微电子电路 上 第5版

✍ Scribed by （加）ADEL S.SEDRA KENNETH C.SMITH

• Publisher: 电子工业出版社
• Year: 2006
• Tongue: Chinese
• Leaves: 903
• Series: 国外电子与通信教材系列
• Edition: 5
• Category: Library

✦ Synopsis

《微电子电路(上)(第5版)》是电子和计算机工程专业的一本权威的经典教材。全书分为上下两册：上册主要内容包括：运算放大器，二极管，场效应晶体管，双极型晶体管，单极集成放大器，差分和多级放大器，反馈放大器，运算放大器和数据变换电路；下册主要内容包括：数字CMOS逻辑电路，寄存器和高级数字电路，滤波和调谐放大器，信号发生器和波形整形电路，输出级和功率放大器。

本书既可作为电子与计算机工程专业的教材，也适合其他专业的工程师们作为自学参考书。

✦ Table of Contents

封面
书名
版权
前言
目录
第1章 电子学简介
引言
1.1 信号
1.2 信号频谱
1.3 模拟信号与数字信号
1.4 放大器
1.4.1 信号放大
1.4.2 放大器电路的符号
1.4.3 电压增益
1.4.4 功率增益与电流增益
1.4.5 用分贝表示的增益
1.4.6 放大器电源
1.4.7 放大器饱和
1.4.8 非线性传输特性与偏置
1.4.9 符号含义
1.5 放大器电路模型
1.5.1 电压放大器
1.5.2 级联放大器
1.5.3 其他类型放大器
1.5.4 四种放大器模型之间的关系
1.6 放大器频率响应
1.6.1 放大器频率响应的度量
1.6.2 放大器的带宽
1.6.3 放大器频率响应的计算
1.6.4 单时间常数网络
1.6.5 基于频率响应的放大器分类
1.7 数字逻辑反相器
1.7.1 反相器的功能
1.7.2 电压传输特性（VTC）
1.7.3 噪声容限
1.7.4 理想VTC
1.7.5 反相器的实现
1.7.6 功耗
1.7.7 传播延迟
1.8 SPICE电路仿真
小结
习题
第2章 运算放大器
引言
2.1 理想运算放大器
2.1.1 运算放大器的端子
2.1.2 理想运算放大器的功能与特性
2.1.3 差模信号与共模信号
2.2 反相组态
2.2.1 闭环增益
2.2.2 有限开环增益的影响
2.2.3 输入与输出电阻
2.2.4 一个重要的应用——加权加法器
2.3 同相组态
2.3.1 闭环增益
2.3.2 同相组态特性
2.3.3 有限开环增益的影响
2.3.4 电压跟随器
2.4 差分放大器
2.4.1 用单级运算放大器构成差分放大器
2.4.2 一个高品质电路——仪表放大器
2.5 有限开环增益与带宽对电路性能的影响
2.5.1 开环增益的频率依赖性
2.5.2 闭环放大器的频率响应
2.6 运算放大器的大信号工作性能
2.6.1 输出电压饱和
2.6.2 输出电流限制
2.6.3 摆率
2.6.4 全功率带宽
2.7 直流不完整性
2.7.1 失调电压
2.7.2 输入偏置与失调电流
2.8 积分器与微分器
2.8.1 具有通用阻抗的反相组态
2.8.2 反相积分器
2.8.3 运算放大器微分器
2.9 运算放大器的SPICE模型与仿真实例
2.9.1 线性宏模型
2.9.2 非线性宏模型
小结
习题
第3章 二极管
引言
3.1 理想二极管
3.1.1 电流－电压特性
3.1.2 一个简单应用——整流器
3.1.3 另一种应用——二极管逻辑门
3.2 结二极管端口特性
3.2.1 正向偏置区域
3.2.2 反向偏置区域
3.2.3 击穿区域
3.3 二极管正向特性建模
3.3.1 指数模型
3.3.2 利用指数模型的图解分析
3.3.3 利用指数模型的迭代分析
3.3.4 快速分析的需要
3.3.5 分段线性模型
3.3.6 常数压降模型
3.3.7 理想二极管模型
3.3.8 小信号模型
3.3.9 二极管正向压降在稳压器中的应用
3.3.10 总结
3.4 工作在反向击穿区域的二极管——齐纳二极管
3.4.1 齐纳二极管的规范和建模
3.4.2 作为并联稳压器的齐纳二极管
3.4.3 温度效应
3.4.4 最后的说明
3.5 整流电路
3.5.1 半波整流器
3.5.2 全波整流器
3.5.3 桥式整流器
3.5.4 带滤波电容的整流器——峰值整流器
3.5.5 精密半波整流器——超二极管
3.6 限幅电路与钳位电路
3.6.1 限幅电路
3.6.2 钳位电容或直流恢复器
3.6.3 电压倍增器
3.7 极管的物理特性
3.7.1 半导体基本概念
3.7.2 开路条件下的pn结
3.7.3 反向偏置条件下的pn结
3.7.4 击穿区域的pn结
3.7.5 正向偏置条件下的pn结
3.7.6 总结
3.8 特种二极管
3.8.1 肖特基势垒二极管（SBD）
3.8.2 变容二极管
3.8.3 光电二极管
3.8.4 发光二极管
3.9 二极管的SPICE模型与仿真实例
3.9.1 二极管模型
3.9.2 齐纳二极管模型
小结
习题
第4章 MOS场效应晶体管（MOSFET）
引言
4.1 器件结构与物理特性
4.1.1 器件结构
4.1.2 无栅极电压时的工作特性
4.1.3 创建电流沟道
4.1.4 施加一个小电压vDS
4.1.5 vDS增加时的工作特性
4.1.6 iD～vDS关系的推导
4.1.7 p沟道MOSFET
4.1.8 补MOS或CMOS
4.1.9 工作在亚阈区的MOS晶体管
4.2 电流－电压特性
4.2.1 电路符号
4.2.2 iD～vDS特性
4.2.3 饱和时的有限输出电阻
4.2.4 p沟道MOSFET特性
4.2.5 衬底的作用——背栅效应
4.2.6 温度效应
4.2.7 击穿和输入保护
4.2.8 总结
4.3 MOSFET直流电路
4.4 作为放大器和开关的MOSFET
4.4.1 大信号工作的传输特性
4.4.2 传输特性的图解推导
4.4.3 作为开关工作
4.4.4 作为线性放大器工作
4.4.5 传输特性的解析表达式
4.4.6 关于偏置的最后说明
4.5 MOS放大电路的偏置
4.5.1 采用固定VGS的偏置
4.5.2 源极接电阻的固定VG偏置
4.5.3 栅源间接反馈电阻的偏置
4.5.4 恒流源偏置
4.5.5 最后的说明
4.6 小信号工作与小信号模型
4.6.1 直流偏置点
4.6.2 漏极信号电流
4.6.3 电压增益
4.6.4 直流分析和信号分析的分离
4.6.5 小信号等效电路模型
4.6.6 跨导gm
4.6.7 T等效电路模型
4.6.8 衬底效应建模
4.6.9 总结
4.7 单级MOS放大器
4.7.1 基本结构
4.7.2 放大器特性
4.7.3 共源（CS）放大器
4.7.4 接源极电阻的共源放大器
4.7.5 共栅（CG）放大器
4.7.6 共漏或源极跟随放大器
4.7.7 总结和比较
4.8 MOSFET内部电容与高频模型
4.8.1 栅极电容效应
4.8.2 结电容
4.8.3 高频MOSFET模型
4.8.4 MOSFET单位增益频率fT
4.8.5 总结
4.9 CS放大器的频率响应
4.9.1 三个频段
4.9.2 高频响应
4.9.3 低频响应
4.9.4 最后的说明
4.10 CMOS数字逻辑反相器
4.10.1 电路工作原理
4.10.2 电压传输特性
4.10.3 动态工作特性
4.10.4 电流和功率损耗
4.10.5 总结
4.11 耗尽型MOSFET
4.12 MOSFET的SPICE模型与仿真实例
4.12.1 MOSFET模型
4.12.2 MOSFET模型参数
小结
习题
基本习题
第5章 双极型晶体管（BJT）
引言
5.1 器件结构与物理特性
5.1.1 简化结构与工作模式
5.1.2 工作在放大模式下的npn晶体管
5.1.3 实际晶体管结构
5.1.4 埃伯尔斯－莫尔（EM）模型
5.1.5 饱和工作模式
5.1.6 pnp晶体管
5.2 电流－电压特性
5.2.1 电路符号及含义
5.2.2 晶体管特性的图解表示
5.2.3 ic与集电极电压的相关性——厄尔利效应
5.2.4 共发射极特性曲线
5.2.5 晶体管击穿
5.2.6 总结
5.3 作为放大器和开关的BJT
5.3.1 大信号工作——传输特性
5.3.2 放大器增益
5.3.3 图解分析
5.3.4 作为开关工作
5.4 BJT直流电路
5.5 BJT放大器电路的偏置
5.5.1 经典的分立电路偏置点设置
5.5.2 双电源供电的经典偏置设置
5.5.3 集基间接反馈电阻的偏置
5.5.4 恒流源偏置
5.6 小信号工作与小信号模型
5.6.1 集电极电流与跨导
5.6.2 基极电流与基极输入电阻
5.6.3 发射极电流与发射极输入电阻
5.6.4 电压增益
5.6.5 信号量与直流量的分离
5.6.6 混合π模型
5.6.7 T模型
5.6.8 小信号等效电路的应用
5.6.9 直接在电路图上进行小信号分析
5.6.10 描述厄尔利效应的扩充小信号模型
5.6.11 总结
5.7 单级BJT放大器
5.7.1 基本结构
5.7.2 BJT放大器特性
5.7.3 共发射极（CE）放大器
5.7.4 接发射极电阻的共发射极放大器
5.7.5 共基（CB）放大器
5.7.6 共集电极（CC）放大器或射极跟随器
5.7.7 总结和比较
5.8 BJT内部电容与高频模型
5.8.1 基极电荷或扩散电容Cde
5.8.2 发射结结电容Cje
5.8.3 集电结结电容Cμ
5.8.4 高频混合π模型
5.8.5 截止频率
5.8.6 总结
5.9 共发射极放大器的频率响应
5.9.1 三个频段
5.9.2 高频响应
5.9.3 低频响应
5.9.4 最后的说明
5.10 基本BJT数字逻辑反相器
5.10.1 电压传输特性
5.10.2 饱和与非饱和BJT数字电路
5.11 BJT的SPICE模型与仿真实例
5.11.1 BJT的SPICE埃伯尔斯－莫尔模型
5.11.2 BJT的SPICEGummel-Poon模型
5.11.3 BJT的SPICE模型参数
5.11.4 SPICE中BJT模型参数BF和BR
小结
习题
第6章 单级集成电路放大器
引言
6.1 集成电路设计原则
6.2 MOSFET与BJT的比较
6.2.1 MOSFET参数典型值
6.2.2 集成BJT参数典型值
6.2.3 重要特性的比较
6.2.4 MOS晶体管与双极型晶体管的结合——BiCMOS电路
6.2.5 MOSFET平方律模型的有效性
6.3 集成电路中的偏置——电流源、镜像电流源及电流导向电路
6.3.1 MOSFET基本电流源
6.3.2 MOS电流导向电路
6.3.3 BJT电路
6.4 高频响应——通论
6.4.1 高频增益函数
6.4.2 确定3dB频率fH
6.4.3 利用开路时间常数估算fH
6.4.4 米勒定理
6.5 有源负载共源和共射放大器
6.5.1 共源电路
6.5.2 共源放大器的CMOS实现
6.5.3 共发射极电路
6.6 CS与CE放大器的高频响应
6.6.1 利用米勒定理进行分析
6.6.2 利用开路时间常数进行分析
6.6.3 精确分析
6.6.4 CE放大器公式的改写
6.6.5 Rsig较小的情况
6.7 有源负载共栅和共基放大器
6.7.1 共栅放大器
6.7.2 共基放大器
6.7.3 最后的说明
6.8 cascode放大器
6.8.1 MOS管cascode放大器
6.8.2 MOS管cascode放大器的频率响应
6.8.3 BJT管cascode放大器
6.8.4 cascode电流源
6.8.5 两级cascode放大器
6.8.6 折叠型cascode放大器
6.8.7 BiCMOS cascode放大器
6.9 源极（射极）接负反馈的CS和CE放大器
6.9.1 源极接电阻的CS放大器
6.9.2 射极接电阻的CE放大器
6.10 源极跟随器与射极跟随器
6.10.1 源极跟随器
6.10.2 源极跟随器的频率响应
6.10.3 射极跟随器
6.11 一些实用的晶体管对放大器
6.11.1 CD-CS,CC-CE及CD-CE组态
6.11.2 达林顿组态
6.11.3 CC-CB与CD-CG组态
6.12 改进型镜像电流源电路
6.12.1 cascodeMOS镜像电流源
6.12.2 带基极电流补偿的BJT镜像电流源
6.12.3 Wilson镜像电流源
6.12.4 WilsonMOS镜像电流源
6.12.5 Widlar电流源
6.13 SPICE仿真实例
小结
习题
第7章 差分放大器与多级放大器
引言
7.1 MOS差分对
7.1.1 共模电压输入下的工作特性
7.1.2 差模电压输入下的工作特性
7.1.3 大信号工作特性
7.2 MOS差分对的小信号工作特性
7.2.1 差模增益
7.2.2 共模增益与共模抑制比（CMRR）
7.3 BJT差分对
7.3.1 基本工作原理
7.3.2 大信号工作特性
7.3.3 小信号工作特性
7.4 差分放大器的其他非理想特性
7.4.1 MOS差分对的输入失调电压
7.4.2 极型差分对的输入失调电压
7.4.3 双极型差分对的输入偏置和失调电流
7.4.4 共模输入范围
7.4.5 最后的说明
7.5 有源负载差分放大器
7.5.1 差分输出到单端输出的转变
7.5.2 有源负载MOS差分对
7.5.3 有源负载MOS差分对的差模增益
7.5.4 共模增益和CMRR
7.5.5 有源负载双极型差分对
7.6 差分放大器的频率响应
7.6.1 纯阻负载MOS放大器的分析
7.6.2 有源负载MOS放大器的分析
7.7 多级放大器
7.7.1 两级CMOS运算放大器
7.7.2 双极型运算放大器
7.8 SPICE仿真实例
小结
习题
第8章 反馈
引言
8.1 反馈放大器的基本结构
8.2 负反馈的一些性质
8.2.1 降低增益灵敏度
8.2.2 扩展带宽
8.2.3 降低噪声
8.2.4 减小非线性失真
8.3 四种基本的反馈拓扑结构
8.3.1 电压放大器
8.3.2 电流放大器
8.3.3 互导放大器
8.3.4 互阻放大器
8.4 串联－并联反馈放大器
8.4.1 理想情况
8.4.2 实际情况
8.4.3 总结
8.5 串联－串联反馈放大器
8.5.1 理想情况
8.5.2 实际情况
8.5.3 总结
8.6 并联－并联与并联－串联反馈放大器
8.6.1 并联－并联结构
8.6.2 重要说明
8.6.3 并联－串联结构
8.6.4 总结
8.7 环路增益的确定
8.7.1 另一种确定Aβ的方法
8.7.2 基于反馈环路的电路等效
8.8 稳定性问题
8.8.1 反馈放大器的传输函数
8.8.2 奈奎斯特图
8.9 反馈对放大器极点的影响
8.9.1 极点的位置与稳定性
8.9.2 反馈放大器的极点
8.9.3 单极点放大器的响应
8.9.4 极点放大器的响应
8.9.5 三极点或多极点放大器
8.10 基于波特图的稳定性分析
8.10.1 增益裕量与相位裕量
8.10.2 相位裕量对闭环响应的影响
8.10.3 另一种稳定性分析方法
8.11 频率补偿
8.11.1 原理
8.11.2 实现
8.11.3 米勒补偿与极点分离
8.12 SPICE仿真实例
小结
习题
第9章 运算放大器与数据转换电路
引言
9.1 两级CMOS运算放大器
9.1.1 电路
9.1.2 共模输入范围与输出摆幅
9.1.3 电压增益
9.1.4 频率响应
9.1.5 摆率
9.2 折叠cascode CMOS运算放大器
9.2.1 电路
9.2.2 共模输入范围和输出电压摆幅
9.2.3 电压增益
9.2.4 频率响应
9.2.5 摆率
9.2.6 提高共模输入范围：轨对轨输入
9.2.7 增加输出电压范围：宽摆幅镜像电流源
9.3 741运算放大器电路
9.3.1 偏置电路
9.3.2 短路保护电路
9.3.3 输入级
9.3.4 第二级
9.3.5 输出级
9.3.6 器件参数
9.4 741运算放大器的直流分析
9.4.1 偏置参考电流
9.4.2 输入级偏置
9.4.3 输入偏置电流和失调电流
9.4.4 输入失调电压
9.4.5 共模输入范围
9.4.6 第二级偏置
9.4.7 输出级偏置
9.4.8 总结
9.5 741运算放大器的小信号分析
9.5.1 输入级
9.5.2 第二级
9.5.3 输出级
9.6 741运算放大器的增益、频率响应和摆率
9.6.1 小信号增益
9.6.2 频率响应
9.6.3 简化模型
9.6.4 摆率
9.6.5 ft和SR的关系
9.7 数据转换器——导论
9.7.1 信号的数字化处理
9.7.2 模拟信号采样
9.7.3 信号量化
9.7.4 作为功能模块的A/D和D/A转换器
9.8 D/A转换器电路
9.8.1 采用二进制权电阻的基本电路
9.8.2 R-2R梯形电路
9.8.3 实际的电路实现
9.8.4 电流开关
9.9 A/D转换器电路
9.9.1 反馈类型的转换器
9.9.2 双斜A/D转换器
9.9.3 并行或快速转换器
9.9.4 电荷重分配转换器
9.10 SPICE仿真实例
小结
习题
附录A VLSI制造技术
附录B 二端口网络参数
附录C 一些有用的网络定理
附录D 单时间常数电路
附录E s域分析——极点、零点和波特图
附录F 参考文献
附录G 标准电阻值与单位前缀
附录H 部分习题答案