數字電子技術與應用 9787301191538 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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宋雪臣，單振清 著

圖書標籤:

• 數字電子技術
• 電子技術
• 電路分析
• 數字電路
• 模擬電路
• 電子工程
• 通信工程
• 計算機硬件
• 嵌入式係統
• 教材

店鋪： 琅琅圖書專營店

齣版社： 北京大學齣版社

ISBN：9787301191538

商品編碼：29621982984

包裝：平裝

齣版時間：2011-09-01

圖書基本信息
圖書名稱	數字電子技術與應用	作者	宋雪臣,單振清
定價	33.00元	齣版社	北京大學齣版社
ISBN	9787301191538	齣版日期	2011-09-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.259Kg

內容簡介

為瞭更好地適應21世紀創新型人纔的培養需求，本書在內容上進行瞭精心的選擇和編排，進一步減少瞭小規模數字集成電路的內容，突齣瞭中大規模數字集成電路的特性和應用，在重點介紹數字電路的基本理論和經典內容的基礎上，加強瞭對數字電路實際應用的介紹，能夠運用所學知識，靈活地解決數字電路的一些實際問題。 本書共分8個課題，分彆是：邏輯代數基礎；集成邏輯門電路及其應用；組閤邏輯電路分析、設計及其應用；集成觸發器及其應用；時序邏輯電路分析、設計及其應用；脈衝波形發生器及其應用；數／模、模／數轉換及其應用；半導體存儲器、可編程邏輯器件及其應用。課題配有大量應用例題和思考與練習題，以便讀者復習鞏固。 本書在結構上以課題的形式為主綫逐步展開介紹。在每個課題之前都提齣瞭明確的知識目標和技能目標，明確瞭每個課題的理論知識和實踐技能，使每個課題具有的獨立性、實用性，又有前後課題內容的邏輯連續性。 本書選材新穎，時代感強，邏輯性好，適應麵廣，可作為電子工程、通信工程、信息工程、雷達工程、計算機科學和技術、電力係統及自動化等電類專業和機電一體化等非電類專業的專業基礎課教材，也可作為相關專業_工程技術人員的學習與參考用書。

作者簡介

目錄

編輯推薦

文摘

序言

《現代集成電路設計與製造》 內容簡介 本書深入探討瞭現代集成電路（IC）設計與製造領域的關鍵技術、理論框架以及前沿發展。旨在為從事集成電路相關工作的設計師、工程師、研究人員以及相關專業的學生提供一本全麵、係統且實用的參考書籍。內容涵蓋瞭從微觀的器件物理到宏觀的係統級設計，從傳統的CMOS工藝到先進的納米級製造技術，力求展現集成電路産業的脈絡與未來趨勢。 第一部分：集成電路基礎理論與器件模型 本部分將首先迴顧和鞏固集成電路設計所需的基礎知識。我們將從半導體物理的基本原理齣發，深入解析PN結、MOSFET、BJT等核心器件的工作機製。重點在於理解這些器件的電學特性、寄生效應以及在不同工作狀態下的行為。 半導體材料與PN結： 介紹矽、鍺等半導體材料的特性，以及PN結的形成、載流子擴散與漂移、結電容等基本概念。 MOSFET器件模型： 詳細講解NMOS和PMOS晶體管的結構、工作原理、伏安特性麯綫，以及包括短溝道效應、載流子飽和、亞閾值擺幅等在內的各種二階效應。在此基礎上，將介紹各種實用的MOSFET模型，如BSIM係列模型，以及它們在電路仿真中的應用。 BJT器件模型： 簡要迴顧雙極結型晶體管的工作原理，分析其輸入輸齣特性，並介紹其在特定應用中的建模方式。 寄生效應與等效電路： 深入分析溝道長度調製、閾值電壓變化、漏電流、柵漏電容、體效應等對器件性能的影響，並介紹如何通過等效電路模型來準確描述這些效應。 第二部分：模擬集成電路設計 模擬集成電路在傳感器接口、信號處理、電源管理等領域扮演著至關重要的角色。本部分將係統介紹模擬集成電路的設計方法、電路模塊以及關鍵性能指標的優化。 基本電路模塊： 差分放大器： 講解單端輸入差分放大器、全差分差分放大器的工作原理，分析其共模抑製比（CMRR）、增益、帶寬等關鍵參數。 電流鏡： 介紹各種電流鏡的結構（如威爾遜電流鏡、威勒電流鏡），分析其精度、輸齣阻抗和動態範圍。 有源負載： 講解如何利用有源器件代替電阻作為負載，以提高增益、減小麵積。 多級放大器： 分析多級放大器的級聯方式，討論增益、帶寬、穩定性等之間的權衡。 運算放大器（Op-Amp）設計： 詳細講解運算放大器的基本結構（如兩級CMOS運算放大器），分析其開環增益、單位增益帶寬、相位裕度、輸入失調電壓、輸齣擺幅等性能指標。重點關注不同補償技術（如密勒補償）在提高穩定性中的作用。 關鍵性能指標的優化： 增益與帶寬： 探討如何通過調整器件尺寸、偏置電流、補償網絡來優化增益和帶寬。 噪聲： 分析電路中各種噪聲源（熱噪聲、閃爍噪聲），以及降低噪聲的設計技巧。 功耗： 討論低功耗設計技術，如亞閾值設計、動態電壓頻率調整（DVFS）等。 綫性度： 分析三階交調失真（IMD3）、二階交調失真（HD2）等非綫性失真，以及提高綫性度的策略。 濾波器設計： 介紹各種濾波器類型（低通、高通、帶通、帶阻），以及在模擬集成電路中實現的常用濾波器結構，如Sallen-Key、多路反饋濾波器以及主動RC濾波器等。 數據轉換器（ADC/DAC）基礎： 簡要介紹模數轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC）的基本原理、分類（如逐次逼近型ADC、SAR-ADC，R-2R DAC、電容陣列DAC）及其關鍵性能指標（如分辨率、采樣率、積分非綫性INL、微分非綫性DNL）。 第三部分：數字集成電路設計 數字集成電路是現代電子係統的核心。本部分將聚焦於數字集成電路的設計流程、邏輯綜閤、時序分析以及低功耗設計技術。 數字電路基礎： 復習邏輯門、觸發器、時序邏輯等基本數字電路單元。 硬件描述語言（HDL）： 重點介紹Verilog和VHDL語言在數字電路描述、仿真和綜閤中的應用。 邏輯綜閤： 講解如何將HDL代碼轉化為門級網錶。討論邏輯優化、麵積-速度-功耗的權衡。 時序分析： 深入理解時鍾信號、建立時間（Setup Time）、保持時間（Hold Time）、時鍾周期（Clock Period）、時鍾偏移（Clock Skew）等概念。介紹靜態時序分析（STA）工具的使用和關鍵路徑分析。 標準單元庫與布局布綫： 講解標準單元庫（Standard Cell Library）的概念，以及物理設計流程中的布局（Placement）和布綫（Routing）技術。 低功耗數字設計： 介紹各種低功耗設計技術，包括時鍾門控（Clock Gating）、電源門控（Power Gating）、多電壓域設計（Multi-Voltage Domain Design）、動態電壓頻率調整（DVFS）等。 特定數字電路模塊： 存儲器設計： 簡要介紹SRAM和DRAM的基本結構和工作原理。 算術邏輯單元（ALU）： 探討加法器、減法器、乘法器等算術運算單元的設計。 第四部分：物理設計與製造工藝 本部分將把目光轉嚮集成電路從設計到實際芯片的轉化過程，涵蓋物理設計、製造工藝以及版圖設計。 物理設計流程： 綜閤（Synthesis）： 從RTL代碼到門級網錶。 布局（Placement）： 將標準單元放置在芯片區域。 時鍾樹綜閤（Clock Tree Synthesis, CTS）： 確保時鍾信號的低偏斜和低延遲。 布綫（Routing）： 連接單元之間的信號綫。 物理驗證（Physical Verification）： 包括設計規則檢查（DRC）、版圖與原理圖一緻性檢查（LVS）、電遷移（Electromigration）檢查等。 半導體製造工藝： 矽片製備： 從矽晶體生長到晶圓拋光。 光刻（Photolithography）： 介紹光刻的原理，包括掩模版、光刻膠、曝光、顯影等步驟。 刻蝕（Etching）： 乾法刻蝕（如等離子刻蝕）和濕法刻蝕。 薄膜沉積（Thin Film Deposition）： 化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）等。 離子注入（Ion Implantation）： 摻雜形成PN結。 金屬互連（Metallization）： 多層金屬互連的形成。 先進製造技術： 介紹深紫外光刻（DUV）、極紫外光刻（EUV）、三維立體堆疊（3D IC）等前沿製造技術。 版圖設計與設計規則（DRC）： 講解版圖的基本構成元素，以及為瞭滿足製造工藝的要求而必須遵守的設計規則，如綫寬、綫距、層間距等。 第五部分：高級主題與前沿發展 為瞭緊跟集成電路技術的最新發展，本部分將探討一些高級主題和新興技術。 混閤信號電路設計： 介紹模擬與數字電路相結閤的設計挑戰與方法，如PLL（鎖相環）、ADC/DAC的進階設計。 射頻（RF）集成電路設計： 討論RF電路的特殊性，如阻抗匹配、高頻噪聲、互調失真等，以及LNA、PA、Mixer等RF模塊的設計。 片上係統（SoC）設計： 介紹SoC的架構、IP集成、驗證方法等。 先進封裝技術： 討論2.5D、3D封裝等對集成電路性能的影響。 人工智能與EDA工具： 探討AI在EDA（電子設計自動化）工具中的應用，如布局布綫優化、功耗預測、故障診斷等。 量子計算與未來集成電路： 展望未來集成電路技術的發展方嚮，以及其與新興計算範式的交叉。 本書在每個章節都力求理論與實踐相結閤，通過清晰的圖示、詳細的公式推導以及對實際案例的分析，幫助讀者深刻理解集成電路設計的復雜性與精妙之處。本書的內容力求嚴謹、前沿且具有啓發性，希望能為讀者在集成電路領域的研究與實踐提供堅實的基礎和重要的參考。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，這本書的閱讀體驗是充滿挑戰但迴報豐厚的。它不像那些輕快的科普讀物，它要求讀者拿齣時間和精力去啃那些枯燥但不可或缺的公式和定義。我最喜歡它的地方在於它對係統級設計的視角，即如何將基礎的邏輯門組裝成具有特定功能的係統模塊，比如加法器、譯碼器和狀態機。書中對有限狀態機的設計與分析，尤其是Mealy型和Moore型狀態機的區彆與應用場景的對比，分析得非常到位。我發現自己過去對狀態機的理解有些模糊，讀完這一章節後，對如何避免非法狀態和如何確保係統同步有瞭更清晰的認識。唯一的遺憾是，書中對於功耗優化和低功耗設計的討論著墨不多，在當今注重能效比的電子産品設計中，這是一個不可忽視的維度。因此，我建議讀者在掌握瞭本書的核心內容後，再去找一本專注於低功耗數字電路設計的書籍進行補充學習。

評分☆☆☆☆☆

這本教材的講解風格非常注重邏輯的嚴謹性，讀起來就像在跟著一位經驗豐富的工程師進行係統性的技術交流。作者似乎非常清楚初學者在學習數字電路時容易在哪裏卡殼，因此在關鍵概念的引入上總是顯得格外謹慎和鋪墊充分。例如，對於組閤邏輯電路中的競爭與冒險現象，書中不僅給齣瞭定義，還詳細分析瞭不同門電路的延遲對最終結果的影響，並且提供瞭具體的消除方法和設計規範。我個人認為，書中對數製轉換和布爾代數化簡部分的梳理是教科書級彆的典範，它沒有流於錶麵，而是將背後的數學原理闡釋得淋灕盡緻。當然，如果能增加一些關於FPGA或CPLD等可編程邏輯器件的現代設計流程簡介，那就更完美瞭。目前的內容更偏嚮於傳統的門級電路實現，這對於理解底層原理極好，但對於想快速進入現代硬件描述語言（HDL）設計的讀者來說，可能需要額外補充資料。

評分☆☆☆☆☆

這是一本非常“硬核”的教材，作者的學術背景和深厚的專業積纍在這本書中體現得淋灕盡緻。文字密度很高，信息量爆炸，每一頁都塞滿瞭知識點。我花瞭相當長的時間纔消化完關於時序邏輯電路的那幾章，特彆是對於觸發器（Flip-Flop）的建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）的嚴格要求，書中通過時序圖的細緻剖析，讓我深刻理解瞭為什麼時序違規是數字係統中最難調試的問題之一。書中幾乎沒有用任何華麗的辭藻或不必要的比喻，完全是嚴謹的學術語言，這對於追求知識純粹性的學習者來說是極大的福音。不過，對於那些習慣於多媒體輔助學習的讀者來說，這本書的圖例相對傳統，可能需要讀者自己動手繪製草圖來輔助理解復雜的時序約束或時鍾域交叉問題。總而言之，這是一部可以作為專業工程師案頭常備的參考典籍，尤其是那些需要進行底層硬件邏輯驗證的人。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排非常具有教學特色，從最基本的二進製數講起，構建起整個數字世界的基石。我認為作者在組織章節邏輯時，巧妙地平衡瞭理論深度與工程實用性之間的關係。例如，在介紹中規模集成電路（MSI）和大規模集成電路（LSI）的應用時，它不僅停留在介紹標準器件的功能，還探討瞭在具體係統中如何利用這些器件來簡化設計，避免從頭構建復雜的邏輯塊。特彆是對存儲器（Memory）的工作原理和尋址方式的介紹，非常詳盡，涵蓋瞭SRAM和DRAM的基本結構及其讀寫時序。美中不足的是，書中對數字信號處理（DSP）前端的ADC/DAC接口部分介紹得較為簡略，現代很多嵌入式係統都高度依賴於這些高速數據轉換器。如果能將基礎的數字電路知識與現代高性能數據采集係統的基礎連接起來，這本書的實用價值會更上一層樓。但就數字邏輯本身而言，它的深度和廣度已屬上乘。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計簡潔大方，拿到手裏分量很足，感覺內容肯定相當紮實。從目錄上看，對基礎理論的講解非常細緻，從半導體器件的基本特性講起，逐步深入到復雜的邏輯電路設計與分析。我特彆欣賞作者在解釋一些經典電路原理時，不僅提供瞭理論推導，還配有大量的工程實踐案例，這對於我們理解如何將理論應用於實際工作中至關重要。比如，在講述CMOS反相器的工作特性時，書中對閾值電壓、噪聲容限以及功耗特性的分析，比我之前看過的幾本教材都要深入和透徹。那些復雜的時序邏輯分析部分，也通過清晰的波形圖和狀態轉移圖展示齣來，即便是初學者也能循著思路慢慢消化。不過，書中對於最新的高速數字係統設計中的信號完整性問題的討論略顯不足，也許是受限於齣版年代，但總體來說，它無疑是打下堅實數字電路基礎的優秀參考書。它更像是一本工具書，隨時可以翻閱查閱那些被遺忘的細節，而不是一本純粹的入門讀物。