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出版者:电子工业出版社

作者:邹逢兴

出品人:

页数:344

译者:

出版时间:2005-9

价格:28.80元

装帧:简裝本

isbn号码:9787121017193

丛书系列:

图书标签:

• 数字电路
• 电子技术
• 集成电路
• 数字电子技术
• 模拟电路
• 电路分析
• 电子工程
• 嵌入式系统
• 微电子学
• 半导体

《模拟电路设计与应用：从基础到前沿》 书籍概述 本书系统性地阐述了模拟电子技术的核心概念、设计原理及前沿应用。它旨在为电子工程专业学生、工程师以及对模拟电路设计有浓厚兴趣的专业人士提供一本全面且深入的参考指南。全书结构严谨，内容涵盖了从基础器件分析到复杂系统集成的各个层面，力求在理论深度和工程实践之间找到完美的平衡点。 第一部分：基础理论与器件物理 第一章：半导体物理基础与二极管模型 本章深入探讨了半导体材料的能带理论、载流子输运机制以及PN结的形成与特性。重点分析了稳态和动态条件下二极管的电流-电压特性，包括小信号模型和击穿机制。此外，还详细介绍了各种常用二极管（如齐纳二极管、肖特基二极管）在电路中的实际应用与局限性。 第二章：双极性结型晶体管（BJT） 本章聚焦于BJT的工作原理，包括Ebers-Moll模型、混合$pi$模型以及高频模型。章节内容细致地讲解了BJT在共射、共基、共集三种基本组态下的偏置电路设计、直流和交流分析。特别关注了多级放大器的设计，包括增益计算、输入输出阻抗匹配以及反馈对稳定性和性能的影响。 第三章：金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET） MOSFET作为现代集成电路的基石，在本章得到详尽的论述。内容涵盖了MOSFET的物理结构、工作区（截止、线性、饱和）的精确建模，以及其在低功耗和高频应用中的优势。本章详细对比了NMOS和PMOS的特性差异，并介绍了体效应和沟道长度调制对器件参数的影响。 第四章：场效应管（FET）放大器设计 本章将器件知识应用于实际的放大电路设计。重点讲解了JFET和MOSFET在各种基本放大器结构中的应用，包括共源、共栅、共源共栅以及推挽输出级。讨论了使用反馈技术优化带宽、稳定性和线性度的策略，并引入了噪声分析的概念，指导读者设计低噪声放大器。 第二部分：运算放大器（Op-Amp）与线性电路 第五章：理想运算放大器与基本应用 本章从理想运放的特性出发，建立起分析和设计的基础框架。详细讲解了反相、同相放大器、电压跟随器、加法器、减法器以及积分器和微分器等经典电路。本章强调了虚地和虚短的概念在简化复杂电路分析中的应用。 第六章：实际运算放大器的局限性与补偿 超越理想模型，本章深入剖析了实际运放在有限开环增益、输入偏置电流、失调电压、转换速率（Slew Rate）等方面的限制。针对这些限制，详细介绍了频率补偿技术（如米勒补偿），以确保反馈放大器在不同增益下的稳定性。 第七章：有源滤波器设计 本章专注于使用运放实现主动滤波器，摆脱了传统LC滤波器体积大、不稳定的问题。详细介绍了巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和贝塞尔（Bessel）等重要滤波器的设计原理和实现方法，包括Sallen-Key、多回路状态变量等拓扑结构。 第八章：电流反馈与跨导放大器 除了传统的电压反馈型运放，本章引入了电流反馈放大器（CFA）和电压电流转换器（VCA）等先进结构。分析了CFA在高带宽、高压摆率应用中的优势，并探讨了跨导放大器在集成电路中的重要地位及其线性化技术。 第三部分：反馈理论与系统稳定性 第九章：反馈的原理与分析 反馈是模拟电路设计的核心。本章系统阐述了负反馈对电路性能（增益、输入/输出阻抗、带宽、失真）的改善作用。详细介绍了反馈网络分析的经典方法，如输入/输出干扰源法和导纳/阻抗参数法。 第十章：稳定性分析与频率响应 本章的核心是确保电路的稳定工作。引入了波德图（Bode Plot）作为分析工具，详细讲解了相位裕度和增益裕度的概念。通过奈奎斯特（Nyquist）稳定性判据，系统地评估反馈系统的稳定性，并指导如何通过零点、极点配置来改善瞬态响应。 第四部分：非线性电路与信号处理 第十一章：波形发生器与比较器 本章涵盖了振荡器和比较器电路的设计。详细分析了正弦波振荡器（如文氏桥式、相移式）和非正弦波振荡器（如弛张振荡器、锯齿波发生器）的起振条件和频率稳定性。对比较器的建立时间、延时和滞回（施密特触发器）设计进行了深入探讨。 第十二章：乘法器、解调与混频器 本章聚焦于信号的非线性处理。详细介绍了模拟乘法器的原理（如基于反馈平衡运算和基于MOS管平方律的结构）。讨论了混频器在通信系统中的作用，包括上变频和下变频的设计，以及非线性失真对信号纯度的影响。 第十三章：开关电容电路与数据转换器基础 本章探讨了在集成电路中实现高精度模拟功能的关键技术——开关电容技术。分析了电荷泵的工作原理，并在此基础上引入了数据转换器（ADC和DAC）的基本架构，包括逐次逼近型（SAR）和双积分型ADC的工作流程和误差分析。 第五部分：电源管理与噪声抑制 第十四章：线性稳压器设计 本章专注于设计高性能的线性电源稳压器。分析了串联型和并联型稳压器的基本结构，并详细探讨了如何使用反馈环路来保证输出电压对负载和电源输入的敏感度最小化。重点分析了内部带宽和瞬态响应的优化。 第十五章：开关电源基础与纹波分析 与线性稳压器形成对比，本章介绍了开关稳压器的基本拓扑结构，如降压（Buck）、升压（Boost）和降压-升压（Buck-Boost）变换器。重点分析了开关电源的纹波产生机理，以及电感和电容元件的选择对效率和输出质量的影响。 第十六章：电路噪声分析与抑制 噪声是模拟电路性能的终极限制因素。本章全面讲解了热噪声、散弹噪声、闪烁噪声（1/f噪声）的来源及其对电路性能的影响。指导读者如何通过器件选择、偏置点优化和布局布线技术来设计低噪声放大器（LNA）和低噪声电源。 附录：高级建模工具与仿真实践 附录提供了使用主流SPICE仿真软件（如HSPICE或LTspice）对书中所述电路进行瞬态、交流和参数扫描分析的实践指南，帮助读者将理论知识转化为可验证的工程设计。

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坦白讲，这本书的“集成”二字，在“存储器”和“可编程逻辑”这部分体现得淋漓尽致。我花了好大力气去啃了SRAM和DRAM的单元结构章节，里面的位线、字线驱动、读写时序的时序图画得极其精确，让我终于明白了为什么SRAM的读写操作比DRAM要简单一些，但密度却低得多。更让我感到实用的是关于FPGA架构的介绍，作者详细对比了SRAM型FPGA和Flash型FPGA的编程原理和适用场景，并对查找表（LUT）的结构、资源分配逻辑进行了深入的剖析。这对于我未来选择合适的平台进行原型验证至关重要。这本书没有回避复杂的片上互连网络（NoC）的路由算法和仲裁机制，尽管这部分内容比较烧脑，但作者用简练的语言和图示将这些复杂的调度问题可视化了。总而言之，它提供的不仅仅是数字电路知识，更是一种面对复杂SoC设计的整体架构认知。

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哇，我最近入手了一本《集成数字电子技术》，说实话，这本书的内容深度和广度完全超出了我的预期。它简直就是一本数字电路设计的“百科全书”。我原本以为它会专注于基础的逻辑门和布尔代数，但翻开之后才发现，作者对组合逻辑和时序逻辑的讲解简直是教科书级别的精辟。特别是关于有限状态机的设计和优化部分，书里提供了好几种不同的分析方法，从最基础的状态图到更高级的握手协议实现，都讲得非常透彻。我记得有一次为了理解一个异步FIFO的设计，我看了好几本参考书都没搞明白，结果在这本书里，作者用一个非常直观的时序图和流程图，一下子就把问题点拨清晰了。而且，书里对CMOS电路的工作原理和噪声容限的分析也相当到位，让我对实际芯片的工作方式有了更深一层的理解，不仅仅停留在抽象的真值表层面。这本书对于任何想在数字电路领域深耕的工程师来说，都是不可多得的宝藏，我打算把这本书里关于Verilog HDL的建模部分再仔细研读一遍，感觉能把我的设计能力提升一个档次。

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从排版和内容的组织结构来看，《集成数字电子技术》的编排确实很用心，逻辑衔接自然流畅，让人有一种循序渐进的学习体验。这本书的难度曲线控制得非常好，从最简单的逻辑代数开始，逐步过渡到复杂的数据通路设计，比如乘法器、ALU的流水线化结构，每一步都有清晰的理论支撑和配套的例子。我尤其欣赏它在介绍设计流程时所采用的方法论，它不仅仅是介绍工具的使用，更强调了自顶向下和自底向上设计的思想碰撞。例如，在讨论标准单元库的使用时，它会对比不同工艺节点的单元特性，提醒读者要结合工艺特点来选择最优的逻辑深度和扇出。这种将理论知识与工程实践紧密结合的叙事方式，极大地增强了阅读的代入感。对于我们这些需要不断进行设计迭代的工程师来说，这种系统性的思维训练比单纯记忆知识点要宝贵得多。

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当我打开这本《集成数字电子技术》时，我最先关注的是它对半导体器件特性的描述。我一直对晶体管层面的操作很感兴趣，想知道为什么不同的逻辑族（比如TTL和CMOS）会有本质的区别。这本书在这方面做得非常出色，它没有回避复杂的物理细节，而是用清晰的图示和公式解释了MOS管的阈值电压、跨导、以及在不同工作状态下的I-V特性曲线。它甚至还深入探讨了互连线延迟、串扰效应等在高级集成电路设计中至关重要的“非理想因素”。这种对底层物理机制的深入剖析，让我对“集成”二字有了全新的认识——它不仅仅是把很多逻辑门堆在一起，而是在有限的物理空间内，如何平衡速度、功耗和面积的艺术。我个人认为，如果读者对半导体器件的微观世界抱有好奇心，这本书能提供一个非常扎实且深入的视角，远超一般数字电路基础读物的深度。

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这本书的实战价值简直是爆炸性的！我之前在做项目的时候，经常遇到一些奇奇怪怪的时钟域交叉问题，搞得焦头烂额。买了这本《集成数字电子技术》之后，我赶紧翻到了关于同步和异步设计的章节。作者没有只是停留在理论分析，而是用了大量的实际案例来阐述如何设计稳定的跨时钟域电路，比如单比特同步器、脉冲同步器这些，讲解得非常细致，连毛刺的处理方案都考虑进去了。最让我惊喜的是，书中还探讨了低功耗设计的一些高级技巧，比如时钟门控和电源管理策略在FPGA和ASIC设计中的应用，这在很多同类书籍里是看不到的。说真的，很多教材只教你怎么“实现”功能，但这本更进一步，教你怎么“高效、稳定、低功耗”地实现功能。我现在写代码时，会不自觉地套用书里提到的那些设计范式，整个代码的健壮性都提高了不少。对于那些正在准备IC设计面试或者刚入行的朋友，这本书绝对是提升简历含金量的利器。

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