微電子學《第三冊》, 2/e

林昀、林漢賓

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商品描述

微電子學的龐大內容,常讓初學者甚覺艱鉅或多感挫折,以致裹足不前,乃至於畫地自限。其實,除了半導體元件涉及複雜的物理學問之外,電子電路並非天生之物,全然由人類所創造與設計,而設計理念常源自於生活之中,絕非無中生有。因此,學習電子電路時,其設計和分析的理念應多與生活結合,以生活例子來引喻電路理念,如此便能多具靈感與改良想法。一般微電子學書籍因篇幅所限,僅專注於電路分析,對於設計理念的細說頗少,以致於內容艱澀苦悶,偏離生活經驗,令讀者難有共鳴與啟發。

有鑑於此,筆者由淺入深地介紹電子電路,並常以生活周遭事物為例來詮釋,以彰顯其電路設計之妙,培植創意之靈。其次,對於電子電路的分析過程,常涉及複雜運算與演變,讓人甚難明瞭,彷彿置身於迷霧之中。因此,在本書中:

(1) 運用大量圖解來輔助分析,利於學習吸收,以達深入淺出之效。
(2) 提供電路的多種解法,並比較各種分析法的論點與優劣。
(3) 對於電路特性的數學描述,多做物理意義的說明與探究,冀能直觀其意,明白該數學式所闡述之理。在第一版出刊五年之後,開始著手於更新改進與勘誤,費時三年有餘,其中新版的修改內容,除了改成彩色之外,尚有:

(1) 每章添加習題:大多數來源是各大學的研究所入學試題,題數甚豐,高達2705題,加上742個例題與192個練習題,共有3639題,極利於升學者或參加國家考試者。也因如此,導致頁數更多,使得原本五冊擴增成六冊。其中,在習題當中,若有電路圖,皆經筆者重畫,遂非原貌,所以難免有誤,祈能見諒。再者,所附的答案,純為筆者個人所解,並非各大學研究所之公告,因此,答案若有謬誤,望能指正!至於解題的細節過程,則可參見於筆者所著的<電子學分類題庫>。其次,實言之,各大學的研究所入學試題常取材於國外著名的電子學書籍,因此,本書習題常有雷同於原文書籍,甚至完全相同,勿以為奇。其中,常見的原文書籍有:

(a) Sedra, A. S. and K. C. Smith, ”Microelectronic Circuit”。

(b) Behzad Razavi. , ”Fundamentals of Microelectronics”。

(c) Neamen, D. A. , ”Electronic Circuit Analysis and Design”。

(2) 更多的比喻:為了讓電路的設計觀念更易於吸收,所以筆者常做比喻來加以詮釋,願能活化出讀者更多的思維,以免於沉悶。
(3) 加入縮小的插圖:圖解分析因十分詳實,致使解說常常跨及多頁,因此,為了避免『閱讀的前後翻頁』,於是常將縮圖安插於所屬的各頁之中,好讓讀者免於『尋覓圖示』之勞,以順利於閱讀。
(4) 等號的加註文字:為了讓方程式的描述更為清晰,於是常在等號的下方或上方加註了『換』、『或』、『對消』、『即』、『得』、『恰』、『代入』等等文字,以利方程式之解讀,更得其意。不過,此等號寫法純為筆者個人所添述,並非普羅通用,故無需用於考試。
(5) 大陸電子學術語補充:兩岸交流頻繁,但各有其術語使用,為了讓讀者明白大陸的電子學術語,因而補充。

上述皆為本書特色,但如此寫法卻導致篇幅較大,形成讀者負擔,願讀者耐心閱取,必能獲益。本書製作力求嚴謹,雖經多次校訂,但難免疏漏;再者,筆者對分析論點常提出個人的看法與詮釋,恐有誤謬之處,尚祈各學者與先進,不吝賜教,予以指正。在此筆者深表謝意!

林昀與林漢賓 謹識於台北
2021年1月

目錄大綱

第八章 電流鏡與積體式放大器
簡介 8-4
8-1 電晶體尺寸縮小的得失與比較 8-5
8-2 電晶體電流器的概念 8-13
8-3 BJT電流鏡電路 8-26
8-4 BJT電流鏡的改良 8-41
8-5 特殊的BJT電流源 8-61
8-6 MOS的基本電流鏡 8-71
8-7 MOS電流鏡的改良電路 8-87
8-8 電晶體電流源的整理 8-113
8-9 無關於電源供應的MOS偏壓電路 8-119
8-10 全NMOS共源放大器 8-135
8-11 積體式共源與共射放大器 8-154
8-12 退化的共源與共射放大器 8-166
8-13 積體式共閘與共基放大器 8-182
8-14 積體式源極追隨器與射極追隨器 8-203
8-15 單級放大器宏觀分析之總結 8-217
8-16 疊接放大器與摺疊放大器 8-223
習 題 8-254

第九章 差動對與多級放大器
簡介 9-3
9-1 BJT差動對的結構與操作特色 9-4
9-2 BJT差動對的重要課題與大信號分析 9-19
9-3 差動對的電路符號與輸出表示法 9-24
9-4 純差模放大的分析 9-34
9-5 共模操作的分析 9-42
9-6 有射極退化的差動放大器 9-53
9-7 單端輸入式的BJT差動放大器 9-59
9-8 MOSFET差動放大器 9-66
9-9 元件不匹配所導致的問題 9-89
9-10 電流鏡主動負載式MOS差動對 9-107
9-11 電流鏡主動負載式BJT差動對 9-128
9-12 BiCMOS差動放大器 9-151
9-13 多級積體放大器 9-154
習 題 9-167

第十章 功率放大器
簡介 10-2
10-1 基本觀念 10-2
10-2 功率電晶體元件 10-8
10-3 散熱與熱阻 10-14
10-4 A類放大器 10-22
10-5 B類功率放大器 10-54
10-6 AB類功率放大器 10-68
習 題 10-101

第十一章 頻率響應的基礎
簡介 11-2
11-1 對於線性系統響應的描述方式 11-3
11-2 可論於完全響應的s域分析 11-33
11-3 頻率響應函數T(j)的圖解畫法 11-61
習題 11-104