電子電路與系統基礎

《電子電路與系統基礎》是2017年清華大學出版社出版的圖書，作者是李國林。

基本信息

作者：李國林

定價：168元
印次：1-1
ISBN：9787302468752
出版日期：2017.10.01
印刷日期：2017.08.24

內容簡介

本課程是對原“電路原理”“模擬電路”“通信電路”和“數字電路”等課程重構形成的新電路原理課程，體系架構為一條主幹四個分支。電路抽象為主幹，包括連線埠或支路抽象下的電路基本定律、定理，電路方程列寫方法和電路基本分析方法，開關抽象、數字邏輯、CMOS門電路，有源、無源等。四個分支為線性電阻電路，包括電阻分壓、電橋、衰減電路，理想變壓、迴旋、環行器，理想受控源、負阻、負反饋放大器，噪聲、阻抗、傳輸等；非線性電阻電路，包括二極體、電晶體，反相器、電流鏡、差分對、乘法器，CE、CB、CC組態和cascode結構，運放電路及其正負反饋套用，ADC、DAC，非線性失真，線性化處理方法等；一階動態電路，包括一階RC、RL濾波器時頻分析，半波整流器、張弛振盪器，開關電容，延時、頻寬等。

目錄結構

《電子電路與系統基礎》簡要目錄

第一章緒論………………………………………………………………………………………1
1.1 電路及其功用………………………………………………………………………1
1.2 電子系統構成與功能單元電路……………………………………………………4
1.3 課程內容與課程要求………………………………………………………………14
1.4 習題…………………………………………………………………………………20

第二章電阻與電源………………………………………………………………………………22
2.1 基本電量……………………………………………………………………………22
2.2 系統概念……………………………………………………………………………30
2.3 連線埠抽象與網路……………………………………………………………………33
2.4 理想電源和理想電阻………………………………………………………………41
2.5 各種形式的電阻……………………………………………………………………54
2.6 各種形式的電源……………………………………………………………………70
2.7習題…………………………………………………………………………………78

第三章 電路基本定律和基本定理…………………………………………………………………85
3.1 電路方程列寫的基本方法…………………………………………………………86
3.2 降低方程規模的電路方程列寫方法………………………………………………93
3.3 降低分析複雜度的等效電路法……………………………………………………102
3.4 單連線埠線性網路的等效電路………………………………………………………109
3.5 對偶關係……………………………………………………………………………118
3.6 線性受控源…………………………………………………………………………121
3.7 線性阻性二連線埠網路的等效電路…………………………………………………134
3.8 二連線埠網路的連線…………………………………………………………………158
3.9 系統傳函……………………………………………………………………………163
3.10 網路分類…………………………………………………………………………171
3.11 典型線性阻性網路及其套用……………………………………………………189
3.12 列寫電路方程的例子……………………………………………………………218
3.13習題………………………………………………………………………………223

第四章 非線性電阻電路…………………………………………………………………………237
4.1 數值法：牛頓-拉夫遜疊代法……………………………………………………238
4.2 分段線性化之單連線埠非線性電阻：二極體電路………………………………246
4.3 分段線性化之二連線埠非線性電阻：反相器和電流鏡…………………………267
4.4 局部線性化之單連線埠非線性電阻：負阻放大器………………………………324
4.5 局部線性化之二連線埠非線性電阻：電晶體放大器……………………………339
4.6 解析法：差分對放大器和乘法器………………………………………………368
4.7 741運放內部電路直流分析和交流分析………………………………………393
4.8 習題……………………………………………………………………………404

第五章運算放大器……………………………………………………………………………422
5.1 電壓轉移特性曲線的分段折線化模型…………………………………………423
5.2 運放負反饋線性套用……………………………………………………………430
5.3 運放非線性套用…………………………………………………………………452
5.4 習題………………………………………………………………………………465

第六章電路抽象………………………………………………………………………………475
6.1 電路抽象原則……………………………………………………………………475
6.2 從場到路的抽象…………………………………………………………………482
6.3 數字抽象…………………………………………………………………………517
6.4 習題………………………………………………………………………………523

第七章 數字邏輯電路……………………………………………………………………………524
7.1 組合邏輯電路……………………………………………………………………525
7.2 時序邏輯電路……………………………………………………………………550
7.3 習題………………………………………………………………………………567

第八章 電容和電感………………………………………………………………………………576
8.1 電容和電感的特性………………………………………………………………577
8.2 時域分析：數值法和狀態轉移相圖……………………………………………597
8.3 頻域分析：相量法分析…………………………………………………………619
8.4 習題………………………………………………………………………………652

第九章 一階動態電路……………………………………………………………………………661
9.1 一階動態電路的狀態方程………………………………………………………661
9.2 線性時不變一階動態電路時頻分析……………………………………………662
9.3 非線性一階動態電路之分段線性化分析………………………………………716
9.4 習題………………………………………………………………………………738

第十章 二階動態電路……………………………………………………………………………751
10.1 線性時不變二階動態電路時域分析……………………………………………753
10.2 二階濾波器的時頻分析…………………………………………………………780
10.3 阻抗匹配與變換電路……………………………………………………………808
10.4 二階非線性動態電路之局部線性化：高頻放大及其穩定性分析……………844
10.5二階非線性動態電路之準線性化：正弦波振盪器分析………………………856
10.6二階非線性動態電路之分段線性化：DC-AC，DC-DC電路分析………………905
10.7 習題………………………………………………………………………………916

附錄A………………………………………………………………………………………………938
A1、常用電量符號與單位………………………………………………………………………938
A2、數的表示方法………………………………………………………………………………939
A3、複數…………………………………………………………………………………………942
A4、旋轉矢量與正弦信號………………………………………………………………………946
A5、信號的傅立葉變換…………………………………………………………………………949
A6、信號分類與典型信號………………………………………………………………………953
A7、調製與解調…………………………………………………………………………………962
A8、導體、絕緣體和半導體…………………………………………………………………967
A9、PN結二極體…………………………………………………………………………………973
A10、半導體二極體分類………………………………………………………………………981
A11、電晶體……………………………………………………………………………………989
A12、MOSFET電晶體受控機制…………………………………………………………………991
A13、BJT電晶體受控機制……………………………………………………………………1001
A14、噪聲………………………………………………………………………………………1008
A15、線性時變電容和非線性電容例…………………………………………………………1017
A16、BJT電晶體高頻電路模型的共軛匹配分析………………………………………………1021

參考文獻..………………………………………………………………………………………1028

《電子電路與系統基礎》詳盡目錄

第1章緒論1

1.1電路及其功用1

1.2電子系統構成與功能單元電路4

1.3課程內容及課程要求14

1.4習題20

第2章電阻與電源22

2.1基本電量22

2.2系統概念30

2.3連線埠抽象與網路33

2.4理想電源和理想電阻41

2.5各種形式的電阻54

2.6各種形式的電源70

2.7習題78

第3章電路基本定律和基本定理85

3.1電路方程列寫的基本方法86

3.2降低方程規模的電路方程列寫方法93

3.3降低分析複雜度的等效電路法102

3.4單連線埠線性網路的等效電路109

3.5對偶關係118

3.6線性受控源121

3.7線性阻性二連線埠網路的等效電路134

3.8二連線埠網路的連線158

3.9系統傳函163

3.10網路分類171

3.11典型線性阻性網路及其套用189

3.12列寫電路方程的例子218

3.13習題223

第4章非線性電阻電路237

4.1數值法：牛頓拉夫遜疊代法238

4.2分段線性化之單連線埠非線性電阻：二極體電路246

4.3分段線性化之二連線埠非線性電阻：反相器和電流鏡267

4.4局部線性化之單連線埠非線性電阻：負阻放大器324

4.5局部線性化之二連線埠非線性電阻：電晶體放大器339

4.6解析法：差分對放大器368

4.7741運算放大器內部電路直流分析和交流分析393

4.8習題404

第5章運算放大器422

5.1電壓轉移特性曲線的分段折線化模型423

5.2運放負反饋線性套用430

5.3運放非線性套用452

5.4習題465

第6章電路抽象475

6.1電路抽象原則475

6.2從場到路的抽象482

6.3數字抽象517

6.4習題523

第7章數字邏輯電路524

7.1組合邏輯電路525

7.2時序邏輯電路550

7.3習題567

第8章電容和電感576

8.1電容和電感的特性577

8.2時域分析：數值法和狀態轉移相圖597

8.3頻域分析：向量法分析619

8.4習題652

第9章一階動態電路661

9.1一階動態電路的狀態方程661

9.2線性時不變一階動態電路時頻分析662

9.3非線性一階動態電路之分段線性化分析716

9.4習題738

第10章二階動態電路751

10.1線性時不變二階動態電路時域分析753

10.2二階濾波器的時頻分析780

10.3阻抗匹配與變換電路808

10.4二階非線性動態電路之局部線性化：高頻放大及其穩定性分析844

10.5二階非線性動態電路之準線性化：正弦波振盪器分析856

10.6二階非線性動態電路之分段線性化：DCAC，DCDC電路分析905

10.7習題916

附錄A938

參考文獻1028

第1章緒論

1.1電路及其功用

1.1.1電路定義

1.1.2電路功用

1.對電能量進行處理

2.對電信息進行處理

1.2電子系統構成與功能單元電路

1.2.1電子信息系統構成

1.2.2完成遠距離信息傳遞的射頻通信系統例

1.需求分析

2.系統框架

1.2.3基本功能單元電路

1.放大器

2.濾波器

3.調製器和解調器

4.振盪器

5.模數轉換器和數模轉換器

6.存儲器

7.數位訊號處理器

8.整流器

9.穩壓器

10.逆變器

11.變壓器

1.3課程內容及課程要求

1.3.1內容安排

1.3.2課程體系和目標要求

1.體系框架

2.目標要求

1.4習題

第2章電阻與電源

2.1基本電量

2.1.1電流

1.帶電粒子運動形成電流

2.電流描述

3.電流參考方向

4.直流和交流

2.1.2電動勢

1.電動勢驅動電荷運動

2.電源提供能量或信號

2.1.3電壓

1.電壓是對電場能量的描述

2.電壓參考方向

3.電位與參考地

4.電壓與電動勢

2.1.4功率

2.2系統概念

2.2.1電路系統

2.2.2系統屬性

1.線性與非線性

2.時變與時不變

3.記憶與無記憶

2.3連線埠抽象與網路

2.3.1連線埠

1.連線埠條件

2.單連線埠網路與多連線埠網路

3.連線埠描述方程形式

2.3.2連線埠連線

1.串聯

2.並聯

3.對接

2.3.3有源網路與無源網路

2.4理想電源和理想電阻

2.4.1理想電壓源

1.電路符號

2.源關聯參考方向與圖解法

3.恆壓源伏安特性曲線

2.4.2理想電流源

1.恆流源電路符號和伏安特性曲線

2.時變與時不變

2.4.3理想線性時不變電阻

1.電阻器件與電阻元件

2.歐姆定律

3.功率與有效值

4.電導

2.4.4線性內阻電源

1.戴維南電壓源

2.諾頓電流源

3.等效電路

4.額定功率：最大功率傳輸匹配

2.5各種形式的電阻

2.5.1短路和開路

1.短路

2.開路

3.電路屬性

2.5.2開關

1.單連線埠

2.二連線埠

3.基本套用

2.5.3PN結二極體

1.伏安特性

2.理想整流模型

3.二極體半波整流電路圖解法分析

2.5.4N型和S型負阻二極體

1.N型負阻：0/1狀態存儲器

2.S型負阻：有記憶的開關

2.5.5電晶體：二連線埠非線性電阻

1.NMOSFET電路符號及其伏安特性

2.NMOSFET反相電路分析：圖解法和解析法

3.對解的解析：邏輯求非與反相放大

4.其他類型的電晶體

2.5.6等效電阻

2.6各種形式的電源

2.6.1交流發電機

2.6.2直流電池

1.化學電池

2.太陽能電池

3.線性化內阻抽象

4.電源額定功率

2.6.3感測器等效信號源

1.光電二極體

2.接收天線

3.信號無失真

2.6.4信號發生器

2.6.5噪聲源

1.電阻熱噪聲

2.信噪比

2.7習題

第3章電路基本定律和基本定理

3.1電路方程列寫的基本方法

3.1.1元件約束關係方程

3.1.2元件連線關係方程

1.KCL方程

2.KVL方程

3.1.3支路電壓電流法

3.2降低方程規模的電路方程列寫方法

3.2.1支路電流法

3.2.2迴路電流法

3.2.3結點電壓法

3.2.4修正結點電壓法

3.3降低分析複雜度的等效電路法

3.3.1等效電路

1.等效電路的建立方法

2.等效電路的描述方法

3.一些等效電路例

3.3.2替代定理

3.3.3用等效電路簡化電路分析

1.非線性電阻電路中的線性電阻網路等效與簡化

2.動態電路中的線性電阻網路等效與簡化

3.4單連線埠線性網路的等效電路

3.4.1電阻串並聯等效

3.4.2電源串並聯等效

3.4.3單連線埠電阻網路的一般性等效方法

1.加壓求流法/加流求壓法

2.純阻網路的純阻等效

3.含源線性電阻網路的戴維南源等效

3.4.4疊加定理

3.4.5戴維南諾頓定理

3.5對偶關係

3.6線性受控源

3.6.1受控源元件的引入

3.6.2理想受控源

1.四種理想受控源

2.受控源抽象的必要性

3.6.3有源與無源

1.有源性來源

2.網路邊界對有源性的影響

3.6.4含有受控源的線性電阻網路的戴維南諾頓定理

3.7線性阻性二連線埠網路的等效電路

3.7.1戴維南等效：阻抗參量

1.戴維南等效

2.阻抗參量矩陣

3.7.2諾頓等效：導納參量

1.諾頓等效

2.導納參量矩陣

3.病態網路

3.7.3戴維南諾頓等效：混合參量

3.7.4諾頓戴維南等效：逆混參量

3.7.5傳輸參量

1.同時加壓加流測試和分別加壓加流測試

2.傳輸參量與本徵增益

3.逆傳參量

4.噪聲係數分析例

3.7.6網路參量之間的相互轉換

1.轉換表格

2.轉換公式

3.最適參量

3.8二連線埠網路的連線

3.8.1串聯連線：串串連線

3.8.2並聯連線：並並連線

3.8.3混合連線

1.串並連線

2.並串連線

3.8.4級聯連線

3.9系統傳函

3.9.1傳遞函式

3.9.2輸入阻抗和輸出阻抗

3.9.3特徵阻抗

3.10網路分類

3.10.1阻性網路和動態網路

3.10.2線性網路和非線性網路

3.10.3互易網路和非互易網路

1.特勒根定理

2.互易定理

3.互易網路和非互易網路

3.10.4對稱網路和非對稱網路

3.10.5有源網路和無源網路

1.有源性定義

2.有源二連線埠網路

3.功率增益

1)轉換功率增益

2)資用功率增益

3)工作功率增益

4.最大功率增益

5.有源性與功率增益

3.10.6無損網路和有損網路

1.無損定義

2.理想環行器：無損網路典型例

1)環行器套用1：反射型負阻放大器

2)環行器套用2：收發分離

3.10.7雙向網路和單向網路

1.單向與雙向

2.雙向網路具有阻抗變換功能

3.基本放大器：典型的單向網路

1)有源性與功率增益

2)基本放大器單向網路的隔離作用

3)單向化條件

4.弱耦合網路

3.11典型線性阻性網路及其套用

3.11.1典型無源網路之有損網路

1.分壓分流與合壓合流及其在ADC/DAC中的套用

2.衰減器

3.電橋電路

1)電阻測量套用

2)溫度感測器例：用電橋檢測外界物理量變化

3.11.2典型無源網路之無損網路

1.理想變壓器：理想傳輸與阻抗變換

1)理想傳輸特性

2)阻抗變換功能

3)單雙端信號轉換

2.理想迴旋器：對偶變換

3.多連線埠理想變壓器：信號無損分解與合成

3.11.3典型有源網路

1.線性放大器

1)放大網路是有源網路

2)放大器基本功能

3)實現放大功能的放大器簡單模型

4)基本電壓放大器電路符號及等效電路

2.反饋項的消除：雙向變單向

3.添加反饋項：負反饋放大器

1)負反饋一般原理

2)理想受控源需求下的負反饋網路連線方式選擇

3)負載效應

4)線性流壓轉換器設計例

3.12列寫電路方程的例子

3.12.1線性網路簡化後和非線性網路對接

3.12.2線性電阻網路簡化後和動態元件對接

3.13習題

第4章非線性電阻電路

4.1數值法：牛頓拉夫遜疊代法

4.1.1非線性電阻保護電路例解

4.1.2牛頓拉夫遜疊代法

4.2分段線性化之單連線埠非線性電阻：二極體電路

4.2.1微分電阻

4.2.2PN結二極體

1.非線性伏安特性

2.分段折線電路模型

3.二極體混頻器

4.二極體整流器

5.二極體門電路

6.二極體ESD保護電路

7.二極體限幅器

4.2.3齊納二極體穩壓器

4.3分段線性化之二連線埠非線性電阻：反相器和電流鏡

4.3.1電晶體分類

1.雙極型和單極型

2.場效應和勢效應

4.3.2MOSFET分段線性化

1.NMOS結構與連線埠伏安特性

1)場效應結構及其受控機制

2)伏安特性的三個分區

3)元件約束方程

4)PMOS是NMOS的互補

2.NMOSFET分段線性化電路模型

1)截止區電路模型

2)歐姆區電路模型

3)開關模型

4)恆流區電路模型

5)通過直流偏置使MOSFET工作於恆流區

6)二極體連線方式：恆流區

3.MOS電流源

1)二極體提供直流偏置：電流鏡結構

2)電阻分壓電路提供直流偏置

3)穩定恆流輸出：電流鏡和負反饋

4)厄利效應影響被忽略不計

4.MOS反相器

1)線性/非線性偏置電阻：圖解法

2)線性/非線性偏置電阻：分段折線法

3)NMOS反相器工作原理

4)CMOS反相器

5)不同電阻偏置比較：有源的負載

6)反相器基本套用：邏輯求非與反相放大

4.3.3BJT分段線性化

1.BJT結構與連線埠伏安特性

1)BJT結構及其伏安特性分區特點

2)NPNBJT和NMOSFET伏安特性分區對應關係

3)NPNBJT有源區連線埠描述方程

4)PNPBJT和NPNBJT是互補的

2.NPNBJT分段線性化電路模型

1)截止區電路模型

2)飽和區電路模型

3)開關模型

4)有源區電路模型

3.分壓偏置電路

1)三種典型偏置電路比較

2)靈敏度分析

3)兩種負反饋偏置的靈敏度分析

4.BJT電流源

1)有源區恆流源等效

2)分壓偏置：串聯負反饋結構

3)二極體偏置：電流鏡結構

5.BJT反相器

4.4局部線性化之單連線埠非線性電阻：負阻放大器

4.4.1局部線性化原理

1.泰勒展開線性項

2.交直流分析

3.先直流非線性分析獲得直流工作點

4.再在直流工作點上做交流小信號分析

5.交直流分析不同於疊加定理

4.4.2負阻放大器

1.交直流分析

2.耦合電容和射頻扼流圈

3.直流功率到交流功率的轉換

4.線性度描述：總諧波失真與1dB線性範圍

4.5局部線性化之二連線埠非線性電阻：電晶體放大器

4.5.1局部線性化原理

1.泰勒展開與交直流分析

2.有源區電晶體交直流分析電路模型

1)BJT電路模型

2)MOSFET電路模型

3.交直流分析的一般工作流程

4.5.2電晶體放大器

1.CE組態放大器交直流分析例

2.CE組態電晶體理想跨導器模型

3.放大器的二連線埠網路抽象

4.有源性來源

5.負反饋分析

6.有源負載

7.三種組態

1)CE組態：跨導器模型

2)CB組態：電流緩衝器模型

3)CC組態：電壓緩衝器模型

4)三種組態小結

8.典型雙電晶體跨導器

1)cascode結構(CSCG級聯)

2)CCCB雙管組合結構

3)CCCE級聯結構

4)Darlington複合管

4.6解析法：差分對放大器

4.6.1差分放大的基本概念

1.差模與共模

2.共模抑制

4.6.2差分對管實現的差分跨導放大

1.共模抑制與差模放大的電橋理解

2.共模輸入範圍

3.差模跨導轉移特性

4.差模輸入範圍

5.尾電流源的作用

1)分離差模和共模

2)提高共模抑制比

6.雙端輸出轉單端輸出

4.6.3非線性轉移特性的線性化處理

1.分段折線化

2.負反饋擴大線性範圍

3.局部線性化

1)交流小信號電路模型

2)差模地

4.6.4差分對乘法器

1.乘法器實現方案：可變增益放大器

2.單差分對乘法器

3.雙差分對乘法器：Gilbert單元

4.模擬乘法器典型套用

1)二倍頻

2)二分頻

3)幅度調製與解調

4)窄帶角度調製與解調

5)變頻器

4.7741運算放大器內部電路直流分析和交流分析

4.7.1直流偏置

1.直流偏置參考源

2.差分輸入級

3.中間放大級

4.輸出緩衝級

5.輸出短路保護

6.靜態功耗

4.7.2小信號交流分析

1.差分輸入級

2.中間放大級

3.輸出緩衝級

1)A類緩衝器

2)AB類緩衝器

4.7.3二連線埠電路模型

4.8習題

第5章運算放大器

5.1電壓轉移特性曲線的分段折線化模型

5.1.1運放二連線埠網路封裝與外連線埠特性

5.1.2分段折線電路模型

5.1.3線性區電壓放大器模型

5.1.4理想運放模型

1.線性區：虛短和虛斷

2.飽和區：比較器

5.2運放負反饋線性套用

5.2.1負反饋連線

1.負反饋確保運放直流工作點可位於線性區

2.負反饋判定

3.深度負反饋

4.負反饋好處

5.2.2負反饋套用

1.理想受控源

1)電壓放大器例

2)電壓緩衝器例

3)流壓轉換例：光感測器

4)信號相加例：調音器

5)數模轉換例

2.差模放大與共模抑制

3.多運放負反饋套用

5.3運放非線性套用

5.3.1負反饋結構

1.對數運算

2.限幅電路

3.半波信號產生電路

4.PSK調製電路

5.3.2開環結構：比較器

1.FlashADC例

2.PWM調製例

5.3.3正反饋結構

1.施密特觸發器：滯回比較器

2.等效負阻

5.4習題

第6章電路抽象

6.1電路抽象原則

6.1.1抽象概念

6.1.2電路抽象

1.連線埠抽象

2.分層抽象

3.電路抽象三原則

1)離散化原則

2)極致化原則

3)限定性原則

6.1.3電路分析中的抽象例

1.等效電路法

2.分段折線法

3.局部線性化

6.2從場到路的抽象

6.2.1Maxwell方程與Kirchhoff定律

1.Maxwell方程

1)高斯定律

2)磁高斯定律

3)全電流安培定律

4)法拉第電磁感應定律

2.Kirchhoff定律

1)基爾霍夫電壓定律

2)基爾霍夫電流定律

6.2.2對電場與磁場的空間離散化抽象：電壓與電流

1.電場離散化抽象為電壓

2.磁場離散化抽象為電流

3.場到路抽象的限定性條件

6.2.3靜場電阻電路抽象

1. 安培定律離散化為基爾霍夫電流定律
   

2.法拉第電磁感應定律離散化為基爾霍夫電壓定律

3.傳導電流：電阻元件抽象

1)金屬導線：線性電阻例

2)PN結二極體：非線性電阻例

4.場源激勵：電源元件的抽象

5.電阻電路抽象

6.2.4非靜場動態電路抽象

1.位移電流支路納入KCL方程：電容元件抽象

1)電荷守恆與KCL方程

2)單連線埠電容：平板電容例

3)多連線埠電容

2.感生電動勢支路納入KVL方程：電感元件抽象

1)能量守恆與KVL方程

2)單連線埠電感：繞線磁芯電感例

3)多連線埠電感

3.動態電路抽象

6.2.5多連線埠網路與受控源抽象

1.單連線埠元件抽象

2.二連線埠線性元件描述

1)二連線埠線性電阻

2)二連線埠線性電導

3)二連線埠線性電容

4)二連線埠線性電感

3.多連線埠網路描述與受控源抽象

1)互易二連線埠網路

2)非互易二連線埠網路

3)電晶體：非互易二連線埠網路例

6.2.6開關抽象

6.2.7短接線與傳輸線抽象

6.2.8從場到路的抽象

1.從麥克斯韋方程到電路基本定律

2.電路器件的寄生效應

6.3數字抽象

6.3.1數位化的必要性

6.3.2電壓狀態離散化

6.3.3邏輯電平的傳遞

6.3.4邏輯電平的映射

6.3.5反相器的噪聲容限

6.3.6數字和模擬

6.4習題

第7章數字邏輯電路

7.1組合邏輯電路

7.1.1與或非邏輯運算

7.1.2邏輯運算的真值表

7.1.3邏輯運算的基本規則

7.1.4用卡諾圖進行邏輯表達式化簡

7.1.5邏輯運算的開關實現方案

1.二連線埠開關

2.開關串聯與運算

3.開關並聯或運算

4.開關旁路非運算

7.1.6CMOS門電路

1.非門

2.與非門

3.或非門

4.標準CMOS門電路基本結構

7.1.7CMOS門電路設計例：加法器

1.加法器結構設計

2.一位全加器設計

3.一位全加器的一種電晶體級電路設計方案

7.1.8奇偶校驗例：異或與同或

7.1.9CMOS傳輸開關

7.1.10多路選擇器

7.2時序邏輯電路

7.2.1狀態記憶

1.無穩

2.單穩

3.雙穩

7.2.2SR鎖存器

7.2.3D鎖存器

7.2.4D觸發器

7.2.5時序邏輯電路設計例：計數器

7.2.6存儲器

1.暫存器

2.RAM陣列結構

3.SRAM

4.DRAM

5.NVM

6.半導體存儲器對比

7.2.7數字系統綜合

7.3習題

第8章電容和電感

8.1電容和電感的特性

8.1.1單連線埠電容和電感

1.定義

1)電容定義

2)電感定義

2.平板電容和磁環電感例

1)平板電容例

2)磁環電感例

3.電容、電感的三個基本特性

1)記憶性

2)連續性

3)無損性

4)基於器件特性的元件分類說明

4.電容、電感的基本用途

8.1.2二連線埠電感和電容

1.互感變壓器

2.同名端

3.儲能關係

4.理想變壓器抽象

5.等效電路

6.二連線埠電容

8.1.3純容和純感網路的化簡

1.串並聯分析

2.加流求壓或加壓求流

8.1.4非線性和時變

8.2時域分析：數值法和狀態轉移相圖

8.2.1動態系統狀態方程的一般形式

8.2.2狀態方程的數值解法

1.前向歐拉法

2.後向歐拉法

1)後向歐拉法的電阻電路理解

2)負阻型LC正弦波振盪器時域仿真例

8.2.3相圖

1.二階動態系統

2.一階動態系統

3.高階動態系統

8.3頻域分析：向量法分析

8.3.1向量表述

1.時域微分在向量域是乘jω運算

2.向量域的電容和電感

3.向量域電路定律和定理及其套用

1)單連線埠網路的阻抗與導納

2)分壓例

3)電橋例

4)戴維南等效分析例

4.功率

1)瞬時功率

2)平均功率

3)視在功率

4)復功率

5)品質因數

5.最大功率傳輸匹配

8.3.2二連線埠網路分析

1.有源無源、有損無損

2.傳遞函式

3.頻率特性伯特圖

4.電晶體小信號放大器頻率特性

8.4習題

第9章一階動態電路

9.1一階動態電路的狀態方程

9.2線性時不變一階動態電路時頻分析

9.2.1時域積分法

1.零輸入回響

2.零狀態回響

3.全回響

9.2.2三要素法

1.直流激勵例

2.正弦激勵例

3.方波激勵例

9.2.3衝激回響和階躍回響

1.階躍信號的電路抽象

2.衝激信號的電路抽象

3.衝激函式構造及其性質

4.初始狀態的源等效

5.衝激回響和階躍回響

6.衝激抽象是對能量快速釋放的數學抽象

9.2.4一階濾波器的時頻分析

1.系統傳遞函式

2.一階低通

1)頻率特性

2)衝激回響與階躍回響

3.一階高通

1)衝激回響和階躍回響

2)頻率特性

4.一階全通

1)頻率特性

2)階躍回響

9.2.5套用分析

1.電晶體寄生電容的影響

2.一階RC有源電路

3.示波器探頭補償

4.開關電容：電荷再分配

1)電荷再分配：電荷守恆

2)開關電容放大器

3)開關電容積分器

9.3非線性一階動態電路之分段線性化分析

9.3.1狀態轉移時間

1.恆流線性充電

2.恆壓源通過電阻對電容充電

9.3.2分段線性化

1.二極體兩段折線：半波整流與倍壓整流

2.非線性負阻三段折線：無記憶與有記憶的雙穩、單穩和無穩

3.平均電流法：數字非門延時分析

4.張弛振盪器

1)負阻型張弛振盪

2)帶負反饋的施密特觸發器

3)數字非門多諧振盪

4)三角波產生原理

5)鋸齒波產生原理

9.4習題

第10章二階動態電路

10.1線性時不變二階動態電路時域分析

10.1.1電路方程的列寫

1.狀態方程列寫

2.微分方程列寫

3.系統參量：自由振盪頻率，阻尼係數，特徵阻抗

10.1.2時域積分法求解(狀態變數法)

1.對數值解結果的直觀理解

2.時域積分法給出的解析解

10.1.3觀察法

1.特徵函式待定係數法

2.五要素法

10.2二階濾波器的時頻分析

10.2.1二階低通系統

1.頻域特性

2.時域特性

10.2.2二階高通系統

1.頻域特性

2.時域特性

10.2.3二階帶通系統

1.時頻特性

2.諧振

10.2.4二階帶阻系統

1.頻率特性

2.時頻對應

10.2.5二階全通系統

10.3阻抗匹配與變換電路

10.3.1最大功率傳輸匹配

1.共軛匹配

2.純阻特徵阻抗情況下的雙端匹配

3.共軛匹配阻抗

4.絕對穩定

5.雙共軛匹配與最大功率增益

10.3.2阻抗匹配電路

1.變壓器阻抗匹配網路

1)簡單匹配網路

2)互感耦合雙並聯諧振匹配網路設計

3)互容耦合雙並聯諧振匹配網路設計

2.LC阻抗匹配網路

1)用電壓諧振或電流諧振實現阻抗變換

2)用共軛匹配獲得阻抗匹配網路設計

3)用特徵阻抗實現阻抗匹配網路設計

10.3.3阻抗變換原理

1.基本原理：雙向網路的阻抗變換功能

2.串並轉換

3.部分接入

10.4二階非線性動態電路之局部線性化：高頻放大及其穩定性分析

10.4.1電晶體小信號高頻電路模型

10.4.2電晶體核心模型的穩定性分析

10.4.3電晶體小信號高頻電路模型的有源性分析

1.Mason單向功率增益

2.最高振盪頻率fmax

3.特徵頻率fT

4.穩定性分析

10.5二階非線性動態電路之準線性化：正弦波振盪器分析

10.5.1負阻振盪原理

1.RLC串聯諧振中的能量轉換

2.S型負阻和N型負阻

3.準線性負阻：描述函式法

4.振盪條件

5.一個負阻型LC正弦波振盪器分析例

6.正弦振盪與張弛振盪

10.5.2正反饋振盪原理

1.基本原理：振盪條件

2.文氏電橋振盪器

3.RC移相振盪器

4.互感耦合LC振盪器

5.考畢茲振盪器

6.LC正弦波振盪器中正反饋的負阻等效

7.三點式LC正弦波振盪器

8.克拉潑振盪器

10.5.3負反饋穩定性分析

1.負反饋放大器如何變成了正反饋振盪器

2.確保負反饋放大器良好性能的相位裕度取值

3.741運放中的MILLER補償

10.6二階非線性動態電路之分段線性化：DCAC，DCDC電路分析

10.6.1C類放大器

10.6.2DCAC轉換：逆變器

10.6.3DCDC轉換

1.降壓型轉換器

2.升壓型轉換器

3.升降型轉換器

10.7習題