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王新贤著 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121257025

商品编码：29640394489

包装：平装

出版时间：2015-04-01

基本信息

书名：晶体管及其应用

定价：49.9元

作者：王新贤著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2015-04-01

ISBN：9787121257025

字数：564000

页码：348

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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本书突出电子技术特色和工具书特点，将众多知识点梳理成表格形式，便于理解和记忆，易学易用。全书立足于知识普及与技术创新，坚持器件与应用并重，知识与技术融合的原则，是极具参考价值的实用书籍。

内容提要

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本书系统介绍了各种晶体管的工作原理、性能特点、主要参数和典型应用；同时将众多知识点梳理成表格形式，便于理解和记忆，易学易用，也突出了电子技术特色和工具书特点。全书内容分为7章，包括PN结、二极管、晶体三极管、晶闸管、场效应管、光电器件和特殊二极管。
全书立足于知识普及与技术创新，坚持器件与应用并重，知识与技术融合的原则，是极具参考价值的实用书籍。本书适合电子技术领域从业人员、爱好者、初学者阅读，是电子、计算机、自动化、测量类专业大、学生的读物，也是电子、自动化和电工工程师应对知识老化的好帮手。

目录

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作者介绍

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王新贤，山东省自动化学会、山东省计算机学会、山东省电机学会会员。自动化控制站 主持金乡大蒜钴-60辐照设备自动控制系统 主持金矿探测用激电电源 主持山东省工业锅炉计算机控制现状及对策研究 主持著作方向：电子技术、计算机控制技术、集成电路等。

文摘

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序言

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《模拟与数字集成电路设计原理》 内容简介 本书是一本深入探讨集成电路（IC）设计核心原理的专业著作，旨在为读者提供扎实的理论基础和实用的设计方法。全书共分为模拟集成电路设计和数字集成电路设计两大板块，并辅以若干专题深入讲解，内容详实，脉络清晰，力求全面而系统地展现集成电路设计的广阔图景。 第一篇 模拟集成电路设计 本篇将从最基础的器件模型出发，逐步构建复杂的模拟电路设计体系。 第一章 MOS晶体管模型与特性 本章将详细介绍金属氧化物半导体（MOS）场效应晶体管（FET）的物理原理和电气特性。我们将深入剖析MOS晶体管的工作机制，包括其导电原理、沟道形成过程、阈值电压、跨导以及各种工作区（亚阈值区、线性区、饱和区）的电流-电压关系。同时，本章会涵盖不同类型的MOS晶体管（NMOS和PMOS）及其参数的提取和建模，为后续的电路设计打下坚实基础。我们将详细讲解SPICE等仿真软件中常用的MOS晶体管模型（如BSIM模型），分析模型参数对电路性能的影响。 第二章 MOS基本放大电路 本章将聚焦于基于MOS晶体管构建的各种基本放大电路。我们会从最简单的共源、共漏（源极跟随器）和共栅放大器开始，详细分析它们的电压增益、输入阻抗、输出阻抗以及频率响应。在此基础上，我们将进一步介绍差分放大器，包括其结构、工作原理、共模抑制比（CMRR）以及在各种应用中的优势。本章还会探讨共源共栅放大器，分析其如何提高输出阻抗和开环增益，以及其在高性能模拟电路中的作用。 第三章 运算放大器设计 运算放大器（Op-amp）是模拟集成电路中最基础也最重要的组成部分。本章将深入讲解运算放大器的设计原理和实现方法。我们将详细介绍运算放大器的基本结构，包括输入级、增益级和输出级。重点分析输入级的差分放大器设计，探讨如何实现高输入阻抗、高增益和良好的共模抑制。增益级的级联和频率补偿技术也是本章的重点，我们将讲解各种补偿方法（如密勒补偿、极点外移）的原理和优缺点，以及如何保证放大器的稳定性。最后，本章还会介绍输出级的驱动能力和摆幅设计。 第四章 频率响应与稳定性 模拟电路的性能往往受限于其频率响应。本章将深入分析放大器在不同频率下的行为，包括极点和零点的概念及其对增益和相移的影响。我们将学习如何计算放大器的单位增益带宽积（GBW）、增益带宽积（GBW）以及其他频率响应指标。稳定性分析是模拟电路设计不可或缺的一部分，本章将详细讲解稳定性判据，如伯德图、奈奎斯特图，以及如何通过频率补偿技术来保证电路的稳定工作，避免振荡。 第五章 噪声分析 噪声是影响模拟电路性能的关键因素之一。本章将系统地介绍各种噪声源（如热噪声、闪烁噪声）及其在MOS晶体管中的产生机理。我们将学习如何计算电路的总输出噪声功率谱密度，并探讨如何通过电路拓扑和器件选择来降低噪声。噪声系数（NF）是衡量接收机性能的重要指标，本章将详细讲解其定义和计算方法。 第六章 电源管理电路 电源管理电路在现代电子系统中扮演着至关重要的角色。本章将介绍各种电源管理电路的设计，包括低压差线性稳压器（LDO）的设计原理、稳定性分析和性能优化。我们将深入探讨开关稳压器（buck、boost、buck-boost）的设计，包括其工作原理、开关控制策略（如PWM、PFM）、电感和电容的选择以及效率优化。此外，本章还会涉及电池充电管理、电量计和电源监控等相关电路。 第七章 数据转换器 数据转换器是模拟电路与数字电路之间的桥梁。本章将详细介绍数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC）的设计。我们会介绍各种DAC架构，如电阻串DAC、电流舵DAC、电容DAC等，分析它们的精度、速度和功耗。对于ADC，本章将重点讲解采样保持电路、比较器以及各种ADC架构，如逐次逼近ADC（SAR ADC）、流水线ADC、Σ-Δ ADC等，并分析它们的优缺点和适用场景。 第二篇 数字集成电路设计 本篇将深入探讨数字逻辑的设计、实现和优化。 第八章 数字逻辑基础 本章将回顾和巩固数字逻辑设计的基石。我们将从布尔代数和逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）开始，深入理解逻辑函数的表示方法（真值表、卡诺图）和简化技巧。本章还将介绍组合逻辑电路的设计，如加法器、多路选择器、译码器等，并分析它们的性能指标（如延迟、功耗）。时序逻辑电路的设计也是本章的重点，我们将详细讲解触发器（D触发器、JK触发器、T触发器）、寄存器、计数器等基本单元的设计原理和应用。 第九章 Verilog HDL与VHDL 硬件描述语言（HDL）是数字集成电路设计必不可少的工具。本章将详细介绍Verilog HDL和VHDL这两种主流的HDL。我们将学习它们的语法结构、数据类型、运算符、行为描述语句和结构描述语句。通过大量的实例，读者将掌握如何使用HDL来描述组合逻辑和时序逻辑电路，以及如何进行模块化设计和层次化设计。本章还将简要介绍HDL仿真和综合的基本流程。 第十章 时序逻辑电路与状态机 本章将深入探讨复杂时序逻辑电路的设计。我们将重点讲解有限状态机（FSM）的设计，包括Mealy型和Moore型状态机的原理、状态转移图和状态转移表的设计。本章还将分析亚稳态现象及其产生原因，以及如何通过同步电路和双触发器锁存器等方法来避免亚稳态。移位寄存器、各种计数器（如移位寄存器序列发生器、伪随机序列发生器）的设计也将被涵盖。 第十一章 存储器设计 存储器是数字系统中不可或缺的组成部分。本章将介绍各种类型的存储器设计，包括SRAM（静态随机访问存储器）和DRAM（动态随机访问存储器）的基本单元电路设计，如D触发器存储单元、电容存储单元。我们将分析存储器的读写操作时序，以及如何构建大规模存储器阵列。本章还会涉及ROM（只读存储器）的设计，如PROM、EPROM、EEPROM和Flash Memory。 第十二章 异步电路设计 尽管同步电路是当前的主流，但异步电路在某些特定领域（如低功耗、抗辐射）仍具有重要价值。本章将介绍异步电路的基本概念和设计方法，包括显式握手协议（如2相协议、4相协议）和隐式握手协议。我们将分析异步电路的优势和劣势，以及其在特殊应用中的前景。 第三篇 专题深入 本篇将针对一些与集成电路设计紧密相关的重要领域进行深入探讨。 第十三章 晶体管级版图设计 集成电路的最终实现离不开版图设计。本章将介绍晶体管级版图设计的规则和流程。我们将学习CMOS工艺的版图设计规则（DRC），如最小线宽、最小间距等。本章还将讲解标准单元库的版图设计，以及如何将逻辑电路转化为物理版图。金属互连线设计、电源和地线的布局、以及版图后仿真的重要性也将被讨论。 第十四章 低功耗集成电路设计 随着移动设备和物联网的普及，低功耗设计变得尤为重要。本章将系统地介绍各种低功耗设计技术。我们将从功耗的来源（动态功耗和静态功耗）入手，分析降低这些功耗的方法。具体包括：时钟门控、电压频率调整（DVFS）、门控时钟、时钟阈值电压调整、多电压域设计、以及低功耗存储器设计。 第十五章 可测试性设计（DFT） 集成电路的可测试性是保证产品质量的关键。本章将介绍可测试性设计（DFT）的基本概念和技术。我们将学习如何通过插入扫描链、内置自测试（BIST）等方法来提高芯片的可测试性，减少测试时间和降低测试成本。 第十六章 特定应用集成电路（ASIC）与现场可编程门阵列（FPGA） 本章将对比和分析ASIC和FPGA这两种主流的集成电路实现方式。我们将探讨ASIC的设计流程、优势和劣势，以及其在高性能、高效率应用中的地位。同时，本章将详细介绍FPGA的架构、编程模型、设计流程以及其在原型验证、小批量生产和快速原型开发中的灵活性和优势。 结论 《模拟与数字集成电路设计原理》通过对模拟和数字集成电路设计核心理论的系统阐述，结合实际的设计方法和工具，旨在帮助读者构建全面而深入的集成电路设计知识体系。本书不仅适合高等院校相关专业的研究生和高年级本科生作为教材，也同样适用于从事集成电路设计工作的工程师，帮助他们提升专业技能，紧跟行业发展前沿。通过对本书的学习，读者将能够更好地理解和掌握现代集成电路的设计精髓，为未来在集成电路领域的创新与发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我必须强调这本书在理论深度与广度之间的平衡把握得炉火纯青。很多入门级的书籍往往只讲BJT，对FET（场效应晶体管）一带而过，或者反之。但《晶体管及其应用》却给了MOSFET和JFET足够的篇幅进行细致的剖析。作者不仅详细介绍了它们的工作原理，还清晰地区分了增强型和结型场效应管在不同偏置条件下的电流控制机制，并将其与双极性晶体管进行了系统性的对比。这种“横向比较”的学习方法非常有利于读者建立起对整个半导体器件家族的系统认知。特别是当涉及到CMOS逻辑门的设计时，书中对器件的阈值电压、跨导参数与开关速度的内在联系进行了深入探讨，这为理解现代数字电路的功耗和速度瓶颈提供了坚实的理论基础。这本书的广度，确保了读者不会在某个特定器件的知识点上形成盲区，真正做到了“一书在手，了然于胸”。

评分☆☆☆☆☆

这本《晶体管及其应用》的阅读体验简直是一场知识的盛宴，尤其是它对半导体物理基础的阐述，如同给初学者铺设了一条坚实平坦的理解之路。作者没有止步于仅仅介绍晶体管的结构和工作原理，而是深入挖掘了PN结的形成机制、载流子输运过程的微观细节。我记得尤其深刻的是关于费米能级的讨论，以往在其他教材中总是感觉晦涩难懂，但在这里，作者用非常生动的比喻和清晰的图示，将这个核心概念剖析得淋漓尽致。读完这部分，我对“禁带”和“本征半导体”的理解瞬间提升到了一个新的高度。书中对不同工作状态下晶体管特性的分析也极为透彻，无论是共射、共基还是共集配置，其输入阻抗、电压增益和电流增益的推导过程都逻辑严密，步步为营。对于那些想要打下坚实理论基础，而不是仅仅停留在会使用元器件层面的工程师和学生来说，这本书绝对是不可多得的宝藏。它不仅仅是一本关于“如何做”的指南，更是一本关于“为什么是这样”的深度解析之作，让我对现代电子学的基石有了更深刻的敬畏。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的启示是其对“设计思维”的培养。它不只是教你如何套用公式，而是引导你去思考设计选择背后的权衡（Trade-offs）。例如，在讨论电流源设计时，作者会设置多个场景：需要高输出阻抗时如何选择晶体管的尺寸和偏置电流；当温度变化是主要限制因素时，又该如何引入补偿机制来保持电流稳定。这些内容都渗透着一种老练的工程师的智慧——任何一个电路设计都不是绝对最优解，而是在特定约束条件下的妥协艺术。它鼓励读者去质疑既有的设计方案，去探究是否存在更精巧的实现方式。读完这本书，我感觉自己不仅仅是掌握了一套电子学知识，更重要的是，培养了一种面对复杂问题时，能够系统性、批判性地进行工程分析和决策的能力。这是一种远超书本知识本身的、宝贵的思维模式的构建。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表质量非常高，这一点对于阅读技术书籍至关重要。我发现很多技术书的公式和波形图印制得模糊不清，阅读起来非常费劲，但《晶体管及其应用》在这方面做得非常出色。电路原理图线条清晰，元器件符号规范，让人一眼就能抓住电路的核心结构。更值得称赞的是它对波形图的处理，对于交流信号的放大、削波、以及非线性失真等现象的描绘，精确而富有层次感。在学习高频特性部分时，书中的史密斯圆图的应用实例，图示的精细程度确保了我能够准确地在图上定位和计算匹配网络参数，这大大减少了我查阅外部参考资料的需要。可以说，光是这些高质量的视觉辅助材料，就使得原本枯燥的数学推导过程变得直观易懂。对于需要大量阅读和分析电路图表的读者来说，这种对细节的极致追求，极大地提升了学习的效率和兴趣。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，我最直观的感受是它的工程实用性强得令人惊叹。它并非那种只停留在纸上谈兵的理论堆砌，而是充满了大量与实际电路设计紧密结合的案例和方法论。举例来说，关于晶体管作为开关电路的设计部分，作者详细对比了饱和区和截止区的操作边界，并给出了如何通过选择合适的偏置电阻来确保开关速度和功耗达到最佳平衡的工程准则。特别是书中关于多级放大器设计的章节，简直可以看作是一部高级的“电路设计实战手册”。它没有采用那种高高在上的说教口吻，而是像一位经验丰富的导师在手把手地指导你如何应对实际电路中的各种耦合、反馈和噪声问题。我尤其欣赏作者在讨论集成电路应用时所展现出的前瞻性，虽然这本书的成书时间不算最新，但其对基本放大电路拓扑的分析方法，至今仍是设计高精度模拟电路的黄金标准。那些关于反馈理论和带宽限制的讨论，对于正在进行复杂系统集成的技术人员来说，无疑是至关重要的指引。