．2．1运算放大器的两级原型
6．2．2提高运算放大器的电压增益
6．2．3达林顿对
6．2．4减小输出电阻
6．2．5CMOS运算放大器原型
6．2．6BiCMOS放大器
6．2．7全晶体管实现电路
6．3输出级
6．3．1源极跟随器——A类输出级
6．3．2A类放大器的效率
6．3．3B类推挽输出级
6．3．4AB类放大器
6．3．5运算放大器的AB类输出级
6．3．6短路保护
6．3．7变压器耦合
6．4电子电流源
6．4．1单级晶体管电流源
6．4．2电路源的品质因数
6．4．3高输出电阻电流源
6．4．4电流源设计实例
小结
关键词
参考文献
扩展阅读
习题
第7章模拟集成电路设计技术
7．1电路元器件匹配
7．2电流镜
7．2．1MOS晶体管电流镜的直流分析
7．2．2改变MOS镜像比
7．2．3双极型晶体管电流镜的直流分析
7．2．4改变BJT电流镜的镜像比
7．2．5多级电流源
7．2．6缓冲电流镜
7．2．7电流镜像的输出阻抗
7．2．8电流镜的二端口模型
7．2．9Wildar电流源
7．2．10MOS版本的Wildar电流源
7．3高输出电阻电流镜
7．3．1Wilson电流源
7．3．2Wilson电流源的输出电阻
7．3．3Cascode电流源
7．3．4Cascode电流源的输出电阻
7．3．5可调Cascode电流源
7．3．6电流镜小结
7．4参考电流的产生
7．5与电源电压无关的偏置
7．5．1基于VBE的参考源
7．5．2Wildar电流源
7．5．3与电源电压无关的偏置单元
7．5．4与电源电压无关的MOS偏置单元
7．6带隙基准源
7．7电流镜作为有源负载
7．7．1带有源负载的CMOS差分放大器
7．7．2带有源负载的双极型差分放大器
7．8运算放大器中的源负载
7．8．1CMOS运算放大器电压增益
7．8．2直流设计注意事项
7．8．3双极型运算放大器
7．8．4输入级击穿
7．9μA741运算放大器
7．9．1电路总体工作原理
7．9．2偏置电路
7．9．3μA741输入级的直流分析
7．9．4μA741输入级的交流分析
7．9．5整体放大器的电压增益
7．9．6μA741的输出级
7．9．7输出阻抗
7．9．8短路保护电路
7．9．9μA741运算放大器特性小结
7．10Gilbert模拟乘法器
小结
关键词
参考文献
习题
第8章放大器频率响应
8．1放大器频率响应
8．1．1低频响应
8．1．2缺少主极点情况下估算ωL
8．1．3高频响应
8．1．4缺少主极点情况下估算ωH
8．2直接确定低频极点和零点——共源极放大器
8．3用短路时间常数法估算ωL的值
8．3．1估算共射极放大器的ωL
8．3．2估算共源极放大器的ωL
8．3．3估算共基极放大器的ωL
8．3．4估算共栅极放大器的ωL
8．3．5估算共集电极放大器的ωL
8．3．6估算共漏极放大器的ωL
8．4高频晶体管模型
8．4．1双极型晶体管与频率相关的混合π模型
8．4．2在SPICE中对Cπ和Cμ建模
8．4．3单位增益频率fT
8．4．4FET的高频模型
8．4．5运用SPICE为CGS和CGD建模
8．4．6fT与沟道长度的关系
8．4．7高频模型的局限性
8．5混合π模型中的基区电阻
8．6共射极和共源极放大器的高频响应
8．6．1密勒效应
8．6．2共射极和共源极放大器的高频响应
8．6．3共射极放大器传输特性的直接分析
8．6．4共射极放大器的极点
8．6．5共源极放大器的主极点
8．6．6用开路时间常数法估算ωH
8．6．7包含源极衰减电阻的共源极放大器
8．6．8包含发射极衰减电阻的共射极放大器的极点
8．7共基极和共栅极放大器的高频响应
8．8共集电极和共漏极放大器的高频响应
8．9单级放大器高频响应小结
8．10多级放大器的频率响应
8．10．1差分放大器
8．10．2共集电极/共基极串联
8．10．3Cascode放大器的高频响应
8．10．4电流镜的截止频率
8．10．5三级放大器实例
8．11射频电路介绍
8．11．1射频放大器
8．11．2并联峰化放大器
8．11．3单级调谐放大器
8．11．4抽头电感的运用——自耦变压器
8．11．5多级调谐电路——同步调谐和参差调谐
8．11．6包含衰减电感的共源极放大器
8．12混频器和平衡调制器
8．12．1混频器工作原理简介
8．12．2单平衡混频器
8．12．3差分对实现的单平衡混频器
8．12．4双平衡混频器
8．12．5Jones混频器——双平衡混频器/调制器
小结
关键词
参考文献
习题
第9章晶体管反馈放大器与振荡器
9．1基本反馈系统回顾
9．1．1闭环增益
9．1．2闭环阻抗
9．1．3反馈的作用
9．2反馈放大器的中频分析
9．2．1闭环增益
9．2．2输入电阻
9．2．3输出电阻
9．3反馈放大器电路举例
9．3．1串并反馈(电压串联反馈)——电压放大器
9．3．2差分输入串并电压放大器
9．3．3并联并联反馈(电压并联反馈)——跨阻放大器
9．3．4串联串联反馈(电流串联反馈)——跨导放大器
9．3．5并联串联反馈(电流并联反馈)——电流放大器
9．4反馈放大器稳定性回顾
9．4．1未补偿放大器的闭环响应
9．4．2相位裕度
9．4．3高阶效应
9．4．4补偿放大器响应
9．4．5小信号限制
9．5单极点运算放大器补偿
9．5．1三级运算放大器分析
9．5．2场效应管运算放大器的传输零点
9．5．3双极型放大器补偿
9．5．4运算放大器的摆率
9．5．5摆率与增益带宽积之间的关系
9．6高频振荡器
9．6．1Colpitts 振荡器
9．6．2Hartley 振荡器
9．6．3LC振荡器的幅值稳定
9．6．4振荡器中的负电阻
9．6．5负GM振荡器
9．6．6晶体振荡器
小结
关键词
参考文献
习题
附录A标准离散元器件参数
A.1电阻
A.2电容
A.3电感
附录B固态器件模型及SPICE仿真参数
B.1pn结二极管
B.2MOS场效应管
B.3结型场效应管
B.4双极型晶体管