反對數電路

㈠ 模擬電子技術基礎的圖書目錄

第1章 半導體二極體及其基本電路 1
1.1 半導體的基礎知識 1
1.1.1 半導體材料 1
1.1.2 半導體的共價鍵結構 1
1.1.3 本徵半導體 2
1.1.4 雜質半導體 3
1.2 PN結的形成及其特性 4
1.2.1 PN結的形成 4
1.2.2 PN結的單向導電性 5
1.2.3 PN結的電容效應 7
1.3 半導體二極體 8
1.3.1 二極體的結構及類型 8
1.3.2 二極體的伏安特性 9
1.3.3 二極體的主要參數 10
1.4 二極體基本電路及其分析方法 10
1.4.1 二極體的等效電路 10
1.4.2 二極體應用的典型電路 12
1.5 特殊二極體 13
1.5.1 穩壓二極體 14
1.5.2 發光二極體 16
1.5.3 光電二極體 16
1.5.4 變容二極體 16
1.5.5 特殊二極體的應用 16
1.6 模擬例題 17
小結 18
習題 18
第2章 晶體三極體及其放大電路基礎 22
2.1 晶體三極體 22
2.1.1 三極體的結構及類型 22
2.1.2 三極體的放大原理 23
2.1.3 三極體共發射極的伏安特性曲線 25
2.1.4 三極體的主要參數 27
2.2 三極體放大電路的各項指標 28
2.3 放大電路的分析方法 30
2.3.1 單管共發射極基本放大電路的組成 30
2.3.2 估算分析法 32
2.3.3 圖解分析法 33
2.3.4 小信號模型分析法 36
2.4 放大電路靜態工作點Q的設置 46
2.4.1 溫度對靜態工作點的影響 46
2.4.2 固定偏置電路 46
2.4.3 射極偏置電路 46
2.5 三極體組合放大電路 48
2.5.1 共集-共射放大電路 48
2.5.2 共集－共集放大電路 50
2.6 放大電路的頻率響應 52
2.6.1 研究放大電路頻率響應的重要性及一些基本概念 52
2.6.2 三極體的高頻等效模型 54
2.6.3 阻容耦合單管共發射極放大電路的頻率響應 55
2.7 模擬例題 60
小結 61
習題 62
第3章 場效應管及其放大電路 68
3.1 結型場效應管 68
3.1.1 結型場效應管（JFET）的類型和結構 68
3.1.2 結型場效應管的工作原理 69
3.1.3 結型場效應管的特性曲線 71
3.1.4 結型場效應管的主要參數 74
3.2 絕緣柵型場效應管 75
3.2.1 絕緣柵型場效應管（MOSFET）的類型和結構 75
3.2.2 絕緣柵型場效應管的工作原理、特性曲線、參數 76
3.3 各種場效應管特性比較及使用時的注意事項 79
3.3.1 各種場效應管的特性比較 79
3.3.2 使用場效應管的注意事項 80
3.4 場效應管放大電路 80
3.4.1 場效應管放大電路的靜態分析 80
3.4.2 場效應管的微變模型 82
3.4.3 場效應管放大電路的動態分析 83
3.4.4 場效應管多級放大電路 87
3.5 模擬例題 89
小結 89
習題 90
第4章 功率放大電路 95
4.1 概述 95
4.1.1 功率放大電路的作用 95
4.1.2 功率放大電路的特點 96
4.2 功率放大電路提高效率的方法 97
4.2.1 最簡單的功率放大電路——射極輸出器 97
4.2.2 功率放大電路提高效率的主要途徑 99
4.3 乙類雙電源互補對稱功率放大電路 100
4.3.1 電路組成和工作原理 100
4.3.2 輸出功率及效率 101
4.3.3 功率管的選擇 103
4.3.4 交越失真 105
4.4 甲乙類互補對稱功率放大電路 106
4.4.1 甲乙類雙電源互補對稱電路 106
4.4.2 甲乙類單電源互補對稱電路 107
4.5 集成功率放大器 108
4.6 模擬例題 110
小結 112
習題 112
第5章 模擬集成電路基礎 116
5.1 概述 116
5.1.1 模擬集成電路的特點 116
5.1.2 集成運放的基本電路組成 117
5.2 電流源電路 118
5.2.1 鏡像電流源 118
5.2.2 微電流源 119
5.2.3 多路電流源 120
5.2.4 電流源的主要作用 120
5.3 差分放大電路 121
5.3.1 直接耦合放大電路的零點漂移問題 121
5.3.2 發射極耦合差分放大電路的分析 121
5.3.3 帶恆流源偏置的差分放大電路 128
5.3.4 差分放大電路的幾種接法 129
5.4 通用型集成運算放大器 132
5.5 集成運放的主要參數和電壓傳輸特性 135
5.5.1 集成運放的主要參數 135
5.5.2 集成運放的電壓傳輸特性 136
5.6 專用集成運算放大器 138
5.7 模擬例題 139
小結 141
習題 142
第6章 負反饋放大電路 147
6.1 反饋的基本概念與分類 147
6.1.1 反饋的概念 147
6.1.2 反饋的組成框圖 148
6.1.3 反饋的分類及判斷 149
6.2 負反饋放大電路的四種組態 156
6.2.1 電壓串聯負反饋放大電路 156
6.2.2 電流串聯負反饋放大電路 157
6.2.3 電壓並聯負反饋放大電路 158
6.2.4 電流並聯負反饋放大電路 160
6.3 反饋的一般表達式 161
6.4 負反饋對放大電路性能的影響 162
6.4.1 提高閉環增益的穩定性 162
6.4.2 減小非線性失真 163
6.4.3 抑制反饋環內干擾和雜訊 164
6.4.4 對輸入電阻和輸出電阻的影響 164
6.4.5 放大電路引入負反饋的一般原則 166
6.5 深度負反饋條件下的近似計算 166
6.5.1 深度負反饋下的「虛短」和「虛斷」 166
6.5.2 深度負反饋下的近似計算 167
6.6 模擬例題 170
小結 172
習題 172
第7章 模擬信號的運算與處理 177
7.1 運算放大器特性 177
7.2 基本運算電路 178
7.2.1 比例運算電路 179
7.2.2 加法電路和加法-減法電路 181
7.2.3 積分運算電路和微分運算電路 183
7.2.4 對數運算電路和反對數運算電路 185
7.2.5 模擬乘法運算電路 186
7.3 有源濾波器 189
7.3.1 低通濾波電路 189
7.3.2 高通濾波電路 191
7.3.3 帶通濾波電路和帶阻濾波電路 191
7.4 PSpice模擬 192
小結 194
習題 195
第8章 信號產生電路 199
8.1 正弦波產生振盪的條件 199
8.2 正弦波振盪器的基本組成 201
8.3 RC橋式正弦波振盪電路 201
8.4 LC正弦波振盪電路 204
8.4.1 LC並聯諧振迴路特性 204
8.4.2 變壓器反饋式LC振盪電路 206
8.4.3 三點式LC振盪電路 207
8.4.4 石英晶體振盪電路 209
8.5 非正弦信號產生電路 210
8.5.1 電壓比較器 210
8.5.2 方波產生電路 214
8.5.3 三角波產生電路 215
8.5.4 鋸齒波產生電路 217
8.5.5 集成函數發生器 218
8.6 PSpice模擬 219
小結 220
習題 221
第9章 直流穩壓電源 225
9.1 直流電源的組成 225
9.2 整流電路 225
9.2.1 半波整流電路 226
9.2.2 全波整流電路 227
9.2.3 橋式整流電路 229
9.3 濾波電路 229
9.3.1 電容濾波電路 230
9.3.2 電感濾波電路 232
9.3.3 其他形式的濾波電路 232
9.4 穩壓電路 233
9.4.1 穩壓管穩壓電路 233
9.4.2 串聯型穩壓電路 237
9.5 集成穩壓器 239
9.5.1 三端固定輸出集成穩壓器 239
9.5.2 三端可調輸出集成穩壓器 241
9.6 PSpice模擬 242
小結 243
習題 243
附錄A 符號表 246
參考文獻 250

㈡ 集成運算放大器運算電路有什麼實際意義

那要看你怎麼使用。比方說可以做電壓的放大，電流的放大，電壓的差分，還有可以用來構成理想的電壓源，電流源，等等之類的，
比較多阿！在信號的傳輸當中也有很多的運用。

㈢ 集成運算放大器的典型電路有哪些種

集成運算放大器的典型電路有：

1、反相比例運算電路

反向比例運算電路如圖2所示。根據電路分析，這種電路的輸出電壓為

圖5 微分器

圖中Ri的作用是限制高頻增益，使高頻增益下降為Rf/Ri。只有當輸入信號頻率f<fc=1/(2πRiC)）時電路才起微分作用。

㈣ 幾種基本運算電路分別有什麼特點加以區分，功放和運放有什麼區別

1、基本運算電路的特點及區別：

（1）、反相放大器(反相比例運算) Av=Rf/R1,Ri=R1

電路性能好，較多使用。

（2）、同相放大器(同相比例運算) Av=1+(Rf/R1),Ri= ∞

由於有共模信號輸入，（單端輸入的信號中能分離出共模信號），所以要求使用的運放的共模抑制比高才行，否則最好不用此電路。

（3）、差動放大器(減法器)當選擇R1=R2，R3=RF時，u0=（Rf/R1)/(u2-u1)

（4）、反相加法器u0=（Rf/R1)/(u2-u1)

電路除了輸入電阻較小，其他性能優良，是較多使用的電路。

（5）、同相加法器u0=（(Rf*u2/R1)+(Rf*u1/R1)

電路計算比較麻煩，較少採用，若一定相讓輸入、輸出同相，一般使用兩級反相加法器。

（6）、積分電路,無法寫表達式

（7）、微分電路 U0=-RC*i/dt

（8）、比較器U0+=VCC VO-=UEE

2、功放和運放的區別：

（1）、功放是有電壓和電流放大作用的，做大信號放大，即功率放大。

（2）、運放一般用於小信號電壓放大，電流驅動能力很弱。

(4)反對數電路擴展閱讀：

運算電路

集成運放是一個已經裝配好的高增益直接耦合放大器，加接反饋網路以後，就組成了運算電路。

特點

1. 運算電路的輸入輸出關系，僅僅決定於反饋網路；因此只要選取適當的反饋網路，就可以實現所需要的運算功能，如比例、加減、乘除、微積分、對數等。

2. 這樣的運算電路，被廣泛地應用於對模擬信號進行 各種數學處理，稱之為模擬運算電路。

3. 模擬運算電路通常表現輸入/輸出電壓之間的函數關系

模擬運算電路

運算電路可分為模擬運算電路和數字運算電路兩大類。模擬運算電路具有電路簡單，成本低，實時性強等特點。

引起模擬運算電路運算誤差的主要因素 ：

運放參數的非理想性引起運算誤差，其中Kd，Rd，CMRR，Uo，Id和Io的影響是主要的。

為減小運算誤差，Kd，Rd，和CMRR越大越好，Uo，Io越小越好。

運放雜訊和外圍電阻雜訊引起運算誤差，對由電阻阻值誤差引起的運算誤差，容易根據運算電路的輸出表達式，用求偏導的方法求得。

為減小電阻阻值誤差引起的運算誤差，可選用溫度系數小的精密電阻，必要時還可在電路中設置調節環節來補償。

運放參數隨工作頻率變化引起的運算誤差，反饋網路通常是無源網路，無源元件可選用高穩定性的元件，因而電路增益可獲得很高的穩定性，也就抑制了運放參數變化引起的運算誤差。

參考資料

網路-運放

網路-功放

網路-運算電路

㈤ 手提式音響混響效果比例不夠可不可以換電位器增強效果

1.為什麼討論電子電位器？

為什麼要討論使用一個 DAC[1]來作為一個電位器呢？這裡面主要原因如下：

使用電位器可以很方便在信號源的驅動下形成一個幅值可以調節的交流信號源。這比起使用通常的可編程直流電源，或者DAC輸出電壓來說，輸出的是幅度可以變的交流信號源，可以用於很多的自動測量環節。

為什麼不直接使用 機械電位器[2]來改變信號源的幅值呢？還是一個原因，那就是自動可編程改變信號的幅值。

2.為什麼使用DAC做電位器？

DAC用作電位器改變交流信號原理;

使用DAC來分壓交流信號的優點是什麼？

是否能夠克服前面數字電位器的頻帶過窄的問題？

寫這些話的時候，我還不知道具體答案，下面就通過實驗來驗證一下吧。

02 實驗電路

最近，剛剛購買了幾片16bit的DAC晶元 DAC8830IDR[5]（價格6.6），具有SPI介面，基於該DAC來驗證一下前面的思路的可行性。

1.實驗電路設計

由於DAC8830使用SPI介面來設置輸出電壓，使用STC8G1K（SOP16）作為控制器來完成對它的信號控制。

1）SCH [6]

▲ 原理圖設計

2）PCB

對於實驗原理圖進行LAYOUT，盡可以滿足單面PCB板製作的工藝要求。快速製版之後得到對應的實驗電路板。

▲ 實驗電路板的PCB設計

2. MCU軟體編程[7]

1) DA8830訪問子程序

使用STC8G的SPI埠對DA8830進行訪問。根據DA8830的SPI讀寫時序，相應的DAC8830寫入轉換（16bit）數據的子程序為：

void DAC8830Set(unsigned int nDAC) {

OFF(DAC8830_CS);

SPISendChar((unsigned char)(nDAC >> 8));

SPISendChar((unsigned char)nDAC);

ON(DAC8830_CS);

}

▲ DA8830的SPI讀寫時序

對應的DA8830的CS，SPK的波形為：

▲ 示波器觀察到DA8830的CS，CLK的波形

從上面波形可以看出，DAC8830Set()函數的執行時間在STC8G1K17（35MHz）執行中的時間大約為3。

在靜態下，通過兩個電阻組成的參考電壓分壓電路，生成大約2.5V的參考電壓。實際測量電壓為：。

這個數值比起前面實際測量得到的要大，這說明對應的DA8830的參考電壓管腳的阻抗比起還要小。

為了便於測量數據波形，調用DA8830Set（）函數中的輸入參數為。那麼輸出電壓計算值應該為：

實際測量DA8830的輸出電壓為：

2) 輸出電壓波形

▲ 每1ms寫入DAC8830遞增數據的CS，DI數據波形

寫入遞增的數據，輸出波形。

for(;;) {

WaitTime(1);

//----------------------------------------------------------------------

DAC8830Set(nShowCount); nShowCount += 0x200;

//----------------------------------------------------------------------

}

此時Dout輸出遞增的鋸齒波形。

▲ 輸出遞增的鋸齒波形

03 參考電壓與輸出信號

下面經過幾組實驗，來驗證DAC的參考電壓對於輸出信號的影響。

1.參考電壓的有效范圍

在DAC8830的數據手冊中，對於參考電壓的輸入范圍給定的是1.25V ~ Vpp。下面通過一組實驗來測試實際的有效輸入參考電壓范圍：

下面通過在某一給定的DAC8830的設置下，給定Vref，測量對應的實際輸出。將三種不同設置下的輸出電壓與參考電壓之間的關系繪制在一起。從圖中可以看到，實際上，DA8830的參考電壓對於輸出電壓的等比例的影響范圍是在整個的工作電壓（0~5V）之內都有效。

▲ 將三種不同設置下的參考電壓與輸出電壓繪制在一起

2.輸入交變的參考電壓

1）在Vref加入交流電壓波形

在Vref中加入100Hz左右正弦波，設置DAC8830轉換值為0x7fff，輸出的電壓波形如下圖所示。可以看到輸出（Blue）的電壓波形等於Vref(Cyan)的一半。

▲ DAC8830的Dout(Cyan)與Vref(Blue)的波形

當設置為0xffff的時候，輸入的波形就與輸入一致了。

▲ DAC8830的Dout(Cyan)與Vref(Blue)的波形

2）輸入高頻方波波形

為了測試從Vref到Vout之間的頻帶寬度，在Vref中加入高頻方波信號，觀察輸出的Vout的信號。

▲ 加入高頻方波信號Vref(Blue)觀察輸出信號Vout(Cyan)

將波形再次展開，觀察輸出的過渡過程。

展開波形，對比輸入輸出波形，可以觀察到Vref到Vout之間的帶寬應該超過1MHz。按照DAC8830數據手冊上關於參考電壓 -3dB帶寬的參數，典型值為1.3MHz。

▲ 加入高頻方波信號Vref(Blue)與輸出信號Vout(Cyan)波形

3.使用DAC對交流信號進行調幅

下面將固定的交流電壓（有直流分量，使得信號始終大於零）施加在Vref，測量Vout隨著DAC8830的設置值的變化情況。
施加的電壓頻率，幅值。

輸出電壓值如設置數值之間的關系為：

▲ 輸出電壓值與設置值之間的關系

可以看到整體上輸出與設置值之間的關系呈現非常好的線性關系。

注意到在曲線的一開始似乎有一些略微的非線性。下面重新採集設置值范圍在（0,0x3ff）范圍內的輸出電壓與設置值之間的關系曲線。

▲ 輸出電壓值與設置值之間的關系

可以看到在起始的時候，由於系統存在雜訊，使得輸出的電流電壓與設定值之間存在一定的非線性。當理論輸出電壓小於系統地線上的雜訊電壓時，使用交流萬用表測量得到的數值就會偏大。

下面重新對頻率為

的信號測量輸出電壓與設定值之間的關系。結果與1kHz的情形相同。只是輸出整體的增益下降了。

▲ 輸出電壓值與設置值之間的關系

增益變化了9%左右。

4.信號超量程

當輸入信號的幅值超過DAC8830d的工作電壓，或者低於0V，輸出都會出現截止。

▲ 輸入信號超過+5V，低於0V的情況

結論

通過前面的實驗，可以看到，使用DAC8830來當做電位器獲得幅度可變的交流信號源是可行的。它具有很寬的信號帶寬，並且輸出信號的幅值與設置信號之間具有非常好的線性關系，只是在信號比較小的時候輸出會受到系統和晶元本身的雜訊影響。

當輸入信號超出了DAC8830的工作電壓，或者低於0V時，輸出信號都會截止。所以在使用的時候，需要通過一定的信號偏置的方式將交流信號平移到始終在0~5V（DAC8830工作電壓）范圍之後進行調試，然後可以再通過隔直電容去掉信號中的偏移量。

本頭條搭建一個交流平台，歡迎各位也分享你的行業認知，技術分享，經驗之談，歡迎留言

㈥ 對數二極體是什麼

用二極體或晶體管替換反相輸入比例運算電路的反饋電阻，可構成對數運算電路。
互換對數運算電路中電阻和二極體或晶體管，可構成反對數運算電路。
這種電路輸入信號只能是單極性，並且輸出信號受溫度影響較大，實際應用時需加溫度補償電路。
需要注意：對數和反對數運算電路輸入輸出呈非線性關系，但運放本身仍工作在線性區。

㈦ 由集成運放組成的對數和反對數運算電路，是非線性運算電路嗎

確實是非線性運算電路，而且電路中也確實含有非線性元件。

㈧ 運算放大器是怎麼發明的

運算放大器是一個比較廣義的概念。一般是指利用特高共模抑制比、特高電壓增益、特高輸入阻抗、特低輸出阻抗的OPA晶元以及深度負反饋技術形成的能以很高精度完成同相比例和反相比例、加、減『微積分、對數反對數、乘法除法等的運算電路。
OPA晶元的共模抑制比、電壓增益已經高達10000倍以上、輸入阻抗高達1M歐以上、輸出阻抗則低到100歐以下，而其電壓放大器只有2~3級。
OPA晶元只需要很小的偏置電流，2~3級電壓放大倍數就能達到1000倍以上，主要得益於有源負載差分放大技術；工作點十分穩定，比常說的分壓偏置放大器還要穩定得多，主要得益於電流鏡技術。
負反饋技術則是80多年前就開始發展了。
運算放大器就是伴隨著OPA晶元的發明以及負反饋技術的發展而發明的。OPA晶元是內因，負反饋技術是外因。外因通過內因起作用。

㈨ 什麼是反對數

一個數的反對數，是指一個正數的對數即等於已知數。
也就是說，在b＝㏒aN中，反對數是已知對數b去尋求相應的真數N。

方法是：由b的尾數查反對數表確定N的前幾個有效數字；而由b的首數來確定N的位數：即當b的首數不小於0時，N的位數等於b的首數加一；當b的首數小於0時，N的第一個有效數字左邊0的個數等於b的首數的絕對值（包括小數點前的一個0）

㈩ 模擬電路與數字電路的目錄

上篇模擬部分
第1章半導體器件1
1.1半導體基礎知識1
半導體器件（semiconctor device）通常，這些半導體材料是硅、鍺或砷化鎵，可用作整流器、振盪器、發光器、放大器、測光器等器材。為了與集成電路相區別，有時也稱為分立器件。
絕大部分二端器件（即晶體二極體）的基本結構是一個PN結。利用不同的半導體材料、採用不同的工藝和幾何結構，已研製出種類繁多、功能用途各異的多種晶體二極，可用來產生、控制、接收、變換、放大信 號和進行能量轉換。晶體二極體的頻率覆蓋范圍可從低頻、高頻、微波、毫米波、紅外直至光波。三端器件一 般是有源器件，典型代表是各種晶體管（又稱晶體三極體）。晶體管又可以分為雙極型晶體管和場效應晶體管兩 類。根據用途的不同，晶體管可分為功率晶體管微波晶體管和低雜訊晶體管。除了作為放大、振盪、開關用的 一般晶體管外，還有一些特殊用途的晶體管，如光晶體管、磁敏晶體管，場效應感測器等。這些器件既能把一些 環境因素的信息轉換為電信號，又有一般晶體管的放大作用得到較大的輸出信號。此外，還有一些特殊器件，如單結晶體管可用於產生鋸齒波，可控硅可用於各種大電流的控制電路，電荷耦合器件可用作攝橡器件或信息存 儲器件等。在通信和雷達等軍事裝備中，主要靠高靈敏度、低雜訊的半導體接收器件接收微弱信號。隨著微波 通信技術的迅速發展，微波半導件低雜訊器件發展很快，工作頻率不斷提高，而雜訊系數不斷下降。微波半導體 器件由於性能優異、體積小、重量輕和功耗低等特性，在防空反導、電子戰、C（U3）I等系統中已得到廣泛的應用 。
1.1.1本徵半導體1
本徵半導體（intrinsic semiconctor)
完全不含雜質且無晶格缺陷的純凈半導體稱為本徵半導體。實際半導體不能絕對地純凈，本徵半導體一般是指導電主要由材料的本徵激發決定的純凈半導體。更通俗地講，完全純凈的半導體稱為本徵半導體或I型半導體。硅和鍺都是四價元素，其原子核最外層有四個價電子。它們都是由同一種原子構成的「單晶體」，屬於本徵半導體。
在絕對零度溫度下，半導體的價帶（valence band）是滿帶（見能帶理論），受到光電注入或熱激發後，價帶中的部分電子會越過禁帶（forbidden band/band gap）進入能量較高的空帶，空帶中存在電子後成為導帶（conction band），價帶中缺少一個電子後形成一個帶正電的空位，稱為空穴（hole），導帶中的電子和價帶中的空穴合稱為電子－空穴對。上述產生的電子和空穴均能自由移動，成為自由載流子（free carrier），它們在外電場作用下產生定向運動而形成宏觀電流，分別稱為電子導電和空穴導電。這種由於電子－空穴對的產生而形成的混合型導電稱為本徵導電。導帶中的電子會落入空穴，使電子－空穴對消失，稱為復合（recombination）。復合時產生的能量以電磁輻射（發射光子photon）或晶格熱振動（發射聲子phonon）的形式釋放。在一定溫度下，電子－空穴對的產生和復合同時存在並達到動態平衡，此時本徵半導體具有一定的載流子濃度，從而具有一定的電導率。加熱或光照會使半導體發生熱激發或光激發，從而產生更多的電子－空穴對，這時載流子濃度增加，電導率增加。半導體熱敏電阻和光敏電阻等半導體器件就是根據此原理製成的。常溫下本徵半導體的電導率較小，載流子濃度對溫度變化敏感，所以很難對半導體特性進行控制，因此實際應用不多。
本徵半導體特點：電子濃度=空穴濃度
缺點：載流子少，導電性差，溫度穩定性差！
1.1.2本徵激發和兩種載流子2
1.1.3雜質半導體2
定義
在本徵半導體中摻入某些微量元素作為雜質，可使半導體的導電性發生顯著變化。摻入的雜質主要是三價或五價元素。摻入雜質的本徵半導體稱為雜質半導體。制備雜質半導體時一般按百萬分之一數量級的比例在本徵半導體中摻雜。
基本原理
半導體中的雜質對電導率的影響非常大，本徵半導體經過摻雜就形成雜質半導體，一般可分為N型半導體和P型半導體。
半導體中摻入微量雜質時，雜質原子附近的周期勢場受到干擾並形成附加的束縛狀態，在禁帶中產生附加的雜質能級。能提供電子載流子的雜質稱為施主(Donor)雜質，相應能級稱為施主能級，位於禁帶上方靠近導帶底附近。例如四價元素鍺或硅晶體中摻入五價元素磷、砷、銻等雜質原子時，雜質原子作為晶格的一分子，其五個價電子中有四個與周圍的鍺（或硅）原子形成共價鍵，多餘的一個電子被束縛於雜質原子附近，產生類氫淺能級—施主能級。施主能級上的電子躍遷到導帶所需能量比從價帶激發到導帶所需能量小得多，很易激發到導帶成為電子載流子，因此對於摻入施主雜質的半導體，導電載流子主要是被激發到導帶中的電子，屬電子導電型，稱為N型半導體。由於半導體中總是存在本徵激發的電子空穴對，所以在n型半導體中電子是多數載流子，空穴是少數載流子。
相應地，能提供空穴載流子的雜質稱為受主(Acceptor)雜質，相應能級稱為受主能級，位於禁帶下方靠近價帶頂附近。例如在鍺或硅晶體中摻入微量三價元素硼、鋁、鎵等雜質原子時，雜質原子與周圍四個鍺（或硅）原子形成共價結合時尚缺少一個電子，因而存在一個空位，與此空位相應的能量狀態就是受主能級。由於受主能級靠近價帶頂，價帶中的電子很容易激發到受主能級上填補這個空位，使受主雜質原子成為負電中心。同時價帶中由於電離出一個電子而留下一個空位，形成自由的空穴載流子，這一過程所需電離能比本徵半導體情形下產生電子空穴對要小得多。因此這時空穴是多數載流子，雜質半導體主要靠空穴導電，即空穴導電型，稱為p型半導體。在P型半導體中空穴是多數載流子，電子是少數載流子。在半導體器件的各種效應中，少數載流子常扮演重要角色。
1.1.4PN結4
PN結（PN junction）。採用不同的摻雜工藝，通過擴散作用，將P型半導體與N型半導體製作在同一塊半導體（通常是硅或鍺）基片上，在它們的交界面就形成空間電荷區稱PN結。PN結具有單向導電性。P是positive的縮寫，N是negative的縮寫，表明正荷子與負荷子起作用的特點。一塊單晶半導體中 ，一部分摻有受主雜質是P型半導體，另一部分摻有施主雜質是N型半導體時 ，P 型半導體和N型半導體的交界面附近的過渡區稱為PN結。PN結有同質結和異質結兩種。用同一種半導體材料製成的 PN 結叫同質結 ，由禁帶寬度不同的兩種半導體材料製成的PN結叫異質結。
1.2二極體7
二極體又稱晶體二極體,簡稱二極體(diode)，另外，還有早期的真空電子二極體；它是一種具有單向傳導電流的電子器件。在半導體二極體內部有一個PN結兩個引線端子，這種電子器件按照外加電壓的方向，具備單向電流的轉導性。一般來講，晶體二極體是一個由p型半導體和n型半導體燒結形成的p-n結界面。在其界面的兩側形成空間電荷層，構成自建電場。當外加電壓等於零時，由於p-n 結兩邊載流子的濃度差引起擴散電流和由自建電場引起的漂移電流相等而處於電平衡狀態，這也是常態下的二極體特性。
1.2.1二極體的幾種常見結構7
1.2.2二極體的伏-安特性7
1.2.3二極體的主要參數8
1.2.4二極體極性的簡易判別法8
1.2.5二極體的等效電路9
*1.3二極體的基本應用電路9
1.3.1二極體整流電路9
1.3.2橋式整流電路10
1.3.3倍壓整流電路11
1.3.4限幅電路12
1.3.5與門電路12
*1.4穩壓管13
穩壓二極體（又叫齊納二極體）,此二極體是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。
1.4.1穩壓管的結構和特性曲線13
1.4.2穩壓管的主要參數14
1.5其他類型的二極體15
1.5.1發光二極體15
1.5.2光電二極體16
1.6三極體16
半導體三極體又稱「晶體三極體」或「晶體管」。在半導體鍺或硅的單晶上制備兩個能相互影響的PN結，組成一個PNP（或NPN）結構。中間的N區（或P區）叫基區，兩邊的區域叫發射區和集電區，這三部分各有一條電極引線，分別叫基極B、發射極E和集電極C，是能起放大、振盪或開關等作用的半導體電子器件。
1.6.1三極體的結構及類型16
1.6.2三極體的電流放大作用17
1.6.3三極體的共射特性曲線19
1.6.4三極體的主要參數21
1.7場效應管23
場效應晶體管（Field Effect Transistor縮寫(FET)）簡稱場效應管。由多數載流子參與導電，也稱為單極型晶體管。它屬於電壓控制型半導體器件。具有輸入電阻高（10^8～10^9Ω）、雜訊小、功耗低、動態范圍大、易於集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點，現已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者。
1.7.1結型場效應管的類型和構造23
1.7.2絕緣柵型場效應管的類型和構造26
1.7.3場效應管的主要參數30
本章小結31
習題31
第2章基本放大電路34
2.1共發射極放大電路34
2.1.1電路的組成34
2.1.2放大電路的直流通路和交流通路35
2.1.3共發射極電路圖解分析法35
2.1.4微變等效電路分析法39
2.2放大電路的分析44
2.2.1穩定工作點的必要性44
2.2.2工作點穩定的典型電路44
2.2.3復合管放大電路47
2.3共集電極電壓放大器48
2.4共基極電壓放大器50
2.5多級放大器51
2.5.1阻容耦合電壓放大器52
*2.5.2共射-共基放大器53
2.5.3直接耦合電壓放大器55
2.6差動放大器57
2.6.1電路組成57
2.6.2靜態分析59
2.6.3動態分析59
2.6.4差動放大器輸入、輸出的4種組態61
2.7放大器的頻響特性64
2.7.1三極體高頻等效模型64
2.7.2三極體電流放大倍數的頻率響應66
2.7.3單管共射放大電路的頻響特性68
2.8場效應管基本放大電路74
2.8.1電路的組成74
2.8.2場效應管與三極體的比較77
2.9功率放大電路77
2.9.1概述77
2.9.2甲類功率放大電路78
2.9.3乙類推挽功率放大電路79
本章小結81
習題82
第3章集成運算放大器89
3.1概述89
集成運算放大器（Integrated Operational Amplifier）簡稱集成運放，是由多級直接耦合放大電路組成的高增益模擬集成電路。它的增益高（可達60~180dB），輸入電阻大（幾十千歐至百萬兆歐），輸出電阻低（幾十歐），共模抑制比高（60~170dB），失調與飄移小，而且還具有輸入電壓為零時輸出電壓亦為零的特點，適用於正，負兩種極性信號的輸入和輸出。
模擬集成電路一般是由一塊厚約0.2~0.25mm的P型矽片製成，這種矽片是集成電路的基片。基片上可以做出包含有數十個或更多的BJT或FET、電阻和連接導線的電路。
運算放大器除具有+、-輸入端和輸出端外，還有+、-電源供電端、外接補償電路端、調零端、相位補償端、公共接地端及其他附加端等。它的閉環放大倍數取決於外接反饋電阻，這給使用帶來很大方便。
3.1.1集成運放電路的特點89
3.1.2集成運放電路的組成框圖89
3.2電流源電路90
3.2.1基本電流源電路91
*3.2.2以電流源為有源負載的放大器92
3.3集成運放原理電路和理想運放的參數92
3.3.1集成運放原理電路分析92
3.3.2集成運放的主要參數93
3.4理想集成運放的參數和工作區94
3.4.1理想運放的性能指標95
3.4.2理想運放在不同工作區的特徵95
3.5基本運算電路96
3.5.1比例運算電路97
3.5.2加減運算電路100
3.5.3積分和微分運算電路103
3.5.4對數和指數(反對數)運算電路104
本章小結105
習題106
第4章正弦波振盪電路111
4.1概述111
4.2正弦波振盪電路的基本原理111
4.2.1正弦波振盪電路的振盪條件111
4.2.2振盪電路的基本組成、分類及分析方法113
4.3LC振盪電路113
4.3.1互感耦合振盪電路114
4.3.2三點式振盪電路114
4.4RC振盪電路116
4.4.1RC相移振盪電路116
4.4.2文氏橋振盪電路117
4.5石英晶體振盪電路118
本章小結120
習題121
下篇數字部分
第5章數字邏輯基礎122
用數字信號完成對數字量進行算術運算和邏輯運算的電路稱為數字電路，或數字系統。由於它具有邏輯運算和邏輯處理功能，所以又稱數字邏輯電路。現代的數字電路由半導體工藝製成的若干數字集成器件構造而成。邏輯門是數字邏輯電路的基本單元。存儲器是用來存儲二值數據的數字電路。從整體上看，數字電路可以分為組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。
5.1數制與BCD碼122
5.1.1數制122
5.1.2幾種簡單的編碼125
5.2邏輯代數基礎126
邏輯運算又稱布爾運算布爾用數學方法研究邏輯問題，成功地建立了邏輯演算。他用等式表示判斷，把推理看作等式的變換。這種變換的有效性不依賴人們對符號的解釋，只依賴於符號的組合規律 。這一邏輯理論人們常稱它為布爾代數。20世紀30年代，邏輯代數在電路系統上獲得應用，隨後，由於電子技術與計算機的發展，出現各種復雜的大系統，它們的變換規律也遵守布爾所揭示的規律。邏輯運算 (logical operators) 通常用來測試真假值。最常見到的邏輯運算就是循環的處理，用來判斷是否該離開循環或繼續執行循環內的指令。
5.2.1與運算126
5.2.2或運算127
5.2.3非運算128
5.2.4復合運算129
5.2.5正邏輯和負邏輯130
5.3邏輯代數的基本關系式和常用公式131
5.3.1邏輯代數的基本關系式131
5.3.2基本定律132
5.3.3常用的公式133
5.3.4基本定理134
5.4邏輯函數的表示方法135
5.4.1邏輯函數的表示方法135
5.4.2邏輯函數的真值表表示法135
5.4.3邏輯函數式136
5.4.4邏輯圖138
5.4.5工作波形圖138
5.5邏輯函數式的化簡139
5.5.1公式化簡法139
5.5.2邏輯函數的卡諾圖化簡法140
5.5.3具有無關項的邏輯函數的化簡145
5.6研究邏輯函數的兩類問題146
5.6.1給定電路分析功能146
5.6.2給定邏輯問題設計電路148
本章小結150
習題151
第6章門電路154
6.1概述154
邏輯門（Logic Gates)是在集成電路(Integrated Circuit)上的基本組件。簡單的邏輯門可由晶體管組成。這些晶體管的組合可以使代表兩種信號的高低電平在通過它們之後產生高電平或者低電平的信號。高、低電平可以分別代表邏輯上的「真」與「假」或二進制當中的1和0，從而實現邏輯運算。常見的邏輯門包括「與」門，「或」門，「非」門，「異或」門(Exclusive OR gate)（也稱：互斥或）等等。邏輯門可以組合使用實現更為復雜的邏輯運算。
6.2分立元件門電路155
6.2.1二極體與門電路155
6.2.2二極體或門電路156
6.2.3三極體非門電路156
6.3TTL集成門電路158
6.3.1TTL非門電路158
6.3.2TTL與非門及或非門電路161
6.3.3集電極開路的門電路163
6.3.4三態門電路165
6.4CMOS門電路168
6.4.1CMOS反相器電路的組成和工作原理168
6.4.2CMOS與非門電路的組成和工作原理169
6.4.3CMOS或非門電路的組成和工作原理169
6.4.4CMOS傳輸門電路的組成和工作原理171
6.5集成電路使用知識簡介172
6.5.1國產集成電路型號的命名法172
6.5.2集成門電路的主要技術指標172
6.5.3多餘輸入腳的處理173
6.5.4TTL與CMOS的介面電路173
本章小結175
習題175
第7章組合邏輯電路178
7.1概述178
組合邏輯電路是指在任何時刻，輸出狀態只決定於同一時刻各輸入狀態的組合，而與電路以前狀態無關，而與其他時間的狀態無關。其邏輯函數如下：
Li=f（A1，A2，A3……An） (i=1，2，3…m)
其中，A1~An為輸入變數，Li為輸出變數。
組合邏輯電路的特點歸納如下：
① 輸入、輸出之間沒有返饋延遲通道；
② 電路中無記憶單元。
對於第一個邏輯表達公式或邏輯電路，其真值表可以是惟一的，但其對應的邏輯電路或邏輯表達式可能有多種實現形式，所以，一個特定的邏輯問題，其對應的真值表是惟一的，但實現它的邏輯電路是多種多樣的。在實際設計工作中，如果由於某些原因無法獲得某些門電路，可以通過變換邏輯表達式變電路，從而能使用其他器件來代替該器件。同時，為了使邏輯電路的設計更簡潔，通過各方法對邏輯表達式進行化簡是必要的。組合電路可用一組邏輯表達式來描述。設計組合電路直就是實現邏輯表達式。要求在滿足邏輯功能和技術要求基礎上，力求使電路簡單、經濟、可靠、實現組合邏輯函數的途徑是多種多樣的，可採用基本門電路，也可採用中、大規模集成電路。其一般設計步驟為：
① 分析設計要求，列真值表；
② 進行邏輯和必要變換。得出所需要的最簡邏輯表達式；
③ 畫邏輯圖。
7.1.1組合邏輯電路的特點178
7.1.2組合邏輯電路的分析和設計方法178
7.2常用組合邏輯電路179
7.2.1編碼器179
編碼器（encoder）是將信號（如比特流）或數據進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。編碼器把角位移或直線位移轉換成電信號，前者稱為碼盤，後者稱為碼尺。按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種；按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號，再把這個電信號轉變成計數脈沖，用脈沖的個數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關，而與測量的中間過程無關。
編碼器可按以下方式來分類。
1、按碼盤的刻孔方式不同分類
（1）增量型：就是每轉過單位的角度就發出一個脈沖信號(也有發正餘弦信號，
然後對其進行細分，斬波出頻率更高的脈沖)，通常為A相、B相、Z相輸出，A相、B相為相互延遲1/4周期的脈沖輸出，根據延遲關系可以區別正反轉，而且通過取A相、B相的上升和下降沿可以進行2或4倍頻；Z相為單圈脈沖，即每圈發出一個脈沖。
（2）絕對值型：就是對應一圈，每個基準的角度發出一個唯一與該角度對應二進制的數值，通過外部記圈器件可以進行多個位置的記錄和測量。
2、按信號的輸出類型分為：電壓輸出、集電極開路輸出、推拉互補輸出和長線驅動輸出。
3、以編碼器機械安裝形式分類
（1）有軸型：有軸型又可分為夾緊法蘭型、同步法蘭型和伺服安裝型等。
（2）軸套型：軸套型又可分為半空型、全空型和大口徑型等。
4、以編碼器工作原理可分為：光電式、磁電式和觸點電刷式
7.2.2優先編碼器181
7.2.3解碼器185
解碼器是組合邏輯電路的一個重要的器件，其可以分為：變數解碼和顯示解碼兩類。 變數解碼一般是一種較少輸入變為較多輸出的器件，一般分為2n解碼和8421BCD碼解碼兩類。 顯示解碼主要解決二進制數顯示成對應的十、或十六進制數的轉換功能，一般其可分為驅動LED和驅動LCD兩類。
解碼是編碼的逆過程，在編碼時，每一種二進制代碼，都賦予了特定的含義，即都表示了一個確定的信號或者對象。把代碼狀態的特定含義「翻譯」出來的過程叫做解碼，實現解碼操作的電路稱為解碼器。或者說，解碼器是可以將輸入二進制代碼的狀態翻譯成輸出信號，以表示其原來含義的電路。
根據需要，輸出信號可以是脈沖，也可以是高電平或者低電平。
7.2.4顯示解碼器189
7.2.5數據選擇器191
7.2.6加法器195
7.2.7數值比較器198
7.3組合邏輯電路中的競爭-冒險現象199
7.3.1競爭-冒險現象199
7.3.2競爭-冒險現象的判斷方法200
本章小結201
習題202
第8章觸發器和時序邏輯電路205
8.1概述205
8.2觸發器的電路結構與工作原理205
8.2.1基本RS觸發器205
8.2.2同步RS觸發器的電路結構與工作原理208
8.2.3主從RS觸發器的電路結構與工作原理209
8.2.4由CMOS傳輸門組成的邊沿觸發器213
8.3觸發器邏輯功能的描述方法214
8.3.1RS觸發器214
8.3.2JK觸發器215
8.3.3D觸發器216
8.3.4T觸發器216
8.3.5觸發器邏輯功能的轉換217
8.4時序邏輯電路的分析方法和設計方法219
8.4.1同步時序電路的分析方法219
8.4.2非同步時序邏輯電路的分析方法及舉例223
8.4.3同步時序電路的設計方法224
8.5常用的時序邏輯電路228
8.5.1寄存器和移位寄存器228
8.5.2同步計數器231
8.5.3移位寄存器型計數器244
8.6時序邏輯電路分析設計綜合例題246
本章小結248
習題249
第9章脈沖產生和整形電路253
9.1概述253
9.2555定時器的應用253
9.2.1555定時器的電路結構253
9.2.2用555定時器組成施密特觸發器255
9.2.3用555定時器組成單穩態電路256
9.2.4用555定時器組成多諧振盪器258
9.2.5555定時器的應用電路260
9.3石英晶體多諧振盪器262
9.4壓控振盪器263
本章小結264
習題264
第10章數/模和模/數轉換器266
10.1概述266
10.2數/模轉換器266
10.2.1權電阻網路D/A轉換器266
10.2.2倒T形電阻網路D/A轉換器268
10.3模/數轉換器269
10.3.1A/D轉換器的基本組成269
10.3.2直接A/D轉換器271
10.3.3間接A/D轉換器275
10.4A/D和D/A的使用參數276
10.4.1A/D和D/A的轉換精度276
10.4.2A/D和D/A的轉換速度277
本章小結277
習題277
第11章半導體存儲器和可編程邏輯器件279
11.1半導體存儲器279
11.1.1隻讀存儲器279
11.1.2ROM的擴展及應用281
11.1.3幾種常用的ROM283
11.2可編程邏輯器件284
11.2.1PLD的連接方式及基本門電路的PLD表示法285
11.2.2可編程陣列邏輯286
11.2.3可編程通用陣列邏輯器件的基本結構288
11.2.4在系統可編程邏輯器件290
11.3可編程邏輯器件的編程296
11.3.1PLD的開發系統296
11.3.2PLD編程的一般步驟297
11.4CPLD及FPGA簡介297
11.4.1CPLD及FPGA基本結構297
11.4.2FPGA/CPLD設計流程300
本章小結302
習題302
附錄A常用數字集成電路型號及引腳306