数字集成电路教程 龙忠琪,龙胜春 9787030184719 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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龙忠琪，龙胜春 著

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店铺： 北京十翼图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030184719

商品编码：29520376393

包装：平装

出版时间：2007-02-01

基本信息

书名:数字集成电路教程

定价：46.00元

售价：37.7元,便宜8.3元,折扣81

作者:龙忠琪,龙胜春

出版社：科学出版社

出版日期：2007-02-01

ISBN：9787030184719

字数：

页码：355

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.422kg

编辑推荐

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内容提要

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《数字集成电路教程（第二版）/普通高等教育“十一五”国宝规划教材》共13章，分为6个部分：数字电路分析设计基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、数—模和模—数转换电路、逻辑电路的机助设计、基础练习题与思考题。重点介绍高速和超高速CMOS、BiCMOS及LSTTL数字集成电路芯片的原理、应用和基本理论方法，包括PLD器件的原理和应用、数字电路CAD设计技术等。《数字集成电路教程（第二版）/普通高等教育“十一五”国宝规划教材》理论和实践并重，内有大量集成芯片应用实例。
　　《数字集成电路教程（第二版）/普通高等教育“十一五”国宝规划教材》适于高等院校电气信息类专业师生作为教材，也可供相关专业的科技人员参考。

目录

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第二版前言
版前言
部分 数字电路分析设计基础
1 绪论
1.1 数字电路、数字信号与数字系统
1.2 数字电子技术的发展与应用
1.3 数字系统中的信息表征
2 逻辑代数基础
2.1 概述
2.2 逻辑代数中的基本运算
2.3 逻辑代数中的基本公式
2.4 逻辑代数中的基本定理
2.5 逻辑函数及其表示方法
2.6 逻辑函数的化简
2.7 本章小结

第二部分 组合逻辑电路
3 逻辑门电路
3.1 概述
3.2 MOS门电路
3.3 双极型门电路
3.4 BiCMOS电路
3.5 本章小结
4 组合逻辑电路的组成及其分析设计方法
4.1 组合逻辑电路的组成
4.2 组合逻辑电路的分析方法
4.3 组合逻辑电路的设计方法
4.4 组合逻辑电路中的险象
5 常用中大规模组合逻辑电路
5.1 编码器
5.2 译码器
5.3 数据选择器
5.4 运算电路
5.5 只读存储器（ROM）
5.6 MSI/LSI组合电路芯片的位扩展技术
5.7 用MSI/LSI标准电路芯片设计组合电路
5.8 本章小结
6 可编程组合逻辑器件
6.1 可编程逻辑器件概述
6.2 PLA（可编程逻辑阵列）
6.3 PAL
6.4 用FPLA设计组合逻辑电路

第三部分 时序逻辑电路
7 触发器
7.1 RS触发器
7.2 D触发器
7.3 JK触发器
7.4 施密特触发器
7.5 单稳态触发器
7.6 555定时器
7.7 本章小结
8 常用MSI/LSI时序逻辑电路
8.1 时序逻辑电路的组成及功能描述方法
8.2 寄存器和移位寄存器
8.3 计数器
8.4 可读/写存储器
9 时序逻辑电路的分析与综合
9.1 时序逻辑电路的分析
9.2 用SSI电路芯片设计时序电路
9.3 用MSl/LSI电路芯片设计时序电路
10 可编程时序逻辑器件
10.1 寄存可编程逻辑阵列（RPLA）
10.2 通用阵列逻辑（GAL）
10.3 FPGA
10.4 用PLD器件设计时序电路及PLD器件的选用
10.5 本章小结

第四部分 数-模和模-数转换电路
11 D/A转换电路
11.1 基本DAC电路
11.2 常用DAC芯片及其应用举例
11.3 DAC的主要性能参数及芯片选用方法
12 A/D转换电路
12.1 A/D转换的基本概念
12.2 基本ADC电路
12.3 常用ADC芯片及其典型应用举例
12.4 ADC的主要性能参数及芯片选用

第五部分 逻辑电路的机助设计
13 数字电路CAD
13.1 数字电路CAD设计流程
13.2 数字电路的建模
13.3 设计综合
13.4 设计仿真
13.5 模块系统CAD
13.6 时序电路CAD
13.7 PLD电路CAD
13.8 本章小结

第六部分 基础练习题与思考题
附录I 常用逻辑单元图形符号
附录I 《电气图用图形符号——二进制逻辑单元》（GB4728.12-85）简介
附录Ⅱ 半导体器件及半导体电路知识入门
参考文献
作者简介

作者介绍

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龙忠琪，山东临邑人，1939年5月生。浙江工业大学教授，长期从事电子科学技术与微波集成电路仿真方面的教学与研究。1964年西安电子科技大学自动控制系毕业，曾于1990-1991年在德国亚琛工大高访近两年。先后主持国家自然科学基金资助项目、国家重大军工科研项目等多项，获全国科学大会重大科研成就奖、省部级科研成果奖等多项，发表论文数十篇；在科学出版社、高等教育出版社和、国防工业出版社等出版《微波集成电路仿真》等专著、《数字集成电路教程》等教材、《低噪声电子设计》等译作共16部，约600多万字。曾获“教师”、“教学名师”称号，被全校学生评为“我喜爱的老师”。

文摘

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序言

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第二版前言
版前言
部分 数字电路分析设计基础
1 绪论
1.1 数字电路、数字信号与数字系统
1.2 数字电子技术的发展与应用
1.3 数字系统中的信息表征
2 逻辑代数基础
2.1 概述
2.2 逻辑代数中的基本运算
2.3 逻辑代数中的基本公式
2.4 逻辑代数中的基本定理
2.5 逻辑函数及其表示方法
2.6 逻辑函数的化简
2.7 本章小结

第二部分 组合逻辑电路
3 逻辑门电路
3.1 概述
3.2 MOS门电路
3.3 双极型门电路
3.4 BiCMOS电路
3.5 本章小结
4 组合逻辑电路的组成及其分析设计方法
4.1 组合逻辑电路的组成
4.2 组合逻辑电路的分析方法
4.3 组合逻辑电路的设计方法
4.4 组合逻辑电路中的险象
5 常用中大规模组合逻辑电路
5.1 编码器
5.2 译码器
5.3 数据选择器
5.4 运算电路
5.5 只读存储器（ROM）
5.6 MSI/LSI组合电路芯片的位扩展技术
5.7 用MSI/LSI标准电路芯片设计组合电路
5.8 本章小结
6 可编程组合逻辑器件
6.1 可编程逻辑器件概述
6.2 PLA（可编程逻辑阵列）
6.3 PAL
6.4 用FPLA设计组合逻辑电路

第三部分 时序逻辑电路
7 触发器
7.1 RS触发器
7.2 D触发器
7.3 JK触发器
7.4 施密特触发器
7.5 单稳态触发器
7.6 555定时器
7.7 本章小结
8 常用MSI/LSI时序逻辑电路
8.1 时序逻辑电路的组成及功能描述方法
8.2 寄存器和移位寄存器
8.3 计数器
8.4 可读/写存储器
9 时序逻辑电路的分析与综合
9.1 时序逻辑电路的分析
9.2 用SSI电路芯片设计时序电路
9.3 用MSl/LSI电路芯片设计时序电路
10 可编程时序逻辑器件
10.1 寄存可编程逻辑阵列（RPLA）
10.2 通用阵列逻辑（GAL）
10.3 FPGA
10.4 用PLD器件设计时序电路及PLD器件的选用
10.5 本章小结

第四部分 数-模和模-数转换电路
11 D/A转换电路
11.1 基本DAC电路
11.2 常用DAC芯片及其应用举例
11.3 DAC的主要性能参数及芯片选用方法
12 A/D转换电路
12.1 A/D转换的基本概念
12.2 基本ADC电路
12.3 常用ADC芯片及其典型应用举例
12.4 ADC的主要性能参数及芯片选用

第五部分 逻辑电路的机助设计
13 数字电路CAD
13.1 数字电路CAD设计流程
13.2 数字电路的建模
13.3 设计综合
13.4 设计仿真
13.5 模块系统CAD
13.6 时序电路CAD
13.7 PLD电路CAD
13.8 本章小结

第六部分 基础练习题与思考题
附录I 常用逻辑单元图形符号
附录I 《电气图用图形符号——二进制逻辑单元》（GB4728.12-85）简介
附录Ⅱ 半导体器件及半导体电路知识入门
参考文献
作者简介

现代电子系统的基石：探寻数字集成电路的奥秘 在这个信息爆炸、技术飞速迭代的时代，我们身边的一切都离不开数字集成电路（Integrated Circuit, IC）的身影。从智能手机、个人电脑，到汽车导航、航空航天，再到医疗设备、工业自动化，数字集成电路如同精密运转的神经中枢，驱动着现代电子系统的核心功能。它们将海量的晶体管、电阻、电容等电子元件集成在一块小小的芯片上，实现了前所未有的计算能力、数据处理速度和功能集成度。 数字集成电路：从逻辑门到复杂系统 数字集成电路的核心在于其对二进制信号（0和1）的处理能力。这种二进制的特性使得信息能够以离散、清晰的方式进行存储、传输和运算，极大地克服了模拟信号在精度、稳定性和抗干扰能力方面的局限性。 逻辑门：数字世界的基石 理解数字集成电路，首先要从最基本的逻辑门（Logic Gate）讲起。逻辑门是实现特定逻辑功能的最小单元，它们接收一个或多个输入信号，并根据预设的逻辑规则输出一个信号。最常见的逻辑门包括： 与门 (AND Gate): 只有当所有输入信号都为高电平（1）时，输出才为高电平。 或门 (OR Gate): 只要有一个输入信号为高电平，输出就为高电平。 非门 (NOT Gate): 输出信号与输入信号相反，输入为高电平时输出为低电平，反之亦然。 与非门 (NAND Gate): 是与门和非门的组合，输出信号是与门的输出的反相。 或非门 (NOR Gate): 是或门和非门的组合，输出信号是或门的输出的反相。 异或门 (XOR Gate): 当输入信号不相同时，输出为高电平；当输入信号相同时，输出为低电平。 同或门 (XNOR Gate): 与异或门相反，当输入信号相同时，输出为高电平；当输入信号不相同时，输出为低电平。 这些看似简单的逻辑门，通过不同的组合和连接，可以构建出极其复杂的逻辑电路。例如，通过组合逻辑门，我们可以实现加法器、减法器、比较器、译码器、编码器等基本运算单元。 组合逻辑电路与时序逻辑电路 数字集成电路通常被分为两大类： 组合逻辑电路 (Combinational Logic Circuit): 这类电路的输出仅取决于当前的输入状态，不包含任何记忆功能。换句话说，对于相同的输入，其输出永远是相同的。例如，前面提到的加法器、译码器等都属于组合逻辑电路。它们在数据处理、信号选择等方面发挥着至关重要的作用。 时序逻辑电路 (Sequential Logic Circuit): 这类电路的输出不仅取决于当前的输入状态，还与电路过去的状态（即存储在记忆元件中的信息）有关。时序逻辑电路引入了“时钟信号”（Clock Signal），它周期性地触发电路的状态变化，使得电路能够按照时间顺序进行操作。时序逻辑电路的核心是触发器（Flip-Flop）和寄存器（Register），它们能够存储数据。基于时序逻辑电路，我们可以构建出计数器、移位寄存器、状态机等更复杂的电路，它们是实现存储、定时、状态控制等功能的关键。 数字集成电路的构成与制造 现代数字集成电路的强大功能，离不开其内部精密的构成和先进的制造工艺。 晶体管：微观的开关 构成数字集成电路最基本、最核心的器件是晶体管（Transistor）。在数字电路中，晶体管主要扮演着“电子开关”的角色。通过控制其栅极（Gate）上的电压，我们可以控制晶体管的导通或截止状态，从而实现0和1的逻辑判断。现代集成电路中，绝大多数采用金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），其尺寸越来越小，功耗也越来越低。 集成电路的层级结构 一块数字集成电路上，并非所有元件都平铺在同一层。为了实现高密度和高效率，数字集成电路采用了层级化的设计和制造结构： 晶体管层: 这是最底层，包含了大量的微型晶体管，它们是执行逻辑运算和存储数据的基础。 互连层: 在晶体管层上方，有多层金属导线，用于将不同的晶体管连接起来，形成完整的逻辑门、寄存器乃至更复杂的模块。这些导线非常细微，通常由铜或铝制成。 封装: 最终制造出来的芯片（称为晶圆）需要被切割成独立的芯片，然后封装在带有引脚的保护壳中，以便于电路板的连接和使用。 半导体制造工艺 数字集成电路的制造是一个极其复杂且精密的过程，通常在高度洁净的“无尘室”中进行，涉及以下关键步骤： 1. 光刻 (Photolithography): 这是芯片制造的核心技术，类似于在晶圆上“印刷”电路图案。通过使用紫外光穿过带有电路设计的掩模版，将图案转移到涂有光刻胶的晶圆表面。 2. 刻蚀 (Etching): 利用化学或物理方法，将光刻胶未覆盖的区域移除，从而在晶圆上形成所需的沟槽和图形。 3. 薄膜沉积 (Thin Film Deposition): 在晶圆表面沉积不同材料的薄膜，如绝缘层（氧化硅）和导电层（多晶硅、金属）。 4. 掺杂 (Doping): 向半导体材料中引入杂质原子，以改变其导电性能，从而形成晶体管的源极（Source）、漏极（Drain）和沟道（Channel）。 5. 互连 (Interconnect): 通过多次光刻、刻蚀和沉积过程，在多层金属导线之间建立连接。 6. 测试与封装: 对制造完成的晶圆进行电学测试，筛选出合格的芯片，然后进行切割、封装和最终的功能测试。 摩尔定律的驱动 数十年来，数字集成电路的性能提升很大程度上得益于摩尔定律（Moore's Law）的推动。摩尔定律指出，集成电路中晶体管的数量大约每两年翻一番，而成本却保持不变或略有下降。这使得芯片的集成度越来越高，功能越来越强大，而体积和功耗却日益减小。尽管摩尔定律的物理极限正在逐渐显现，但半导体产业仍在不断探索新的材料、新的结构和新的制造技术，以继续提升芯片的性能。 数字集成电路的应用领域 数字集成电路的普及和发展，极大地推动了各个行业的进步： 信息技术: 个人电脑、服务器、路由器、交换机等所有信息处理和通信设备的核心都依赖于高性能的数字集成电路，如CPU（中央处理器）、GPU（图形处理器）和各种存储芯片（RAM, ROM）。 通信: 智能手机、基站、卫星通信系统等离不开数字信号处理器（DSP）、射频IC（RF IC）和基带芯片，它们负责信号的调制、解调、编码和解码。 消费电子: 电视、冰箱、洗衣机、空调等家用电器内部的微控制器（MCU）和专用集成电路（ASIC）负责控制电器的功能和运行。数码相机、MP3播放器、游戏机等更是高度集成了复杂的数字处理芯片。 汽车电子: 现代汽车已经成为一个复杂的移动电子平台，其中包含了大量的数字集成电路，用于发动机控制、安全系统（ABS、ESP）、导航、娱乐系统、自动驾驶辅助系统等。 工业自动化: PLC（可编程逻辑控制器）、传感器接口、驱动器等工业控制设备的核心也由数字集成电路构成，实现了生产过程的智能化和自动化。 医疗设备: 心电图仪、核磁共振成像（MRI）、CT扫描仪、输液泵等先进医疗设备，其精确的测量、控制和图像处理功能都离不开数字集成电路的支持。 航空航天: 航天器、飞机上的导航系统、控制系统、通信系统对芯片的可靠性和性能要求极高，同样大量使用了先进的数字集成电路。 数字集成电路的未来展望 随着人工智能、物联网（IoT）、5G通信、大数据等新兴技术的蓬勃发展，对数字集成电路的需求将更加旺盛，对其性能的要求也将不断提高。未来的数字集成电路将朝着以下几个方向发展： 更高集成度与性能: 通过更先进的制造工艺（如3D堆叠）、新材料（如二维材料）和创新的架构设计，进一步提升芯片的晶体管密度和运算速度。 低功耗设计: 随着移动设备和物联网设备的普及，低功耗成为关键需求，研究更节能的电路设计技术和低功耗材料是重要方向。 专用集成电路 (ASIC) 与片上系统 (SoC): 针对特定应用领域设计的ASIC和将多种功能集成在同一芯片上的SoC将越来越普遍，以提供更优化的性能和更低的成本。 新兴计算范式: 除了传统的冯·诺依曼架构，对类脑计算、量子计算等新兴计算范式的探索也在进行中，这可能催生全新的集成电路设计和制造模式。 安全性与可靠性: 随着数字集成电路在关键领域的应用越来越广泛，芯片的安全性和可靠性也变得尤为重要。 总而言之，数字集成电路作为现代科技的基石，其发展历程是一部不断突破极限的创新史。对数字集成电路的深入理解，不仅能够揭示现代电子设备的运行原理，更能洞察未来科技发展的脉络。从微观的晶体管到宏观的复杂系统，数字集成电路的每一个进步，都在深刻地改变着我们的世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和印刷质量也值得称赞，毕竟是专业书籍，阅读体验同样重要。纸张的选用很好，反光度适中，长时间阅读眼睛也不会感到疲劳。我特别喜欢它在图表呈现上的处理方式。很多教科书上的电路图画得密密麻麻，线条纠缠不清，看着头疼。但这本书中的示意图，无论是逻辑图、时序图还是物理布局图，都绘制得极为清晰、规范，布局疏朗有致，关键节点和信号流向标注得一目了然。尤其是那些复杂的版图和工艺流程图，作者似乎非常擅长用最简洁的视觉语言来表达最复杂的技术细节。这对于理解半导体器件的工作原理和集成过程中的物理限制，起到了不可替代的辅助作用。此外，书中的术语表和索引做得非常详尽，当我需要快速回顾某个特定概念时，查找起来非常方便快捷，大大提高了我的学习效率。对于一个需要频繁查阅资料的读者来说，这种细致入微的“用户体验”设计，是衡量一本好书的重要标准之一。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我一开始接触这类专业书籍，内心是抗拒的，总觉得里面充满了各种我不熟悉的缩写和参数，读起来就像在啃石头。然而，这本书彻底颠覆了我的印象。它最让我欣赏的一点是，它没有停留在理论的空中楼阁，而是紧密结合了实际应用场景来讲解。比如在讨论亚稳态问题时，作者不仅清晰地描绘了问题的成因，还给出了多种实际电路设计中规避这种风险的有效策略，这一点对于工程实践来说是至关重要的。我注意到书中对不同设计范式的对比分析非常到位，无论是关于功耗、速度还是面积的权衡，都有详尽的论述和量化指标的比较。这使得读者在面对实际项目需求时，能够迅速判断哪种设计思路更具性价比。书中的习题设计也很有匠心，它们往往不是简单的公式套用，而是需要综合运用前面章节知识的综合题，强迫读者进行深入的思考和推导。我感觉这本书不仅仅是在传授知识，更是在培养一种系统的、面向工程的电路设计思维，这一点比单纯记住几个公式要有价值得多。

评分☆☆☆☆☆

从一个资深行业人士的角度来看，一本优秀的教科书不仅要教“是什么”，更要教“为什么”以及“如何做”。这本书在这方面做得非常出色。它不仅仅是一本技术手册，更像是一部带有强烈逻辑思辨色彩的学术作品。作者在论述每一个设计决策的合理性时，都会追溯到其背后的物理定律和经济成本考量，这使得读者在吸收知识的同时，也能培养起一种全面的、系统性的工程师素养。我尤其欣赏作者在处理不同工艺节点的演进时所展现出的历史观和前瞻性，它让我们明白，今天的标准并非永恒的真理，而是特定历史条件下的最优解。这种宏观的视角，对于避免陷入“教条主义”的学习陷阱非常重要。总结来说，这本书内容组织严密，逻辑流畅，图文并茂，深入浅出，它不仅是学习数字集成电路技术的优秀入门和进阶参考书，更是一本能启发思考、提升工程素养的宝贵财富，绝对是值得反复研读的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

我曾尝试过其他几本被誉为经典的数字电路教材，但往往在某个特定深度上戛然而止，或者对特定技术点的阐述不够深入。这本书的覆盖面和深度都达到了一个非常令人满意的平衡点。它没有回避那些业界公认的难点，反而将其作为重点攻克的对象。比如，在讲解静态随机存储器（SRAM）单元的设计时，它深入到了晶体管级数的详细分析，解释了如何通过调整不同晶体管的宽长比来优化保持能力和访问速度，这在其他入门书籍中是很少能看到的深度。同时，它也紧跟时代步伐，对一些前沿的低功耗设计技术和高速接口电路的基本原理也进行了初步的介绍，虽然篇幅有限，但为读者指明了后续深入研究的方向。这本书更像是为“想成为专家”的人准备的，它为你搭建了一个坚实的地基，然后鼓励你向上搭建属于自己的知识大厦。每次读完一个章节，都会有一种豁然开朗的感觉，仿佛自己对“数字”世界的理解又上升了一个层次。

评分☆☆☆☆☆

这本厚重的书，拿到手里就感受到沉甸甸的知识分量。封面设计简洁明了，直奔主题，让人一看就知道是那种深入钻研型的教材。我个人对数字电路一直抱有浓厚的兴趣，但总觉得市面上很多资料要么过于浅显，蜻蜓点水，要么就是充斥着晦涩难懂的数学公式，让人望而却步。这本书的出现，简直就像在迷雾中找到了灯塔。从目录的编排就能看出作者在逻辑上的严谨性，从最基础的逻辑门开始，层层递进，把复杂的集成电路设计原理娓娓道来。特别是对于CMOS工艺的讲解，简直细致入微，那种对细节的把控能力，体现了作者深厚的学术功底和丰富的实践经验。我花了大量时间去研读其中关于时序逻辑和组合逻辑电路的部分，发现作者的解释方式非常贴合初学者的认知习惯，很多关键概念的阐述都配有形象的比喻或图示，极大地降低了理解门槛。虽然内容深度足够，但行文风格却不失亲切，读起来一点都不枯燥，感觉就像有一位经验丰富的前辈在身边耐心指导。这本书绝对是想在数字集成电路领域有所建树的工程师和学生的必备良册。