现代模拟集成电子学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社发行部

作者:秦世才

出品人:

页数:315

译者:

出版时间:2003-1

价格:38.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030119315

丛书系列:

图书标签:

• 模拟电路
• 集成电路
• 电子学
• 模拟电子
• 电路分析
• 模拟技术
• 射频电路
• 滤波器
• 运算放大器
• 电源管理

现代模拟集成电路设计与应用 内容概要 本书系统阐述了现代模拟集成电路设计的基本原理、关键技术和前沿应用。全书内容涵盖了从基础器件模型到复杂系统级设计的全过程，旨在为读者提供扎实的理论基础和实用的工程实践指导。 第一部分：模拟集成电路基础与器件 本部分聚焦于构成模拟集成电路的基石——半导体器件及其在集成电路中的特性。 第一章：半导体基础与集成工艺 详细介绍了P-N结、MOS结构的基本物理原理，重点剖析了MOS晶体管（NMOS和PMOS）的直流和交流小信号模型，并探讨了其在不同工作区间的行为。同时，深入讲解了集成电路制造中的关键工艺流程，包括氧化、掺杂、光刻、刻蚀以及金属化技术，强调了工艺参数对器件性能（如跨导、阈值电压、寄生效应）的影响。特别是对浅沟道效应、短沟道效应以及亚微米甚至纳米级工艺下的晶体管特性变化进行了细致的分析。 第二章：基础有源器件与电阻电容 本章详细分析了集成电路中常用的无源元件——集成电阻（扩散电阻、多晶硅电阻、埋藏电阻）和集成电容（MOS电容、PN结电容、MOM电容）的实现方式、非理想特性（如温度系数、匹配性、寄生效应）以及在实际电路中的应用约束。对于有源器件，重点讨论了二极管连接、电流镜的精度、失配对输出性能的影响，以及源极跟随器和共源放大器的基本拓扑和频率响应特性。 第二部分：线性放大器设计 线性放大器是模拟电路的核心，本部分深入探讨了各种结构放大器的设计方法、性能指标和优化策略。 第三章：单级放大器设计 系统讲解了共源、共基、共漏（源极跟随器）等基本单级放大器的设计流程。重点在于跨导（gm）、输出电阻（ro）与增益、带宽、摆幅（Swing）之间的权衡。详细分析了米勒补偿（Miller Compensation）对频率响应和相位裕度的影响，并介绍了补偿技术，如密勒折叠、芥末补偿（Nested Miller Compensation）等，以应对高增益、宽带宽的要求。 第四章：多级与反馈放大器 本章将单级放大器扩展到多级结构。深入分析了共源共基（Folded Cascode）和折叠式共源共基放大器的结构、增益、带宽和输出阻抗特性，以及它们在高线性度应用中的优势。对于反馈理论，详细阐述了负反馈的稳定性分析（Bode图、相位裕度、增益裕度），以及如何运用反馈来改善输入/输出阻抗、线性度和噪声性能。引入了零点/极点补偿技术，确保反馈系统的稳定性。 第五章：运算放大器（Op-Amp）设计 作为最通用的模拟模块，本章对双极型和CMOS型运算放大器的设计进行了全面覆盖。内容包括：双级OTA（开环增益、单位增益带宽UGWBW、相位裕度）、三级放大器设计、共模抑制比（CMRR）和电源抑制比（PSRR）的实现与优化。重点分析了电流输入型和电压输入型运算放大器的设计差异，并讨论了提高其轨到轨（Rail-to-Rail）输出和输入能力的技术。 第六章：高级线性电路与功放 本章介绍了一些特定的线性应用电路。包括：高精度、高线性度的乘法器和除法器（如Gilbert Cell的应用）、电压控制振荡器（VCO）的原理及环路设计基础。此外，还探讨了功率放大器（Class A, B, AB, D）的基本原理、效率和失真分析，侧重于AB类推挽结构的偏置和线性化设计。 第三部分：噪声、失真与匹配 模拟电路性能的瓶颈往往在于噪声和非线性失真。本部分着重于如何量化和最小化这些不利因素。 第七章：电路噪声分析 详细讲解了热噪声、散粒噪声、闪烁噪声（1/f噪声）的物理起源及其对电路性能的影响。介绍了噪声等效带宽（NEB）、噪声系数（NF）的计算方法，并推导了单级和多级放大器（如ADC输入级）的总输出等效输入噪声电压和电流。讨论了低噪声设计技术，如增大驱动晶体管的W/L比、选择合适的偏置电流以及利用相关噪声抑制技术。 第八章：非线性失真分析 系统分析了集成电路中的非线性来源。着重于二阶（HD2）和三阶（HD3）谐波失真，以及互调失真（IMD）。通过泰勒级数展开法和输入/输出特性曲线分析，推导了跨导（gm）、输出电阻（ro）与输入信号幅度之间的关系，并介绍了提高线性度的关键方法，如使用晶体管的平方律工作点、深度反馈技术以及零失真偏置技术（如第三阶线性化技术）。 第九章：器件匹配与失配 阐述了集成电路中器件参数（如阈值电压$V_{th}$、跨导$g_m$、宽沟道长度效应）随机失配和系统的失配对电路性能的影响。重点分析了匹配在差分对、电流镜和反馈电路中的重要性。介绍了提高匹配性的设计技巧，如共质心布局（Common-Centroid Layout）、交错（Interleaving）技术以及失配模型（如Moss特性的离散化）。 第四部分：反馈、开关与数据转换 本部分将焦点转向更高阶的系统集成和数字接口技术。 第十章：开关电容器电路（Switched-Capacitor Circuits） 详细介绍了开关电容器技术在模拟电路中的应用，包括基本的电荷泵、采样保持电路（S/H）和有源开关电容器滤波器。重点分析了开关注入、时钟前馈（Clock Feedthrough）和有限开关导通电阻对信号完整性的影响，并介绍了如何利用开关驱动电路和电荷泵技术来提高采样精度和效率。 第十一章：数据转换器基础 全面介绍高性能模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的结构、关键性能指标（如INL, DNL, 均方根噪声RMS Noise）。深入剖析了常见的DAC架构（如R-2R梯形、电流舵）和ADC架构（如流水线、Sigma-Delta）的设计挑战和优化。特别强调了消除失配误差和提高速度的技术，如校准技术和动态元素匹配（DEM）。 第五部分：高级主题与应用 第十二章：锁相环（PLL）与频率合成 系统介绍频率合成技术的核心——锁相环。详细分析了PLL的组成部分：压控振荡器（VCO）、鉴相器（PD/PH）、电荷泵（Charge Pump）和环路滤波器（Loop Filter）。重点讨论了不同类型的鉴相器（如多进制PD）的相位噪声特性，以及如何通过滤波器设计来控制环路的锁定速度和抖动（Jitter）性能。 第十三章：低功耗与低压设计 面对移动和便携式设备的挑战，本章聚焦于如何在高精度要求下实现极低的功耗。介绍了亚阈值偏置（Subthreshold Operation）、电压基准的低压设计，以及如何利用低压技术（如基于LDO的反馈结构）来优化效率。探讨了电流再利用技术和动态电压频率调节（DVFS）在降低整体系统功耗中的作用。 第十四章：高精度温度与电压基准 温度和电压基准是所有模拟电路的参考源。本章深入研究了如何设计高精度、高稳定性的基准电路。详细分析了BJT的禁带电压（$V_{BE}$）与温度相关的特性，重点讲解了如何利用PTAT（Proportional To Absolute Temperature）和CTAT（Complementary To Absolute Temperature）电流的加权求和来设计出具有零温度系数（ZTC）的电压基准，并讨论了片上电阻比匹配带来的误差分析。 附录：设计流程与仿真工具 简要概述了从规格定义、架构选择、器件级仿真（Spectre/HSPICE）到版图和后仿真（寄生提取、RC延迟）的完整模拟IC设计流程。介绍了常用的设计规范和设计流程自动化工具的使用要点。 全书配有大量的电路图、Bode图、噪声曲线和仿真结果，旨在将抽象的理论概念转化为可操作的工程实践。

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《半导体器件物理学》这本书，说实话，读起来颇有挑战性，它更像是为物理系背景的学生量身定做的。作者对半导体材料的能带理论、载流子输运机制的阐述达到了教科书级别的深度。从晶格振动到费米能级，再到PN结的建立，每一步都建立在扎实的量子力学和统计物理基础之上。我尤其佩服作者在解释复杂现象时的穿透力，比如如何用扩散电流和漂移电流的平衡来描述PN结的稳态特性，那些公式的推导过程严密得让人不敢有一丝马虎。书中对于MOSFET的工作机制分析，尤其是对亚阈值区和反型层厚度的描述，远远超过了一般电路设计书籍的广度。虽然阅读过程中我时常需要回顾微观物理学的知识点，但正是这种深挖根源的做法，让我对所有半导体器件的内在行为有了更本质的理解，而不是仅仅停留在黑箱模型的层面。这本书的目标用户显然是科研人员或希望从事器件设计和工艺开发的人士，对于仅仅想应用器件的电路工程师来说，可能过于偏重物理机理而显得有些“重型”，但如果你想理解硅衬底上的世界是如何运作的，这本书无疑提供了最权威的视角。

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《嵌入式系统软件开发实战》这本书的定位非常精准，它完美地架设了从硬件到软件之间的桥梁，是面向应用开发人员的绝佳指南。这本书的重点并不在于介绍晦涩的底层硬件细节，而是着力于如何高效、可靠地在微控制器（MCU）平台上实现复杂的应用功能。作者非常注重实践操作，书中大量的C语言代码示例和汇编语言的片段穿插得恰到好处，让人知道指令是如何映射到底层硬件的。章节编排上，从中断服务程序的优化到实时操作系统（RTOS）的任务调度，再到外设驱动程序的编写规范，都体现了一种工程上的成熟度。我发现它在讲述内存管理和堆栈溢出防护时的技巧非常实用，避免了我过去在调试嵌入式程序时遇到的许多棘手问题。这本书的风格更像是一位经验丰富的老工程师在手把手地教你“干活”，而不是冷冰冰的理论灌输。对于刚接触嵌入式项目，或者希望从传统软件开发转向硬件结合领域的开发者来说，这本书提供的实战经验和工程素养是无价之宝，它教会你的不仅是“如何做”，更是“如何做得好”。

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《电磁场与电磁波》这本书的深度和广度都让人印象深刻，它简直就是一本教科书级别的巨著。作者在处理麦克斯韦方程组时的严谨性令人叹服，每一步推导都逻辑清晰、毫无跳跃。我特别喜欢它对边界条件处理的细致入微，这在很多其他教材中往往是一笔带过的地方。书中的矢量分析和复数形式的应用贯穿始终，让抽象的电磁场概念变得具体化、可计算。从静电场到时变场，再到波的传播特性，层次分明，层层递进。读这本书的过程，就像是攀登一座知识的高峰，虽然过程艰辛，但每征服一个章节，那种豁然开朗的感觉是无与伦比的。它对天线理论和传输线理论的介绍也相当扎实，即便涉及到一些复杂的傅里叶变换和拉普拉斯变换，作者也给出了足够的背景知识铺垫，保证读者能够跟上节奏。这本书的习题设计也非常巧妙，大部分都是开放式的，需要读者真正理解理论才能给出完整的解答。对于想在电磁学领域深造的研究生或工程师来说，这本书是案头的必备参考书，但对于基础薄弱的本科生来说，可能需要搭配辅导资料一起使用，因为它对读者的数学基础要求较高。

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《高级运放电路设计》这本书简直是模拟电路工程师的“武功秘籍”。我以前总觉得运放电路的设计充满了玄学，各种指标之间的权衡让人头疼，但读了这本书之后，我才明白这背后全是严谨的科学和精妙的工程权衡。作者对各种主流运放架构，如折叠共源共栅、米勒补偿的稳定性分析、以及低失真设计的技巧讲解得极为透彻。书中不仅展示了如何搭建一个电路，更重要的是解释了“为什么”要这样设计，背后的物理机制和非理想效应（如噪声、失配、温度漂移）如何影响最终性能，这一点至关重要。特别是关于噪声分析的部分，作者将热噪声、闪烁噪声等理论分析与实际电路中的实现细节结合起来，我第一次明白了如何才能设计出一个真正低噪声的放大器。书中的仿真结果和实际测试数据的对比分析，更是让人信服，验证了理论与实践的高度统一。这本书的行文风格非常务实，语言简练，直击要害，没有太多不必要的寒暄，是那种可以随时拿起来翻阅、查找特定设计技巧的宝典。如果你的目标是设计高性能、高精度的模拟前端电路，这本书的价值无可替代。

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《数字电路设计与应用》这本书简直是电子工程领域的一股清流，对于我这个初学者来说，它就像是黑暗中的灯塔。书中对基础的数字逻辑门、布尔代数以及组合逻辑电路的讲解深入浅出，让我这个对电路原理一窍不通的人也能很快抓住重点。特别是关于时序逻辑电路的部分，作者用了很多生动的例子来解释触发器和寄存器的原理，读起来一点也不枯燥。我最欣赏的是它不仅仅停留在理论层面，还结合了大量的实际应用案例，比如如何设计一个简单的计数器或者一个状态机，这让我感觉学到的知识是活的、能用的。书中的图例和仿真截图都非常清晰，即便是复杂的电路图也能一目了然。读完这本书，我对数字系统的整体架构有了更清晰的认识，这为我后续学习微处理器和FPGA打下了坚实的基础。如果说有什么遗憾，那就是某些高级主题的深入探讨稍显不足，但对于入门和中级学习者来说，这绝对是一本不可多得的经典教材，强烈推荐给所有对数字电子学感兴趣的朋友们。这本书的排版和纸质感也很好，阅读体验非常棒。

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