第1章半導體二極管及基本應用1



1.1半導體的特性1



1.1.1本征半導體2



1.1.2雜質半導體3



1.1.3PN結的形成4



1.1.4PN結的單向導電性5



1.2半導體二極管6



1.2.1二極管的單向導電性6



1.2.2二極管的伏安特性7



1.2.3二極管的主要參數8



1.3半導體二極管的基本應用9



1.3.1整流電路9



1.3.2檢波電路10



1.3.3限幅電路10



1.4特殊二極管11



1.4.1穩壓二極管12



1.4.2變容二極管14



1.4.3發光二極管14



1.4.4光電二極管15



1.4.5激光二極管15



1.5故障診斷和檢測16



1.5.1二極管的簡單測試16



1.5.2模擬電路的故障檢測方法17



1.5.3二極管電路的故障排查技術18



本章小結18



本章關鍵術語19



自我測試題19



習題20



實驗與實訓22



第2章半導體三極管及基本放大電路24



2.1半導體三極管25



2.1.1三極管的結構和符號25



2.1.2三極管的電流分配與放大原理26



2.1.3三極管的特性曲線和主要參數28



2.1.4特殊三極管簡介30



2.2放大電路的組成和主要性能指標32



2.2.1放大電路的組成32



2.2.2放大電路的主要性能指標33



2.3共發射極基本放大電路34



2.3.1共發射極放大電路的組成35



2.3.2單管共射放大電路的放大原理36



2.4放大電路的靜態分析36



2.4.1用估算法確定靜態工作點36



2.4.2用圖解法確定靜態工作點37



2.5放大電路的動態分析38



2.5.1圖解法38



2.5.2微變等效電路法42



2.6工作點穩定電路47



2.6.1溫度對靜態工作點的影響47



2.6.2靜態工作點穩定電路48



2.7放大電路的三種基本組態50



2.7.1共集電極放大電路50



2.7.2共基極放大電路52



2.7.3三種基本組態的比較53



2.8多級放大電路53



2.8.1多級放大電路的組成54



2.8.2多級放大電路的分析計算55



2.9故障診斷和檢測56



2.9.1三極管的簡易測試56



2.9.2放大電路靜態故障檢測58



2.9.3放大電路動態故障檢測58



本章小結58



本章關鍵術語59



自我測試題60



習題61



實驗與實訓64



第3章場效應管及基本放大電路66



3.1絕緣柵場效應管67



3.1.1N溝道增強型MOS管67



3.1.2N溝道耗盡型MOS管69



3.1.3P溝道MOS管簡介70



3.2結型場效應管71



3.2.1結型場效應管工作原理71



3.2.2結型場效應管特性曲線72



3.2.3場效應管主要參數72



3.2.4場效應管使用注意事項73



3.3場效應管放大電路74



3.3.1場效應管的偏置及其電路的靜態分析74



3.3.2場效應管的微變等效電路75



3.3.3共源極放大電路76



3.3.4共漏極放大電路78



3.3.5共柵極放大電路79



3.4故障診斷和檢測80



3.4.1自偏壓電路的故障檢測80



3.4.2共源極電路的故障檢測80



本章小結80



本章關鍵術語81



自我測試題81



習題82



實驗與實訓83



第4章放大電路的頻率響應85



4.1頻率響應的一般概念85



4.1.1幅頻特性和相頻特性85



4.1.2通頻帶86



4.1.3頻率失真86



4.1.4波特圖87



4.2三極管的頻率參數90



4.2.1共射截止頻率90



4.2.2特征頻率91



4.2.3共基截止頻率91



4.3單管共射放大電路的頻率響應92



4.3.1混合π等效電路92



4.3.2阻容耦合單管共射放大電路的頻率響應93



4.3.3直接耦合單管共射放大電路的頻率響應95



4.4多級放大電路的頻率響應96



4.4.1多級放大電路的幅頻特性和相頻特性96



4.4.2多級放大電路的上限頻率和下限頻率96



本章小結96



本章關鍵術語97



自我測試題97



習題98



實驗與實訓99



第5章集成運算放大器101



5.1集成運算放大器的基本特點及基本組成101



5.1.1集成運算放大器的基本特點102



5.1.2集成運算放大器的基本組成102



5.2電流源電路103



5.2.1鏡像電流源103



5.2.2比例電流源103



5.2.3微電流源104



5.3差動放大電路105



5.3.1差動放大電路的靜態分析106



5.3.2差動放大電路差模信號的動態分析107



5.3.3差動放大電路共模信號的動態分析108



5.3.4帶恆流源的差動放大電路110



5.4集成運算放大器中的中間級和輸出級電路112



5.4.1復合管電路112



5.4.2集成運算放大器的輸出電路112



5.5通用集成運算放大器113



5.5.1通用型集成運算放大器F007113



5.5.2集成運算放大器的主要參數115



5.5.3理想運算放大器117



5.5.4集成運放使用中的幾個問題118



5.6故障診斷和檢測119



本章小結120



本章關鍵術語120



自我測試題121



習題122



實驗與實訓125



第6章模擬信號運算與處理電路126



6.1基本運算電路126



6.1.1比例運算電路126



6.1.2求和運算電路129



6.1.3積分與微分運算電路131



6.2對數和指數運算電路136



6.2.1對數運算電路136



6.2.2指數運算電路136



6.3模擬乘法器及其應用137



6.3.1乘法器的工作原理137



6.3.2乘法器應用電路138



6.4有源濾波器139



6.4.1濾波電路的作用和分類140



6.4.2低通濾波器140



6.4.3高通濾波器141



6.4.4帶通濾波器142



6.4.5帶阻濾波器142



6.5電壓比較器143



6.5.1過零比較器143



6.5.2單限比較器144



6.5.3滯回比較器(施密特觸發器)145



6.5.4窗口比較器146



6.5.5集成電壓比較器147



6.6信號檢測繫統中的放大電路148



6.6.1測量放大器149



6.6.2電荷放大器150



6.6.3隔離放大器150



6.7故障診斷和檢測153



6.7.1同相運算電路的故障檢測153



6.7.2反相運算電路的故障檢測153



6.7.3加法運算電路的故障檢測153



6.7.4比較器電路的故障檢測154



本章小結154



本章關鍵術語155



自我測試題155



習題156



實驗與實訓159



第7章反饋放大電路162



7.1反饋的概念163



7.1.1反饋的基本概念163



7.1.2反饋的一般表達式164



7.2負反饋放大電路的組態165



7.2.1電壓串聯負反饋放大電路165



7.2.2電壓並聯負反饋放大電路166



7.2.3電流串聯負反饋放大電路167



7.2.4電流並聯負反饋放大電路168



7.3負反饋對放大電路工作性能的影響169



7.3.1提高放大倍數的穩定性169



7.3.2減小非線性失真170



7.3.3拓寬頻帶170



7.3.4改變輸入電阻和輸出電阻171



7.3.5放大電路引入負反饋的一般原則172



7.4深度負反饋放大電路的分析計算173



7.4.1利用關繫式Af≈1F估算反饋放大電路的電壓放大倍數173



7.4.2利用關繫式Xi≈Xf估算反饋放大電路的電壓放大倍數174



7.4.3深度負反饋放大電路計算舉例174



7.5負反饋放大電路的自激振蕩和消除方法176



7.5.1產生自激振蕩的條件和原因176



7.5.2消除自激振蕩的常用方法176



7.6故障診斷和檢測178



本章小結178



本章關鍵術語178



自我測試題179



習題180



實驗與實訓182



第8章信號發生電路185



8.1正弦波信號發生器186



8.1.1正弦波振蕩電路的基本概念186



8.1.2RC正弦波振蕩電路187



8.2LC正弦波信號發生器190



8.2.1LC並聯電路的特性190



8.2.2變壓器反饋式振蕩電路192



8.2.3電感三點式振蕩電路193



8.2.4電容三點式正弦波振蕩電路194



8.2.5石英晶體振蕩電路196



8.3非正弦信號發生電路198



8.3.1方波發生電路198



8.3.2三角波發生電路200



8.3.3壓控振蕩器202



8.4故障診斷和檢測203



8.4.1正弦波發生電路的故障故障檢測203



8.4.2非正弦波發生電路的故障檢測203



本章小結204



本章關鍵術語204



自我測試題204



習題205



實驗與實訓208



第9章功率放大電路211



9.1功率放大電路的基本要求及分類211



9.1.1功率放大電路的基本要求211



9.1.2功率放大電路的分類212



9.2互補對稱式功率放大電路213



9.2.1OCL乙類功率放大電路213



9.2.2OCL功率放大電路參數分析計算214



9.2.3OCL甲乙類功率放大電路216



9.2.4單電源功率放大電路218



9.2.5前置級為運放的功率放大電路218



9.3集成功率放大電路219



9.3.1集成功率放大器LM386簡介219



9.3.2集成功率放大器LM386的應用220



9.4故障診斷和檢測221



9.4.1甲類功率放大器的故障檢測221



9.4.2甲乙類功率放大器的故障檢測222



本章小結222



本章關鍵術語222



自我測試題222



習題224



實驗與實訓226



第10章直流穩壓電源228



10.1直流穩壓電源的基本組成228



10.2濾波電路229



10.2.1電容濾波電路229



10.2.2LC濾波電路232



10.2.3RC濾波電路233



10.3串聯型直流穩壓電路233



10.3.1電路組成和工作原理234



10.3.2輸出電壓的調節範圍235



10.3.3調整管的選擇235



10.3.4穩壓電源過載保護電路237



10.4集成穩壓器239



10.4.1三端集成穩壓器的組成239



10.4.2三端集成穩壓器的應用241



10.4.3三端式可調集成穩壓器244



10.5開關型穩壓電路245



10.5.1開關型穩壓電路的特點和分類245



10.5.2開關型穩壓電源的基本工作原理245



10.6故障診斷和檢測248



10.6.1變壓器故障檢測248



10.6.2濾波電路故障檢測248



10.6.3穩壓電路故障檢測248



本章小結248



本章關鍵術語249



自我測試題249



習題250



實驗與實訓252



附錄AMultisim 10簡介255



附錄B部分習題參考答案257



參考文獻261

電子技術是目前發展快的學科之一。當今正處於一個學習的時代，知識的不斷更新給學習者帶來了很大的壓力。為學生提供一本深入淺出、通俗易懂的教材，是我們一直奮鬥的目標。一本合適的教材，除了在內容方面符合規定的教學要求外，更要立足於讀者的基礎和需求，按照科學的認識規律，引導讀者循序漸進地學習新的知識。



我們在編寫本書時，根據本課程各章節間的內在聯繫，按照循序漸進的原則，注意前後緊密配合，確定每章節的內容和要求，並優先做到突出重點，分散難點，力求對不同學時和深、廣度要求有區別的專業都能適用。本教材以“必需、夠用”為度，力求少而精。從職業院校學生的實際情況出發，酌情處理文字敘述的詳略和電路的復雜程度，將理論學習、電路軟件仿真和實驗設計有機結合。



本教材為適應高職高專學生能力培養的需要，立足於電路的典型性、教學的需要和實際應用。為滿足不同教學需要，本教材進行了以下改進。



（1）在各節後增加了思考題，每章後增加了自測題，每章節的內容作了部分調整，減少了原理性的分析討論，增加了模擬集成電路實際應用，以提高學生的學習技能和實際應用能力。



（2）根據高職高專教學要求和特點，減少不必要的定量分析，采用定性分析來獲得其基本知識。如負反饋放大電路輸入和輸出電阻以定性分析為主。



（3）增加了故障診斷部分，這部分主要介紹故障診斷技術，講述與該章內容相關的一些測試方法、常見故障的排除方法。



（4）增加每章回顧內容，每章末尾增加本章小結、本章關鍵術語和自我測試題。



（5）為提高學生應用EWB或Multisim的能力，在附錄增加了Multisim虛擬電子工作平臺的內容，供學生課後學習和選做相關實驗內容，有助於學生掌握用Multisim進行電子技電路參數設計的方法，培養學生應用計算機技術進行電路調試的能力。



本書由楊碧石、戴春風、陸鼕明共同編著，由楊碧石負責全書內容的總體策劃、統稿和全書的審定。在本書編著過程中，還得到了居金娟、趙青、劉建蘭、嚴飛、王力和車玲等老師的大力支持和幫助，他們對書稿提出了寶貴的意見，在此，向他們表示衷心的感謝。



希望本教材能夠得到專家、同行和學生的認可，歡迎廣大讀者對本書提出改進意見和建議。







編著者