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出版者:西北工大出版社

作者:赵世强

出品人:

页数:274

译者:

出版时间:2006-11

价格:24.00元

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isbn号码:9787561221662

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《现代集成电路设计与应用》 前言 随着信息技术的飞速发展，集成电路（IC）作为现代电子系统的“心脏”，其设计与应用水平直接决定了电子产品的性能和竞争力。本书旨在系统、深入地介绍现代集成电路的设计原理、关键技术、主流工艺以及实际应用案例。内容涵盖了从半导体器件基础到复杂系统级集成电路（SoC）设计的全过程，力求为电子工程、微电子学及相关专业的学生、研究人员和工程技术人员提供一本既具理论深度又富于实践指导的参考著作。 第一部分：半导体器件与基础理论 第一章：半导体物理基础 本章回顾和深化了固体物理学中与半导体器件制造密切相关的基础知识。重点阐述了晶体结构、能带理论、载流子输运机制（漂移与扩散）。深入分析了本征半导体、N型和P型杂质半导体中的载流子浓度分布及其温度依赖性。引入了费米能级、有效质量等关键概念，为后续理解PN结特性奠定坚实的理论基础。 第二章：半导体二极管与晶体管 详细剖析了最基本的半导体有源器件——PN结二极管的工作原理、伏安特性曲线、击穿机制（雪崩与齐纳）。随后，本书将焦点转向双极型晶体管（BJT）。系统阐述了BJT的物理结构、电流控制机制，重点分析了Ebers-Moll模型和简化模型，并讨论了晶体管的开关特性和高频性能限制。 第三章：金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET） MOSFET是现代集成电路的基石。本章详尽解析了MOSFET的工作原理，包括其形成过程、阈值电压的确定、工作区（亚阈值区、线性区、饱和区）的划分及其I-V特性曲线。随后，深入探讨了沟道长度调制效应、体效应以及短沟道效应，这些是分析先进工艺节点器件特性的关键。此外，还介绍了功率MOSFET的特点和应用。 第二部分：模拟集成电路设计 第四章：集成电路工艺流程与器件参数化 本章概述了大规模集成电路（LMI）的典型CMOS制造工艺流程，包括光刻、刻蚀、离子注入和薄膜沉积等关键步骤。着重讲解了工艺参数（如氧化层厚度、沟道掺杂浓度）如何影响器件的电气特性，例如跨导参数 $K_n, K_p$ 和阈值电压 $V_{th}$ 的实际取值与设计公式的关联。 第五章：基本模拟电路单元 本章是模拟IC设计的核心。首先分析了各种形式的电阻、电容和电感在IC中的实现技术及其寄生效应。接着，深入研究了各种偏置电路和电流镜的设计与匹配问题，特别是高精度、高输出阻抗的镜像电路的构建。详细分析了共源极、共射极、共栅等基本放大组态的增益、带宽、输入输出阻抗分析。 第六章：运算放大器（Op-Amp）设计 本章聚焦于集成运算放大器的设计。从最基本的两级运放（如折叠式共源共栅结构）入手，系统讲解了增益带宽积（GBW）、相位裕度（PM）、直流开环增益、共模抑制比（CMRR）和电源抑制比（PSRR）等关键性能指标的计算与优化。讨论了频率补偿技术，如密勒补偿和米勒效应的应用，以确保电路的稳定性。同时，涉及了高精度运放（如斩波稳定运放）的基本概念。 第七章：反馈理论与线性电路分析 系统阐述了负反馈在模拟电路中的重要性。引入了波特图分析方法，用于评估系统的稳定性和频率响应。详细分析了反馈对输入阻抗、输出阻抗、增益和带宽的影响。讨论了不同反馈组态（串联、并联）在基本放大器中的应用。 第八章：数据转换器 本章涵盖了数字信号与模拟信号相互转换的关键技术——数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC）。详细介绍了几种主流DAC结构（如电阻梯形、R-2R）及其非线性误差。深入分析了ADC的原理，重点讲解了双积分型、流水线型和Sigma-Delta（$Sigma-Delta$）型ADC的设计思路、精度指标（如DNL、INL）和过采样技术。 第三部分：数字集成电路设计 第九章：CMOS逻辑门与时序分析 本章深入探讨了CMOS反相器作为基本逻辑单元的工作特性，包括其静态和动态性能。随后，系统分析了各种组合逻辑门（NAND, NOR, XOR）和时序逻辑电路（触发器、锁存器、寄存器）的结构、延迟特性和功耗模型。重点讲解了时序约束（建立时间 $t_{su}$ 和保持时间 $t_h$）的分析，以及如何使用延迟模型（如Elmore延迟模型）进行精确的时序仿真。 第十章：半导体存储器技术 详细介绍了当前主流的存储器技术。首先分析了静态随机存取存储器（SRAM）的基本单元电路，包括读写操作原理和位线/字线设计。接着，讨论了动态随机存取存储器（DRAM）的结构、刷新机制及其电荷保持问题。最后，概述了非易失性存储器（如Flash Memory）的工作原理和读写过程。 第十一章：CMOS组合逻辑与时序电路的优化 本章关注如何高效地实现复杂的数字系统。讨论了逻辑综合、静态时序分析（STA）的流程和方法。深入研究了时钟树综合（CTS）对时钟偏斜（Skew）的控制，以及如何通过优化布局布线来最小化信号串扰和串联电阻电容（RC）延迟。分析了低功耗数字设计技术，如时钟门控、多阈值电压设计和电压频率调节（DVFS）。 第四部分：系统级设计与先进主题 第十二章：片上系统（SoC）与硬件描述语言 本章介绍了SoC的概念、架构及其设计方法论。重点讲解了硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL，如何用于描述和仿真数字电路。涵盖了使用高级综合（High-Level Synthesis, HLS）将C/C++代码转化为RTL级网表的初步概念。讨论了片上总线结构（如AMBA AXI/AHB）在SoC中连接不同功能模块的作用。 第十三章：电路仿真与版图设计基础 本章连接了电路原理与物理实现。详细介绍了SPICE等电路仿真工具在验证电路性能（瞬态、直流、噪声分析）中的作用。随后，概述了集成电路的物理实现流程，包括设计规则检查（DRC）、版图提取、寄生参数计算。讨论了版图对称性对匹配性能的影响。 第十四章：低功耗与可靠性设计 在移动和物联网时代，功耗是设计的核心挑战之一。本章系统讲解了动态功耗和静态（漏电）功耗的来源与计算模型。针对性地介绍了亚阈值泄漏、栅极氧化层泄漏等漏电路径。讨论了降低功耗的电路级和系统级技术，如电源门控、动态电压频率调节。此外，还探讨了集成电路的可靠性问题，如电迁移（EM）和热效应。 附录 A：常用半导体工艺参数 附录 B：EDA工具简介

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作为一个对电子技术充满好奇的实践者，我非常关注一本教材是否能够为我打开更多深入探索的可能性。我希望它不仅仅是告诉我“是什么”，更能引导我思考“为什么会这样”以及“还有没有其他可能”。这本书在这方面，展现出了极大的潜力。它在讲解基本原理的同时，会适时地抛出一些更深层次的问题，引导读者进行思考。比如，在介绍完某个电路的基本工作原理后，它可能会提出“如果改变某个参数，电路的性能会发生怎样的变化？”或者“有没有更优化的设计方案？”这些问题，能够激发我的探索欲，让我主动去查找资料，去进行模拟实验。而且，在某些章节的末尾，它还会提供一些进阶学习的方向，或者推荐相关的文献，这为我后续的学习和研究，指明了道路。我感觉这本书，不仅仅是一本教材，更像是一个引路人，引领我走向更广阔的模拟电子世界。

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我通常在选择学习资料时，会非常注重它的结构和逻辑性，因为我是一个比较喜欢按部就班，一步步打牢基础的人。这本书在章节编排上，给我的第一印象就是非常系统和严谨。它从最基本的概念讲起，循序渐进，就像是在为读者搭建一座稳固的知识大厦，每一层楼都承载着前一层楼的重量，又为下一层楼提供支撑。我特别喜欢它在引入新概念时，会先解释其产生的背景和意义，这比直接抛出公式和定义要有效得多。这种“为什么”的阐述，让我更容易理解“是什么”和“怎么做”。而且，在每个章节的末尾，作者都精心设计了一些思考题和习题，这些题目不仅仅是知识点的简单复述，更多的是引导读者去思考和应用，甚至是一些开放性的问题，鼓励我们去探索更深层次的理解。这让我觉得，这本书不仅仅是在传授知识，更是在培养一种解决问题的能力和独立思考的习惯，这对我来说，价值非凡。

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在学习模拟电子技术这样的学科时，我发现很多时候，真正阻碍我们进步的，并不是知识本身的难度，而是那些“卡壳”的地方，那些我们看了很久也无法理解的细节。我一直寻找一本能够在我遇到困难时，给予我足够帮助的书。这本书在细节处理上，可以说是做得非常到位。它在讲解每一个重要概念时，都会提供多种角度的解释，并且会主动预判读者可能遇到的困惑，提前给出解答。比如，在讲到一些复杂的电路结构时，它不会只给一个整体的图，而是会将电路分解成几个功能模块，然后逐个进行分析，这样就大大降低了理解的难度。我尤其喜欢它在处理那些容易混淆的概念时，会用对比的方式来讲解，比如区分同相放大和反相比例电路，或者解释不同滤波器的特性差异。这种精细化的处理，让我觉得作者真正站在了读者的角度去思考，能够有效地帮助我们扫清学习过程中的障碍。

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我是一个比较喜欢通过“试错”来学习的人，我需要通过大量的练习来巩固和检验我的理解。因此，一本好的教材，其习题部分的质量对我来说至关重要。这本书在习题设计上，给了我极大的信心。它的习题不仅数量可观，而且难度梯度设计得非常合理。从最基础的计算题，到需要综合运用多个知识点才能解决的综合题，应有尽有。我特别欣赏的是，书中很多题目都具有一定的“陷阱”或者“迷惑性”，需要我们仔细审题，才能找出关键点。这有助于我培养严谨的解题思路。而且，我注意到书中在一些核心章节的习题后面，还附带了详细的解答或者解题思路，这对于我独立完成习题，并从中学习非常关键。这让我觉得，这本书不仅教会我“怎么做”，更教会我“为什么这么做”，能够帮助我更有效地提升解决问题的能力。

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我一直认为，学习一门技术，尤其是像模拟电子技术这样复杂且实践性强的学科，光靠理论是远远不够的。我特别看重一本教材是否能够提供足够的实例和案例分析，因为只有将抽象的理论与具体的应用场景相结合，才能真正掌握知识的精髓。这本书在这一点上，可以说是做得相当出色。我翻阅了其中几个章节，发现它不仅仅罗列了各种元器件的特性和电路的原理，更重要的是，它通过大量的实际电路图例，以及对这些电路在不同应用场景下的工作原理的详细剖析，生动地展示了理论如何转化为实际的解决方案。比如，在讲解放大电路的时候，它不仅介绍了不同类型的放大器，还结合了音频放大、信号调理等实际应用，让我们能够直观地感受到这些电路在日常生活中的价值。这种理论与实践的紧密结合，让我在阅读过程中，仿佛置身于一个真实的实验室，能够更好地理解和消化那些复杂的概念。

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当我拿到这本书时，我最先感受到的就是它所传达出的那种“严谨”和“专业”的气质。这本书的整体风格，没有过多的花哨装饰，而是以一种非常朴实、清晰的方式，呈现着最核心的知识。我喜欢这种不哗众取宠，脚踏实地做学问的态度。它在讲解每一个概念时，都力求精确，没有含糊不清的地方。对于那些复杂的公式和理论，它会给出清晰的数学推导和物理意义的解释，让人能够信服。我注意到，书中在引用一些定理或结论时，还会给出参考文献，这体现了编者严谨的学术态度。而且，整本书的语言风格非常规范，用词准确，没有出现任何可能引起误解的表述。这让我觉得，这本书是一本真正值得信赖的参考资料，能够帮助我建立起扎实、准确的模拟电子技术知识体系。

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我一直相信，学习的过程，本身就应该是一种充满乐趣的探索。我之前接触过一些技术书籍，虽然内容也很扎实，但是读起来总是觉得有些枯燥乏味，提不起兴趣。而这本《模拟电子技术基础学考指要》，却在很大程度上改变了我的这种看法。它在内容呈现上，非常有“温度”。作者在讲解一些原理时，会时不时穿插一些历史的典故，或者一些有趣的小故事，这些点缀不仅没有打乱知识的体系，反而让整个学习过程变得更加轻松和有趣。而且，我注意到书中使用的语言，也比我之前读过的其他教材要更加生动和活泼，很少有那种生硬的学术术语堆砌。它更像是一位经验丰富的老师，在耐心细致地引导你一步步走进模拟电子的世界，让你在不知不觉中，爱上这门学科。这种寓教于乐的方式，让我觉得学习不再是一件苦差事，而是一种享受。

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这本书的封面设计倒是挺吸引人的，那种蓝白相间的配色，加上清晰的字体，给人一种专业又易于理解的感觉。拿到手里，纸张的质感也挺不错，不是那种过于光滑容易反光的，而是带着点细腻的哑光，翻阅的时候手感很舒适。我喜欢这种用心的细节，有时候一本好书，从拿到手的那一刻起，就已经奠定了它的品质基础。这本书的排版也让我眼前一亮，章节划分清晰，每一个小节都有明确的标题，让人一眼就能看出内容的脉络。而且，段落之间的留白也很得当，不会显得拥挤，阅读起来眼睛也比较舒服。我还注意到，书中的插图和图表都处理得非常精美，线条流畅，颜色搭配合理，虽然我还没深入阅读，但从这些视觉元素上，就能感受到编者在内容呈现上的用心。这不仅仅是一本教材，更像是一份精心制作的指南，让人在学习的过程中，能够感受到一种艺术化的体验，这在枯燥的理论学习中，无疑是一种宝贵的调剂。

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我在挑选技术类书籍时，一个非常重要的标准就是它的“前瞻性”和“实用性”。我希望学到的知识，不仅能够帮助我应对当前的考试，更能为我未来的学习和工作打下坚实的基础。这本书在内容的选择和编排上，给我一种非常扎实且具有实用价值的感觉。它所涵盖的知识点，都是模拟电子技术中最核心、最基础的部分，这些内容构成了理解更复杂电路和系统的基石。而且，我注意到书中在讲解原理时，往往会联系到一些实际应用中的考量，比如元器件的选择、电路的稳定性、抗干扰能力等，这些都是在实际工程中非常重要的因素。这让我觉得，这本书的内容不仅仅是理论上的完备，更是具备了很强的工程实践指导意义。我相信，通过对这本书的学习，我不仅能够掌握考试所需的知识，更能为我未来在电子技术领域的深入发展，奠定坚实的基础。

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作为一名初学者，我在接触模拟电子技术时，最头疼的就是那些抽象的数学公式和复杂的推导过程。我一直希望找到一本能够将这些“硬核”内容讲得更通俗易懂的书。这本书在处理数学推导方面，给了我很大的惊喜。它并没有回避那些必要的公式，但它在引入公式时，往往会配以非常形象的比喻或者生动的类比，让那些原本冰冷的数学语言，变得更加生动和易于理解。而且，在推导过程中，作者会一步一步地进行讲解，并且在关键步骤会给出解释，说明为什么会这样做，这有什么物理意义。我特别欣赏的是，书中很多地方都用到了图形化的辅助说明，比如用电压-电流曲线来解释二极管的特性，用波形图来展示放大电路的信号变化。这些图形化的语言，比纯文字的描述要直观得多，能够帮助我们建立起清晰的物理图像，从而更好地理解公式背后的含义。

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