具体描述
本书全面介绍了光纤通信中应用的各种器件，包括光纤，半导体激光器、半导体光电二极管、光放大器、波长物器件、光开关等无源与有源的光纤通信器件及各种类型的集成口器件（包括玻璃集成器件、混合集成器件与单片集成器件）并从原理、结构、性能参数、材料、制造工艺、应用以及今后的发展趋势等各方面作了全面的阐述。本书对于从事光纤通信的新老科技人员，都有较大的参考价值。也适合高等院校有关专业的教师、研究生和高年级学生等作为参考书。
现代电子技术应用与实践 本书旨在深入探讨现代电子技术在实际工程领域中的应用与发展趋势，为电子工程师、技术人员以及相关专业学生提供一份全面且实用的参考指南。全书内容紧密结合当前产业需求，理论与实践并重，力求覆盖从基础原理到前沿技术的广阔范围。 第一部分：半导体器件基础与高级应用 本部分聚焦于半导体器件的物理基础及其在现代电路设计中的核心作用。 第一章：半导体物理基础回顾与新材料探索 本章首先对PN结、BJT（双极型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的基本工作原理进行系统性的梳理，强调其在不同工作状态下的电流-电压特性。随后，深入探讨了新型半导体材料如SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）的独特性能，分析其在高功率、高频率应用场景中相对于传统硅基器件的优势，包括更高的击穿电压、更低的导通电阻和更快的开关速度。内容涵盖了肖特基势垒的形成机制以及异质结结构的设计对器件性能的影响。 第二章：集成电路设计与制造工艺 本章详细介绍了集成电路（IC）从概念到成品的全过程。首先阐述了CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺流程的关键步骤，包括光刻、刻蚀、薄膜沉积和掺杂技术。重点解析了先进封装技术（如2.5D/3D集成）如何突破传统摩尔定律的限制，实现系统集成度的飞跃。设计层面，本书区分了模拟集成电路（如运算放大器、混合信号电路）的设计挑战与数字集成电路（如SoC、FPGA）的逻辑综合与布局布线策略，并介绍了设计验证中的仿真工具与方法。 第三章：功率半导体器件与能源电子 本部分深入研究了用于电力电子变换领域的功率器件。详细分析了IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和MOSFET在高频开关下的损耗模型，并对比了它们在电动汽车驱动系统和可再生能源并网逆变器中的适用性。重点讲解了SiC MOSFET在提高系统效率和减小体积方面的革命性作用。此外，本章还探讨了热管理技术的重要性，包括散热器设计、热界面材料的选择，以确保大功率器件的长期可靠运行。 --- 第二部分：嵌入式系统与物联网（IoT）架构 本部分将视角转向如何利用电子技术构建智能化的计算和感知系统。 第四章：高性能微控制器与嵌入式软件开发 本章以主流的ARM Cortex-M系列和RISC-V架构为核心，剖析了现代微控制器（MCU）的内部结构，包括存储器层次、中断控制器和片上外设的管理。软件开发方面，本书侧重于实时操作系统（RTOS）的应用，对比了FreeRTOS、Zephyr等主流系统的任务调度、内存管理和同步机制。此外，嵌入式设备的安全启动（Secure Boot）和固件空中升级（OTA）的实现技术也得到了详细介绍。 第五章：传感器技术与数据采集系统 本章系统性地介绍了各类环境与物理量传感器的工作原理和应用接口。内容覆盖了电阻式、电容式、电感式传感器，并着重分析了MEMS（微机电系统）技术在加速度计、陀螺仪和压力传感器中的集成优势。数据采集（DAQ）方面，本书详细讨论了模数转换器（ADC）的精度、采样率选择，以及噪声抑制技术在设计高保真信号调理电路中的关键作用。 第六章：无线通信模块与物联网连接协议 本章聚焦于电子设备如何实现互联互通。首先概述了短距离无线技术，如Wi-Fi、蓝牙（BLE）的协议栈及其功耗优化策略。接着，深入探讨了低功耗广域网（LPWAN）技术，如LoRa和NB-IoT，对比了它们在覆盖范围、数据速率和电池寿命上的权衡。本章末尾，本书讨论了MQTT、CoAP等物联网应用层协议的特点，以及边缘计算在减轻云端压力中的实际部署案例。 --- 第三部分：信号处理与高级系统集成 本部分侧重于数据的有效处理和复杂系统的设计方法。 第七章：数字信号处理（DSP）基础与硬件加速 本章首先回顾了傅里叶变换、滤波器的设计理论（FIR/IIR）。核心内容在于介绍如何在DSP芯片和FPGA上高效实现这些算法。本书详述了定点与浮点运算在嵌入式环境下的精度影响，并介绍了FFT（快速傅里叶变换）的优化实现方法。对于硬件加速，详细讲解了如何使用VHDL/Verilog语言设计并行处理单元，以满足高吞吐量的实时信号处理需求（如雷达或图像预处理）。 第八章：电磁兼容性（EMC）与系统级可靠性 随着系统复杂度的增加，电磁兼容性设计成为确保产品质量的关键环节。本章详细解析了电磁干扰（EMI）的产生机制，包括传导干扰和辐射干扰。内容涵盖了PCB布局设计中的关键规则，如电源平面分割、回流路径控制、屏蔽壳体的设计与接地策略。此外，本书还探讨了系统级热应力分析和瞬态保护器件（如TVS二极管）的选择，以提升电子设备在恶劣环境下的长期可靠性。 第九章：计算机视觉与机器人的电子控制 本章探讨了电子技术在感知与执行系统中的前沿应用。在机器视觉方面，详细介绍了CMOS图像传感器的工作原理、拜耳阵列的去马赛克算法，以及GPU/FPGA加速在目标检测（如YOLO系列）中的部署。在机器人控制方面，本书重点分析了伺服驱动器的结构（包括闭环控制、PID调节器设计），以及如何通过总线技术（如EtherCAT）实现多轴运动的精确同步控制。 --- 总结： 《现代电子技术应用与实践》着眼于工程落地，而非聚焦于特定的通信介质或网络传输硬件。本书的叙事主线围绕着半导体器件的物理实现、微处理器对物理世界的感知与控制、以及高效的信号处理算法的硬件化展开，旨在提供一个广谱的电子工程知识体系。
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