模拟电路与数字电路(第二版)电子工业出版社章

模拟电路与数字电路模拟电路Analogcircuitsanddigitalcircuits1、绪论2、半导体器件基础3、放大电路基础4、放大电路的反馈5、集成运算放大电路基础6、正弦波振荡电路7、直流电源8、功率放大电路课程内容学习本课程的目的、方法本课程是实践性很强的技术基础课。目的：通过相关内容的学习，获得模拟电子技术的基本理论、基本知识和基本技能，为学习后续课程及从事工程技术和科学研究奠定初步基础。1 绪论

本章主要介绍电子技术的一些名词、术语、基本概念，简要介绍电子系统的基本组成，分析其内部各电路之间的信号流向及接口关系，最后介绍电子电路的特点和分析方法，为学好这门课程奠定基础。1.1 电子技术及其相关基本概念1.电子技术电子技术是研究电子器件、电子电路及其应用的科学技术。常见的电子器件有电子管、晶体管和集成电路，等等。电子电路是由电子元件（例如电阻、电容、电感等）和电子器件构成的具有某种功能的电路，它是电子设备的重要组成部分。2.模拟信号和数字信号1)模拟信号模拟信号的特点是，在时间上和幅值上均是连续的，在一定动态范围内可取任意值。处理模拟信号的电子电路称为模拟电路，本课程主要讨论各种模拟电子电路的基本概念、基本原理、基本分析方法和基本应用。

电子技术所处理的对象是载有信息的电信号，在电子技术中会遇到多种信号，按其不同特点可分为两大类——模拟信号和数字信号。模拟信号2)数字信号数字信号可以分为三种：①时间离散、数值连续信号（模拟信号的取样信号）；②时间离散、数值离散信号（模数转换器输出信号）；③时间连续、数值离散信号（数模转换器输出信号）。数字信号在时间上和幅值上是离散的、不连续的。数字信号（a）①时间离散、数值连续信号（模拟信号的取样信号）；数字信号（b）②时间离散、数值离散信号（模数转换器输出信号）；数字信号（c）③时间连续、数值离散信号（数模转换器输出信号）。3.模拟电路和数字电路模拟电路：信号形状多样化，功率要求不同，大电阻、大电容、电感、变压器不易集成，通用性差，大多是专用的。

电子电路分为模拟电路和数字电路，模拟电路处理的是模拟信号，数字电路中运行的是数字信号。

电子电路的特点:数字电路：信号有两种状态，输出功率小，电路类型少，通用性强，便于集成化。电源电路基本功能电路:信号产生电路组合逻辑电路信号放大电路信号变换电路信号存储电路信号运算与处理电路时序逻辑电路电子电路的分析方法：数字电路着重研究各种电路的输入和输出之间的逻辑关系，分析时常利用逻辑代数、真值表、卡诺图和状态转换图等方法。模拟电路研究的重点是信号在处理过程中的波形变化以及器件和电路对信号波形的影响，主要采用电路分析的方法。4.分立元件电路与集成电路分立元件电路是将单个的电子元器件连接起来组成的。一个功能复杂的电子系统，若用分立元件实现，将会用很多元器件，不但体积和功耗大，而且可靠性也较差。与分立元件电路相比较，采用集成电路制造的电子设备具有成本低、体积小、重量轻、功耗低、可靠性高等许多优点，而且有利于提高生产效率，并且便于维修。集成电路的特点：①所有元件都做在一小块硅片上，相互距离非常近，制作时工艺条件相同，各元件参数值具有相同方向的偏差，温度特性一致，容易制成两个特性相同的晶体管或电阻。②使用晶体管多，电阻少。一般集成电路中电阻值为几十欧，太大的电阻往往用晶体管制成的有源负载电阻代替，或者在集成电路外部连接。③集成电路内部很少使用电容，一般不用电感，只能靠外接。5. 电子系统电子系统——通常是指由若干相互关联、相互作用的基本电路组成的具有特定功能的电路整体。扩声系统方框图自动计数系统方框图电子系统的基本组成框图接口关系在电子系统中，各电路之间、各功能块之间的连接方法及关系是一个非常重要的关系，称为接口关系。对接口电路的两个基本要求：保证被连接的两部分电路之间信号的通畅；保证各自处于正常工作状态。1.2电子技术发展历史1904年英国伦敦大学的弗莱明发明了真空电子二极管；1906年美国的德福雷斯特发明了对电子信号具有放大作用的真空电子三极管，简称电子管；1948年美国贝尔电话研究所的三位科学家肖克莱、巴丁和布拉顿发明了晶体三极管（一种半导体器件）；50年代末，美国德克萨斯公司和仙童公司发明了集成电路（实现了材料、元件和电路的三合一）。APictureoftheFirstTransistorInventedatBellLabs5mm电子管晶体三极管TTLLogicGateBipolardigitalintegratedcircuitTransistor-TransistorLogic-TTLApproximately40componentsonachipSmallScaleIntegration-SSI集成电路“摩尔定律”

MOORE’SLAW:1965年飞兆(FairchildSemiconductor)半导体研发部门主管GordonMoore发现了这一规律并且归纳出著名的“摩尔定律”：每过18个月IC芯片上的单元密度会翻一倍，而且这一趋势会持续到下一个十年。实际上，摩尔定律到现在还适用。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，时钟频率108KHz，拥有2300个晶体管，有ROM,RAM以及I/O的接口)IntelPentiumProcessor:1993晶体管数量：310万2006年5月英特尔双核处理器:2.91亿个晶体管1.3电路模型1.3.1模拟信号放大放大电路的表示方法四种放大电路电压放大电路电流放大电路互阻放大电路互导放大电路1.3.2放大电路模型电压放大电路模型，由输入电阻、输出电阻和受控电压源三个基本元件构成。受控电压源是一种非独立的电压信号源，它的输出受另一信号控制。电压放大

电路模型电压放大电路适合于信号源内阻RS较小且