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页数:322

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出版时间:2002-1

价格:26.30元

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isbn号码:9787040156003

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• 电子电子
• 清华教材
• 电力电子
• 电力电子学
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《微电子电路设计与应用：从原理到实践》 引言 电子技术是现代科技的基石，而微电子电路更是其核心。从掌上的智能手机到庞大的数据中心，再到尖端的航空航天设备，微电子电路无处不在，深刻地改变着我们的生活和工作方式。本书旨在为读者提供一套系统而深入的微电子电路设计与应用知识体系，覆盖从基础理论到实际操作的各个层面。我们力求以清晰易懂的语言、丰富实用的案例，帮助读者掌握微电子电路的设计理念、分析方法和实现技术，从而能够独立完成复杂微电子电路的设计、仿真、验证和集成。 第一部分：基础理论与器件模型 本部分将为读者打下坚实的理论基础。我们将从半导体物理的基本概念入手，详细阐述PN结、BJT（双极结型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等核心器件的工作原理。我们将深入剖析这些器件的电学特性，包括电流-电压关系、跨导、输出电阻等关键参数，并介绍常用的器件模型，如Ebers-Moll模型、Gummel-Poon模型、SPICE模型等。理解这些器件模型对于准确分析和设计电路至关重要。 此外，我们还将探讨MOSFET的制造工艺，包括掺杂、光刻、刻蚀、薄膜沉积等关键步骤，让读者对微电子器件的物理实现过程有一个宏观的认识。对于BJT，我们将阐述其电流放大机制和各种工作模式，并介绍其在模拟和数字电路中的应用。 第二部分：模拟集成电路设计 模拟集成电路是微电子领域的重要组成部分，负责处理连续变化的信号，如音频、视频、传感器信号等。本部分将聚焦于模拟集成电路的设计技术。我们将从最基本的放大器单元开始，介绍单级放大器（如共射放大器、共集放大器、共源放大器）和多级放大器（如卡复制代码放大器、达林顿放大器）的设计与分析。我们将深入探讨放大器的增益、带宽、输入阻抗、输出阻抗、失真等关键性能指标，以及如何通过电路结构和器件参数的优化来改善这些性能。 随后，我们将转向差分放大器及其应用。差分放大器是许多模拟电路中的基本构建模块，具有良好的共模抑制能力。我们将详细分析差分放大器的各种电路结构，如源共用差分对、共源差分对等，并介绍其在仪表放大器、运算放大器等高级模拟电路中的应用。 运算放大器（Op-amp）是模拟集成电路设计的明星器件。本部分将深入讲解运算放大器的内部结构、工作原理和关键参数（如开环增益、带宽、摆率、输入失调电压、输入偏置电流等）。我们将通过大量的实例，演示如何使用运算放大器搭建各种功能电路，如反相放大器、同相放大器、积分器、微分器、滤波器、电压比较器等，并分析这些电路的传递函数、频率响应和稳定性。 最后，我们将触及更高级的模拟集成电路设计主题，如电流镜、电压基准源、振荡器、锁相环（PLL）等。这些模块在通信、信号处理、电源管理等领域发挥着至关重要的作用。 第三部分：数字集成电路设计 数字集成电路是现代计算和信息技术的核心。本部分将系统介绍数字集成电路的设计流程和技术。我们将从逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）的基本原理入手，深入讲解CMOS（互补金属氧化物半导体）逻辑门的设计和工作特性。我们将分析CMOS门电路的时序参数，如传播延迟、功耗等，并介绍如何构建组合逻辑电路（如编码器、译码器、加法器、多路选择器）和时序逻辑电路（如触发器、寄存器、计数器）。 我们将详细阐述可综合硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL，作为数字集成电路设计的标准接口。通过学习HDL，读者将能够以行为级描述的方式来设计电路，并利用EDA（电子设计自动化）工具进行综合、布局布线和时序仿真。 本部分还将介绍静态时序分析（STA），以确保数字电路在所有工艺角和工作条件下的正确时序。我们将讨论时钟树综合、时钟抖动、时序约束等概念，并介绍如何使用STA工具来验证和优化电路的时序性能。 对于大型数字系统，模块化设计和层次化设计方法是必不可少的。我们将介绍如何将复杂的数字系统分解为更小的、可管理的模块，并演示如何通过接口连接这些模块以构建完整的系统。 第四部分：集成电路制造工艺与测试 理解集成电路的制造过程对于设计出可制造性强的电路至关重要。本部分将简要介绍现代集成电路制造的主要工艺流程，包括晶圆制备、光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入、金属化等关键步骤。我们将讨论掩模制造、晶圆测试、封装和最终产品测试等环节。 在设计完成之后，进行充分的测试是确保产品质量的关键。本部分将介绍不同类型的测试，包括功能测试、性能测试、功耗测试和可靠性测试。我们将讨论测试向量的生成，以及如何使用自动化测试设备（ATE）来执行测试。 第五部分：EDA工具与设计流程 电子设计自动化（EDA）工具在现代集成电路设计中扮演着不可或缺的角色。本部分将介绍当前主流的EDA工具套件，如Cadence、Synopsys、Mentor Graphics等。我们将概述集成电路设计的基本流程，从需求分析、架构设计、逻辑设计、电路设计、版图设计，到仿真验证、制造和测试。 我们将重点介绍在不同设计阶段使用的关键EDA工具，例如： 行为级建模与仿真工具： 用于在早期验证算法和系统架构。 逻辑综合工具： 将HDL代码转化为门级网表。 静态时序分析（STA）工具： 检查和优化电路的时序。 版图设计工具（Layout Editor）： 用于绘制电路的物理版图。 寄生参数提取工具： 从版图中提取电容、电阻等寄生参数，以进行更精确的仿真。 物理验证工具（DRC/LVS）： 检查版图是否符合设计规则和电路拓扑。 电路仿真器（SPICE）： 对电路进行详细的电学特性仿真。 我们将通过实例演示，帮助读者熟悉这些工具的基本操作和工作流程，从而能够有效地利用它们来完成电路设计任务。 第六部分：专题讨论与前沿展望 为了使本书内容更加丰富和前沿，本部分将选取一些当前热门和重要的集成电路设计专题进行深入讨论。例如： 低功耗集成电路设计： 探讨各种降低功耗的技术，包括时钟门控、电源门控、动态电压频率调整（DVFS）、亚阈值工作模式等。 射频（RF）集成电路设计： 介绍RF前端电路（LNA、PA、Mixer、VCO等）的设计挑战和常用技术。 数模混合信号集成电路设计： 讲解混合信号设计中的关键问题，如信号耦合、电源噪声、时钟同步等，以及常用的设计方法。 先进工艺节点的挑战与机遇： 讨论随着工艺节点不断缩小，集成电路设计面临的新挑战（如互连线电阻电容增加、量子效应、功耗密度提高等）以及如何应对。 系统级芯片（SoC）设计： 介绍SoC的架构、IP核集成、总线通信、功耗管理和验证策略。 最后，我们将对未来集成电路设计的发展趋势进行展望，包括新兴材料、新型器件、人工智能辅助设计、异构集成等。 结论 《微电子电路设计与应用：从原理到实践》是一本全面涵盖微电子电路设计各个方面的参考书籍。无论您是初学者希望建立坚实的理论基础，还是有一定经验的设计师希望深化专业知识，或是相关领域的从业人员希望拓宽视野，本书都将为您提供宝贵的知识和实用的指导。通过本书的学习，读者将能够自信地驾驭复杂的微电子电路设计项目，并在日新月异的科技领域中不断探索和创新。

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如果说这本书有什么让人意想不到的惊喜，那一定是在那些看似边角的“设计哲学”和“历史背景”的穿插描述中。我原本以为这只是一本专注于技术实现的硬核手册，但作者在讲述某类拓扑结构的发明背景时，竟然花了一整段去探讨当时工业界的竞争态势和社会对能源效率的渴望。这种宏观叙事手法，极大地丰富了我对所学知识的理解层次。它不再仅仅是一堆冷冰冰的数学模型和电路图，而是有温度、有时代烙印的工程智慧的结晶。作者的笔触非常细腻，他没有将那些伟大的科学家和工程师塑造成不食人间烟火的天才，而是展现了他们在面对实际工程难题时所经历的反复试验、甚至是走过的弯路。这种“不完美”的叙述，反而让人感到无比的真实和亲切，激励着我们这些后学者，理解创新往往是伴随着挫折的。这种历史的纵深感，让这本书的价值远超出了单纯的技术手册。

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这本书在处理复杂数学推导和仿真验证这一块，处理得可以说是教科书级别的范例。很多技术书籍在引入复杂数学公式时，常常直接给出结果，让读者无从下手。然而，这本书的做法是，每当引入一个关键的数学模型时，作者都会在旁边的注释框或者专门的小节中，详细拆解推导的每一步逻辑，甚至会给出不同积分方法之间的优劣对比。更绝妙的是，对于那些难以通过纯理论推导得出的结论，作者会引用或展示几组精心设计的仿真曲线图，这些图表质量极高，线条清晰，数据标注明确，让人可以“眼见为实”，瞬间建立起理论与实践之间的桥梁。我发现自己不再是死记硬背公式的含义，而是真正理解了这些公式是如何从基本物理定律中“生长”出来的。这种对严谨性的极致追求，使得这本书的结论具有极高的可信度和可追溯性，对于追求深度理解的工程师和科研人员来说，简直是如获至宝。

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这本书的叙事节奏掌握得非常高明，它不是那种上来就用一堆拗口的公式砸你的类型，而是像一位经验丰富的老教授，耐心地引导你走进一个全新的领域。初读几章，我感觉作者像是在搭建一座精巧的迷宫，每走一步，都会有新的视角被打开。他总能找到最贴近日常生活的例子来解释那些抽象的物理现象，比如他将开关管的导通与关断过程，比喻成了城市交通信号灯的切换逻辑，这个比喻生动形象，瞬间就打破了我对高深理论的畏惧。这种讲解方式使得原本需要反复琢磨才能理解的概念，在第一次接触时就有了直观的认识。而且，作者似乎非常注重知识的层次性，他确保了每一个后续章节的知识点都建立在前一章稳固的地基之上，很少出现为了炫技而堆砌复杂概念的情况。读完这本书，我感觉自己不是被动接受知识，而是在与作者共同完成了一次知识的“探险”，每一步的逻辑推进都让人心悦诚服，浑然不觉时间流逝。

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这本书的配套资源建设也做得非常到位，这绝对是如今很多出版物所欠缺的。虽然我只是购买了纸质版，但书中频繁出现的二维码和链接，指向了一个维护得非常活跃的在线资源库。这个资源库里不仅仅包含了所有例题的详细解答，更令人惊喜的是，它还提供了大量的开源代码和模型文件。例如，当书中介绍到某种新型的调制策略时，我可以直接下载到对应的MATLAB/Simulink模型，亲手运行并修改参数，观察结果的变化。这种“即学即练，即练即验证”的学习闭环，极大地提升了学习效率和实践能力。坦白说，以前看技术书，最大的痛点就是缺乏可靠的实践环境来验证自己的理解，而这本书通过这种线上线下的整合，彻底解决了这个问题。这种对读者学习体验的深度关怀，让我深切感受到作者和出版方在打造一本真正有用的工具书上的用心良苦。

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这本书的装帧设计非常吸引眼球，那种深蓝配以亮银色的字体，一下子就让人联想到高压电线的闪烁和精密仪器的冰冷质感。我是在一个周末的下午，在一家老旧的书店角落里偶然发现它的，当时只是被封面上那种充满未来感的电路图所吸引。翻开内页，排版布局十分考究，每一页的留白都恰到好处，阅读起来毫无压迫感。纸张的质地摸上去很有分量，不是那种廉价的、一翻就皱巴巴的纸张，明显是精选过的哑光铜版纸，即使在昏暗的灯光下阅读，文字的清晰度和对比度也保持得非常好，这对于需要长时间盯着复杂图表看的读者来说，简直是福音。我尤其欣赏作者在章节开头放置的那些引人深思的名人名言，虽然与核心技术内容可能关联不大，但它们成功地为接下来的学习旅程定下了一种沉静而富有探索精神的基调。整体来看，这本书在视觉传达和实体触感上，已经超越了一本普通教材的范畴，更像是一件值得收藏的工艺品，让人愿意捧在手里细细品味，而非仅仅是工具书。

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买了一年半，终于粗略读完。。。还不错。。。需要反复阅读。

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买了一年半，终于粗略读完。。。还不错。。。需要反复阅读。

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大学教材

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为了学习boost电路。。。

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买了一年半，终于粗略读完。。。还不错。。。需要反复阅读。