电子电路分析与设计-半导体部分.pdf

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电子电路分析与设计-半导体部分.pdf Electronic Circuit Analysis and Design Donald A. Neamen 著 赵桂钦 卜艳萍 译
关于作者 onald Seamen.是 New mexico大学电子与计算机r程系的教授副系主任。他在New Mexico大学获得博士学位后,成为 Hanscom室军基地固态科学实验室的电子工程师。1976 年,他在 New mexic大学ELE系任助理教授,负责讲授半导体-理与器件、电子学等课程。 1980年 Seamen教授获得 Ncw Mex大学杰出教师奖。1983年和1985年,被 Tau beta P评为工程学院的杰出教师。1990年及1994~19年,被EFCE系的毕业生评为最有才华 的教师。他还获得了工蓕学院1994年度教学优秀奖。 除教学之外, Neaten教授还为 Martin marietta公司 Sandia国立实验室、 Raytheon公司 工作。他发表过多篇论文,另外还写作出版了《半导体物理与器件:基本原理》(第2版)一书。 原则与目的 《电」电路分析与设计》是为电子与计算机工程专业的大学生编写的电子学主要教材。木 书第2版的日的是为分析和设计模拟数字电子电路提供基本方法 现在,大多数电子电路都设讦为集成电路(IC),在集成电路中,整个电路加工制造在一个 半导体材料单片上。集成电路可以包含上百万个半导体器件和其他元件,能完成许多复杂的 功能,微处理器就是这样一科电路。我们最终的目标是要理解这些集成电路的工作原理特性 及其局限性 本书首先对分立晶体管电路进行分析和设计然后逐渐增加所学习电路的复杂性。读者 最终应能够分析和设计集成电路的基本单元,如数字逻辑门等。 本书对电子电路的复杂课题只进行介绍而不包括更进步的引深材料。惚砷化镓之类的材 料用于特殊领域的特蛛技术,尽管在儿个持殊的应用中叮能会提到它的用途,但在书中并不专门介 绍此类技术。IC的设计与制造在本书中也没有涉及,因为这些主题单独就可以写成一书 计算机辅助分析与设计(1 Spice) 计算机分析和计算机辅助设计(CAD)在电子学中占有非常重要的地位。 SPICE(Smua tion Program with Integrated Circuit Emphasis,以集成电路为重点的仿真程序)是目前最流行 的电子电路仿真程序之一,它是由 California大学开发出来的。YSpe是SPCE的个人计算 机版。书中包括一个介绍Pc电路建模程序的内容详尽的附录B。该附录给/了过用实 例,教师可住本课程的任何部分介绍 PSpice 我们认为,在介绍性的电子課程中应谨慎使用计算机分析。这种介绍性课程的目的是为 了学习器件模型基础电路结构和电路的基本特性。我们相信通过手算的方法分析和计算电 路可以加强认识。因此,在本课程中,计算机分析仅作为对手算分析结果的检验。 在本书的一些地方,给出了与手算结果相关的Ⅳpice结果。书屮还列出了与计算机仿真 结果相对应的 Pspice图表。最后儿章包含计算机仿真的特殊问题。教师可随意将 ISpice用 于自测题或以题,来验证手算分析的正确性 在本书的一些章节中,尤其是频率响应反馈中,频繁使用了计算机分析。即使在这种情况 下,计算机分析仍需在掌握∫电路的基本特性之后进行。计算机仿真程序是帮助用户分析和设 计电子电路的具,我们必须对电路分析的基本概念有彻底的理解这绝不能由计算机取而代之。 强调设计 设计是L程的核心。好的设计是由大量的分析经验发展而来的。本书在对电路的分析中 指出了它们的各种特点和性质、其目的在于找到电路设计中所需的感觉 本书包括计多设计例题设计自测题以及各章尾的设计题。这些问题是用一个R)战 D来标识的R)主要是对已经设计好的电路进行再设计。冉设计问题通常都比较简单,并 ∏大多数结果都是性一的、满足外在的设计标准是设计过程的第一步。标有D的是真正的 设计问惠,在一般情况下,辶的解决方案不是性一的。本书各章尾都有扩展性的设计题 预备知识 木的使用对象是电子与计算机工程专业三年级学生。要求学生应预先了解电子电路的 直沉分析、正弦稳态分析以及RC电路的暂态分析方面的知识。书中广泛使用了 Thevenin定 埋和Norn定理这些网络概念。另外,还需要 Laplace变换等背景知识。而对半导体器件物 理方面的预备知识不作要求, 组织结构 本书由三部分构成。第1部分的内容为前8章,包括半导体器件及其在基本电路中的应 用。第章介绍半导体材料利二极管。第2章介绍二极管在电路中的应用。第3章介绍双极 型旵体管。第4章谢述双极型晶体管在线性放大器中的运用。第5章讨论场效应管(FET), 币点是金属氧化物半导体FFT( MOSFET)。第6章介绍FET构成的线性放大器。尽管对 双极型品体管的讨论先于FFT,但这几章在写作上是相互独立的,因此,FET及其电路也可 放在双极型晶体管之前讨论。第7章是晶体管及晶体管电路的频率响应。第8章介绍了包括 功率放大器在内的一些特殊应用。 尽管许多IT电路和FE电路的结构非常相似我们仍认为第1部分的重点应该放在 分析和设计技巧F:。因此,如果将这两种类型的晶体管放在同-章将会引起不必要的困惠 在第2部分,两种类型的晶体管电路会在同一章出现。 第1部分介绍的基本上是电子学的基本褫念。第2部分涵盖了模拟电子学更深一步的 内容。第3部分介绍数字电子电路。后两部分是相互独立的,它们在书中的次序可以交换, 尽管许多学生和教师不会考虑从第6章跳到第16章。 第2部分包括第9~15章这一部分包含了许多先进的模拟电子技术,其重点是运算放大器。 第9章介绍理想运鲜放大器和理想运算放大器电路。第10章分析恒流源偏置电路介绍有源负载, 二者在集成电路中都有广泛的应用。差动放大器是运算放大器的心脏,第11章对此进行了讨论。 第12章分析了反馈。第13章的内容涉及构成运算放大器的各种电路的分析和设计。第14章 分析模拟C中的非理想效。第15章讲的是C在有源滤波器振荡器等方面的应用。 第3部分由第16章和第17章组成,包括T和FET逻辑门在内的数字电子技术的基 本内容。第16章分析了MOS数字电子电路。因为 MOSFET在数字电子技术中应用广泛, 所以对它们的介绍先于双极型电路。第17章介绍双极型数字电路,射极耦合逻辑电路和典型 的喆体管晶体管逻辑电路 本书最后附有五个附录。跗录A给出了物理单位及其相互间的转换。附录B介绍 pice及分析类型,给出了几个关于 PSpice电路模型及其输出响应的例题,并对几个有用的 题门提供了S和 PSpice的完整讨论,使读者能够借此掌握 PSpice。附录C是制造商提供 的一些器件和电路的数据表。附录D列出了标准电阻屯容参数。附录E给出的是各章末尾 部分习题的答案。 第2版的特点 ●每章都有一个概述,介绍本章的基本内容。概述将本章与前面章节的内容相互衔接,同 时说明学习本者的日的,即读者应在本章学到哪些知识。 ·大量贯穿全书始终的应用实例强化了所涉及的理论概念。这些例题提供了分析和设计 的所有细节,读者不需要对这些分析和设计进行补充 ◆白测题贯穿于每章的始终,这些问题通常出现在某个例题之后,而不是很长的一节之 后,这样有利于读者随时检查对所学主要内容的理解程度。每个自测题都给出∫答案 这样读者就不必到书后寻找答案。解答这些问题有利于读者对任前所学内容的掌握 ●每一章都有解题技巧来帮助诙者分析电路。尽管问题的解决有不同的方法,这些解题 技巧仍有助于读者对电路的分析 ●每章最后都有小结,用来总结本章的全部结论,并复习本章涉及的基木概念。 ◆小结之后紧跟着个要点。这一部分说明学习本章的目的利读者应具备的能力。要点 为进入下一章的学习提供帮助。 每章未尾都有一些复习题。这些问题用于自我测验,它能帮助读者了解自己对木章概 念的掌握程度 ●每章最后还设计了大量的习题,这些习题与各小节的主题相对应。第2版增加了约300 个新的习题。这些习题的设置涵盖了各种难度。用RD表示再设计型问题,用D表示 设计型问题,用星号(*)代表难度较大的问题。引题还包括分立的计算机仿真间题和 扩展性的设计问题 ●附录E给出了部分习题的答案。读者知道这些间题的答案有助于问题的解决。 ·附录C屮给出了制造商提供的数据图表,用来选择器件和电路。这些数据图表使读者 可以将所学的基本概念含和电路特性与实际的电路特性和局跟性联系起来 提供一个包含200个重要图形的 PowerPoint幻灯片的网址,一个与EWB和其他重要网址 链接的解答手册,以及本书的补充资料。网址为htp://ww.mhhe. am/neame 致谢 我对白己多年来教过的学生心存感激,他们对本书的改进给∫很多帮助。他们的热心利 建设性的批评是无价的。每当他们认为发现了教授出现的某个失误时,都异常高兴,这一点对 我来说是十分宝贵的。我还要感谢 New mexico大学的Cow教授、 Hawkins教授及MNe教 授,他们在教学中使用了第1版,并提出了非常好的改进建议。 感谢 New mexico大学为写作本书提供的良好环境 我要感谢 MCGraw -hill版社的热情支持。感谢出版发行人 Tom Cascon、主编 Catherin lds给予的鼓励和支持。特别感谢 MeGraw-Hil的高级开发编辑 Kelley butcher,她对每 细节的关注,她的大力支持,以及在整个项目屮表现出的自始至终的热情都有目共睹,令我感 激。感谢项目经理 Karen nelson所作出的努力,他指导了本书的后期工作直到出版,这些努 力包括对我在校对工作中温和而坚定的督促。 我要感谢四个特别小组:个是原始手稿各个阶段的评阅人;第二个是花费整个宝贵的周 末来讨论和评估原稿计划的中心小组;第二个是正确性检查小组,他们对例题、自测题和习题 进行了检查,以减少我引人的错误;第凹小组由一些个人纽成,他们审阅了本书的第1版和第 2版的手稿。他们的T作以及提出的建议使这本书更加完善。他们对本书所作的不可估量的 的贡献是大家公认的 第1版的评阅者 中心小组参与者 Timothy F darling Liniversity of california Donnie k rein Santa barbara Michigan State University Daniel. moore Richard Hester Rose Huiman Institute of Texus instruments echnology Peter E. Engler R.G. Deshmukh New Jersey Institute of Technology Florida institute of Tethnology Mahmood Khalil najafi California Polytechnic state University of Michigan Ann Arbor University-Sun Luis Obispo Godi fischer Stuart M. Wentworth Auburn Univers it rhude isle Bruce Johnson anjan University of north Carolina University of Nevada Reno Charlotte Dennis Polla Arthur f. wituls Univer siry of minnesota University of arizona Donnie K. reinhard Michae hassel Michigan State Universit Cali State uni比er Raymond s winton Long beach Mississippi Stute University Glen c. gerhard Wesley (. Lawson University of arizona University of Maryla Daniel moore Fugene D. Fabricius Rose Hulman institute o California Polytechnic State Technology Universiry San Luis obispo Ronald s, gyurcsik Glen C. gerhard North Carolina state university HiversErv'O∫A David Dumin Clemson University James c. gottling Chiu state tin Danie] W. Hart 正确性检查者 Valparaiso university Daniel j. moore William wilson Rose Hulman institute Rice Universitv Technology Anura P Jayasumana William davis Colorado stute University VErginia Polytechnic Institute and Charles e smith State university University of Mississippi Paul Weston Robert j. krueger Univeryity of Illinois-Urbana University of wisconsin Hongyan diao University of houston Philip c. munro Calvin l finn youngstown State University 更 diversity of idaho Thomas Wong Tony King Ilinois Institute of Technology University of Houston George Alittiras John brews Virginia Polytechnic lustitute und Universiry of Arizona Siate vniversity Steven M. durbin Howard Hao wu Florida sture university University of HOustON Martin feldman Montane wade Louisiana stute umireryitI' Tennessee spute (niversity Jack lee william schneider University af Te rus at AustiN Univer vitr of Houston Daniel moore Carl erickson Rose Hulman Institute of Messiah College Techiotesy william kulin farid najm Virginia Polytechnic institute and I'niversity of lllinois- Stare (miversity Urhana-Chuurtouign Maritza kozicki Mehmet ozturk Sain stone North carolina state universit Donald parke 第2版的评阅者 Texas A&m universit Kay d. Baker Andrew Rys Utah Stule Universi!l Kunsus State [ini1ersitl Paul Benkeser Mahmoud wagdy Georgi lnstitute of Techmology Calfornia state university Long Beach 读者对本书的任何意见、建议或校止都请通过以下地址转寄给我: MCgraw-Hil,1333 Burr ridge parkway, lurr ridge, IL 6052E Donalda seamen 内容简介 木书系统地介绍了电子学的基木概念模拟电路和数电路的结构及特点,以及各种电路的设计方法。电 子学的内容包括¥导体材料、器件(二极管、三极管、场效应管)及其基本电路、理想的集成运算放大器;模拟电路 包括理想运算放大器及其纠成部分、构成运算敞大器的各种电路集成运算放大器的非理想效应运算放大器在 有源滤波器振荡器中的减用;数字电路包括BT和FT逻辑门在内的数字电子技术的基本内容和设计方法。 本书结构设计合理,理论讲述透彻,包含大量实际应用模型的例题,全面清晰地剖析了电峰的分析和设计方法 书可以作为电子学、通信计算机等专业的本科成研究生教材,也可供电子工程技术人员参考 Mc Donald A.Ncamcn Electronic Circuit Analysis and Design, Second Edition ISBN:0-7-240957-6 Cxpyrightc 2001, 1996 by the McGraw-Hill Companies, Inc Original language published by The Mcgraw-Hill Companies, Inc, All rights reserved. No Part of this publication may be reproduced or distributed in any means, or stored in a database or retrieval systern withour the prior written permission of the publisher Simplified Chinese translation ddition jointly publishied hy McGraw-Hill Education( Asia)Co. and Publish ing House ol Electronics Industry 本书中文简体字翻译版由电子工业出版社和美国麦格劳希尔教育亚洲)出版公问合作出版。未经出版者预 先节面许叮不得以任何方式复制哦抄袭本书的任何部分。 木书封底贴有Mw-Hi公激光防伪标签,无标签者不得销售 版权贸易合同登记号:01-20022413 图书在版编目(C问数据 电子电路分析与设计冮美]尼曼( Seamen,A.)著;赵桂钦,卜艳萍译一北京:电子工业出版社,2003.1 〔国外电子信总科学经典教材系列 书名原文: lectronic Circuit Analysis and Dlesign ISBn T5053-762l7 电…·∏、①尼…②赵…③卜…Ⅲ.①电子电峂电路设计一教材②电子电路一电路分析一教材 ⅣTN710 国版丰图书馆CIP数据核字(2002)第108218号 赉任编辑:邓小瑜赵厕松 印刷:北京大中印刷厂 出版发行:电厂工业出版杜hp:/www.phi.oon.cn 北东市海淀区万寿路173信箱邮编100036 经销:各地新华书店 开本:87×109116印张:62.25字数:1594千字 版次:2003年1月第L版2003年1月第1次印刷 印数:500册定价:86,元 凡购买电子了业出版社的图书如有缺损问题,请问购买店调换。若书店售缺,请与本社发行部联系 联系电话:(00)6829077 目录 第1部分半导体器供及其甚本应用 第1章半导体材料及二极管 郾bb↓bb·唱■▲ hik凸b44 ■■■■■L■■甲【甲甲司晷【■ 1,0概述 ■■■11 1.1半导体材料及其特性:…… 1.1.1本半导体… ■■■■ 1.1.2杂质半导体… 1.1.3漂移电流和扩散电流 甲罪甲■■郾罪■司郾郾■郾LL 7 l.1.4过剩载流子 門「昏■!甲普普■■■卜·晶■昏山 1.2FN结……… 1.2.1平衡状态下的结 ■督冒 10 1.2.2PN结反向偏宵 2.3刊结正向偏置 2,4在理想情况下电流电压的关系… 日F日日1B日日十血‘t:=甲甲罪即 13 1.2.5N结二极管 ■■■■■■■■■罾甲4普平冒晋}昏■■_■日普h■晋晋■山如画bt 14 1.3∵极管电路:直流分析及其模型 亠昌A.A 17 1.3.1迭代法和图解法…… ………18 1.3.2分段线性模型…1… 20 计算机仿真与分析 ■自■·血由血■中即血■■』那甲 22 1.3.4极管模型概要… ■■■甲 看着_甲■4■■■ …………………23 1.4极管电路:交流等效电路…… …………………23 4.Ⅰ正弦分析…………………………………… 23 4.2小信号等效电路 山▲L·▲ h 1.5其他类型的极管…… …………s………26 1.5,I太阳能电池… 26 1.5.2光电二被 27 1.5.3发光二极管 D自血血··甲中甲罾普 27 5.4肖特基势垒栅二板管…… …27 1.5.5齐纳ˉ极晉 ………29 1.6小结 第2章二极管电路 37 2.0慨述… ………37 2.1整流电路 r■■■ ▲晶■甲如甲 2.1.1半波整流… 38 2.1.2全波整流…………… 血■t■血血t■

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hyb1115 这本也是这样的——不是很清晰,看着不那么舒服。但是还是很有用的。
2020-06-03
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