电工电子技术与EDA基础（上） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:段玉生

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:2004-6-1

价格:35.00元

装帧:平装（带盘）

isbn号码:9787302078180

丛书系列:

图书标签:

• 电工技术
• 电子技术
• EDA
• 电路分析
• 模拟电路
• 数字电路
• 基础理论
• 实训
• 高等教育
• 教材

模拟集成电路设计与射频电路基础 本书导读： 本书旨在为电子工程、通信工程、微电子学等相关专业的学生和工程师提供一套全面而深入的模拟集成电路（IC）设计与射频（RF）电路基础知识体系。在当今高度数字化的时代，模拟电路作为信息处理的基石，其重要性不容忽视。尤其是在移动通信、物联网（IoT）、传感器技术和高性能数据转换等领域，高质量的模拟前端设计直接决定了整个系统的性能。 本书内容组织遵循由浅入深、理论与实践紧密结合的原则，力求构建一个坚实的理论框架，并辅以现代设计工具的应用指导。我们聚焦于晶体管级基础电路的原理、关键性能指标的分析以及先进的集成电路设计方法论。 --- 第一部分：基础器件与晶体管级电路分析 本部分将系统回顾和深入探讨构成现代集成电路的核心有源器件——MOSFET的工作原理及其在电路中的应用。不同于仅停留在理想模型层面，本书将重点阐述在实际工艺条件下，器件的非理想效应（如短沟道效应、亚阈值传导、噪声特性等）如何影响电路的性能。 第一章：MOSFET 基础与工艺模型 我们将从半导体物理基础入手，详细解析MOSFET的能带结构、载流子输运机制，并重点讲解BSIM模型在精确描述晶体管行为中的作用。内容将涵盖： 静态特性分析： 饱和区、线性区的工作点确定与跨导计算。 沟道长度调制与亚阈值区： 对低电压、低功耗设计的影响分析。 噪声源分析： 热噪声、闪烁噪声（1/f噪声）的统计特性与功率谱密度计算，为后续的低噪声放大器设计打下基础。 工艺参数的选取： 针对不同技术节点（如90nm、45nm等）的阈值电压、氧化层厚度等关键参数对电路性能的制约。 第二章：单级放大器设计 单级放大器是所有复杂模拟电路的基石。本章将深入探讨各种结构单级放大器的设计与优化： 共源放大器（Common-Source Amplifier）： 增益、带宽、输入阻抗与输出阻抗的精确计算。针对高频应用，将引入米勒效应的分析与补偿技术。 共源共栅放大器（Common-Source/Common-Gate）： 如何利用共栅结构实现高输出阻抗、高增益以及提高前向增益隔离度的设计技巧。 共源共栅（Folded Cascode）： 在轨对轨（Rail-to-Rail）供电要求下，Folded Cascode结构的拓扑选择、偏置电流的合理分配以及其在低压应用中的优势与挑战。 偏置电路设计： 详细介绍如何设计高精度、高电源抑制比（PSRR）的电流镜（Current Mirror）电路，包括匹配技术、二极管连接负载与有源负载的优缺点比较。 --- 第二部分：高精度与高频电路设计 模拟电路的性能往往体现在其精度和处理信号的速度上。本部分将聚焦于构建高性能运放、反馈网络以及处理高频信号所需的关键技术。 第三章：反馈理论与运放频率响应 反馈是保证电路稳定性和提高线性度的核心。 反馈拓扑分析： 电压-电压、电流-电压、电压-电流、电流-电流四种基本反馈组态在不同电路中的实现。 稳定性分析： 采用波德图（Bode Plot）和根轨迹方法分析电路的相位裕度（PM）和增益裕度（GM）。 频率补偿技术： 详细讲解单位增益带宽（GBW）的确定、密勒补偿（Miller Compensation）的设计公式、零点/极点对的引入及其对瞬态响应的影响。对于高速设计，将介绍米勒效应消除技术和极点-零点对消技术。 非理想增益对带宽的影响： 晶体管有限的$r_o$对反馈放大器性能的限制。 第四章：多级放大器与高精度运算放大器（Op-Amp） 多级结构是实现高开环增益的必要手段。 两级运算放大器设计： 经典两级CMOS运放的结构、偏置电流的优化分配、负载选择。重点讨论如何在保持高DC增益的同时，确保足够的转换速率（Slew Rate）。 低失真设计： 线性度指标如谐波失真（HD2/HD3）的分析。如何通过奇偶对称结构和输入级偏置优化来最小化二次谐波失真。 失调电压（Offset Voltage）分析与抑制： 晶体管参数失配导致的失调电压的统计分布，以及激光微调（Trimming）技术在后处理中的应用。 高速与低功耗设计权衡： 在固定面积约束下，如何通过调整晶体管的宽长比来平衡速度、功耗和增益。 --- 第三部分：射频电路基础与系统级考量 随着无线通信的发展，集成电路设计已不可避免地面临着GHz量级的信号处理挑战。本部分将引入射频（RF）电路设计的特有概念和关键模块。 第五章：射频电路基础与阻抗匹配 射频电路的核心挑战在于高频下的寄生参数效应和功率传输效率。 高频小信号模型修正： 考虑集总参数与分布参数模型对晶体管S参数的影响。 Smith圆图的应用： 详细讲解如何使用Smith圆图进行复平面阻抗变换，以及在不同频率下进行阻抗匹配的设计。 最大功率增益匹配（MAG/MUI）： 针对给定的S参数，计算最优的输入/输出匹配网络，以最大化功率增益。 噪声匹配与增益匹配的权衡： 最小化噪声系数（NF）所需的输入阻抗与实现最大增益所需的输入阻抗之间的差异分析。 第六章：关键射频模块设计 介绍现代无线收发机中不可或缺的几个关键射频模块。 低噪声放大器（LNA）设计： LNA的拓扑选择：共源LNA、共源共栅LNA及其在噪声优化中的差异。 噪声系数（NF）的精确计算与噪声匹配的设计流程。 反馈网络在LNA稳定性控制中的作用。 混频器（Mixer）原理： 直接变频（Direct Conversion）与间接变频（Super-Heterodyne）架构的对比。 单端与差分乘法器：Gilbert Cell混频器的结构、转换增益分析以及本地振荡（LO）泄漏问题的缓解。 振荡器概述： 压控振荡器（VCO）的基本原理，LC谐振回路的设计，以及相位噪声（Phase Noise）的来源与抑制方法。 --- 总结与展望 本书不仅提供了丰富的理论公式和分析方法，更强调了设计流程的规范化。读者在学完本书后，将能够独立完成从晶体管级器件建模、基础放大器的设计、反馈补偿的优化，到针对特定射频指标进行阻抗匹配和低噪声设计的能力。通过掌握这些核心技术，读者将能够胜任先进的SoC（System-on-Chip）设计项目，特别是需要处理真实世界模拟信号的系统中。 学习资源推荐： 随书配套的仿真文件和设计模板，将基于主流EDA工具（如Cadence Virtuoso或类似的专业设计环境）提供，指导读者将理论知识转化为可实际流片的电路版图。

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这本书的语言风格，说实话，一开始让我有些许不适应，因为它非常“学术化”，用词精准到几乎不留任何歧义的空间。这对于严谨的理工科学习当然是好事，但在初读时，特别是对于那些概念性较强的段落，需要反复咀嚼才能完全消化其内在的含义。不过，一旦适应了这种高度凝练的表达方式后，你会发现其效率极高，每一个句子都信息量饱满，没有一句废话。作者似乎对精确性有着近乎偏执的追求，这从公式推导的每一步都能看出来，逻辑链条紧密无懈可击。在复杂的数学推导部分，作者还贴心地添加了注释，解释了为什么选择特定的坐标系或者积分方法，这种对过程的透明化处理，极大地增强了学习的信心。总的来说，这本书要求读者带着敬畏之心去对待知识，它不会轻易地喂给你答案，而是引导你一步步去证明和理解，这是一种更高层次的教学互动。

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这本书的封面设计着实让人眼前一亮，那种深沉的蓝色调搭配着简洁的白色字体，透露出一种严谨又不失现代感的专业气息。我拿到书时，首先关注的是它的装帧质量，线装的工艺处理得非常到位，书页的贴合度很高，翻阅起来手感非常舒服，完全没有廉价书籍那种松松垮垮的感觉。内页的纸张厚度适中，印刷清晰锐利，即便是那些复杂的电路图和波形图，细节也展现得淋漓尽致，这对于需要反复对照图示学习的读者来说，简直是福音。翻开目录，我注意到章节的划分逻辑性极强，从最基础的电路理论到后期的数字逻辑设计，层层递进，过渡自然流畅，看得出作者在课程体系构建上下了很大的功夫。特别是对一些概念的引入，似乎采用了循序渐进的方式，不像有些教材上来就是一大堆公式定义，而是先用一些直观的例子来铺垫，让人更容易抓住核心。虽然我还没来得及深入研读每一章节，但仅从排版和基础布局来看，这本书在提升阅读体验和保护读者视力方面，确实做到了行业内的上乘水准，为接下来的学习打下了良好的物质基础。

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我不得不提一下这本书的配图和案例分析部分，这绝对是加分项。电路图的绘制标准极高，元件符号的使用完全符合国际规范，让人在阅读时感到非常专业和规范。更让我惊喜的是，许多理论章节后面紧跟着的实践案例，它们不仅仅是简单的数值代入计算，而是设计了一系列贴合实际工业需求的微型项目。比如，关于滤波器设计的那一章，它不仅讲了二阶巴特沃斯滤波器的设计公式，还紧接着给出了一个在特定噪声环境下如何选择元件以达到最佳衰减效果的具体工程实例分析。这种“理论—应用—优化”的闭环设计，使得知识不再是孤立的碎片，而是能够立刻被放置到真实工作场景中去检验和使用的工具。这种实战导向的编写思路，极大地激发了我去动手搭建和验证的热情，远比纯粹的习题集来得有效和激励人心。

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阅读这本书的过程，感觉就像是在攀登一座知识的高峰，每向上一个台阶，视野就开阔一分。我特别留意了它在处理一些新兴概念时的态度，它没有回避那些快速发展的技术领域，而是将它们融入到基础理论的框架内进行探讨，显示出作者对学科发展脉络的深刻洞察。对于那些需要大量计算和参数选择的部分，书中的表格和图表制作得极其精良，数据查找方便快捷，这无疑是为后续的工程实践提供了极大的便利。坦白说，这本书的阅读难度不低，它要求学习者具备一定的预备知识和强大的自学能力，但回报是丰厚的——它给予的不仅仅是知识点，更是一种解决复杂电子工程问题的思维框架。这本书的价值在于，它教会你如何思考，而不是仅仅教会你如何操作，这才是真正优秀技术读物的标志。

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初次接触这本教材，我最大的感受是它的内容编排极具深度和前瞻性，完全不是那种陈旧的、只停留在教科书层面的理论堆砌。它似乎非常注重将传统电学原理与现代电子设计方法论进行有机结合，这在我以往阅读的许多教材中是比较少见的。我特别欣赏它对一些基础元器件特性的讲解，没有简单地罗列参数，而是深入挖掘了其内在工作机制，甚至探讨了在不同工作条件下的非线性表现。例如，在讨论晶体管特性时，作者似乎引入了更贴近实际应用场景的模型，这对于未来进行仿真和实际电路搭建无疑是大有裨益的。我看到其中穿插了一些“工程视野”或者“设计陷阱”的栏目，这些内容极大地拓宽了我的视野，让我意识到理论知识必须与实践经验相结合，才能真正成为一名合格的工程师。这种注重“知其所以然”而非“知其所以然”的教学理念，让这本书的价值远超一本普通教材的范畴，它更像是一位经验丰富的老工程师在耳边低语，指点迷津。

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