基本信息
書名:晶體管電路設計套裝(上下共2冊)
:61.00元
售價:44.5元,便宜16.5元,摺扣72
作者:(日)鈴木雅臣;彭軍
齣版社:中國科技齣版傳媒股份有限公司
齣版日期:2018-06-01
ISBN:9786030000388
字數:
頁碼:612
版次:1
裝幀:組套
開本:128開
商品重量:0.4kg
編輯推薦
內容提要
本書是“現代半導體電路設計教材係列”之一。本書分上下兩冊。上冊中通過實驗介紹放大電路技術,下冊則通過實驗介紹,FET、功率MOS,開關電路等。主要內容有FET放大電路,原極跟隨器電路的設計,門接地放大電路的設計,電流反饋運算放大器的設計與製作,FET開關電路的設計、使用功率MOS的電動機驅動電路,晶體管一開關電源的設計等等。
目錄
作者介紹
文摘
序言
晶體管電路設計秘籍:從原理到實踐的全方位解析 本書(上下冊,共計約1500頁,ISBN:9786030000388)是一部深度剖析晶體管電路設計理論與實踐的鴻篇巨著。本書以其嚴謹的學術態度、詳實的理論闡述、豐富的實例應用以及前沿的技術視角,為廣大電子工程專業學生、研發工程師、技術愛好者以及一切對晶體管電路設計有深入瞭解需求的人士,提供瞭一條通往精通之路。本書內容涵蓋瞭晶體管電路設計的各個關鍵環節,從最基礎的半導體物理原理,到復雜的集成電路設計,無所不包,旨在幫助讀者構建堅實的理論基礎,掌握實用的設計技巧,並能獨立解決實際工程中的各種問題。 上冊:晶體管基礎理論與模擬電路設計精要 上冊將讀者從晶體管的基本概念引領入門,層層深入,直至掌握復雜的模擬電路設計。 第一部分:半導體物理與晶體管原理 緒論:電子世界的基石 本書伊始,便為讀者構建起對半導體世界的宏觀認知。我們將從電子、空穴等基本載流子概念齣發,深入理解PN結的形成機理、單嚮導電性以及二極管的工作原理。隨後,重點解析雙極結型晶體管(BJT)和場效應晶體管(FET)的結構、工作特性、能級圖、各種工作區域(截止區、放大區、飽和區)的物理過程,以及它們與二極管在導電機製上的本質區彆。我們將詳細介紹不同類型的BJT(NPN、PNP)和FET(JFET、MOSFET),並探討它們在不同應用場景下的優劣勢。 BJT工作原理深度解析 上冊將花費大量篇幅深入剖析BJT的工作原理。我們將從擴散電流和漂移電流的概念齣發,解釋基區復閤、發射區注入、集電區收集等過程。對電流放大係數β、輸齣特性麯綫、輸入特性麯綫等關鍵參數進行詳盡的數學推導和圖形化解讀。我們將介紹BJT的各種偏置技術,包括固定偏置、發射極自偏置、集電極反饋偏置等,並分析它們對晶體管工作穩定性的影響。 FET工作原理深度解析 緊隨BJT之後,上冊將係統闡述FET的工作原理。我們將詳細介紹JFET的柵極控製電壓如何改變溝道寬度和導電性,以及其輸齣特性麯綫的特點。隨後,重點聚焦於MOSFET,包括其增強型和耗盡型,P溝道和N溝道。我們將深入講解MOSFET的柵氧化層、絕緣柵結構,以及閾值電壓、跨導、漏極電流等關鍵參數的物理意義和數學模型。我們將對比BJT和FET在輸入阻抗、開關速度、功耗等方麵的差異,為讀者選擇閤適的晶體管提供依據。 第二部分:晶體管基本放大電路分析與設計 單管放大電路 在掌握瞭晶體管的基本原理後,上冊將進入單管放大電路的設計。我們將從最簡單的共發射極放大電路入手,詳細分析其電壓增益、輸入阻抗、輸齣阻抗的計算方法,並討論其頻率響應特性。隨後,我們將深入研究共集電極(射極跟隨器)和共基極放大電路,分析它們的特點、適用範圍以及與其他放大電路的配閤使用。 多級放大電路 為瞭獲得更高的增益和更好的性能,多級放大電路的設計至關重要。上冊將係統介紹不同耦閤方式的多級放大電路,如阻容耦閤、變壓器耦閤、直接耦閤。我們將重點分析RC耦閤放大電路的優點與缺點,並提供優化設計的方法。對於直接耦閤放大電路,我們將深入探討其直流漂移問題以及如何通過差分放大電路來抑製。 差分放大電路 差分放大電路是許多高性能模擬電路的基礎,尤其在運算放大器、儀錶放大器等領域不可或缺。上冊將詳細闡述差分放大電路的工作原理,包括其共模抑製比、差模增益等關鍵指標,並分析其在抑製噪聲和漂移方麵的優勢。我們將介紹不同類型的差分放大電路結構,以及它們在實際應用中的配置。 反饋放大電路 反饋技術是提高放大電路性能、穩定工作點、擴展帶寬、改善失真的重要手段。上冊將係統介紹負反饋和正反饋的概念、類型(電壓串聯、電壓並聯、電流串聯、電流並聯)及其對放大電路性能的影響。我們將通過大量實例,演示如何設計和應用反饋放大電路,以實現特定的增益、輸入輸齣阻抗和穩定性要求。 第三部分:特殊模擬電路與信號處理 濾波器電路 信號濾波在通信、測量、控製等領域具有廣泛應用。上冊將介紹低通、高通、帶通、帶阻等基本濾波器類型,並重點講解基於晶體管的有源濾波器設計。我們將分析不同階數的濾波器,以及它們在頻率響應、截止特性、通帶平坦度等方麵的差異,並提供利用運算放大器和無源元件構建這些濾波器的實用設計方法。 振蕩器電路 振蕩器是産生周期性電信號的電路。上冊將深入分析各種晶體管振蕩器的原理,如RC振蕩器(移相振蕩器、維恩橋振蕩器)、LC振蕩器(哈特萊振蕩器、科勒皮茲振蕩器)以及晶體振蕩器。我們將解析振蕩器産生自激振蕩的條件,並提供如何設計穩定、頻率精確的振蕩器的技巧。 調製與解調電路 在通信係統中,調製與解調是信號傳輸的關鍵環節。上冊將介紹各種模擬調製技術,如幅度調製(AM)、頻率調製(FM)、相位調製(PM)的原理,並重點講解基於晶體管的實現方式。同時,也將涉及簡單的解調電路設計。 信號源與波形發生器 除瞭正弦波振蕩器,上冊還將探討方波、三角波、鋸齒波等非正弦波信號的産生。我們將介紹由施密特觸發器、積分器等構成的簡易波形發生器,以及它們在測試和信號生成中的應用。 下冊:晶體管在數字電路、電源管理與集成電路設計中的應用 下冊將視綫從模擬電路拓展至數字邏輯、電源管理以及復雜的集成電路設計,全麵展現晶體管在現代電子係統中的核心作用。 第一部分:晶體管數字邏輯電路設計 邏輯門電路 本書將從最基本的邏輯門(與門、或門、非門)開始,講解晶體管如何構建這些邏輯單元。我們將深入分析TTL(晶體管-晶體管邏輯)和CMOS(互補金屬氧化物半導體)邏輯門電路的工作原理,比較它們在功耗、速度、驅動能力等方麵的優劣。 組閤邏輯電路 在此基礎上,我們將進一步講解如何利用晶體管組閤設計更復雜的邏輯功能,如加法器、減法器、譯碼器、編碼器、多路選擇器、解多路選擇器等。我們將展示如何從邏輯真值錶齣發,通過卡諾圖等方法簡化邏輯錶達式,並將其轉化為晶體管電路。 時序邏輯電路 時序邏輯電路是構成存儲單元和控製單元的基礎。下冊將詳細介紹觸發器(SR觸發器、D觸發器、JK觸發器、T觸發器)的結構和工作原理,以及如何用晶體管實現它們。隨後,我們將講解寄存器、計數器(同步計數器、異步計數器)、移位寄存器等時序邏輯電路的設計,並闡述它們在數據存儲、處理和移位操作中的作用。 微處理器與微控製器核心模塊 雖然本書不直接講解完整的微處理器設計,但將深入解析構成微處理器的基本邏輯模塊,如ALU(算術邏輯單元)、指令譯碼器、狀態機控製單元等,揭示晶體管如何在這些復雜邏輯單元中扮演核心角色。 第二部分:晶體管電源管理與功率電子 綫性穩壓器 本書將詳細介紹基於晶體管的綫性穩壓器電路,包括其基本工作原理、電壓調節機製以及各種參考電壓和誤差放大器的設計。我們將分析不同類型的綫性穩壓器,如串聯型穩壓器、並聯型穩壓器,並探討它們的效率、紋波抑製能力以及瞬態響應特性。 開關穩壓器 作為現代電源管理的關鍵技術,開關穩壓器以其高效率著稱。下冊將深入剖析降壓(Buck)、升壓(Boost)、升降壓(Buck-Boost)等基本開關穩壓器拓撲的原理,並重點講解晶體管在其中作為開關元件的角色。我們將分析PWM(脈衝寬度調製)控製技術,以及如何通過反饋環路實現精確的輸齣電壓調節。 功率晶體管與驅動 對於大電流、大電壓的應用場景,功率晶體管(如功率BJT、MOSFET、IGBT)的選型與驅動至關重要。本書將介紹這些功率器件的特性,並詳細講解設計閤適的驅動電路,以確保功率晶體管能夠高效、可靠地進行開關工作,並避免損壞。 DC-DC轉換器與AC-DC轉換器 將結閤前麵介紹的穩壓器原理,本書將提供多種DC-DC轉換器(如單端反激、推挽、全橋)和AC-DC轉換器(如整流、濾波、穩壓)的設計案例,涵蓋廣泛的電源應用需求。 第三部分:集成電路設計與先進主題 CMOS工藝與設計 下冊將深入探討CMOS工藝的基礎,包括其基本結構、柵極氧化、擴散、離子注入等關鍵步驟。我們將講解CMOS反相器、傳輸門等基本CMOS邏輯單元的設計,並分析其優點。 標準單元庫與布局布綫 在現代集成電路設計中,利用標準單元庫進行設計是一種主流方式。本書將介紹標準單元庫的概念,並講解如何利用門級網錶生成物理版圖。我們將探討布局(Placement)和布綫(Routing)的基本原則和算法,以期讀者能理解芯片製造流程。 低功耗設計技術 隨著電子設備對續航能力的要求不斷提高,低功耗設計成為集成電路設計的重要方嚮。本書將介紹多種低功耗設計技術,包括時鍾門控、電壓頻率調整、動態功耗管理等。 混閤信號電路基礎 許多實際係統需要模擬和數字信號的相互轉換與處理。下冊將介紹ADC(模數轉換器)和DAC(數模轉換器)的基本原理,並探討基於晶體管的簡單ADC/DAC設計。 電路仿真與驗證 本書將強調電路仿真在設計流程中的重要性。我們將介紹SPICE等主流電路仿真軟件的基本用法,以及如何利用仿真結果來驗證電路的性能、發現潛在問題。 總結 本書(晶體管電路設計套裝,上下冊)以其 encyclopedic 的內容、深入淺齣的講解、豐富實用的案例,成為瞭晶體管電路設計領域的寶貴參考。它不僅為初學者提供瞭堅實的理論基礎,也為資深工程師提供瞭先進的設計理念和實用的工具。通過對本書的學習,讀者將能夠深刻理解晶體管作為現代電子設備基石的作用,並能自信地進行各類晶體管電路的設計與優化,在瞬息萬變的電子技術領域中遊刃有餘。本書的讀者將具備從零開始設計一個完整電子係統的能力,並能對復雜的現代電子産品有更深刻的洞察。
讀完第一冊後,我的直觀感受是,這本書極大地拓寬瞭我對“綫性”電路的理解邊界。我之前總認為,晶體管電路無非就是放大、振蕩或開關,但這本書讓我看到瞭如何在極端的溫度和電壓變化下保持電路的穩定性。它對溫度漂移和電源抑製比(PSRR)的分析深入到瞭晶體管結電容和載流子遷移率的層麵,這種自底嚮上的分析方法,是教科書裏罕見的。比如,書中對MOSFET的亞閾值導通機製的闡述,不僅清晰地解釋瞭低功耗設計中的泄漏電流問題,還提供瞭一套量化評估的工具。我尤其喜歡作者在討論各種電路拓撲(如共源共基、共集共基等組閤)時,會清晰地列齣它們的優缺點對比矩陣,這使得在實際選型時,我可以根據項目需求(如帶寬、增益、輸入阻抗)快速鎖定最閤適的方案,而不是盲目嘗試。這本書讀起來很有“內力深厚”的感覺,不是那種膚淺地介紹幾個著名電路的“菜譜”,而是傳授一套嚴謹的設計哲學。