国外电子与电气工程技术丛书·模拟电路设计:分立与集成(英文版)

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[美] Sergio Franco 著,雷鑑铭 注
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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111489320
版次:1
商品编码:11614769
品牌:机工出版
包装:平装
丛书名: 国外电子与电气工程技术丛书
开本:16开
出版时间:2015-01-01
用纸:胶版纸
页数:847

具体描述

内容简介

  《国外电子与电气工程技术丛书·模拟电路设计:分立与集成(英文版)》以半导体物理理论为基础,注重阐述模拟电路技术和BiCMOS技术,注重物理概念的诠释,强调模拟电路的分离和和集成设计。全书主要内容有:PN结二极管、双极结型晶体管、MOS场效应晶体管、模拟集成电路构建、模拟集成电路、频率和时间响应、反馈、稳定性和噪声。

作者简介

  Sergio France,出生在意大利,1980年开始在美国旧金山州立大学电气工程系授课,期间获得了伊利诺伊大学香槟分校博士学位,成为该系荣誉教授。在就任现职之前。Franc0博士拥有广泛的行业经验,在诸如固态物理学、模式识别、集成电路(IC)设计、医学电子、日用电子和汽车电子等领域工作过,发表论文颇丰,Franco博士还是《Design with OperationalAmplifiers and Analog Integrated Circuits》(McGraw—Hill Education,2014)和《ElectricCiruit Fundamentals》(Oxford University Press,1995)两本教科书的作者。

内页插图

目录

Preface
Chapter 1 Diodes and the pn Junction
1.1 The Ideal Diode
1.2 Basic Diode Applications
1.3 Operational Amplifiers and Diode Applications
1.4 Semiconductors
1.5 The pn Junction in Equilibrium
1.6 Effect of ExternaI Bias on the SCL Parameters
1.7 Thepn Diode Equation
1.8 The Reverse.Biased pn Junction
1.9 FOrward.Biased Diode Characteristics
1.10 Dc Analysis ofpn Diode Circuits
1.11 Ac Analysis ofpn Diode Circuits
1.12 Breakdown-Region Operation
1.13 Dc Power Supplies
Appendix 1A:SPICE Models for Diodes
References
Prohiems

Chapter 2 Bipolar Junction Transistors
2.1 Physical Structure of the BJT
2.2 Basic BJT Operation
2.3 The f.v Characteristics 0f BJTs
2.4 Operating Regions and BJT Models
2.5 The BJT as an Amplifier/Switch
2.6 Small.Signal Operation of the BJT
2.7 BJT Biasing for Amplifier Design
2.8 Basic Bipolar Voltage Amplifiers
2.9 Bipolar Voltage and Current Buffers
Appendix 2A:SPICE Models for BJTs
References
Problems

Chapter 3 MOS Field-E竹ect Transistors
3.1 Physical Structure of the MOSFET
3.2 The Threshold Voltage V
3.3 The n-Channel Characteristic
3.4 The i-v Characteristics of MOSFETs
3.5 MoSFETs in Resistive Dc Circuits
3.6 The MOSFET as an Amplifier/Switch
3.7 Small-Signal Operation of the MOSFET
3.8 Basic MOSFET VOItage Amplifiers
3.9 MOSFET Voltage and Current BufierS
3.10 The CMoS Inverter/Amplifier
Appendix 3A:SPICE Models for MOSFETS
References
Problems

Chapter 4 Building Blocks for Analog Integrated Circuits
4.1 Design Considerations in Monolithic Circuits
4.2 BJT CharacteristiCS and Models Revisited
4.3 MoSFET CharacteristiCS and Models Revisited
4.4 Darlington,Cascode,and Cascade Configurations
4.5 Differential Pairs
4.6 Common-Mode Rejection Ratio in Differential Pairs
4.7 Input Offset Voltage/Current in Differential Pairs
4.8 Current Mirrors
4.9 Differentiai Pairs with Active Loads
4.10 Bipolar Output Stages
4.11 CMOS Output Stages
Appendix 4A:Editing SPICE Netlists
References
Problems

Chapter 5 Analog Integrated Circuits
5.1 The btA741 Operational Amplifer
5.2 The Two-Stage CMOS Operational Amplifier
5.3 The F10lded.Cascode CMOS Operational Amplifier
5.4 Voltage Comparators
5.5 Current and Voltage References
5.6 Current-Mode Integrated Circuits
5.7 Fully Differential Operational Amplifiers
5.8 Switched.Capacitor Circuits
Appendix 5A:SPICE Macro—Models
References
Problems

Chapter 6 Frequency and Time Responses
6.1 High-Frequency BJT Model
6.2 High-Frequency MOSFET Model
6.3 Frequency Response of CE/CS Amplifiers
6.4 Frequency Response of Differential Amplifiers
6.5 Bipolar Voltage and Current Buffers
6.6 MOS Voltage and Current BUffers
6.7 Open-Circuit Time-Constant (OCTC) Analvsis
6.8 Frequency Response of Cascode Amplifiers
6.9 Frequency and Transient Responses of OpAmps 629
6.10 Diode Switching Transients 639
6.11 BJT Switching Transients 644
6.12 Transient Response of CMOS Gates and Voltage Comparators
Appendix 6A:Transfer Functions and Bode
Plots
References
Problems

Chapter 7 Feedback,Stability,and Noise
7.1 Negative-Feedback Basics
7.2 Effect of Feedback on Distortion-Noise,and Bandwidth
7.3 Feedback Topologies and Closed-Loop I/O Resistances
7.4 Practical Configurations and the Effect of Loading
7.5 Return Ratio Analysis
7.6 Blackman’S Impedance Formula and Injection Methods
7.7 Stability in Negative-Feedback Circuils
7.8 Dominant-Pole Compensation
7.9 Frequency Compensation of Monolithic Op Amps
7.10 Noise
References
Problems
Index

前言/序言




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《模拟电路设计:分立与集成》 精炼理论,实战演练,洞悉模拟世界的设计精髓 本书深入探讨模拟电路设计的核心原理与前沿技术,旨在为电子与电气工程领域的学生、研究人员及工程师提供一套全面、深入的学习与实践指南。本书以清晰的逻辑结构,由浅入深地解析了模拟电路设计的各个关键环节,从基础的元器件特性到复杂的系统集成,无不涵盖。 内容详述: 第一部分:模拟电路基础与分立元件设计 本部分奠定坚实的理论基础,重点关注分立元件在模拟电路设计中的应用。 绪论与基本概念: 介绍模拟电路设计的定义、重要性、发展历程以及基本电路分析方法。深入阐述了电压、电流、电阻、电容、电感等基本元件的物理特性、工作原理及其在电路中的作用。 半导体器件基础: 详细讲解二极管(包括PN结二极管、齐纳二极管、肖特基二极管等)和三极管(BJT和MOSFET)的结构、工作原理、特性曲线以及关键参数。通过大量的实例,展示如何利用这些器件构建基础的放大电路和开关电路。 基本放大电路: 深入剖析了共射放大器、共集放大器、共基放大器等各种单级放大电路的静态和动态分析。详细讲解了它们的增益、输入阻抗、输出阻抗、频率响应等性能指标,并探讨了偏置技术的选择和优化。 多级放大电路: 介绍耦合方式(RC耦合、变压器耦合、直接耦合)及其优缺点,分析了多级放大电路的整体性能提升。重点讲解了差动放大器的工作原理,这是许多集成运放的基础。 反馈与稳定性: 详细阐述了负反馈的原理、类型及其对电路性能(增益、带宽、失真、噪声)的改善作用。深入探讨了反馈放大器的稳定性问题,包括振荡的产生条件和抑制方法。 功率放大器: 介绍各种功率放大器类型(A类、B类、AB类、C类)的工作原理、效率和失真特性。重点讲解了互补对称电路(推挽电路)的设计与优化。 振荡器设计: 讲解了正弦波振荡器的基本原理(正反馈与频率选择),并详细介绍了LC振荡器(如哈特莱、考尔皮兹)、RC振荡器(如韦恩电桥、移相)以及晶体振荡器的设计与实现。 第二部分:集成模拟电路设计与专题 本部分将重心转移到集成电路(IC)设计,探讨了更复杂的模拟系统和先进的设计技术。 集成运放(Op-Amp)的原理与应用: 详细讲解了集成运放的内部结构、输入级、增益级、输出级的设计。重点分析了差动输入级、共模抑制比(CMRR)和开环增益。深入探讨了多种集成运放经典应用电路,如加法器、减法器、积分器、微分器、比较器、电压跟随器等,并分析了它们的实际性能。 有源滤波器设计: 讲解了滤波器(低通、高通、带通、带阻)的基本概念和分类。重点介绍了有源滤波器的优势,并详细讲解了Sallen-Key、多路反馈等经典有源滤波器拓扑的Butterworth、Chebyshev、Bessel等逼近方式的设计与分析。 信号调理与信号处理: 探讨了模拟信号的衰减、放大、滤波、隔离等处理技术。讲解了仪用放大器在精密测量中的应用,以及常用的采样保持电路。 数据转换器(ADC与DAC): 详细介绍了数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)的工作原理、主要类型(如逐次逼近型、Σ-Δ型、并行型等)及其关键性能指标(分辨率、采样率、线性度等)。 稳压器与电源管理: 讲解了线性稳压器(如LDO)和开关稳压器(如Buck、Boost、Buck-Boost)的设计原理、效率和瞬态响应。探讨了电源管理在现代电子系统中的重要性。 噪声与失真分析: 深入分析了模拟电路中各种噪声的来源(热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等)及其对信号的影响。探讨了降低噪声的设计策略。详细讲解了模拟电路中的失真类型(谐波失真、互调失真)及其产生机理,并提出了减小失真的方法。 射频(RF)模拟电路设计: 简要介绍射频电路设计的特殊性,包括阻抗匹配、低噪声放大器(LNA)、混频器、振荡器等关键模块的设计考量。 版图设计与寄生效应: 简要介绍了集成电路的版图设计基本原则,以及工艺过程中的寄生电容、寄生电感等对模拟电路性能的影响。 特色与亮点: 理论与实践的完美结合: 本书不仅提供了详实的理论推导和概念阐释,更通过丰富的实例分析和设计流程,引导读者将理论知识转化为实际设计能力。 系统性的知识架构: 从基础元件到复杂系统,本书构建了一个完整而连贯的模拟电路设计知识体系,便于读者循序渐进地掌握。 注重设计思维: 强调不同设计约束下的权衡取舍,培养读者解决实际工程问题的分析能力和创新思维。 面向前沿: 涵盖了集成电路设计、数据转换、电源管理等与当前电子技术发展紧密相关的议题。 适用读者: 本书是电子工程、通信工程、微电子学、自动化等专业的本科生、研究生进行课程学习、毕业设计、科研工作的必备参考书。同时,也为从事模拟电路设计、系统集成、产品开发等工作的工程师提供了一本实用且权威的设计手册。 通过阅读本书,您将能够更深刻地理解模拟电路的内在奥秘,掌握高效的设计方法,从而自信地应对各类模拟电路设计挑战。

用户评价

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阅读过程中,我最大的感受就是作者对于模拟电路的热情和专业性。他不仅仅是知识的传授者,更像是经验丰富的工程师,在娓娓道来他多年来的经验和心得。书中的许多案例都来自于实际的工程项目,作者在分析这些案例时,会详细解释设计思路、遇到的挑战以及如何克服这些挑战。这种贴近实战的讲解方式,让我在学习理论知识的同时,也能够了解到工程实践中的许多细节和技巧。

评分

这本书的叙事风格非常流畅,读起来一点也不枯燥。作者善于运用形象的比喻和生动的例子来阐述复杂的理论,使得原本晦涩难懂的模拟电路知识变得生动有趣。我常常在阅读过程中,仿佛能看到作者在实验室里亲自搭建电路,调试元器件,那种严谨的科学态度和对细节的极致追求,都深深地感染了我。它让我不仅仅是在学习知识,更是在感受一种科学探索的精神。

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坦白说,我一开始对这本书的期望值并不高,毕竟市面上关于模拟电路的书籍太多了,质量也参差不齐。然而,这本书彻底颠覆了我的看法。它所展现出的深度、广度以及对细节的关注,都让我感到由衷的钦佩。这本书不仅是一本技术手册,更像是一本引人入胜的工程故事集。我强烈推荐任何对模拟电路设计感兴趣的读者,尤其是那些想要系统性地学习这门学科的人,都应该把这本书纳入你的书单。

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读完这本书,我对于模拟电路设计有了全新的认识。我不再觉得它是一个遥不可及的领域,反而觉得它充满了挑战和乐趣。我开始能够理解一些复杂的电路图,并且能够尝试自己动手去设计一些简单的模拟电路。这本书为我打下了坚实的基础,让我有信心去迎接更高级的学习和更具挑战性的工程项目。

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对于我而言,这本书最大的价值在于它提供了一个系统化的学习框架。作者从最基础的元器件讲起,循序渐进地引导读者深入到更复杂的电路设计。无论是对于分立元件组成的模拟电路,还是对于集成电路的应用,本书都提供了详尽的阐述。我特别喜欢它在章节结尾处设置的思考题和习题,这些题目都非常有启发性,能够帮助我巩固所学知识,并进一步激发我的思考能力。

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这本书简直是打开了我认识模拟电路设计新世界的大门!我一直对模拟电路充满了好奇,但总觉得它既神秘又遥不可及。市面上相关的书籍也不少,但我总能被那些晦涩难懂的公式和抽象的概念吓退。直到我翻开了这本《国外电子与电气工程技术丛书·模拟电路设计:分立与集成(英文版)》。从我拿到书的那一刻起,我就被它精美的排版和清晰的结构所吸引。作者的语言功底相当深厚,即使是复杂的概念,也能用相对通俗易懂的方式娓娓道来,让我这种初学者也能逐步跟上思路。

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这本书给我带来的不仅仅是知识上的收获,更是一种思维方式的启发。作者在讲解电路设计时,总是强调逻辑性和系统性。他会引导读者从整体上理解电路的功能,然后再深入到各个部分的细节。这种“由整体到局部,再由局部到整体”的思考方式,对于解决复杂问题非常有帮助。我也开始尝试用这种方式去分析和理解其他的工程问题。

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令我印象深刻的是,作者在讲解过程中,总是能够巧妙地将理论知识与实际工程应用相结合。他会用大量的实例来解释抽象的概念,让我们能够直观地理解模拟电路是如何工作的。例如,在讲解滤波器设计时,他不仅仅给出了各种滤波器的理论公式,还详细介绍了不同类型滤波器(如巴特沃斯、切比雪夫)的特点和适用场景,以及如何在实际电路中实现这些滤波器,并给出了具体的元器件参数和设计步骤。这种“理论+实践”的学习方式,大大提高了我的学习效率和兴趣。

评分

这本书的内容深度和广度都让我感到非常惊喜。它不仅仅是讲解了基础的模拟电路原理,更深入地探讨了分立器件和集成电路在实际设计中的应用。我尤其喜欢它对各种元器件特性的详细分析,比如不同型号的晶体管、运放的选取标准,以及它们在不同电路拓扑中的表现。作者并没有止步于理论讲解,而是花了大量的篇幅来分析实际电路的设计过程,包括如何进行元器件的选型,如何优化电路性能,以及如何进行故障排除。这些实践性的指导对于我这样的新手来说,简直是无价之宝。

评分

本书在对模拟电路设计进行深入剖析的同时,也充分考虑了读者的学习曲线。作者在讲解过程中,始终保持着一种循序渐进的节奏,确保即使是初学者也能逐步理解和掌握。从对基本元器件的特性分析,到复杂电路拓扑的构建,再到实际应用中的性能优化,每一个环节都处理得恰到好处。我尤其赞赏作者在讲解过程中,对于一些关键概念的反复强调和不同角度的阐释,这对于加深理解起到了至关重要的作用。

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到货速度很快,书籍很干净。

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分立与集成(英文版)

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讲解比较细致

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