反对数电路

㈠ 模拟电子技术基础的图书目录

第1章 半导体二极管及其基本电路 1
1.1 半导体的基础知识 1
1.1.1 半导体材料 1
1.1.2 半导体的共价键结构 1
1.1.3 本征半导体 2
1.1.4 杂质半导体 3
1.2 PN结的形成及其特性 4
1.2.1 PN结的形成 4
1.2.2 PN结的单向导电性 5
1.2.3 PN结的电容效应 7
1.3 半导体二极管 8
1.3.1 二极管的结构及类型 8
1.3.2 二极管的伏安特性 9
1.3.3 二极管的主要参数 10
1.4 二极管基本电路及其分析方法 10
1.4.1 二极管的等效电路 10
1.4.2 二极管应用的典型电路 12
1.5 特殊二极管 13
1.5.1 稳压二极管 14
1.5.2 发光二极管 16
1.5.3 光电二极管 16
1.5.4 变容二极管 16
1.5.5 特殊二极管的应用 16
1.6 仿真例题 17
小结 18
习题 18
第2章 晶体三极管及其放大电路基础 22
2.1 晶体三极管 22
2.1.1 三极管的结构及类型 22
2.1.2 三极管的放大原理 23
2.1.3 三极管共发射极的伏安特性曲线 25
2.1.4 三极管的主要参数 27
2.2 三极管放大电路的各项指标 28
2.3 放大电路的分析方法 30
2.3.1 单管共发射极基本放大电路的组成 30
2.3.2 估算分析法 32
2.3.3 图解分析法 33
2.3.4 小信号模型分析法 36
2.4 放大电路静态工作点Q的设置 46
2.4.1 温度对静态工作点的影响 46
2.4.2 固定偏置电路 46
2.4.3 射极偏置电路 46
2.5 三极管组合放大电路 48
2.5.1 共集-共射放大电路 48
2.5.2 共集－共集放大电路 50
2.6 放大电路的频率响应 52
2.6.1 研究放大电路频率响应的重要性及一些基本概念 52
2.6.2 三极管的高频等效模型 54
2.6.3 阻容耦合单管共发射极放大电路的频率响应 55
2.7 仿真例题 60
小结 61
习题 62
第3章 场效应管及其放大电路 68
3.1 结型场效应管 68
3.1.1 结型场效应管（JFET）的类型和结构 68
3.1.2 结型场效应管的工作原理 69
3.1.3 结型场效应管的特性曲线 71
3.1.4 结型场效应管的主要参数 74
3.2 绝缘栅型场效应管 75
3.2.1 绝缘栅型场效应管（MOSFET）的类型和结构 75
3.2.2 绝缘栅型场效应管的工作原理、特性曲线、参数 76
3.3 各种场效应管特性比较及使用时的注意事项 79
3.3.1 各种场效应管的特性比较 79
3.3.2 使用场效应管的注意事项 80
3.4 场效应管放大电路 80
3.4.1 场效应管放大电路的静态分析 80
3.4.2 场效应管的微变模型 82
3.4.3 场效应管放大电路的动态分析 83
3.4.4 场效应管多级放大电路 87
3.5 仿真例题 89
小结 89
习题 90
第4章 功率放大电路 95
4.1 概述 95
4.1.1 功率放大电路的作用 95
4.1.2 功率放大电路的特点 96
4.2 功率放大电路提高效率的方法 97
4.2.1 最简单的功率放大电路——射极输出器 97
4.2.2 功率放大电路提高效率的主要途径 99
4.3 乙类双电源互补对称功率放大电路 100
4.3.1 电路组成和工作原理 100
4.3.2 输出功率及效率 101
4.3.3 功率管的选择 103
4.3.4 交越失真 105
4.4 甲乙类互补对称功率放大电路 106
4.4.1 甲乙类双电源互补对称电路 106
4.4.2 甲乙类单电源互补对称电路 107
4.5 集成功率放大器 108
4.6 仿真例题 110
小结 112
习题 112
第5章 模拟集成电路基础 116
5.1 概述 116
5.1.1 模拟集成电路的特点 116
5.1.2 集成运放的基本电路组成 117
5.2 电流源电路 118
5.2.1 镜像电流源 118
5.2.2 微电流源 119
5.2.3 多路电流源 120
5.2.4 电流源的主要作用 120
5.3 差分放大电路 121
5.3.1 直接耦合放大电路的零点漂移问题 121
5.3.2 发射极耦合差分放大电路的分析 121
5.3.3 带恒流源偏置的差分放大电路 128
5.3.4 差分放大电路的几种接法 129
5.4 通用型集成运算放大器 132
5.5 集成运放的主要参数和电压传输特性 135
5.5.1 集成运放的主要参数 135
5.5.2 集成运放的电压传输特性 136
5.6 专用集成运算放大器 138
5.7 仿真例题 139
小结 141
习题 142
第6章 负反馈放大电路 147
6.1 反馈的基本概念与分类 147
6.1.1 反馈的概念 147
6.1.2 反馈的组成框图 148
6.1.3 反馈的分类及判断 149
6.2 负反馈放大电路的四种组态 156
6.2.1 电压串联负反馈放大电路 156
6.2.2 电流串联负反馈放大电路 157
6.2.3 电压并联负反馈放大电路 158
6.2.4 电流并联负反馈放大电路 160
6.3 反馈的一般表达式 161
6.4 负反馈对放大电路性能的影响 162
6.4.1 提高闭环增益的稳定性 162
6.4.2 减小非线性失真 163
6.4.3 抑制反馈环内干扰和噪声 164
6.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响 164
6.4.5 放大电路引入负反馈的一般原则 166
6.5 深度负反馈条件下的近似计算 166
6.5.1 深度负反馈下的“虚短”和“虚断” 166
6.5.2 深度负反馈下的近似计算 167
6.6 仿真例题 170
小结 172
习题 172
第7章 模拟信号的运算与处理 177
7.1 运算放大器特性 177
7.2 基本运算电路 178
7.2.1 比例运算电路 179
7.2.2 加法电路和加法-减法电路 181
7.2.3 积分运算电路和微分运算电路 183
7.2.4 对数运算电路和反对数运算电路 185
7.2.5 模拟乘法运算电路 186
7.3 有源滤波器 189
7.3.1 低通滤波电路 189
7.3.2 高通滤波电路 191
7.3.3 带通滤波电路和带阻滤波电路 191
7.4 PSpice仿真 192
小结 194
习题 195
第8章 信号产生电路 199
8.1 正弦波产生振荡的条件 199
8.2 正弦波振荡器的基本组成 201
8.3 RC桥式正弦波振荡电路 201
8.4 LC正弦波振荡电路 204
8.4.1 LC并联谐振回路特性 204
8.4.2 变压器反馈式LC振荡电路 206
8.4.3 三点式LC振荡电路 207
8.4.4 石英晶体振荡电路 209
8.5 非正弦信号产生电路 210
8.5.1 电压比较器 210
8.5.2 方波产生电路 214
8.5.3 三角波产生电路 215
8.5.4 锯齿波产生电路 217
8.5.5 集成函数发生器 218
8.6 PSpice仿真 219
小结 220
习题 221
第9章 直流稳压电源 225
9.1 直流电源的组成 225
9.2 整流电路 225
9.2.1 半波整流电路 226
9.2.2 全波整流电路 227
9.2.3 桥式整流电路 229
9.3 滤波电路 229
9.3.1 电容滤波电路 230
9.3.2 电感滤波电路 232
9.3.3 其他形式的滤波电路 232
9.4 稳压电路 233
9.4.1 稳压管稳压电路 233
9.4.2 串联型稳压电路 237
9.5 集成稳压器 239
9.5.1 三端固定输出集成稳压器 239
9.5.2 三端可调输出集成稳压器 241
9.6 PSpice仿真 242
小结 243
习题 243
附录A 符号表 246
参考文献 250

㈡ 集成运算放大器运算电路有什么实际意义

那要看你怎么使用。比方说可以做电压的放大，电流的放大，电压的差分，还有可以用来构成理想的电压源，电流源，等等之类的，
比较多阿！在信号的传输当中也有很多的运用。

㈢ 集成运算放大器的典型电路有哪些种

集成运算放大器的典型电路有：

1、反相比例运算电路

反向比例运算电路如图2所示。根据电路分析，这种电路的输出电压为

图5 微分器

图中Ri的作用是限制高频增益，使高频增益下降为Rf/Ri。只有当输入信号频率f<fc=1/(2πRiC)）时电路才起微分作用。

㈣ 几种基本运算电路分别有什么特点加以区分，功放和运放有什么区别

1、基本运算电路的特点及区别：

（1）、反相放大器(反相比例运算) Av=Rf/R1,Ri=R1

电路性能好，较多使用。

（2）、同相放大器(同相比例运算) Av=1+(Rf/R1),Ri= ∞

由于有共模信号输入，（单端输入的信号中能分离出共模信号），所以要求使用的运放的共模抑制比高才行，否则最好不用此电路。

（3）、差动放大器(减法器)当选择R1=R2，R3=RF时，u0=（Rf/R1)/(u2-u1)

（4）、反相加法器u0=（Rf/R1)/(u2-u1)

电路除了输入电阻较小，其他性能优良，是较多使用的电路。

（5）、同相加法器u0=（(Rf*u2/R1)+(Rf*u1/R1)

电路计算比较麻烦，较少采用，若一定相让输入、输出同相，一般使用两级反相加法器。

（6）、积分电路,无法写表达式

（7）、微分电路 U0=-RC*i/dt

（8）、比较器U0+=VCC VO-=UEE

2、功放和运放的区别：

（1）、功放是有电压和电流放大作用的，做大信号放大，即功率放大。

（2）、运放一般用于小信号电压放大，电流驱动能力很弱。

(4)反对数电路扩展阅读：

运算电路

集成运放是一个已经装配好的高增益直接耦合放大器，加接反馈网络以后，就组成了运算电路。

特点

1. 运算电路的输入输出关系，仅仅决定于反馈网络；因此只要选取适当的反馈网络，就可以实现所需要的运算功能，如比例、加减、乘除、微积分、对数等。

2. 这样的运算电路，被广泛地应用于对模拟信号进行 各种数学处理，称之为模拟运算电路。

3. 模拟运算电路通常表现输入/输出电压之间的函数关系

模拟运算电路

运算电路可分为模拟运算电路和数字运算电路两大类。模拟运算电路具有电路简单，成本低，实时性强等特点。

引起模拟运算电路运算误差的主要因素 ：

运放参数的非理想性引起运算误差，其中Kd，Rd，CMRR，Uo，Id和Io的影响是主要的。

为减小运算误差，Kd，Rd，和CMRR越大越好，Uo，Io越小越好。

运放噪声和外围电阻噪声引起运算误差，对由电阻阻值误差引起的运算误差，容易根据运算电路的输出表达式，用求偏导的方法求得。

为减小电阻阻值误差引起的运算误差，可选用温度系数小的精密电阻，必要时还可在电路中设置调节环节来补偿。

运放参数随工作频率变化引起的运算误差，反馈网络通常是无源网络，无源元件可选用高稳定性的元件，因而电路增益可获得很高的稳定性，也就抑制了运放参数变化引起的运算误差。

参考资料

网络-运放

网络-功放

网络-运算电路

㈤ 手提式音响混响效果比例不够可不可以换电位器增强效果

1.为什么讨论电子电位器？

为什么要讨论使用一个 DAC[1]来作为一个电位器呢？这里面主要原因如下：

使用电位器可以很方便在信号源的驱动下形成一个幅值可以调节的交流信号源。这比起使用通常的可编程直流电源，或者DAC输出电压来说，输出的是幅度可以变的交流信号源，可以用于很多的自动测量环节。

为什么不直接使用 机械电位器[2]来改变信号源的幅值呢？还是一个原因，那就是自动可编程改变信号的幅值。

2.为什么使用DAC做电位器？

DAC用作电位器改变交流信号原理;

使用DAC来分压交流信号的优点是什么？

是否能够克服前面数字电位器的频带过窄的问题？

写这些话的时候，我还不知道具体答案，下面就通过实验来验证一下吧。

02 实验电路

最近，刚刚购买了几片16bit的DAC芯片 DAC8830IDR[5]（价格6.6），具有SPI接口，基于该DAC来验证一下前面的思路的可行性。

1.实验电路设计

由于DAC8830使用SPI接口来设置输出电压，使用STC8G1K（SOP16）作为控制器来完成对它的信号控制。

1）SCH [6]

▲ 原理图设计

2）PCB

对于实验原理图进行LAYOUT，尽可以满足单面PCB板制作的工艺要求。快速制版之后得到对应的实验电路板。

▲ 实验电路板的PCB设计

2. MCU软件编程[7]

1) DA8830访问子程序

使用STC8G的SPI端口对DA8830进行访问。根据DA8830的SPI读写时序，相应的DAC8830写入转换（16bit）数据的子程序为：

void DAC8830Set(unsigned int nDAC) {

OFF(DAC8830_CS);

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

SPISendChar((unsigned char)nDAC);

ON(DAC8830_CS);

}

▲ DA8830的SPI读写时序

对应的DA8830的CS，SPK的波形为：

▲ 示波器观察到DA8830的CS，CLK的波形

从上面波形可以看出，DAC8830Set()函数的执行时间在STC8G1K17（35MHz）执行中的时间大约为3。

在静态下，通过两个电阻组成的参考电压分压电路，生成大约2.5V的参考电压。实际测量电压为：。

这个数值比起前面实际测量得到的要大，这说明对应的DA8830的参考电压管脚的阻抗比起还要小。

为了便于测量数据波形，调用DA8830Set（）函数中的输入参数为。那么输出电压计算值应该为：

实际测量DA8830的输出电压为：

2) 输出电压波形

▲ 每1ms写入DAC8830递增数据的CS，DI数据波形

写入递增的数据，输出波形。

for(;;) {

WaitTime(1);

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

DAC8830Set(nShowCount); nShowCount += 0x200;

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

}

此时Dout输出递增的锯齿波形。

▲ 输出递增的锯齿波形

03 参考电压与输出信号

下面经过几组实验，来验证DAC的参考电压对于输出信号的影响。

1.参考电压的有效范围

在DAC8830的数据手册中，对于参考电压的输入范围给定的是1.25V ~ Vpp。下面通过一组实验来测试实际的有效输入参考电压范围：

下面通过在某一给定的DAC8830的设置下，给定Vref，测量对应的实际输出。将三种不同设置下的输出电压与参考电压之间的关系绘制在一起。从图中可以看到，实际上，DA8830的参考电压对于输出电压的等比例的影响范围是在整个的工作电压（0~5V）之内都有效。

▲ 将三种不同设置下的参考电压与输出电压绘制在一起

2.输入交变的参考电压

1）在Vref加入交流电压波形

在Vref中加入100Hz左右正弦波，设置DAC8830转换值为0x7fff，输出的电压波形如下图所示。可以看到输出（Blue）的电压波形等于Vref(Cyan)的一半。

▲ DAC8830的Dout(Cyan)与Vref(Blue)的波形

当设置为0xffff的时候，输入的波形就与输入一致了。

▲ DAC8830的Dout(Cyan)与Vref(Blue)的波形

2）输入高频方波波形

为了测试从Vref到Vout之间的频带宽度，在Vref中加入高频方波信号，观察输出的Vout的信号。

▲ 加入高频方波信号Vref(Blue)观察输出信号Vout(Cyan)

将波形再次展开，观察输出的过渡过程。

展开波形，对比输入输出波形，可以观察到Vref到Vout之间的带宽应该超过1MHz。按照DAC8830数据手册上关于参考电压 -3dB带宽的参数，典型值为1.3MHz。

▲ 加入高频方波信号Vref(Blue)与输出信号Vout(Cyan)波形

3.使用DAC对交流信号进行调幅

下面将固定的交流电压（有直流分量，使得信号始终大于零）施加在Vref，测量Vout随着DAC8830的设置值的变化情况。
施加的电压频率，幅值。

输出电压值如设置数值之间的关系为：

▲ 输出电压值与设置值之间的关系

可以看到整体上输出与设置值之间的关系呈现非常好的线性关系。

注意到在曲线的一开始似乎有一些略微的非线性。下面重新采集设置值范围在（0,0x3ff）范围内的输出电压与设置值之间的关系曲线。

▲ 输出电压值与设置值之间的关系

可以看到在起始的时候，由于系统存在噪声，使得输出的电流电压与设定值之间存在一定的非线性。当理论输出电压小于系统地线上的噪声电压时，使用交流万用表测量得到的数值就会偏大。

下面重新对频率为

的信号测量输出电压与设定值之间的关系。结果与1kHz的情形相同。只是输出整体的增益下降了。

▲ 输出电压值与设置值之间的关系

增益变化了9%左右。

4.信号超量程

当输入信号的幅值超过DAC8830d的工作电压，或者低于0V，输出都会出现截止。

▲ 输入信号超过+5V，低于0V的情况

结论

通过前面的实验，可以看到，使用DAC8830来当做电位器获得幅度可变的交流信号源是可行的。它具有很宽的信号带宽，并且输出信号的幅值与设置信号之间具有非常好的线性关系，只是在信号比较小的时候输出会受到系统和芯片本身的噪声影响。

当输入信号超出了DAC8830的工作电压，或者低于0V时，输出信号都会截止。所以在使用的时候，需要通过一定的信号偏置的方式将交流信号平移到始终在0~5V（DAC8830工作电压）范围之后进行调试，然后可以再通过隔直电容去掉信号中的偏移量。

本头条搭建一个交流平台，欢迎各位也分享你的行业认知，技术分享，经验之谈，欢迎留言

㈥ 对数二极管是什么

用二极管或晶体管替换反相输入比例运算电路的反馈电阻，可构成对数运算电路。
互换对数运算电路中电阻和二极管或晶体管，可构成反对数运算电路。
这种电路输入信号只能是单极性，并且输出信号受温度影响较大，实际应用时需加温度补偿电路。
需要注意：对数和反对数运算电路输入输出呈非线性关系，但运放本身仍工作在线性区。

㈦ 由集成运放组成的对数和反对数运算电路，是非线性运算电路吗

确实是非线性运算电路，而且电路中也确实含有非线性元件。

㈧ 运算放大器是怎么发明的

运算放大器是一个比较广义的概念。一般是指利用特高共模抑制比、特高电压增益、特高输入阻抗、特低输出阻抗的OPA芯片以及深度负反馈技术形成的能以很高精度完成同相比例和反相比例、加、减‘微积分、对数反对数、乘法除法等的运算电路。
OPA芯片的共模抑制比、电压增益已经高达10000倍以上、输入阻抗高达1M欧以上、输出阻抗则低到100欧以下，而其电压放大器只有2~3级。
OPA芯片只需要很小的偏置电流，2~3级电压放大倍数就能达到1000倍以上，主要得益于有源负载差分放大技术；工作点十分稳定，比常说的分压偏置放大器还要稳定得多，主要得益于电流镜技术。
负反馈技术则是80多年前就开始发展了。
运算放大器就是伴随着OPA芯片的发明以及负反馈技术的发展而发明的。OPA芯片是内因，负反馈技术是外因。外因通过内因起作用。

㈨ 什么是反对数

一个数的反对数，是指一个正数的对数即等于已知数。
也就是说，在b＝㏒aN中，反对数是已知对数b去寻求相应的真数N。

方法是：由b的尾数查反对数表确定N的前几个有效数字；而由b的首数来确定N的位数：即当b的首数不小于0时，N的位数等于b的首数加一；当b的首数小于0时，N的第一个有效数字左边0的个数等于b的首数的绝对值（包括小数点前的一个0）

㈩ 模拟电路与数字电路的目录

上篇模拟部分
第1章半导体器件1
1.1半导体基础知识1
半导体器件（semiconctor device）通常，这些半导体材料是硅、锗或砷化镓，可用作整流器、振荡器、发光器、放大器、测光器等器材。为了与集成电路相区别，有时也称为分立器件。
绝大部分二端器件（即晶体二极管）的基本结构是一个PN结。利用不同的半导体材料、采用不同的工艺和几何结构，已研制出种类繁多、功能用途各异的多种晶体二极，可用来产生、控制、接收、变换、放大信 号和进行能量转换。晶体二极管的频率覆盖范围可从低频、高频、微波、毫米波、红外直至光波。三端器件一 般是有源器件，典型代表是各种晶体管（又称晶体三极管）。晶体管又可以分为双极型晶体管和场效应晶体管两 类。根据用途的不同，晶体管可分为功率晶体管微波晶体管和低噪声晶体管。除了作为放大、振荡、开关用的 一般晶体管外，还有一些特殊用途的晶体管，如光晶体管、磁敏晶体管，场效应传感器等。这些器件既能把一些 环境因素的信息转换为电信号，又有一般晶体管的放大作用得到较大的输出信号。此外，还有一些特殊器件，如单结晶体管可用于产生锯齿波，可控硅可用于各种大电流的控制电路，电荷耦合器件可用作摄橡器件或信息存 储器件等。在通信和雷达等军事装备中，主要靠高灵敏度、低噪声的半导体接收器件接收微弱信号。随着微波 通信技术的迅速发展，微波半导件低噪声器件发展很快，工作频率不断提高，而噪声系数不断下降。微波半导体 器件由于性能优异、体积小、重量轻和功耗低等特性，在防空反导、电子战、C（U3）I等系统中已得到广泛的应用 。
1.1.1本征半导体1
本征半导体（intrinsic semiconctor)
完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体称为本征半导体。实际半导体不能绝对地纯净，本征半导体一般是指导电主要由材料的本征激发决定的纯净半导体。更通俗地讲，完全纯净的半导体称为本征半导体或I型半导体。硅和锗都是四价元素，其原子核最外层有四个价电子。它们都是由同一种原子构成的“单晶体”，属于本征半导体。
在绝对零度温度下，半导体的价带（valence band）是满带（见能带理论），受到光电注入或热激发后，价带中的部分电子会越过禁带（forbidden band/band gap）进入能量较高的空带，空带中存在电子后成为导带（conction band），价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位，称为空穴（hole），导带中的电子和价带中的空穴合称为电子－空穴对。上述产生的电子和空穴均能自由移动，成为自由载流子（free carrier），它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流，分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子－空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴，使电子－空穴对消失，称为复合（recombination）。复合时产生的能量以电磁辐射（发射光子photon）或晶格热振动（发射声子phonon）的形式释放。在一定温度下，电子－空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡，此时本征半导体具有一定的载流子浓度，从而具有一定的电导率。加热或光照会使半导体发生热激发或光激发，从而产生更多的电子－空穴对，这时载流子浓度增加，电导率增加。半导体热敏电阻和光敏电阻等半导体器件就是根据此原理制成的。常温下本征半导体的电导率较小，载流子浓度对温度变化敏感，所以很难对半导体特性进行控制，因此实际应用不多。
本征半导体特点：电子浓度=空穴浓度
缺点：载流子少，导电性差，温度稳定性差！
1.1.2本征激发和两种载流子2
1.1.3杂质半导体2
定义
在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。制备杂质半导体时一般按百万分之一数量级的比例在本征半导体中掺杂。
基本原理
半导体中的杂质对电导率的影响非常大，本征半导体经过掺杂就形成杂质半导体，一般可分为N型半导体和P型半导体。
半导体中掺入微量杂质时，杂质原子附近的周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态，在禁带中产生附加的杂质能级。能提供电子载流子的杂质称为施主(Donor)杂质，相应能级称为施主能级，位于禁带上方靠近导带底附近。例如四价元素锗或硅晶体中掺入五价元素磷、砷、锑等杂质原子时，杂质原子作为晶格的一分子，其五个价电子中有四个与周围的锗（或硅）原子形成共价键，多余的一个电子被束缚于杂质原子附近，产生类氢浅能级—施主能级。施主能级上的电子跃迁到导带所需能量比从价带激发到导带所需能量小得多，很易激发到导带成为电子载流子，因此对于掺入施主杂质的半导体，导电载流子主要是被激发到导带中的电子，属电子导电型，称为N型半导体。由于半导体中总是存在本征激发的电子空穴对，所以在n型半导体中电子是多数载流子，空穴是少数载流子。
相应地，能提供空穴载流子的杂质称为受主(Acceptor)杂质，相应能级称为受主能级，位于禁带下方靠近价带顶附近。例如在锗或硅晶体中掺入微量三价元素硼、铝、镓等杂质原子时，杂质原子与周围四个锗（或硅）原子形成共价结合时尚缺少一个电子，因而存在一个空位，与此空位相应的能量状态就是受主能级。由于受主能级靠近价带顶，价带中的电子很容易激发到受主能级上填补这个空位，使受主杂质原子成为负电中心。同时价带中由于电离出一个电子而留下一个空位，形成自由的空穴载流子，这一过程所需电离能比本征半导体情形下产生电子空穴对要小得多。因此这时空穴是多数载流子，杂质半导体主要靠空穴导电，即空穴导电型，称为p型半导体。在P型半导体中空穴是多数载流子，电子是少数载流子。在半导体器件的各种效应中，少数载流子常扮演重要角色。
1.1.4PN结4
PN结（PN junction）。采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。PN结具有单向导电性。P是positive的缩写，N是negative的缩写，表明正荷子与负荷子起作用的特点。一块单晶半导体中 ，一部分掺有受主杂质是P型半导体，另一部分掺有施主杂质是N型半导体时 ，P 型半导体和N型半导体的交界面附近的过渡区称为PN结。PN结有同质结和异质结两种。用同一种半导体材料制成的 PN 结叫同质结 ，由禁带宽度不同的两种半导体材料制成的PN结叫异质结。
1.2二极管7
二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)，另外，还有早期的真空电子二极管；它是一种具有单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的转导性。一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。当外加电压等于零时，由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性。
1.2.1二极管的几种常见结构7
1.2.2二极管的伏-安特性7
1.2.3二极管的主要参数8
1.2.4二极管极性的简易判别法8
1.2.5二极管的等效电路9
*1.3二极管的基本应用电路9
1.3.1二极管整流电路9
1.3.2桥式整流电路10
1.3.3倍压整流电路11
1.3.4限幅电路12
1.3.5与门电路12
*1.4稳压管13
稳压二极管（又叫齐纳二极管）,此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。
1.4.1稳压管的结构和特性曲线13
1.4.2稳压管的主要参数14
1.5其他类型的二极管15
1.5.1发光二极管15
1.5.2光电二极管16
1.6三极管16
半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结，组成一个PNP（或NPN）结构。中间的N区（或P区）叫基区，两边的区域叫发射区和集电区，这三部分各有一条电极引线，分别叫基极B、发射极E和集电极C，是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。
1.6.1三极管的结构及类型16
1.6.2三极管的电流放大作用17
1.6.3三极管的共射特性曲线19
1.6.4三极管的主要参数21
1.7场效应管23
场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。由多数载流子参与导电，也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件。具有输入电阻高（10^8～10^9Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。
1.7.1结型场效应管的类型和构造23
1.7.2绝缘栅型场效应管的类型和构造26
1.7.3场效应管的主要参数30
本章小结31
习题31
第2章基本放大电路34
2.1共发射极放大电路34
2.1.1电路的组成34
2.1.2放大电路的直流通路和交流通路35
2.1.3共发射极电路图解分析法35
2.1.4微变等效电路分析法39
2.2放大电路的分析44
2.2.1稳定工作点的必要性44
2.2.2工作点稳定的典型电路44
2.2.3复合管放大电路47
2.3共集电极电压放大器48
2.4共基极电压放大器50
2.5多级放大器51
2.5.1阻容耦合电压放大器52
*2.5.2共射-共基放大器53
2.5.3直接耦合电压放大器55
2.6差动放大器57
2.6.1电路组成57
2.6.2静态分析59
2.6.3动态分析59
2.6.4差动放大器输入、输出的4种组态61
2.7放大器的频响特性64
2.7.1三极管高频等效模型64
2.7.2三极管电流放大倍数的频率响应66
2.7.3单管共射放大电路的频响特性68
2.8场效应管基本放大电路74
2.8.1电路的组成74
2.8.2场效应管与三极管的比较77
2.9功率放大电路77
2.9.1概述77
2.9.2甲类功率放大电路78
2.9.3乙类推挽功率放大电路79
本章小结81
习题82
第3章集成运算放大器89
3.1概述89
集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier）简称集成运放，是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。它的增益高（可达60~180dB），输入电阻大（几十千欧至百万兆欧），输出电阻低（几十欧），共模抑制比高（60~170dB），失调与飘移小，而且还具有输入电压为零时输出电压亦为零的特点，适用于正，负两种极性信号的输入和输出。
模拟集成电路一般是由一块厚约0.2~0.25mm的P型硅片制成，这种硅片是集成电路的基片。基片上可以做出包含有数十个或更多的BJT或FET、电阻和连接导线的电路。
运算放大器除具有+、-输入端和输出端外，还有+、-电源供电端、外接补偿电路端、调零端、相位补偿端、公共接地端及其他附加端等。它的闭环放大倍数取决于外接反馈电阻，这给使用带来很大方便。
3.1.1集成运放电路的特点89
3.1.2集成运放电路的组成框图89
3.2电流源电路90
3.2.1基本电流源电路91
*3.2.2以电流源为有源负载的放大器92
3.3集成运放原理电路和理想运放的参数92
3.3.1集成运放原理电路分析92
3.3.2集成运放的主要参数93
3.4理想集成运放的参数和工作区94
3.4.1理想运放的性能指标95
3.4.2理想运放在不同工作区的特征95
3.5基本运算电路96
3.5.1比例运算电路97
3.5.2加减运算电路100
3.5.3积分和微分运算电路103
3.5.4对数和指数(反对数)运算电路104
本章小结105
习题106
第4章正弦波振荡电路111
4.1概述111
4.2正弦波振荡电路的基本原理111
4.2.1正弦波振荡电路的振荡条件111
4.2.2振荡电路的基本组成、分类及分析方法113
4.3LC振荡电路113
4.3.1互感耦合振荡电路114
4.3.2三点式振荡电路114
4.4RC振荡电路116
4.4.1RC相移振荡电路116
4.4.2文氏桥振荡电路117
4.5石英晶体振荡电路118
本章小结120
习题121
下篇数字部分
第5章数字逻辑基础122
用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二值数据的数字电路。从整体上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。
5.1数制与BCD码122
5.1.1数制122
5.1.2几种简单的编码125
5.2逻辑代数基础126
逻辑运算又称布尔运算布尔用数学方法研究逻辑问题，成功地建立了逻辑演算。他用等式表示判断，把推理看作等式的变换。这种变换的有效性不依赖人们对符号的解释，只依赖于符号的组合规律 。这一逻辑理论人们常称它为布尔代数。20世纪30年代，逻辑代数在电路系统上获得应用，随后，由于电子技术与计算机的发展，出现各种复杂的大系统，它们的变换规律也遵守布尔所揭示的规律。逻辑运算 (logical operators) 通常用来测试真假值。最常见到的逻辑运算就是循环的处理，用来判断是否该离开循环或继续执行循环内的指令。
5.2.1与运算126
5.2.2或运算127
5.2.3非运算128
5.2.4复合运算129
5.2.5正逻辑和负逻辑130
5.3逻辑代数的基本关系式和常用公式131
5.3.1逻辑代数的基本关系式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逻辑函数的表示方法135
5.4.1逻辑函数的表示方法135
5.4.2逻辑函数的真值表表示法135
5.4.3逻辑函数式136
5.4.4逻辑图138
5.4.5工作波形图138
5.5逻辑函数式的化简139
5.5.1公式化简法139
5.5.2逻辑函数的卡诺图化简法140
5.5.3具有无关项的逻辑函数的化简145
5.6研究逻辑函数的两类问题146
5.6.1给定电路分析功能146
5.6.2给定逻辑问题设计电路148
本章小结150
习题151
第6章门电路154
6.1概述154
逻辑门（Logic Gates)是在集成电路(Integrated Circuit)上的基本组件。简单的逻辑门可由晶体管组成。这些晶体管的组合可以使代表两种信号的高低电平在通过它们之后产生高电平或者低电平的信号。高、低电平可以分别代表逻辑上的“真”与“假”或二进制当中的1和0，从而实现逻辑运算。常见的逻辑门包括“与”门，“或”门，“非”门，“异或”门(Exclusive OR gate)（也称：互斥或）等等。逻辑门可以组合使用实现更为复杂的逻辑运算。
6.2分立元件门电路155
6.2.1二极管与门电路155
6.2.2二极管或门电路156
6.2.3三极管非门电路156
6.3TTL集成门电路158
6.3.1TTL非门电路158
6.3.2TTL与非门及或非门电路161
6.3.3集电极开路的门电路163
6.3.4三态门电路165
6.4CMOS门电路168
6.4.1CMOS反相器电路的组成和工作原理168
6.4.2CMOS与非门电路的组成和工作原理169
6.4.3CMOS或非门电路的组成和工作原理169
6.4.4CMOS传输门电路的组成和工作原理171
6.5集成电路使用知识简介172
6.5.1国产集成电路型号的命名法172
6.5.2集成门电路的主要技术指标172
6.5.3多余输入脚的处理173
6.5.4TTL与CMOS的接口电路173
本章小结175
习题175
第7章组合逻辑电路178
7.1概述178
组合逻辑电路是指在任何时刻，输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合，而与电路以前状态无关，而与其他时间的状态无关。其逻辑函数如下：
Li=f（A1，A2，A3……An） (i=1，2，3…m)
其中，A1~An为输入变量，Li为输出变量。
组合逻辑电路的特点归纳如下：
① 输入、输出之间没有返馈延迟通道；
② 电路中无记忆单元。
对于第一个逻辑表达公式或逻辑电路，其真值表可以是惟一的，但其对应的逻辑电路或逻辑表达式可能有多种实现形式，所以，一个特定的逻辑问题，其对应的真值表是惟一的，但实现它的逻辑电路是多种多样的。在实际设计工作中，如果由于某些原因无法获得某些门电路，可以通过变换逻辑表达式变电路，从而能使用其他器件来代替该器件。同时，为了使逻辑电路的设计更简洁，通过各方法对逻辑表达式进行化简是必要的。组合电路可用一组逻辑表达式来描述。设计组合电路直就是实现逻辑表达式。要求在满足逻辑功能和技术要求基础上，力求使电路简单、经济、可靠、实现组合逻辑函数的途径是多种多样的，可采用基本门电路，也可采用中、大规模集成电路。其一般设计步骤为：
① 分析设计要求，列真值表；
② 进行逻辑和必要变换。得出所需要的最简逻辑表达式；
③ 画逻辑图。
7.1.1组合逻辑电路的特点178
7.1.2组合逻辑电路的分析和设计方法178
7.2常用组合逻辑电路179
7.2.1编码器179
编码器（encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。
编码器可按以下方式来分类。
1、按码盘的刻孔方式不同分类
（1）增量型：就是每转过单位的角度就发出一个脉冲信号(也有发正余弦信号，
然后对其进行细分，斩波出频率更高的脉冲)，通常为A相、B相、Z相输出，A相、B相为相互延迟1/4周期的脉冲输出，根据延迟关系可以区别正反转，而且通过取A相、B相的上升和下降沿可以进行2或4倍频；Z相为单圈脉冲，即每圈发出一个脉冲。
（2）绝对值型：就是对应一圈，每个基准的角度发出一个唯一与该角度对应二进制的数值，通过外部记圈器件可以进行多个位置的记录和测量。
2、按信号的输出类型分为：电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出和长线驱动输出。
3、以编码器机械安装形式分类
（1）有轴型：有轴型又可分为夹紧法兰型、同步法兰型和伺服安装型等。
（2）轴套型：轴套型又可分为半空型、全空型和大口径型等。
4、以编码器工作原理可分为：光电式、磁电式和触点电刷式
7.2.2优先编码器181
7.2.3译码器185
译码器是组合逻辑电路的一个重要的器件，其可以分为：变量译码和显示译码两类。 变量译码一般是一种较少输入变为较多输出的器件，一般分为2n译码和8421BCD码译码两类。 显示译码主要解决二进制数显示成对应的十、或十六进制数的转换功能，一般其可分为驱动LED和驱动LCD两类。
译码是编码的逆过程，在编码时，每一种二进制代码，都赋予了特定的含义，即都表示了一个确定的信号或者对象。把代码状态的特定含义“翻译”出来的过程叫做译码，实现译码操作的电路称为译码器。或者说，译码器是可以将输入二进制代码的状态翻译成输出信号，以表示其原来含义的电路。
根据需要，输出信号可以是脉冲，也可以是高电平或者低电平。
7.2.4显示译码器189
7.2.5数据选择器191
7.2.6加法器195
7.2.7数值比较器198
7.3组合逻辑电路中的竞争-冒险现象199
7.3.1竞争-冒险现象199
7.3.2竞争-冒险现象的判断方法200
本章小结201
习题202
第8章触发器和时序逻辑电路205
8.1概述205
8.2触发器的电路结构与工作原理205
8.2.1基本RS触发器205
8.2.2同步RS触发器的电路结构与工作原理208
8.2.3主从RS触发器的电路结构与工作原理209
8.2.4由CMOS传输门组成的边沿触发器213
8.3触发器逻辑功能的描述方法214
8.3.1RS触发器214
8.3.2JK触发器215
8.3.3D触发器216
8.3.4T触发器216
8.3.5触发器逻辑功能的转换217
8.4时序逻辑电路的分析方法和设计方法219
8.4.1同步时序电路的分析方法219
8.4.2异步时序逻辑电路的分析方法及举例223
8.4.3同步时序电路的设计方法224
8.5常用的时序逻辑电路228
8.5.1寄存器和移位寄存器228
8.5.2同步计数器231
8.5.3移位寄存器型计数器244
8.6时序逻辑电路分析设计综合例题246
本章小结248
习题249
第9章脉冲产生和整形电路253
9.1概述253
9.2555定时器的应用253
9.2.1555定时器的电路结构253
9.2.2用555定时器组成施密特触发器255
9.2.3用555定时器组成单稳态电路256
9.2.4用555定时器组成多谐振荡器258
9.2.5555定时器的应用电路260
9.3石英晶体多谐振荡器262
9.4压控振荡器263
本章小结264
习题264
第10章数/模和模/数转换器266
10.1概述266
10.2数/模转换器266
10.2.1权电阻网络D/A转换器266
10.2.2倒T形电阻网络D/A转换器268
10.3模/数转换器269
10.3.1A/D转换器的基本组成269
10.3.2直接A/D转换器271
10.3.3间接A/D转换器275
10.4A/D和D/A的使用参数276
10.4.1A/D和D/A的转换精度276
10.4.2A/D和D/A的转换速度277
本章小结277
习题277
第11章半导体存储器和可编程逻辑器件279
11.1半导体存储器279
11.1.1只读存储器279
11.1.2ROM的扩展及应用281
11.1.3几种常用的ROM283
11.2可编程逻辑器件284
11.2.1PLD的连接方式及基本门电路的PLD表示法285
11.2.2可编程阵列逻辑286
11.2.3可编程通用阵列逻辑器件的基本结构288
11.2.4在系统可编程逻辑器件290
11.3可编程逻辑器件的编程296
11.3.1PLD的开发系统296
11.3.2PLD编程的一般步骤297
11.4CPLD及FPGA简介297
11.4.1CPLD及FPGA基本结构297
11.4.2FPGA/CPLD设计流程300
本章小结302
习题302
附录A常用数字集成电路型号及引脚306