数字电子技术与应用 9787301191538 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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宋雪臣，单振清 著

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出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301191538

商品编码：29621982984

包装：平装

出版时间：2011-09-01

图书基本信息
图书名称	数字电子技术与应用	作者	宋雪臣,单振清
定价	33.00元	出版社	北京大学出版社
ISBN	9787301191538	出版日期	2011-09-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.259Kg

内容简介

为了更好地适应21世纪创新型人才的培养需求，本书在内容上进行了精心的选择和编排，进一步减少了小规模数字集成电路的内容，突出了中大规模数字集成电路的特性和应用，在重点介绍数字电路的基本理论和经典内容的基础上，加强了对数字电路实际应用的介绍，能够运用所学知识，灵活地解决数字电路的一些实际问题。 本书共分8个课题，分别是：逻辑代数基础；集成逻辑门电路及其应用；组合逻辑电路分析、设计及其应用；集成触发器及其应用；时序逻辑电路分析、设计及其应用；脉冲波形发生器及其应用；数／模、模／数转换及其应用；半导体存储器、可编程逻辑器件及其应用。课题配有大量应用例题和思考与练习题，以便读者复习巩固。 本书在结构上以课题的形式为主线逐步展开介绍。在每个课题之前都提出了明确的知识目标和技能目标，明确了每个课题的理论知识和实践技能，使每个课题具有的独立性、实用性，又有前后课题内容的逻辑连续性。 本书选材新颖，时代感强，逻辑性好，适应面广，可作为电子工程、通信工程、信息工程、雷达工程、计算机科学和技术、电力系统及自动化等电类专业和机电一体化等非电类专业的专业基础课教材，也可作为相关专业_工程技术人员的学习与参考用书。

作者简介

目录

编辑推荐

文摘

序言

《现代集成电路设计与制造》 内容简介 本书深入探讨了现代集成电路（IC）设计与制造领域的关键技术、理论框架以及前沿发展。旨在为从事集成电路相关工作的设计师、工程师、研究人员以及相关专业的学生提供一本全面、系统且实用的参考书籍。内容涵盖了从微观的器件物理到宏观的系统级设计，从传统的CMOS工艺到先进的纳米级制造技术，力求展现集成电路产业的脉络与未来趋势。 第一部分：集成电路基础理论与器件模型 本部分将首先回顾和巩固集成电路设计所需的基础知识。我们将从半导体物理的基本原理出发，深入解析PN结、MOSFET、BJT等核心器件的工作机制。重点在于理解这些器件的电学特性、寄生效应以及在不同工作状态下的行为。 半导体材料与PN结： 介绍硅、锗等半导体材料的特性，以及PN结的形成、载流子扩散与漂移、结电容等基本概念。 MOSFET器件模型： 详细讲解NMOS和PMOS晶体管的结构、工作原理、伏安特性曲线，以及包括短沟道效应、载流子饱和、亚阈值摆幅等在内的各种二阶效应。在此基础上，将介绍各种实用的MOSFET模型，如BSIM系列模型，以及它们在电路仿真中的应用。 BJT器件模型： 简要回顾双极结型晶体管的工作原理，分析其输入输出特性，并介绍其在特定应用中的建模方式。 寄生效应与等效电路： 深入分析沟道长度调制、阈值电压变化、漏电流、栅漏电容、体效应等对器件性能的影响，并介绍如何通过等效电路模型来准确描述这些效应。 第二部分：模拟集成电路设计 模拟集成电路在传感器接口、信号处理、电源管理等领域扮演着至关重要的角色。本部分将系统介绍模拟集成电路的设计方法、电路模块以及关键性能指标的优化。 基本电路模块： 差分放大器： 讲解单端输入差分放大器、全差分差分放大器的工作原理，分析其共模抑制比（CMRR）、增益、带宽等关键参数。 电流镜： 介绍各种电流镜的结构（如威尔逊电流镜、威勒电流镜），分析其精度、输出阻抗和动态范围。 有源负载： 讲解如何利用有源器件代替电阻作为负载，以提高增益、减小面积。 多级放大器： 分析多级放大器的级联方式，讨论增益、带宽、稳定性等之间的权衡。 运算放大器（Op-Amp）设计： 详细讲解运算放大器的基本结构（如两级CMOS运算放大器），分析其开环增益、单位增益带宽、相位裕度、输入失调电压、输出摆幅等性能指标。重点关注不同补偿技术（如密勒补偿）在提高稳定性中的作用。 关键性能指标的优化： 增益与带宽： 探讨如何通过调整器件尺寸、偏置电流、补偿网络来优化增益和带宽。 噪声： 分析电路中各种噪声源（热噪声、闪烁噪声），以及降低噪声的设计技巧。 功耗： 讨论低功耗设计技术，如亚阈值设计、动态电压频率调整（DVFS）等。 线性度： 分析三阶交调失真（IMD3）、二阶交调失真（HD2）等非线性失真，以及提高线性度的策略。 滤波器设计： 介绍各种滤波器类型（低通、高通、带通、带阻），以及在模拟集成电路中实现的常用滤波器结构，如Sallen-Key、多路反馈滤波器以及主动RC滤波器等。 数据转换器（ADC/DAC）基础： 简要介绍模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的基本原理、分类（如逐次逼近型ADC、SAR-ADC，R-2R DAC、电容阵列DAC）及其关键性能指标（如分辨率、采样率、积分非线性INL、微分非线性DNL）。 第三部分：数字集成电路设计 数字集成电路是现代电子系统的核心。本部分将聚焦于数字集成电路的设计流程、逻辑综合、时序分析以及低功耗设计技术。 数字电路基础： 复习逻辑门、触发器、时序逻辑等基本数字电路单元。 硬件描述语言（HDL）： 重点介绍Verilog和VHDL语言在数字电路描述、仿真和综合中的应用。 逻辑综合： 讲解如何将HDL代码转化为门级网表。讨论逻辑优化、面积-速度-功耗的权衡。 时序分析： 深入理解时钟信号、建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、时钟周期（Clock Period）、时钟偏移（Clock Skew）等概念。介绍静态时序分析（STA）工具的使用和关键路径分析。 标准单元库与布局布线： 讲解标准单元库（Standard Cell Library）的概念，以及物理设计流程中的布局（Placement）和布线（Routing）技术。 低功耗数字设计： 介绍各种低功耗设计技术，包括时钟门控（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）、多电压域设计（Multi-Voltage Domain Design）、动态电压频率调整（DVFS）等。 特定数字电路模块： 存储器设计： 简要介绍SRAM和DRAM的基本结构和工作原理。 算术逻辑单元（ALU）： 探讨加法器、减法器、乘法器等算术运算单元的设计。 第四部分：物理设计与制造工艺 本部分将把目光转向集成电路从设计到实际芯片的转化过程，涵盖物理设计、制造工艺以及版图设计。 物理设计流程： 综合（Synthesis）： 从RTL代码到门级网表。 布局（Placement）： 将标准单元放置在芯片区域。 时钟树综合（Clock Tree Synthesis, CTS）： 确保时钟信号的低偏斜和低延迟。 布线（Routing）： 连接单元之间的信号线。 物理验证（Physical Verification）： 包括设计规则检查（DRC）、版图与原理图一致性检查（LVS）、电迁移（Electromigration）检查等。 半导体制造工艺： 硅片制备： 从硅晶体生长到晶圆抛光。 光刻（Photolithography）： 介绍光刻的原理，包括掩模版、光刻胶、曝光、显影等步骤。 刻蚀（Etching）： 干法刻蚀（如等离子刻蚀）和湿法刻蚀。 薄膜沉积（Thin Film Deposition）： 化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）等。 离子注入（Ion Implantation）： 掺杂形成PN结。 金属互连（Metallization）： 多层金属互连的形成。 先进制造技术： 介绍深紫外光刻（DUV）、极紫外光刻（EUV）、三维立体堆叠（3D IC）等前沿制造技术。 版图设计与设计规则（DRC）： 讲解版图的基本构成元素，以及为了满足制造工艺的要求而必须遵守的设计规则，如线宽、线距、层间距等。 第五部分：高级主题与前沿发展 为了紧跟集成电路技术的最新发展，本部分将探讨一些高级主题和新兴技术。 混合信号电路设计： 介绍模拟与数字电路相结合的设计挑战与方法，如PLL（锁相环）、ADC/DAC的进阶设计。 射频（RF）集成电路设计： 讨论RF电路的特殊性，如阻抗匹配、高频噪声、互调失真等，以及LNA、PA、Mixer等RF模块的设计。 片上系统（SoC）设计： 介绍SoC的架构、IP集成、验证方法等。 先进封装技术： 讨论2.5D、3D封装等对集成电路性能的影响。 人工智能与EDA工具： 探讨AI在EDA（电子设计自动化）工具中的应用，如布局布线优化、功耗预测、故障诊断等。 量子计算与未来集成电路： 展望未来集成电路技术的发展方向，以及其与新兴计算范式的交叉。 本书在每个章节都力求理论与实践相结合，通过清晰的图示、详细的公式推导以及对实际案例的分析，帮助读者深刻理解集成电路设计的复杂性与精妙之处。本书的内容力求严谨、前沿且具有启发性，希望能为读者在集成电路领域的研究与实践提供坚实的基础和重要的参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计简洁大方，拿到手里分量很足，感觉内容肯定相当扎实。从目录上看，对基础理论的讲解非常细致，从半导体器件的基本特性讲起，逐步深入到复杂的逻辑电路设计与分析。我特别欣赏作者在解释一些经典电路原理时，不仅提供了理论推导，还配有大量的工程实践案例，这对于我们理解如何将理论应用于实际工作中至关重要。比如，在讲述CMOS反相器的工作特性时，书中对阈值电压、噪声容限以及功耗特性的分析，比我之前看过的几本教材都要深入和透彻。那些复杂的时序逻辑分析部分，也通过清晰的波形图和状态转移图展示出来，即便是初学者也能循着思路慢慢消化。不过，书中对于最新的高速数字系统设计中的信号完整性问题的讨论略显不足，也许是受限于出版年代，但总体来说，它无疑是打下坚实数字电路基础的优秀参考书。它更像是一本工具书，随时可以翻阅查阅那些被遗忘的细节，而不是一本纯粹的入门读物。

评分☆☆☆☆☆

这是一本非常“硬核”的教材，作者的学术背景和深厚的专业积累在这本书中体现得淋漓尽致。文字密度很高，信息量爆炸，每一页都塞满了知识点。我花了相当长的时间才消化完关于时序逻辑电路的那几章，特别是对于触发器（Flip-Flop）的建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的严格要求，书中通过时序图的细致剖析，让我深刻理解了为什么时序违规是数字系统中最难调试的问题之一。书中几乎没有用任何华丽的辞藻或不必要的比喻，完全是严谨的学术语言，这对于追求知识纯粹性的学习者来说是极大的福音。不过，对于那些习惯于多媒体辅助学习的读者来说，这本书的图例相对传统，可能需要读者自己动手绘制草图来辅助理解复杂的时序约束或时钟域交叉问题。总而言之，这是一部可以作为专业工程师案头常备的参考典籍，尤其是那些需要进行底层硬件逻辑验证的人。

评分☆☆☆☆☆

这本教材的讲解风格非常注重逻辑的严谨性，读起来就像在跟着一位经验丰富的工程师进行系统性的技术交流。作者似乎非常清楚初学者在学习数字电路时容易在哪里卡壳，因此在关键概念的引入上总是显得格外谨慎和铺垫充分。例如，对于组合逻辑电路中的竞争与冒险现象，书中不仅给出了定义，还详细分析了不同门电路的延迟对最终结果的影响，并且提供了具体的消除方法和设计规范。我个人认为，书中对数制转换和布尔代数化简部分的梳理是教科书级别的典范，它没有流于表面，而是将背后的数学原理阐释得淋漓尽致。当然，如果能增加一些关于FPGA或CPLD等可编程逻辑器件的现代设计流程简介，那就更完美了。目前的内容更偏向于传统的门级电路实现，这对于理解底层原理极好，但对于想快速进入现代硬件描述语言（HDL）设计的读者来说，可能需要额外补充资料。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排非常具有教学特色，从最基本的二进制数讲起，构建起整个数字世界的基石。我认为作者在组织章节逻辑时，巧妙地平衡了理论深度与工程实用性之间的关系。例如，在介绍中规模集成电路（MSI）和大规模集成电路（LSI）的应用时，它不仅停留在介绍标准器件的功能，还探讨了在具体系统中如何利用这些器件来简化设计，避免从头构建复杂的逻辑块。特别是对存储器（Memory）的工作原理和寻址方式的介绍，非常详尽，涵盖了SRAM和DRAM的基本结构及其读写时序。美中不足的是，书中对数字信号处理（DSP）前端的ADC/DAC接口部分介绍得较为简略，现代很多嵌入式系统都高度依赖于这些高速数据转换器。如果能将基础的数字电路知识与现代高性能数据采集系统的基础连接起来，这本书的实用价值会更上一层楼。但就数字逻辑本身而言，它的深度和广度已属上乘。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，这本书的阅读体验是充满挑战但回报丰厚的。它不像那些轻快的科普读物，它要求读者拿出时间和精力去啃那些枯燥但不可或缺的公式和定义。我最喜欢它的地方在于它对系统级设计的视角，即如何将基础的逻辑门组装成具有特定功能的系统模块，比如加法器、译码器和状态机。书中对有限状态机的设计与分析，尤其是Mealy型和Moore型状态机的区别与应用场景的对比，分析得非常到位。我发现自己过去对状态机的理解有些模糊，读完这一章节后，对如何避免非法状态和如何确保系统同步有了更清晰的认识。唯一的遗憾是，书中对于功耗优化和低功耗设计的讨论着墨不多，在当今注重能效比的电子产品设计中，这是一个不可忽视的维度。因此，我建议读者在掌握了本书的核心内容后，再去找一本专注于低功耗数字电路设计的书籍进行补充学习。