模擬電路與數(shù)字電路(第二版)電子工業(yè)出版社章

模擬電路與數(shù)字電路模擬電路Analogcircuitsanddigitalcircuits1、緒論2、半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)3、放大電路基礎(chǔ)4、放大電路的反饋5、集成運(yùn)算放大電路基礎(chǔ)6、正弦波振蕩電路7、直流電源8、功率放大電路課程內(nèi)容學(xué)習(xí)本課程的目的、方法本課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課。目的：通過(guò)相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，獲得模擬電子技術(shù)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程及從事工程技術(shù)和科學(xué)研究奠定初步基礎(chǔ)。1 緒論

本章主要介紹電子技術(shù)的一些名詞、術(shù)語(yǔ)、基本概念，簡(jiǎn)要介紹電子系統(tǒng)的基本組成，分析其內(nèi)部各電路之間的信號(hào)流向及接口關(guān)系，最后介紹電子電路的特點(diǎn)和分析方法，為學(xué)好這門(mén)課程奠定基礎(chǔ)。1.1 電子技術(shù)及其相關(guān)基本概念1.電子技術(shù)電子技術(shù)是研究電子器件、電子電路及其應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)。常見(jiàn)的電子器件有電子管、晶體管和集成電路，等等。電子電路是由電子元件（例如電阻、電容、電感等）和電子器件構(gòu)成的具有某種功能的電路，它是電子設(shè)備的重要組成部分。2.模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)1)模擬信號(hào)模擬信號(hào)的特點(diǎn)是，在時(shí)間上和幅值上均是連續(xù)的，在一定動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)可取任意值。處理模擬信號(hào)的電子電路稱(chēng)為模擬電路，本課程主要討論各種模擬電子電路的基本概念、基本原理、基本分析方法和基本應(yīng)用。

電子技術(shù)所處理的對(duì)象是載有信息的電信號(hào)，在電子技術(shù)中會(huì)遇到多種信號(hào)，按其不同特點(diǎn)可分為兩大類(lèi)——模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)2)數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)可以分為三種：①時(shí)間離散、數(shù)值連續(xù)信號(hào)（模擬信號(hào)的取樣信號(hào)）；②時(shí)間離散、數(shù)值離散信號(hào)（模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)）；③時(shí)間連續(xù)、數(shù)值離散信號(hào)（數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)）。數(shù)字信號(hào)在時(shí)間上和幅值上是離散的、不連續(xù)的。數(shù)字信號(hào)（a）①時(shí)間離散、數(shù)值連續(xù)信號(hào)（模擬信號(hào)的取樣信號(hào)）；數(shù)字信號(hào)（b）②時(shí)間離散、數(shù)值離散信號(hào)（模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)）；數(shù)字信號(hào)（c）③時(shí)間連續(xù)、數(shù)值離散信號(hào)（數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)）。3.模擬電路和數(shù)字電路模擬電路：信號(hào)形狀多樣化，功率要求不同，大電阻、大電容、電感、變壓器不易集成，通用性差，大多是專(zhuān)用的。

電子電路分為模擬電路和數(shù)字電路，模擬電路處理的是模擬信號(hào)，數(shù)字電路中運(yùn)行的是數(shù)字信號(hào)。

電子電路的特點(diǎn):數(shù)字電路：信號(hào)有兩種狀態(tài)，輸出功率小，電路類(lèi)型少，通用性強(qiáng)，便于集成化。電源電路基本功能電路:信號(hào)產(chǎn)生電路組合邏輯電路信號(hào)放大電路信號(hào)變換電路信號(hào)存儲(chǔ)電路信號(hào)運(yùn)算與處理電路時(shí)序邏輯電路電子電路的分析方法：數(shù)字電路著重研究各種電路的輸入和輸出之間的邏輯關(guān)系，分析時(shí)常利用邏輯代數(shù)、真值表、卡諾圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖等方法。模擬電路研究的重點(diǎn)是信號(hào)在處理過(guò)程中的波形變化以及器件和電路對(duì)信號(hào)波形的影響，主要采用電路分析的方法。4.分立元件電路與集成電路分立元件電路是將單個(gè)的電子元器件連接起來(lái)組成的。一個(gè)功能復(fù)雜的電子系統(tǒng)，若用分立元件實(shí)現(xiàn)，將會(huì)用很多元器件，不但體積和功耗大，而且可靠性也較差。與分立元件電路相比較，采用集成電路制造的電子設(shè)備具有成本低、體積小、重量輕、功耗低、可靠性高等許多優(yōu)點(diǎn)，而且有利于提高生產(chǎn)效率，并且便于維修。集成電路的特點(diǎn)：①所有元件都做在一小塊硅片上，相互距離非常近，制作時(shí)工藝條件相同，各元件參數(shù)值具有相同方向的偏差，溫度特性一致，容易制成兩個(gè)特性相同的晶體管或電阻。②使用晶體管多，電阻少。一般集成電路中電阻值為幾十歐，太大的電阻往往用晶體管制成的有源負(fù)載電阻代替，或者在集成電路外部連接。③集成電路內(nèi)部很少使用電容，一般不用電感，只能靠外接。5. 電子系統(tǒng)電子系統(tǒng)——通常是指由若干相互關(guān)聯(lián)、相互作用的基本電路組成的具有特定功能的電路整體。擴(kuò)聲系統(tǒng)方框圖自動(dòng)計(jì)數(shù)系統(tǒng)方框圖電子系統(tǒng)的基本組成框圖接口關(guān)系在電子系統(tǒng)中，各電路之間、各功能塊之間的連接方法及關(guān)系是一個(gè)非常重要的關(guān)系，稱(chēng)為接口關(guān)系。對(duì)接口電路的兩個(gè)基本要求：保證被連接的兩部分電路之間信號(hào)的通暢；保證各自處于正常工作狀態(tài)。1.2電子技術(shù)發(fā)展歷史1904年英國(guó)倫敦大學(xué)的弗萊明發(fā)明了真空電子二極管；1906年美國(guó)的德福雷斯特發(fā)明了對(duì)電子信號(hào)具有放大作用的真空電子三極管，簡(jiǎn)稱(chēng)電子管；1948年美國(guó)貝爾電話(huà)研究所的三位科學(xué)家肖克萊、巴丁和布拉頓發(fā)明了晶體三極管（一種半導(dǎo)體器件）；50年代末，美國(guó)德克薩斯公司和仙童公司發(fā)明了集成電路（實(shí)現(xiàn)了材料、元件和電路的三合一）。APictureoftheFirstTransistorInventedatBellLabs5mm電子管晶體三極管TTLLogicGateBipolardigitalintegratedcircuitTransistor-TransistorLogic-TTLApproximately40componentsonachipSmallScaleIntegration-SSI集成電路“摩爾定律”

MOORE’SLAW:1965年飛兆(FairchildSemiconductor)半導(dǎo)體研發(fā)部門(mén)主管GordonMoore發(fā)現(xiàn)了這一規(guī)律并且歸納出著名的“摩爾定律”：每過(guò)18個(gè)月IC芯片上的單元密度會(huì)翻一倍，而且這一趨勢(shì)會(huì)持續(xù)到下一個(gè)十年。實(shí)際上，摩爾定律到現(xiàn)在還適用。Moore’sLaw1.00E+001.00E+011.00E+021.00E+031.00E+041.00E+051.00E+061.00E+071.00E+081.00E+091.00E+1019621968197419801986199219982004YEARNO.OFTRANSISTORSShrinkingTransistorSizeGrowthinChipSizeIntel4004Microprocessor(1971年10月推出4位通用芯片4004，時(shí)鐘頻率108KHz，擁有2300個(gè)晶體管，有ROM,RAM以及I/O的接口)IntelPentiumProcessor:1993晶體管數(shù)量：310萬(wàn)2006年5月英特爾雙核處理器:2.91億個(gè)晶體管1.3電路模型1.3.1模擬信號(hào)放大放大電路的表示方法四種放大電路電壓放大電路電流放大電路互阻放大電路互導(dǎo)放大電路1.3.2放大電路模型電壓放大電路模型，由輸入電阻、輸出電阻和受控電壓源三個(gè)基本元件構(gòu)成。受控電壓源是一種非獨(dú)立的電壓信號(hào)源，它的輸出受另一信號(hào)控制。電壓放大

電路模型電壓放大電路適合于信號(hào)源內(nèi)阻RS較小且