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由原始的RTL論起,為減緩負載效應,進而改成DTL。接著,為減少元件面積和提高速度,故再改良成TTL。其中,針對一系列的改進,遂有標準型、蕭特基型、低功率蕭特基型、高等低功率蕭特基型等的演變,將逐一分析。 另外,最快速的商用邏輯電路是射極耦合邏輯(簡稱ECL),將細說其設計與優缺點。最後,介紹...
閂鎖器是記憶體的基礎,故而先介紹CMOS閂鎖器,再與觸發網路結合成正反器。接著,將說明記憶體晶片的架構,包含了記憶體單元陣列,以及感測放大器、位址解碼器等周邊電路。以揮發性來論,記憶體單元可分為隨機存取記憶體(RAM)與唯讀記憶體(ROM)。除了說明這兩大類電路的結構與設計外,本章也將詳述讀取操作與...
先簡介數位邏輯的基本觀念,再論其分類與族群。關於電路,從原始邏輯反相器說起,進而改成全NMOS反相電路,探討缺點後,再改成CMOS反相器,其靜態操作與動態切換特性將做細說。接著,擴至多輸入邏輯閘,如NAND、XOR,說明合成與尺寸等設計,並探究其缺點,故再論於偽NMOS邏輯閘與傳輸閘邏輯等輔助角色。...
多諧振盪器是能產生方波、或三角波、或脈波的電路,根據輸出的振盪方式,可分為無穩態、雙穩態、單穩態****三種。 其中,比較器是最簡易的雙穩態電路,為多諧振盪器的主體,故而以OPA構成的比較電路為研究開端。 其後,介紹OPA施密特(Schmitt)觸發器,其特色是能抗雜訊,並可演變出多樣的...
弦波振盪的條件可用巴克豪森準則來濃縮,故率先細說其物理觀念。至於設計方式,則是放大器搭配濾波器,善用頻率響應來處理單頻正回授,若放大器是同相,則有文氏電橋振盪器。若放大器屬於反相,則有RC相移振盪器。若以反相與同相等積分器來構成,則是正交振盪器。再者,若善用LC諧振來濾波,則可製成LC諧調振盪器,如...
因複雜濾波器可由一階和二階濾波器串接而成,故本章僅研究這兩類。其中,先由濾波器的分類與規格說起,並介紹巴特渥斯(Butterworth)與柴比雪夫(Chebyshev)兩種特殊設計,再以一階濾波器來說明。 至於二階濾波器,則先論於無電感式主動RC濾波器,再推廣於回授式結構,包括雙積分器回授型與...
在此視OPA為一個電路方塊來看待,只研究其外部端點所呈現的特性,至於內部結構,則可參見前一章。本章分為三部份,其中: 第一部份是針對理想OPA的負回授,實現各式的類比運算和放大處理。 第二部份是探討實際特性,如偏壓電流、輸出偏差、頻寬等問題,將逐一研究,常運用回授理論。 第三部份是...
運算放大器(簡稱OPA)的內部可分為BJT與CMOS****兩類,將先介紹BJT構成的741型OPA,其內有差動放大級、增益級、功率放大級而為三級串接,會說明其設計方式、各項考量,並闡述其優良特性與操作限制,不但有米勒補償處理,也有短路保護措施。 關於CMOS OPA,將先細說兩級式,研究其差...
回授放大器對於高頻雜訊干擾應有防護,故穩定度會涉及高頻響應分析,本章將先從一階回授的頻率響應來論起,再研究二階回授,擴至三階回授。 關於回授穩定度分析,常以圖示來說明,例如根軌跡、尼奎斯特圖、波德圖頻譜等,並以增益邊限或相位邊限來表示穩定度。對於特定的相位邊限,常採簡易設計。最後,研究各種頻率...
將先說明負回授的基本架構、理想回授公式與優點,再針對負載效應來論真實回授公式與牽涉的各項觀念。接著,為了快速分析,當結構在某些條件下,可演變成簡易回授公式,若再忽略不重要的參數,將再變成近似回授公式。 其次,為了配合於公式的規律,對於混合與取樣兩處的信號需用適當論點來搭配,分別各有電壓與電流*...
分析重點是放大器的頻寬與GB值,對於3dB頻率的估計,在低頻常用短路時間常數估計法,而高頻則用開路時間常數估計法,當中涉及米勒原理的等效簡化。在建立基本觀念後,將分析於各種放大器的頻率響應,例如共射、共源、共基、共閘等,其頻率響應皆有詳述與探究。接著,研究於各種寬頻組合結構,例如疊接與串接。最後,細...
本章重點是『直接看穿』轉換函數,但需先學習各種觀念與物理意義,以第十二章為根基,再將時間常數法擴展至二階RC電路,並細說3dB頻率的估計法。接著,介紹7種二階RLC電路,此乃主動濾波器之重要基礎。 再者,為速解三階RC相移電路,故介紹三階RC時間常數法,並研究三個電容器連續迴路的相依問題,可用...
因頻率響應的內容龐大,故分成以下三章來細說。 本章先複習線性電路的概念,並說明時域信號描述的困境,進而改用頻域來表達,於是介紹傅立葉(Fourier)轉換的觀念。接著,為了突顯電路的自然響應,故採用拉普拉斯(Laplace)轉換的s域論點,以轉換函數來表達,並付諸成頻譜,如波德圖(Bode p...
先從功率的相關觀念說起,涉及到功率轉換效率、失真的界分、功率電晶體結構、熱阻,與功率減額曲線觀念。對於功率放大器的說明,將針對A、B與AB類,分析其最大功率轉換效率。 在介紹電路時,先由分立式A類來論,再改良成B類結構,因有交越失真,故再改善成AB類放大器。最後,由AB類演變成輸出級電路,其中...
由差動對的定性描述為起始,可知有共模排斥、小信號差模放大,大信號差動開關等特性,再做定量推導,研究共模輸入電壓範圍、線性放大的限制。在小信號分析上,將分解成差模與共模,並得出半電路觀念與共模排斥率。 對於電路不匹配,將研究輸入偏差電壓與電流。搭配著主動負載,可讓差動對的增益更強,最後將差動對串...
以單級放大器來深入研究,先從全NMOS放大器論起,再改用電流鏡作為交流負載,遂成積體式CMOS共源放大器,繼而介紹積體式BJT共射放大器。其後,研究於共閘與共基放大器的小信號特性,再與共源或共射放大器構成疊接與摺疊結構。最後,探討於積體式的源極追隨器與射極追隨器,將會說明其特色是在於阻抗緩衝用途。
由電晶體縮小化的課題論起,探討其得失,比較於MOS與BJT,再介紹電晶體電流器,例如BJT電流鏡電路、改良的基極電流補償、威爾森電流鏡、或疊接電流鏡等。其後,再說明萬德勒電流源與『溫度補償的電流源』等兩種特殊BJT電路。在MOS電流鏡方面,則有基本型與相關的改良演變,包含了疊接電流鏡、大擺幅電流鏡,...
細說場效電晶體的結構、電流操控原理,並區分出飽和、三極管等操作,再考量於實際因素,例如通道長度調變效應、本體效應、次臨界導通,以及崩潰。關於尺寸縮小的影響,有短通道、DIBL、寬度窄化、熱電子等效應,也將論及,再延伸至CMOS技術。 關於分立式放大器的研究,先論其偏壓,再說明小信號模型,分析共...
在此的進階分析是將爾利效應納入考慮,對BJT放大器做更仔細的研究,因此,小信號模型必須包含 ro 在內,尤其是 ro 無一端接地情形。如欲快速破解,則應採用轉導放大器或電壓放大器等宏觀看法。在本章中,將對此做出詳細的說明與論述,願讓讀者可快速看穿輸入電阻、輸出電阻,以及電壓增益。
本章將介紹雙載子接面電晶體(簡稱BJT)的特性,由結構談起,論及四種偏壓、物理現象、電流關係與等效模型,再介紹其真實結構與製程技術,涉及爾利效應、崩潰電壓、熱跑脫等次要特性。 BJT應用分為數位與類比,在類比放大方面,將細說完整小信號等效模型、偏壓電路演變,說明三大組態與用途,再研究於多電晶體...
先從單電子原子模型說起,論至能帶與能隙觀念,也闡述傳導電子與電洞的成因與差異,並研究半導體的漂移與擴散兩種電流成份。 接著,摻入雜質後,半導體可分為P型與N型,再推廣至pn接面,將介紹其內的物理現象,並說明偏壓後的二極體特性方程式。至於應用,則有整流電路、截波器,穩壓電路,箝位器、倍壓器等,探...
操作在不同的頻率下,電容器會呈現出不同的導電效果,遂成頻率響應問題。學習之初,應先熟悉電容器特性與基本電路,尤其是RC電路,必須深入其無源、直流充放電,以及單頻弦波等等的響應性質。本章將仔細說明一階****RC電路的特性,並介紹低通與高通的基本頻率響應概念。再介紹電感器的性質,並說明與電容器所成的諧...
電子電路的分析理念在於『簡化』,其方式有分解、近似和等效處理等三種。 在分解方面,有直流偏壓和小信號分析,對於線性的時域信號可分解成各弦波的頻率響應。 在近似方面,則在小信號前提下,將非線性元件近似成線性特性。 在等效方面,除了說明戴維寧和諾頓兩種等效電源外,尚有受控的電源吸收定理...
本章介紹必要的電路觀念與電子學基礎術語,除了簡述電機的發展歷史與領域之外,釐清類比與數位信號的差異,並簡介電子資料轉換的過程。 其中,電路觀念包含了歐姆定律、KCL與KVL,而基本術語則有負載效應、阻抗匹配、緩衝器、小信號近似等。對於弦波的數學描述,也將說明相量觀念與其優勢。
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