【類比電子技術】

內容簡介

本書主要講解高級類比電路，包括理想運算放大器及其應用、集成電路恒流偏置和有源負載及其在IC設計中的應用、差分及多級放大電路、迴響及穩定性、積體電路應用和設計，在IC應用中重點講解有源濾波器和振盪器電路分析與設計。

作者簡介

尼曼（Donald A. Neamen），新墨西哥大學電力與電腦工程系的名譽教授，他已在該系執教25年以上。 他在新墨西哥大學獲得博士學位後，在位於漢斯科姆空軍基地的固態科學實驗室擔任電子工程師。 1976年，他擔任新墨西哥大學電力和電腦工程系的教師，專門從事半導體物理與器件和電子線路課程的教學工作。

任豔頻，清華大學自動化實驗教學中心主任，高級工程師。 “控制工程”優秀教學團隊成員，北京市高教學會電子線路分會秘書長，全國大學生智能汽車競賽秘書處成員。

目錄

第1章理想運算放大器及運算放大器電路

1.1運算放大器

1.1.1理想參數

1.1.2理想參數的推導

1.1.3分析方法

1.1.4實際的性能指標

1.1.5PSpice建模

1.2反相放大電路

1.2.1基本放大電路

1.2.2帶T形網絡的放大電路

1.2.3有限增益效應

1.3求和放大電路

1.4同相放大電路

1.4.1基本放大電路

1.4.2電壓跟隨器

1.5運算放大器的應用

1.5.1電流？ 電壓轉換電路

1.5.2電壓？ 電流轉換電路

1.5.3差分放大電路

1.5.4儀用放大電路

1.5.5積分電路和微分電路

1.5.6非線性電路應用

1.6跨導運算放大電路

1.7運放電路的設計

1.7.1求和運算放大電路的設計

1.7.2基準電壓源的設計

1.7.3差分放大電路和橋式電路的設計

1.8設計應用：帶儀用放大電路的電子溫度計

1.9本章小結

習題

第2章集成電路偏置科技和有源負載

2.1雙極型電晶體電流源

2.1.1雙晶體管電流源

2.1.2改進型電流源電路

2.1.3維德拉電流源

2.1.4多電晶體電流源

2.2場效應管電流源

2.2.1基本雙晶體管MOSFET電流源

2.2.2多MOSFET電流源電路

2.2.3獨立偏置電流源

2.2.4JFET電流源

2.3有源負載電路

2.3.1BJT有源負載電路的直流分析

2.3.2BJT有源負載電路的電壓增益

2.3.3MOSFET有源負載電路的直流分析

2.3.4MOSFET有源負載電路的電壓增益

2.3.5討論

2.4有源負載電路的小訊號分析

2.4.1BJT有源負載電路的小訊號分析

2.4.2MOSFET有源負載電路的小訊號分析

2.4.3改進型MOSFET有源負載的小訊號分析

2.5設計應用：一個NMOS電流源

2.6本章小結

習題

第3章差分和多級放大電路

3.1差分放大電路

3.2基本BJT差分放大電路

3.2.1BJT差分放大電路工作原理——定性分析

3.2.2直流傳輸特性

3.2.3小訊號等效電路分析

3.2.4共模抑制比

3.2.5雙端輸出

3.2.6差模增益和共模增益的進一步研究

3.2.7差模和共模輸入阻抗

3.3基本FET差分放大電路

3.3.1直流傳輸特性

3.3.2差模和共模輸入阻抗

3.3.3小訊號等效電路分析

3.3.4雙端輸出

3.3.5JFET差分放大電路

3.4有源負載差分放大電路

3.4.1有源負載BJT差分放大電路

3.4.2BJT有源負載的小訊號分析

3.4.3有源負載MOSFET差分放大電路

3.4.4共源？ 共栅有源負載MOSFET差分放大電路

3.5BiCMOS電路

3.5.1基本放大級

3.5.2電流源

3.5.3BiCMOS差分放大電路

3.6增益級和簡單輸出級

3.6.1複合管和簡單射極跟隨器輸出

3.6.2輸入阻抗、電壓增益和輸出阻抗

3.7簡化的運算放大器電路

3.8差分放大電路的頻率回應

3.8.1差模輸入信號

3.8.2共模輸入信

3.8.3帶射極負反饋電阻

3.8.4有源負載

3.9設計應用：一個CMOS差分放大電路

3.10本章小結

習題

第4章迴響及其穩定性

4.1迴響簡介

4.1.1負反饋的優點和缺點

4.1.2電腦模擬的使用

4.2迴響的基本概念

4.2.1理想的閉環訊號增益

4.2.2增益敏感度

4.2.3頻寬拓展

4.2.4雜訊敏感度

4.2.5减小非線性失真

4.3理想的迴響拓撲結構

4.3.1串聯？ 並聯結構

4.3.2並聯？ 串聯結構

4.3.3串聯？ 串聯結構

4.3.4並聯？ 並聯結構

4.3.5結果總結

4.4電壓（串聯？並聯）放大電路

4.4.1運放電路表示

4.4.2分立電路表示

4.5電流（並聯？串聯）放大電路

4.5.1運放電路表示

4.5.2簡單分立電路表示

4.5.3分立電路表示

4.6跨導（串聯？串聯）放大電路

4.6.1運放電路表示

4.6.2分立電路表示

4.7互阻（並聯？並聯）放大電路

4.7.1運放電路表示

4.7.2分立電路表示

4.8環路增益

4.8.1基本方法

4.8.2電腦分析

4.9迴響電路的穩定性

4.9.1穩定性問題

4.9.2單極點、雙極點和三極點放大電路的波特圖

4.9.3奈奎斯特穩定判據

4.9.4相位和增益裕度

4.10頻率補償

4.10.1基本理論

4.10.2閉環頻率回應

4.10.3密勒補償

4.11設計應用：一個MOSFET迴響電路

4.12本章小結

習題

第5章運算放大器電路

5.1通用運放電路的設計

5.1.1通用設計準則

5.1.2電路元件匹配

5.2雙極型運算放大器電路

5.2.1電路概述

5.2.2直流分析

5.2.3小訊號分析

5.2.4頻率回應

5.3CMOS運算放大器電路

5.3.1MC14573CMOS運算放大器電路

5.3.2三級CMOS運算放大器

5.3.3折疊式共源？ 共栅CMOS運算放大器電路

5.3.4CMOS鏡像電流源運算放大器電路

5.3.5CMOS共源？ 共栅鏡像電流源運算放大器電路

5.4BiCMOS運算放大器電路

5.4.1BiCMOS折疊式共射？ 共基運放電路

5.4.2CA3140BiCMOS電路概述

5.4.3CA3140的直流分析

5.4.4CA3140的小訊號分析

5.5JFET運算放大器電路

5.5.1LH002/42/52系列混合FET運放電路

5.5.2LF155系列混合FET運放電路

5.6設計應用：一個與給定輸出級匹配的兩級CMOS運算放大器

5.7本章小結

習題

第6章運算放大電路的非理想效應

6.1實際的運放參數

6.1.1實際運放參數的定義

6.1.2輸入和輸出電壓極限

6.2有限開環增益

6.2.1反相放大電路的閉環增益

6.2.2同相放大電路的閉環增益

6.2.3反相放大電路的閉環輸入電阻

6.2.4同相放大電路的閉環輸入電阻

6.2.5非零輸出電阻

6.3頻率回應

6.3.1開環和閉環頻率回應

6.3.2增益頻寬積

6.3.3壓擺率

6.4失調電壓

6.4.1輸入級失調電壓的影響

6.4.2失調電壓補償

6.5輸入偏置電流

6.5.1偏置電流的影響

6.5.2偏置電流的補償

6.6其他非理想效應

6.6.1溫度效應

6.6.2共模抑制比

6.7設計應用：一個失調電壓補償網絡

6.8本章小結

習題

第7章集成電路的應用和設計

7.1有源濾波電路

7.1.1有源網路設計

7.1.2一般雙極點有源濾波電路

7.1.3雙極點巴特沃斯低通濾波電路

7.1.4雙極點巴特沃斯高通濾波電路

7.1.5高階巴特沃斯濾波電路

7.1.6開關電容濾波電路

7.2振盪電路

7.2.1振盪的基本原理

7.2.2移相式振盪電路

7.2.3文氏橋振盪電路

7.2.4其他振盪電路

7.3施密特觸發電路

7.3.1比較器

7.3.2基本反相施密特觸發電路

7.3.3其他施密特觸發電路

7.3.4帶限幅電路的施密特觸發電路

7.4非正弦波振盪電路和定時電路

7.4.1施密特觸發器振盪電路

7.4.2單穩態多諧振盪電路

7.4.3555電路

7.5集成電路功率放大器

7.5.1LM380功率放大器

7.5.2PA12功率放大器

7.5.3橋式功率放大電路

7.6穩壓器電路

7.6.1穩壓器的基本介紹

7.6.2輸出電阻和負載調節率

7.6.3簡單的串聯旁路穩壓器電路

7.6.4正電壓穩壓器電路

7.7設計應用：一個有源帶通濾波電路

7.8本章小結

習題

附錄A物理常數與轉換因數

附錄B製造商數據手册節選

B.12N2222NPN雙極型三極管

B.22N2907PNP雙極型三極管

B.3NDS9410N溝道增强型MOSFET

B.4LM741運算放大器

附錄C標準電阻值和電容值

C.1碳膜電阻

C.2精密電阻（容差為1%）

C.3電容

參考文獻

-------------------------------------

【數位電子技術】

內容簡介

本書主要分析數位電路。 首先討論MOS數位電路分析與設計，重點為CMOS電路，它是構成*流行數位電路的基礎； 然後依次介紹基本的數位邏輯門電路、位移暫存器、觸發器和基本的A/D與D/A轉換電路；* 後介紹雙極性數位電路，包括射極耦合邏輯電路和傳統的電晶體邏輯（TTL）電路。 本書理論聯繫實際，有利於提高讀者的數位電路設計能力。

作者簡介

“任豔頻，女，1999年畢業於清華大學自動化系，獲工學博士學位。畢業後加入聯想集團，從事資訊家電和數位家庭產品研發工作。

自2006年起在清華大學自動化系任教，高級工程師，“控制工程”優秀教學團隊成員，北京市高教學會電子線路分會秘書長，全國大學生智能汽車競賽秘書處成員，IEEE Senior Member。 現任清華大學電工電子中心電子技術實驗室主任，清華大學自動化實驗教學中心副主任。

十年以來，主要從事電子技術實踐教學，同時講授數位電子技術基礎理論課，並參加清華大學數位電子技術基礎和類比電子技術基礎MOOC課程建設。 主持完成北京市教改項目1項。 現時主要研究方向為自動測試、嵌入式系統及EDA。 2006-2007年主持與航天部合作項目“火工品測試儀”，完成基於LXI匯流排的火工品測試儀研製。 2007-2009年參加可程式設計集成電路測試儀的研製。 2009年開始主持口袋儀器的研發。

近年來，發表學術及教學論研究論文29篇，出版專著1本。 共申請專利24項，其中發明專利22項。 曾獲清華大學教學成果獎一等獎、清華大學實驗科技成果獎一等獎、清華大學優秀班主任一等獎、清華大學優秀SRT指導教師等獎項。 “

目錄

第1章數位電子學導論

1.1預覽

1.2邏輯函數和邏輯門

1.3邏輯電平

1.4雜訊容限

1.5傳輸延遲時間和開關時間

1.6小結

第2章MOSFET數位電路

2.1 NMOS反相器

2.1.1 N溝道MOSFET回顧

2.1.2 NMOS反相器的傳輸特性

2.1.3襯底的基體效應

2.2 NMOS邏輯電路

2.2.1 NMOS反或閘和反及閘

2.2.2 NMOS邏輯電路

2.2.3扇出係數

2.3 CMOS反相器

2.3.1 P溝道MOSFET回顧

2.3.2 CMOS反相器的直流分析

2.3.3功耗

2.3.4雜訊容限

2.4 CMOS邏輯電路

2.4.1基本CMOS反或閘和反及閘

2.4.2電晶體尺寸

2.4.3複雜CMOS邏輯電路

2.4.4扇出係數和傳輸延遲時間

2.5帶時鐘的CMOS邏輯電路

2.6傳輸門

2.6.1 NMOS傳輸門

2.6.2 NMOS傳輸網絡

2.6.3 CMOS傳輸門

2.6.4 CMOS傳輸網絡

2.7時序邏輯電路

2.7.1動態位移暫存器

2.7.2 RS觸發器

2.7.3 D觸發器

2.7.4 CMOS全加器電路

2.8記憶體的分類與電路結構

2.8.1記憶體的分類

2.8.2記憶體結構

2.8.3地址解碼器

2.9 RAM記憶體單元

2.9.1 NMOS SRAM單元

2.9.2 CMOS SRAM單元

2.9.3 SRAM讀/寫電路

2.9.4動態RAM（DRAM）存儲單元

2.10只讀存儲器

2.10.1 ROM和PROM單元

2.10.2 EPROM和EEPROM單元

2.11資料轉換器

2.11.1 A/D和D/A的基本概念

2.11.2數模轉換器

2.11.3模數轉換器

2.12設計應用：一個靜態CMOS邏輯門

2.13本章小結

習題

第3章雙極型數位電路

3.1發射極耦合邏輯（ECL）

3.1.1差分放大電路回顧

3.1.2 ECL邏輯門

3.1.3 ECL邏輯電路的特性

3.1.4電壓傳輸特性

3.2改進型ECL電路

3.2.1低功耗ECL電路

3.2.2其他ECL門電路

3.2.3串聯門

3.2.4傳輸延遲時間

3.3電晶體電晶體邏輯電路

3.3.1基本二極體三極管邏輯門

3.3.2 TTL的輸入電晶體

3.3.3基本TTL與非電路

3.3.4 TTL輸出級和扇出係數

3.3.5三態輸出

3.4肖特基電晶體電晶體邏輯電路

3.4.1肖特基鉗比特電晶體

3.4.2肖特基TTL與非電路

3.4.3低功耗肖特基TTL電路

3.4.4改進型肖特基TTL電路

3.5 BiCMOS數位電路

3.5.1 BiCMOS反相器

3.5.2 BiCMOS邏輯電路

3.6設計應用：靜態ECL門電路

3.7本章小結

習題

附錄A物理常數與轉換因數

附錄B製造商數據手册節選

附錄C標準電阻和電容值

C.1碳膜電阻

C.2精密電阻（容差為1%）

C.3電容

附錄D參考文獻

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【半導體器件及其基本應用】

內容簡介

本書主要講解半導體器件的物理特性和工作原理以及利用這類器件組成的各種基本電路，包括開關電源、數位電路以及各種放大電路。 首先簡要介紹半導體材料的工作特性； 然後依次講解二極體及開關和整流電路、MOSFET及其應用、MOS放大電路、三極管及其放大電路；* 後主要以功率放大電路為例討論電子電路設計及元器件應用。

作者簡介

任豔頻，女，1999年畢業於清華大學自動化系，獲工學博士學位。 畢業後加入聯想集團，從事資訊家電和數位家庭產品研發工作。

自2006年起在清華大學自動化系任教，高級工程師，“控制工程”優秀教學團隊成員，北京市高教學會電子線路分會秘書長，全國大學生智能汽車競賽秘書處成員，IEEE Senior Member。 現任清華大學電工電子中心電子技術實驗室主任，清華大學自動化實驗教學中心副主任。

十年以來，主要從事電子技術實踐教學，同時講授數位電子技術基礎理論課，並參加清華大學數位電子技術基礎和類比電子技術基礎MOOC課程建設。 主持完成北京市教改項目1項。 現時主要研究方向為自動測試、嵌入式系統及EDA。 2006-2007年主持與航天部合作項目“火工品測試儀”，完成基於LXI匯流排的火工品測試儀研製。 2007-2009年參加可程式設計集成電路測試儀的研製。 2009年開始主持口袋儀器的研發。

近年來，發表學術及教學論研究論文29篇，出版專著1本。 共申請專利24項，其中發明專利22項。 曾獲清華大學教學成果獎一等獎、清華大學實驗科技成果獎一等獎、清華大學優秀班主任一等獎、清華大學優秀SRT指導教師等獎項。

目錄

第1章半導體材料和二極體

1.1半導體材料及其特性

1.1.1本征電晶體

1.1.2雜質電晶體

1.1.3漂移電流和擴散電流

1.1.4過剩載流子

1.2PN結

1.2.1平衡PN結

1.2.2反向偏置的PN結

1.2.3正向偏置的PN結

1.2.4理想的電流電壓關係

1.2.5PN結二極體

1.3二極體電路：直流分析及模型

1.3.1反覆運算法和圖解法

1.3.2折線化模型

1.3.3電腦模擬和分析

1.3.4二極體模型小結

1.4二極體電路：交流等效電路

1.4.1正弦分析

1.4.2小訊號等效電路

1.5其他類型的二極體

1.5.1光電池

1.5.2光電二極體

1.5.3發光二極體

1.5.4肖特基勢壘二極體

1.5.5穩壓二極體

1.6設計應用：二極體溫度計

1.7本章小結

複習題

習題

第2章二極體電路

2.1整流電路

2.1.1半波整流

2.1.2全波整流

2.1.3濾波電路、紋波電壓和二極體電流

2.1.4檢波電路

2.1.5倍壓整流電路

2.2穩壓二極體電路

2.2.1理想的基準電壓電路

2.2.2齊納電阻和調整率

2.3限幅和鉗比特電路

2.3.1限幅電路

2.3.2鉗比特電路

2.4多二極體電路

2.4.1二極體電路示例

2.4.2二極體邏輯電路

2.5光電二極體和發光二極體電路

2.5.1光電二極體電路

2.5.2發光二極體電路

2.6設計應用：直流電源

2.7本章小結

複習題

習題

第3章場效應電晶體

3.1MOS場效應電晶體

3.1.1二端MOS結構

3.1.2N溝道增强型MOSFET

3.1.3理想的MOSFET電流電壓特性——NMOS器件

3.1.4P溝道增强型MOSFET

3.1.5理想MOSFET的電流電壓特性——PMOS器件

3.1.6電路符號和規範

3.1.7其他MOSFET結構和電路符號

3.1.8電晶體工作原理小結

3.1.9短溝道效應

3.1.10其他非理想電流電壓特性

3.2MOSFET直流電路分析

3.2.1共源電路

3.2.2負載線和工作模式

3.2.3其他MOSFET電路結構：直流分析

3.3MOSFET的基本應用：開關、數位邏輯門和放大電路

3.3.1NMOS反相器

3.3.2數位邏輯門

3.3.3MOSFET小訊號放大電路

3.4恒流源偏置

3.5多級MOSFET電路

3.5.1多電晶體電路：級聯結構

3.5.2多電晶體電路：共源共栅結構

3.6結型場效應電晶體

3.6.1PN JFET和MESFET的工作原理

3.6.2電流電壓特性

3.6.3常見JFET電路：直流分析

3.7設計應用：帶MOS電晶體的二極體溫度計

3.8本章小結

複習題

習題

第4章基本場效應管放大電路

4.1MOSFET放大電路

4.1.1圖解分析、負載線和小訊號參數

4.1.2小訊號等效電路

4.1.3襯底效應建模

4.2電晶體放大電路的基本組態

4.3共源放大電路

4.3.1一個基本的共源電路結構

4.3.2帶源極電阻的共源放大電路

4.3.3帶源極旁路電容的共源電路

4.4共漏（源極跟隨器）放大電路

4.4.1小訊號電壓增益

4.4.2輸入和輸出電阻

4.5共栅放大電路

4.5.1小訊號電壓和電流增益

4.5.2輸入和輸出阻抗

4.6三種基本的放大電路組態：總結和比較

4.7單級集成MOSFET放大電路

4.7.1負載線回顧

4.7.2帶增强型負載的NMOS放大電路

4.7.3帶耗盡型負載的NMOS放大電路

4.7.4帶有源負載的NMOS放大電路

4.8多級放大電路

4.8.1多級放大電路：級聯電路

4.8.2多級放大電路：共源共栅電路

4.9基本JFET放大電路

4.9.1小訊號等效電路

4.9.2小訊號分析

4.10設計應用：一個兩級放大電路

4.11本章小結

複習題

習題

第5章雙極型電晶體

5.1基本雙極型電晶體

5.1.1電晶體的結構

5.1.2NPN型電晶體：正向放大工作模式

5.1.3PNP型電晶體：正向放大工作模式

5.1.4電路符號及規範

5.1.5電流電壓特性

5.1.6非理想電晶體的漏電流和擊穿電壓

5.2電晶體電路的直流分析

5.2.1共射電路

5.2.2負載線和工作模式

5.2.3電壓傳輸特性

5.2.4常用的雙極型電路：直流分析

5.3電晶體的基本應用

5.3.1開關

5.3.2數位邏輯

5.3.3放大電路

5.4雙極型電晶體的偏置

5.4.1單個基極電阻偏置

5.4.2分壓偏置和偏置的穩定

5.4.3正負電源偏置

5.4.4集成電路偏置

5.5多級電路

5.6設計應用：帶雙極型電晶體的二極體溫度計

5.7本章小結

複習題

習題

第6章基本雙極型電晶體放大電路

6.1類比信號和線性放大電路

6.2雙極型線性放大電路

6.2.1圖解分析和交流等效電路

6.2.2雙極型電晶體的小訊號混合π等效電路

6.2.3小訊號電壓增益

6.2.4考慮厄爾利效應的混合π等效電路

6.2.5擴展的混合π等效電路

6.2.6其他小訊號參數和等效電路

6.3電晶體放大電路的基本組態

6.4共射放大電路

6.4.1基本共射放大電路

6.4.2帶射極電阻的電路

6.4.3帶射極旁路電容的電路

6.4.4高級共射放大電路的概念

6.5交流負載線分析

6.5.1交流負載線

6.5.2不失真電壓

6.6共集放大電路（射極跟隨器）

6.6.1小訊號電壓增益

6.6.2輸入電阻和輸出電阻

6.6.3小訊號電流增益

6.7共基放大電路

6.7.1小訊號電壓和電流增益

6.7.2輸入電阻和輸出電阻

6.8三種基本放大電路：總結和比較

6.9多級放大電路

6.9.1多級放大電路分析：級聯結構

6.9.2多級電路：複合電晶體結構

6.9.3多級電路：共射共基結構

6.10功耗考慮

6.11設計應用：音訊放大電路

6.12本章小結

複習題

習題

第7章頻率回應

7.1放大電路的頻率回應

7.1.1等效電路

7.1.2頻率回應分析

7.2系統傳遞函數

7.2.1s域分析

7.2.2一階函數

7.2.3波特圖

7.2.4短路和開路時間常數

7.2.5時間響應

7.3電容耦合電晶體放大電路的頻率回應

7.3.1耦合電容的影響

7.3.2負載電容的影響

7.3.3耦合電容和負載電容

7.3.4旁路電容的影響

7.3.5共同影響：耦合電容和旁路電容

7.4雙極型電晶體的頻率回應

7.4.1擴展的混合π等效電路

7.4.2短路電流增益

7.4.3截止頻率

7.4.4密勒效應和密勒電容

7.4.5密勒效應的物理原因

7.5場效應管的頻率回應

7.5.1高頻等效電路

7.5.2組織增益頻寬

7.5.3密勒效應和密勒電容

7.6電晶體電路的高頻響應

7.6.1共射和共源電路

7.6.2共基、共栅以及共射共基電路

7.6.3射極跟隨器和源極跟隨器電路

7.6.4高頻放大電路的設計

7.7設計應用：一個電容耦合兩級放大電路

7.8本章小結

複習題

習題

第8章輸出級和功率放大電路

8.1功率放大電路

8.2功率電晶體

8.2.1功率BJT

8.2.2功率MOSFET

8.2.3功率MOSFET和BJT的比較

8.2.4散熱片

8.3功率放大電路分類

8.3.1甲類工作方式

8.3.2乙類工作方式

8.3. 3甲乙類工作方式

8.3.4丙類工作方式

8.4甲類功率放大電路

8.4.1電感耦合放大電路

8.4.2變壓器耦合共射放大電路

8.4.3變壓器耦合射極跟隨器放大電路

8.5甲乙類推挽式互補輸出級

8.5.1二極體偏置的甲乙類輸出級

8.5.2帶VBE倍增電路的甲乙類輸出級

8.5.3帶輸入緩衝電晶體的甲乙類輸出級

8.5.4利用複合管的甲乙類輸出級

8.6設計應用：一個基於MOSFET的輸出級

8.7本章小結

複習題

習題

附錄A物理常數與轉換因數

附錄B製造商數據手册節選

B.12N2222 NPN雙極型電晶體

B.22N2907 PNP雙極型電晶體

B.3NDS410 N溝道增强型MOSFET

B.4LM741運算放大器

附錄C標準電阻值和電容值

C.1碳膜電阻

C.2精密電阻（容差為1%）

C.3電容

參考文獻