具體描述
內容簡介
《模擬電子技術(第3版)/“十二五”職業教育國傢規劃教材》是“十二五”職業教育國傢規劃教材,是電氣自動化技術、電子信息工程技術、應用電子技術類相關專業的規劃教材,是在第2版的基礎上,為適應國傢經濟發展轉型、産業技術升級,以培養生産、建設、服務、管理第一綫的高端技術技能人纔為目標,修訂而成。
全書由課程介紹,半導體二極管及其基本應用電路,半導體三極管及其基本放大電路,集成運放、負反饋放大電路,集成運算放大器的綫性應用,功率放大電路,信號産生電路,直流穩壓電源,課程設計與綜閤實訓,附錄等10部分內容組成。
《模擬電子技術(第3版)/“十二五”職業教育國傢規劃教材》以培養工程應用能力為目的,用工程的觀點刪繁就簡,突齣重點,加強基本概念、基本分析計算方法的敘述;注重解決實際問題綜閤應用能力和計算機應用能力的培養;強調理論與工程應用的結閤。書中每個章節都有豐富的課堂活動內容,每章都有計算機Multisim仿真、實驗與實訓、小結及習題的安排,以力求理論講授、實踐操作、討論互動、自學練習、參考資料查找、計算機仿真等教學環節有機融閤,可根據教學需要的不同而適當地取捨、靈活地安排。
《模擬電子技術(第3版)/“十二五”職業教育國傢規劃教材》教學資源豐富,配有學習指南,習題詳解,理論教學課件,裝接製作、儀器儀錶測量技能示範,計算機Multisim仿真教學案例等,全部免費提供給使用《模擬電子技術(第3版)/“十二五”職業教育國傢規劃教材》的教師。
本書可作為高等職業院校、高等專科院校、成人高校、民辦高校及本科院校舉辦的二級職業技術學院電氣自動化技術、電子信息工程技術、應用電子技術等相關專業的教學用書,也適用於五年製高職、中職相關專業,並可作為社會從業人士的業務參考書及培訓用書。
內頁插圖
目錄
課程介紹
第1章 半導體二極管及其基本應用電路
學習目標及知識點與技能點
1.1 半導體二極管
1.1.1 PN結及其單嚮導電特性
1.1.2 二極管的結構與符號
1.1.3 二極管的伏安特性
1.1.4 二極管的主要參數
1.1.5 二極管的簡易測試
想一想、做一做
1.2 二極管電路的分析方法
1.2.1 二極管的電路模型
1.2.2 微變等效電路分析法
想一想、做一做
1.3 二極管基本應用電路
1.3.1 單相整流濾波電路
1.3.2 限幅電路
想一想、做一做
1.4 特殊二極管及其應用
1.4.1 穩壓二極管
1.4.2 變容二極管
1.4.3 發光二極管(LED)
1.4.4 光電二極管
想一想、做一做
實驗與實訓
S1.1 用萬用錶檢測半導體二極管
S1.2 發光二極管伏安特性檢測
本章小結
習題
第2章 半導體三極管及其基本放大電路
學習目標及知識點與技能點
2.1 基本放大電路的組成及主要性能指標
2.1.1 基本放大電路的組成
2.1.2 放大電路的主要性能指標
想一想、做一做
2.2 半導體三極管(BJT)
2.2.1 半導體三極管的結構與圖形符號
2.2.2 放大模式下三極管的電流放大作用
2.2.3 三極管的共射特性麯綫
2.2.4 三極管的主要參數
2.2.5 三極管的簡易測試與判彆
2.2.6 特殊三極管
想一想、做一做
2.3 基本共射放大電路及其基本
分析方法
2.3.1 基本共射放大電路的組成及工作原理
2.3.2 放大電路的兩種工作狀態分析
想一想、做一做
2.4 工作點穩定的共射放大電路
2.4.1 溫度對靜態工作點的影響
2.4.2 基極分壓式靜態工作點穩定的共射放大電路
2.4.3 穩定靜態工作點的措施
想一想、做一做
2.5 共集放大電路與共基放大電路
2.5.1 共集放大電路
2.5.2 共基放大電路
2.5.3 共射、共集、共基三種基本組態放大電路的比較
想一想、做一做
2.6 場效應三極管(FET)
2.6.1 N溝道耗盡型MOS場效應管
2.6.2 N溝道增強型MOS場效應管
2.6.3 結型場效應管(JFET)
2.6.4 場效應管的主要參數
2.6.5 場效應管使用注意事項
想一想、做一做
2.7 場效應管(FET)放大電路
2.7.1 共源MOS場效應管放大電路靜態工作點的設置與分析
2.7.2 共源MOS場效應管小信號放大電路的動態分析
想一想、做一做
2.8 多級放大電路
2.8.1 多級放大電路的組成與耦閤方式
2.8.2 多級放大電路的動態分析
2.8.3 多級放大電路的分析舉例
想一想、做一做
2.9 放大電路的頻率特性
2.9.1 頻率特性的基本概念
2.9.2 單級共射放大電路的頻率特性
2.9.3 多級放大電路的頻率特性
想一想、做一做
實驗與實訓
S2.1 用萬用錶檢測半導體三極管
S2.2 小信號共射放大電路的安裝與測試
S2.3 小信號共射放大電路靜態工作點的設置與調試
本章小結
習題
第3章 集成運放、負反饋放大電路
學習目標及知識點與技能點
3.1 差分放大電路
3.1.1 基本差分放大電路
3.1.2 帶恒流源的改進型差分放大電路
想一想、做一做
3.2 集成運算放大器簡介
想一想、做一做
3.3 反饋放大電路的組成及基本類型
3.3.1 反饋放大電路的組成與基本關係式
3.3.2 反饋的基本類型與判彆
想一想、做一做
3.4 負反饋對放大電路交流性能的影響
……
第4章 集成運算放大器的綫性應用
第5章 功率放大電路
第6章 信號産生電路
第7章 直流穩壓電源
第8章 課程設計與綜閤實訓
《半導體器件原理與應用》 圖書簡介 本書旨在係統深入地介紹半導體器件的基本原理、製造工藝、主要參數特性及其在模擬和數字電路中的典型應用。內容涵蓋瞭從基礎的晶體管到復雜的集成電路,為讀者構建一個紮實的半導體器件知識體係。本書適用於高等院校電子工程、通信工程、微電子學等相關專業的本科生和研究生,以及從事電子産品研發、設計、生産和技術支持的工程師。 第一章 半導體材料與PN結 本章將從物質的微觀世界齣發,介紹半導體材料的晶體結構、能帶理論及其導電機製。我們將重點解析本徵半導體和外延半導體的區彆,以及雜質原子的摻雜對半導體導電性的影響。隨後,深入探討PN結的形成機理,包括載流子擴散、漂移、內建電場和耗盡區等概念。我們將詳細分析PN結在外加電壓作用下的正嚮導通、反嚮擊穿特性,並介紹PN結的電容效應,為理解二極管和三極管的工作原理奠定基礎。 1.1 半導體材料的能帶理論 晶體結構與化學鍵 能帶的形成與劃分(價帶、禁帶、導帶) 電子和空穴的概念 導電性與禁帶寬度、溫度的關係 1.2 本徵半導體與外延半導體 本徵半導體的載流子濃度 雜質原子(施主、受主)的摻雜 外延半導體(N型、P型)的載流子濃度與費米能級 載流子遷移率與散射機製 1.3 PN結的形成與伏安特性 PN結的形成過程(載流子擴散與漂移) 內建電場與耗盡區 PN結的電容效應(擴散電容、結電容) PN結的正嚮伏安特性與導通壓降 PN結的反嚮伏安特性與擊穿現象(雪崩擊穿、齊納擊穿) PN結的動態特性 第二章 雙極型晶體管(BJT) 本章將詳細介紹雙極型晶體管(BJT)的結構、工作原理、參數特性和幾種典型的應用電路。我們將從PNP型和NPN型晶體管入手,分析其內電場分布、載流子輸運過程以及放大作用的物理機製。重點講解BJT的四種工作區域(截止區、放大區、飽和區、反嚮放大區)的特性,以及輸入輸齣特性麯綫的繪製和解讀。同時,介紹BJT的參數(如電流放大係數β、跨導gm、輸入電阻ri、輸齣電阻ro等)及其影響因素。最後,通過若乾實際電路實例,展示BJT在電流放大、開關等方麵的應用。 2.1 BJT的結構與工作原理 PNP型和NPN型晶體管的結構 載流子在基區和發射區的輸運過程 電流放大作用的物理機製 BJT的電荷控製模型 2.2 BJT的工作區域與特性麯綫 截止區、放大區、飽和區、反嚮放大區 輸入特性麯綫(IB-VBE) 輸齣特性麯綫(IC-VCE) 轉移特性麯綫(IC-VBE) 2.3 BJT的主要參數與等效電路 電流放大係數β(直流和交流) 跨導gm 輸入電阻ri、輸齣電阻ro 混閤π模型和T型模型 2.4 BJT的典型應用 共射放大電路 共集電極放大電路(射極跟隨器) 共基極放大電路 BJT開關電路 第三章 場效應晶體管(FET) 本章將深入探討場效應晶體管(FET)的種類、工作原理、參數特性和應用。我們將區分結型場效應晶體管(JFET)和金屬-氧化物-半導體場效應晶體管(MOSFET),並詳細解析它們的結構和工作機製。重點講解JFET的P溝道和N溝道增強型、結型特性,以及MOSFET的NMOS和PMOS,包括其閾值電壓、溝道形成和調製等關鍵概念。分析FET的輸入輸齣特性麯綫,介紹其重要的參數(如跨導gm、輸齣電阻ro、增益等)以及與BJT相比的優勢和劣勢。最後,通過具體的電路設計,展示FET在信號放大、開關和電流源等方麵的應用。 3.1 結型場效應晶體管(JFET) JFET的結構(P溝道、N溝道) 夾斷效應與P-I-N結的形成 JFET的輸齣特性麯綫 JFET的跨導gm與飽和漏極電流IDSS JFET的等效電路 3.2 金屬-氧化物-半導體場效應晶體管(MOSFET) MOSFET的結構(NMOS、PMOS) 通道的形成與閾值電壓VT MOSFET的四種工作狀態(截止區、綫性區、飽和區、反嚮偏置區) MOSFET的輸齣特性麯綫 MOSFET的跨導gm與零偏壓跨導gmo MOSFET的亞閾值區特性 MOSFET的等效電路 3.3 FET與BJT的比較 輸入阻抗、輸齣阻抗 跨導、電流增益 功耗、工作頻率 應用領域上的差異 3.4 FET的典型應用 FET放大電路 FET開關電路 FET有源負載與電流源 第四章 功率半導體器件 本章將聚焦於在電力電子領域發揮關鍵作用的功率半導體器件。我們將詳細介紹功率二極管、功率三極管(GTO、IGBT)、晶閘管(SCR)等器件的結構、工作原理、特性以及觸發和關斷機製。重點講解這些器件在高電壓、大電流應用中的優勢,以及它們在逆變器、變流器、開關電源等係統中的作用。分析不同功率器件的優缺點,並提供一些實際工程應用中的選型指導。 4.1 功率二極管 高壓整流二極管 快恢復二極管 肖特基二極管 特點與應用 4.2 晶閘管(SCR) SCR的結構與等效電路 SCR的觸發原理與門極電流控製 SCR的續流作用與關斷特性 SCR的傢族(雙嚮晶閘管、逆變晶閘管等) SCR的應用(整流、調壓、開關) 4.3 功率三極管 功率BJT 功率MOSFET 絕緣柵雙極型晶體管(IGBT) 門極可關斷晶閘管(GTO) 特點、參數與應用 第五章 集成電路基礎 本章將引入集成電路(IC)的基本概念,重點介紹綫性集成電路和數字集成電路的基本構成單元和工作原理。我們將講解運算放大器(Op-Amp)的內部結構、理想運放模型及其在各種模擬信號處理中的應用,如反相、同相放大、加法、減法、積分、微分等。同時,介紹基本邏輯門(AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR)及其集成實現,以及組閤邏輯和時序邏輯電路的基本構成。最後,將簡要介紹集成電路的製造工藝概述,為讀者理解IC的設計和性能打下基礎。 5.1 運算放大器(Op-Amp) 運放的差分輸入級 中間級與輸齣級 理想運放模型與虛短、虛斷 反相放大器、同相放大器 加法器、減法器、積分器、微分器 濾波電路中的應用 5.2 數字集成電路基礎 基本邏輯門(AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR) 邏輯門集成實現(TTL, CMOS) 組閤邏輯電路(譯碼器、編碼器、多路選擇器、數據選擇器) 時序邏輯電路(觸發器、寄存器、計數器) 5.3 集成電路的製造工藝概述 光刻技術 離子注入 薄膜沉積 互連技術 第六章 模擬集成電路應用 本章將深入探討幾種重要的模擬集成電路及其應用。我們將重點介紹穩壓器(電壓調整器)的工作原理,包括綫性穩壓器和開關穩壓器,分析它們的性能指標和應用場景。同時,詳細講解定時器(如555定時器)的功能和應用,如延時、振蕩、脈衝發生等。還將介紹信號發生器(如振蕩器)的設計原理,以及濾波器(有源濾波器)在信號調理中的作用。最後,通過實例分析,展示這些模擬IC在各種電子係統中的實際應用。 6.1 穩壓器 綫性穩壓器(如78XX係列) 開關穩壓器(降壓、升壓、升降壓) 電壓參考源 6.2 定時器 555定時器的工作模式(單穩態、多諧振蕩、施密特觸發) 555定時器應用電路(延時開關、PWM生成、LED閃爍) 6.3 信號發生器 方波振蕩器 三角波/鋸齒波振蕩器 正弦波振蕩器 6.4 模擬濾波器 低通、高通、帶通、帶阻濾波器 有源濾波器設計 濾波器性能指標 第七章 數字集成電路應用 本章將聚焦於數字集成電路在實際係統中的應用。我們將探討各種邏輯器件的功能擴展,如加法器、比較器、移位寄存器等的組閤與應用。重點介紹存儲器,包括RAM(SRAM, DRAM)和ROM(PROM, EPROM, EEPROM, Flash)的工作原理和存儲方式。還將深入講解微處理器(CPU)的基本結構和工作流程,以及微控製器(MCU)在嵌入式係統中的作用。最後,通過幾個典型數字電路設計實例,展示數字IC在數據處理、控製和存儲等方麵的強大能力。 7.1 數字器件的功能擴展 算術邏輯單元(ALU) 數據比較器 移位寄存器 7.2 存儲器 隨機存取存儲器(RAM):SRAM, DRAM 隻讀存儲器(ROM):PROM, EPROM, EEPROM, Flash 存儲器接口與尋址 7.3 微處理器與微控製器 微處理器(CPU)的基本結構與指令集 微控製器(MCU)的組成與工作模式 嵌入式係統中的MCU應用 7.4 數字電路設計實例 簡單的計算器設計 數碼顯示驅動電路 數據采集與處理模塊 第八章 半導體器件的測試與可靠性 本章將介紹半導體器件的各項關鍵參數測試方法,包括直流參數測試(如電壓、電流、電阻)和交流參數測試(如頻率響應、增益)。我們將詳細講解萬用錶、示波器、邏輯分析儀、信號發生器等常用測試儀器在器件測試中的應用。同時,深入探討半導體器件的可靠性問題,包括失效率、壽命預測、環境影響(如溫度、濕度、振動)以及器件老化機製。最後,介紹一些提高器件可靠性的措施和標準,為工程師在實際工作中提供指導。 8.1 直流參數測試 電壓、電流、電阻的測量 BJT和FET的直流參數測試 8.2 交流參數測試 頻率響應分析 增益測試 噪聲係數測量 8.3 測試儀器與技術 萬用錶、示波器、邏輯分析儀 信號發生器、頻譜分析儀 參數測試儀 8.4 半導體器件的可靠性 失效率與壽命模型 環境應力對器件性能的影響 器件老化與失效機理 可靠性測試方法(加速壽命試驗) 提高器件可靠性的設計與製造技術 第九章 特殊半導體器件 本章將介紹一些具有特殊功能或在特定領域廣泛應用的半導體器件。我們將深入探討光電器件,包括發光二極管(LED)、光電二極管、光電三極管、太陽能電池等,分析其發光、光電轉換的原理及應用。同時,介紹傳感器件,如溫度傳感器、壓力傳感器、霍爾傳感器等,及其在信息采集中的作用。還將簡要介紹壓電效應器件、熱敏電阻等。最後,我們將討論集成電路的封裝技術,包括各種封裝形式及其對器件性能和可靠性的影響。 9.1 光電器件 發光二極管(LED):發光原理、色彩、亮度、效率 光電二極管:光電導效應、光伏效應 光電三極管 太陽能電池 9.2 傳感器件 溫度傳感器(熱敏電阻、熱電偶、集成溫度傳感器) 壓力傳感器(壓阻式、電容式) 霍爾傳感器 磁阻傳感器 9.3 其他特殊器件 壓電器件 熱敏電阻 9.4 半導體器件的封裝技術 封裝的種類(引綫式、錶麵貼裝、BGA等) 封裝材料與工藝 封裝對器件性能的影響 本書通過結構化、循序漸進的方式,從基礎理論到實際應用,全麵覆蓋瞭半導體器件的主要內容。每一個章節都力求理論講解清晰,並通過大量的實例和圖錶來輔助理解。希望本書能為讀者在半導體器件領域打下堅實的基礎,並激發進一步探索和創新的興趣。