本书以模拟电路中的半导体器件为核心，围绕这些关键器件对其应用电路的分析和设计展开讨论，主要内容包括二极管及二极管应用电路，三极管及三极管放大电路，运算放大器及信号的运算和处理，波形发生和变换电路以及电路的频率响应、阻抗匹配、反馈、功率输出等基本概念。

本书的编写借鉴和吸收了国内外一些优秀的同类教材的长处，旨在提倡学习的独立自主性，指导读者从简单到复杂、从分立到集成、从电路到系统、从分析到综合，对模拟电路进行分析和设计。

本书的读者对象是高等学校电气信息类各专业的学生、从事电子技术的工程技术人员，以及物理、微电子、计算机类等相关专业的学生。

模拟电路是电子科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程、计算机科学与技术等领域的电子工程训练的重要基础课程。

模拟电路课程的任务是探讨常用半导体器件（二极管、三极管、运算放大器）内在的物理机制和外部的伏安特性； 讨论和分析用这些器件构成的基本模拟电路； 利用这些器件设计和构建人们所需要的功能电路。

该课程属于专业基础课，与物理课程相比，有其独特的工程分析方法。例如，突出主要矛盾、简化实际问题的近似法； 一定条件下转化矛盾的等效法； 直观形象地分析全局的图解法等。课程强调模拟电路的直觉和模型，作出大量的近似和等效是合理的。而且，由于制作过程中不可避免的电子元器件参数的离散性，过于注重演算数据的精确性（例如小数点后四位）是没有意义的。

与电路分析课程相比，模拟电路也有其特有的概念。由于构成模拟电路的关键部件是非线性器件，因此交、直流共存于同一电路之中。另外，这些器件为受控源模型。而且电路常常带有各种各样的反馈。这一切，均构成了学习中的难点。

与数字电路课程相比，虽然基本组成元件都是半导体二极管、三极管等，但模拟电路处理的信号是模拟量，三极管作为放大元件工作在线性状态，主要分析方法为微变等效法和图解法； 而数字电路处理的信号是数字量，三极管作为开关元件工作在饱和状态和截止状态，主要分析方法为逻辑代数、真值表、卡诺图、状态图等。

本书特色

本书是教育部“十一五”国家级规划教材，是在分析和比较了国内外一些优秀的同类教材特点的基础上编写而成的。与现有教材相比，本书最大的特点是在内容的处理上注重学习情境的创设，将课程教学、电路仿真、实验、课题设计、问题讨论等教学活动贯穿到教材之中，力图使读者在阅读本书时成为学习的主体，而不是知识的被动受体。这一宗旨具体体现在以下4点。

1. 以探讨实际问题的形式引入基本原理和概念的论述

本书每一章均以一组问题探讨开始（对于一些重点章节尤其如此）。这些问题与本章将要探讨的主题密切相关，且大部分需要读者首先动手用电路仿真软件（例如，PSpice、Multisim）来仿真电路，对得到的现象进行观察和思考，从而带着问题和探讨解决方案的目的开始每章内容的阅读。

本书每一章的结尾一般也有几个对本章某些内容需要在理论上和实践上作进一步深入思考的问题讨论和具有工程应用背景的小设计。

这样的处理使读者在读书的过程中学习、思考和实践活动三者能够得以同时进行。

2. 仿真实践与学习内容和学习过程融为一体

模拟电路采用的是定性分析、定量估算、仿真验证和实验调整相结合的分析方法，其学习过程就是实践活动的过程。本书将称为“软实验室”的电路仿真软件PSpice作为教材的一个有机组成部分，自始至终贯穿在整个教学内容里面。理论及时应用于实践，在实践中发现和提出问题，再回到理论来分析和解决问题，即为学习的意义所在。

3. 全方位的教材紧密结合，形成集成化的教学体系

与本书配套的还有实验教材和学习辅导用书，三部分内容紧密结合，内容相辅相成，围绕模拟电路的基本概念，以PSpice为工具，形成了一个集成化的教学体系。

例如，在体会本书每章前面设置的问题时，对于PSpice功能的应用和操作，有相当一部分读者在开始时并不熟悉。但是，对于这些问题的PSpice仿真在功能分析上如何设置等关键性步骤可以在学习辅导用书上找到答案。

又如，每章后面的问题讨论和小设计中有一些就是实验教材中的实验题目。这样，由于理论课后读者已经对这些问题进行了较为深入的研究和电路设计，因此在实验室就可以专注于仪器设备的操作学习、电路的实验调试，以及实验过程中问题的解决。

4. 可读性较强

本书对大部分教学内容的处理较为细致，有利于读者自学。这也是本教材作为讲义试用时学生的反映。

本书说明

1. 关于内容

本书是围绕半导体二极管、三极管、集成运算放大器的器件特性以及应用电路来展开的，因此，内容主要分为三大部分： 

第一部分即第2章“半导体二极管及常用二极管电路”。这一部分对半导体二极管的工作原理、伏安特性、基本分析模型、主要参数以及典型的二极管电路和分析方法进行了论述。

第二部分为三极管及三极管放大电路。这一部分包括第3～6章。其中，第3～5章分别讨论了单极型三极管BJT和双极型三极管FET的结构和内部载流子的运动过程、伏安特性、直流和交流小信号模型，以及由它们构成的基本放大单元的工作原理和分析方法； 第6章进一步对各种常用的三极管放大电路包括直接耦合的多级放大电路、电流源电路、差动放大电路以及输出级电路进行了分析，这也为后面对集成运算放大器的应用和理解奠定了基础。

第三部分为集成运算放大器及其应用电路。这一部分包括第7～10章。其中，第7章介绍了集成运算放大器的内部电路组成和外部传输特性、表征集成运算放大器性能的主要参数，建立了集成运算放大器在电路中的等效模型； 在此基础上，第8章借助于运放构成的负反馈放大电路讨论了模拟电路中最重要的概念之一——负反馈； 第9章是运放工作在线性状态下的应用，包括运算放大电路、滤波器等； 第10章基本上是运放工作在非线性状态下的应用，包括比较器、正弦振荡器等。

需要指出的是，负反馈在模拟电路中是一个普遍的概念，并非在运放组成的电路中才有，第8章之前很少被提到是为了突出模拟电路中的其他概念。而第11章“直流稳压电源”实际上即为负反馈电路的一个应用实例。

第1章“模拟电路的基本概念”是开篇，论述了什么是模拟电路，模拟电路中基本器件的半导体物理材料，以及模拟放大电路的基本概念和性能指标。

2. 关于符号

本书所用符号和目前国内、国际习惯用法一致。即，直流信号、正弦信号的有效值、峰值等用大写字母表示，时变信号用小写字母表示，脚标表示某个点或某条支路或输入、输出。需要说明的有以下两点。

（1） 模拟电路是交、直流共存的电路。本书前半部分在讲述分立元件构成的放大电路时，为强调这种交直流共存的情况，通常使用大写字母、大写脚标表示直流量； 小写字母、小写脚标表示时变量； 小写字母、大写脚标表示电路的瞬时总值。例如，

IB—基极电流直流量；  

ib—基极电流时变量； 

iB—基极电流瞬时总值，即iB=IB+ib。

在本书后半部分尤其是描述集成运算放大器构成的系统功能电路时，没有再突出电路中的直流分量，而是笼统使用时变信号的符号来表示电路中的电压和电流，例如vi、vo、if等，一般情况下它们代表的是瞬时总值。

（2） 由于电路的测试信号一般用的是正弦信号，因此，当涉及讨论电路中信号的频率和相位问题，或者需要应用瞬时极性法时，本书使用了电压、电流的相量表示，如V·i、I·i等。

写在最后

编写此书的初衷源自于多年模拟电路课程教学实践中的感悟，但我们的能力和水平与日新月异发展的电子技术还存在一定的差距，书中内容难免存在疏漏、欠妥和错误之处，恳请各位读者指正。

编者

2010年10月于中山大学  

第1章模拟电路的基本概念

1.1什么是模拟电路

1.1.1电子系统

1.1.2模拟信号

1.1.3模拟电路

1.2电路器件的半导体材料

1.2.1半导体的共价键结构

1.2.2半导体中的载流子

1.2.3杂质半导体

1.3放大电路的相关知识和基本概念

1.3.1关于信号

1.3.2关于放大的概念

1.3.3放大电路的性能指标

1.3.4频率响应的基本概念

本章小结

习题

第2章半导体二极管及常用二极管电路

2.1PN结的形成及特性

2.1.1PN结的形成

2.1.2PN结的单向导电性

2.2半导体二极管

2.2.1二极管的伏安特性

2.2.2二极管的主要参数

2.3二极管的常用模型和分析方法

2.3.1二极管的常用模型

2.3.2分析方法

2.4稳压二极管

2.5常用二极管电路

2.5.1限幅和箝位电路

2.5.2整流和滤波电路

2.5.3多二极管电路

2.5.4二极管逻辑电路

2.5.5发光二极管电路

2.6稳压管电路

2.6.1稳压电路的稳压原理

2.6.2稳压电路中限流电阻R的选择

2.6.3稳压电路的分析和设计

本章小结

习题

第3章双极型晶体管(BJT)

3.1BJT的结构及内部载流子的传输

3.1.1BJT的结构

3.1.2三极管放大状态下内部载流子的运动

3.1.3电流分配关系

3.1.4三极管的放大作用

3.2BJT共射电路的伏安特性

3.2.1输入特性

3.2.2输出特性

3.3BJT的主要参数

3.3.1电流放大系数

3.3.2极间反向电流（漏电流）

3.3.3极限参数

3.4BJT的直流模型和微变等效电路

3.4.1三极管的等效电路和直流模型

3.4.2三极管的交流小信号线性模型

3.5BJT共射电路的工作原理

3.5.1共射电路的组成

3.5.2共射放大电路的工作原理

3.5.3共射电路的传输特性

3.6BJT放大电路的分析方法

3.6.1静态和动态，直流和交流

3.6.2图解分析法

3.6.3等效电路分析法

本章小结

习题

第4章基本BJT放大电路

4.1放大电路的工作点稳定问题

4.1.1温度对Q点的影响

4.1.2射极偏置电路（基本工作点稳定电路）

4.1.3集电极基极偏置电路

4.2共集电极电路

4.2.1直流分析——确定静态工作点Q

4.2.2交流分析——主要动态性能指标

4.3共基极电路

4.4放大电路的频率响应

4.4.1单管共射电路的频率响应

4.4.2共基和共集电路的频率响应

本章小结

习题

第5章场效应管及其基本放大电路

5.1结型场效应管（JFET）

5.1.1JFET的结构

5.1.2基本工作原理

5.1.3伏安特性

5.1.4主要参数

5.2绝缘栅型场效应管（MOSFET）

5.2.1N沟道增强型MOSFET

5.2.2N沟道耗尽型MOSFET

5.3场效应管的特点及等效模型

5.3.1FET的特点

5.3.2FET的等效模型

5.4场效应管的基本应用

5.4.1模拟开关与逻辑门

5.4.2场效应管的直流偏置

5.4.3场效应管放大电路的交流分析

本章小结

习题

第6章三极管常用放大电路

6.1多级放大及组合电路

6.1.1阻容耦合式放大电路

6.1.2直接耦合式放大电路

6.1.3变压器耦合式放大电路

6.1.4组合放大单元电路

6.2电流源和有源负载

6.2.1BJT电流源

6.2.2FET电流源

6.2.3电流源作有源负载

6.3差动式放大电路

6.3.1基本差动放大电路

6.3.2差放电路的动态分析

6.3.3共模抑制比

6.3.4改进型差放电路

6.3.5差动式放大器的传输特性

6.4功率输出级电路

6.4.1输出级与功率放大器

6.4.2功率放大器的分类

6.4.3互补对称输出级

本章小结

习题

第7章集成运算放大器

7.1集成电路简介

7.1.1模拟集成电路的分类

7.1.2集成运放的组成及传输特性

7.2集成运放的等效模型

7.2.1低频线性模型

7.2.2高频线性模型

7.3集成运放的主要参数

7.3.1输入失调参数

7.3.2开环特性参数

7.3.3大信号动态特性参数

7.3.4电源特性参数

7.4集成运放——741型的内部电路和工作原理

7.4.1741的内部电路和结构方框图

7.4.2741的工作原理

7.5集成运放的外部辅助电路

本章小结

习题

第8章负反馈放大电路

8.1反馈的基本概念

8.1.1反馈的含义

8.1.2反馈放大器的一般模型

8.2负反馈放大电路的组态

8.2.1电压串联负反馈

8.2.2电压并联负反馈

8.2.3电流并联负反馈

8.2.4电流串联负反馈

8.2.5反馈类型的判别

8.3负反馈对放大电路性能的影响

8.3.1提高增益的稳定性

8.3.2减少非线性失真

8.3.3抑制放大电路内部的干扰和噪声

8.3.4展宽频带

8.3.5对输入电阻和输出电阻的影响

8.4负反馈放大电路的性能指标分析

8.4.1深度负反馈的特点

8.4.2深度负反馈放大电路的分析

8.5负反馈放大器的稳定问题

8.5.1负反馈放大器的自激条件和稳定工作的条件

8.5.2防止自激振荡的措施及消除自激振荡的方法

本章小结

习题

第9章信号的运算和处理电路

9.1运放的工作区域

9.2基本运算电路

9.2.1比例电路

9.2.2求和电路

9.2.3积分和微分电路

9.2.4对数和反对数电路

9.2.5模拟乘法器

9.3集成运放的其他应用

9.3.1阻抗变换器

9.3.2精密整流器

9.3.3差分放大器

9.3.4基准电压源

9.4有源滤波器

9.4.1基本概念及滤波器分类

9.4.2一阶有源滤波器

9.4.3二阶有源滤波器

本章小结

习题

第10章信号转换和发生电路

10.1正弦波振荡电路

10.1.1一般基础知识

10.1.2RC正弦波振荡器

10.1.3LC正弦波振荡器

10.1.4三点式LC振荡器

10.1.5石英晶体振荡器

10.2电压比较器

10.2.1基本概念

10.2.2过零比较器

10.2.3单门限电压比较器

10.2.4滞回比较器

10.2.5窗口比较器

10.3非正弦信号发生器

10.3.1矩形波发生器

10.3.2三角波发生电路

10.3.3锯齿波发生电路

本章小结

习题

第11章直流稳压电源

11.1直流稳压电源概述

11.1.1直流稳压电源分类

11.1.2技术指标

11.2串联反馈稳压电路

11.2.1基本三极管串联稳压电路

11.2.2有放大环节的串联反馈稳压电路

11.2.3调整管的选择

11.2.4三端集成稳压电路

11.3开关稳压电源

11.3.1开关稳压电源的特点及分类

11.3.2开关稳压电源的基本工作原理

本章小结

习题