高频电子实训 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:李宏民

出品人:

页数:96

译者:

出版时间:2008-6

价格:13.00元

装帧:

isbn号码:9787111239437

丛书系列:

图书标签:

• 电子技术
• 高频电路
• 实训
• 实验
• 电路分析
• 射频电路
• 电子工程
• 模拟电路
• 无线电
• 通信原理

现代集成电路设计与应用：从基础理论到前沿实践 本书是一部全面深入的集成电路（IC）设计与应用领域的专业著作，旨在为电子工程专业学生、研发工程师以及对先进半导体技术感兴趣的技术人员提供一套系统、严谨且富含实践指导的知识体系。本书跳脱出特定领域（如高频电子实训）的局限，聚焦于当前主流的CMOS集成电路设计流程、关键模块的实现技术，以及系统级集成所面临的挑战与解决方案。 全书内容组织遵循从器件物理基础到系统级验证的逻辑顺序，力求在理论深度与工程实用性之间找到最佳平衡。 --- 第一部分：基础理论与工艺背景（The Foundations） 本部分为后续复杂电路设计奠定坚实的理论基础，重点阐述半导体物理在集成电路设计中的体现。 第一章：半导体器件物理回顾 本章首先对PN结、双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（MOSFET）的工作原理进行系统梳理。重点深入探讨MOSFET的输运机制，包括亚阈值导电、短沟道效应（DIBL、沟道长度调制）以及载流子饱和现象。针对现代工艺节点（如28nm及以下），详细分析了FinFET结构与平面CMOS的性能差异及设计考量。此外，本章还将引入衬底效应、耦合噪声对器件特性的影响，为后续的版图设计和寄生参数提取打下基础。 第二章：CMOS工艺流程与模型 本章侧重于将抽象的电路图转化为实际物理实现的过程。介绍主流的CMOS制造工艺流程，包括光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入等关键步骤。详细阐述了体CMOS（Bulk CMOS）和SOI（Silicon-On-Insulator）技术的优缺点及其在不同应用中的适用性。重点讲解了设计规则检查（DRC）和版图设计规则（LVS）的重要性，强调了设计与制造的紧密联系。引入Spice模型、BSIM模型等，说明如何利用这些模型精确预测晶体管在不同温度和电压下的行为。 第三章：互连线效应与寄生参数 在深亚微米乃至纳米工艺节点下，互连线从“理想导线”转变为电路性能的瓶颈。本章深入分析了互连线中的电阻、电容和电感效应。详细讨论了RC延迟模型、串扰噪声（Crosstalk）的机理及其对时序的影响。引入了准静态（Quasi-Static）和全动态（Full-Dynamic）RC提取方法，并介绍了降低互连线延迟的策略，例如选择合适的金属层级、使用低介电常数（Low-k）材料以及金属填充（Metal Fill）技术对电迁移（Electromigration）的缓解作用。 --- 第二部分：模拟集成电路设计（Analog IC Design） 本部分专注于设计构建高性能模拟前端和基础构建模块所需的技术和方法论。 第四章：基础模拟构建模块 本章从最基础的构件入手，包括：理想运算放大器（Op-Amp）的结构、反馈理论及其在电路设计中的应用。详细分析有源负载、电流镜（Current Mirror）的设计，包括匹配误差分析、反射系数优化和共模抑制比（CMRR）的提升。介绍电压基准源（Voltage Reference）的设计，重点对比Bandgap Reference（BGR）的工作原理、温度系数的补偿技术以及对电源抑制比（PSRR）的要求。 第五章：反馈与稳定性分析 稳定性是模拟电路设计的核心问题。本章系统讲解负反馈理论，引入相位裕度（Phase Margin）和增益裕度（Gain Margin）的概念。重点介绍米勒补偿（Miller Compensation）和导纳平面分析（Admittance Plane Analysis），用于补偿多极点系统的稳定性。深入讨论锁相环（PLL）中环路滤波器（Loop Filter）的设计，以及如何通过反馈回路的设计优化锁定速度和抖动（Jitter）性能。 第六章：数据转换器原理与设计 数据转换器（ADC/DAC）是模拟与数字世界连接的桥梁。本章详细介绍数模转换器（DAC）的结构，如电阻梯形（Resistor Ladder）和电容阵列（Capacitor Array），并重点分析非线性误差（INL/DNL）的来源与校准。对于模数转换器（ADC），系统性地讲解了关键架构，包括Flash ADC、逐次逼近寄存器型（SAR ADC）和Sigma-Delta ($SigmaDelta$) ADC的工作原理、采样保持电路（S/H）的设计，以及如何通过过采样（Oversampling）和噪声整形（Noise Shaping）来提高有效位数（ENOB）。 --- 第三部分：数字集成电路设计（Digital IC Design） 本部分关注现代高性能、低功耗数字电路的设计方法和流程。 第七章：时序逻辑电路与同步设计 本章深入探讨数字电路的时序约束。详细分析锁存器（Latch）和触发器（Flip-Flop）的结构，特别是对时钟尖峰（Clock Skew）敏感的敏感度。引入时钟域（Clock Domain）的概念，重点讲解亚稳态（Metastability）的产生机制及同步器（Synchronizer）的设计，确保跨时钟域信号传输的可靠性。分析建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的预算与分析方法。 第八章：低功耗数字设计技术 功耗是当前数字IC设计面临的首要挑战之一。本章全面介绍降低动态功耗和静态功耗的工程方法。动态功耗方面，重点讲解时钟门控（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）和电压调节（Voltage Scaling，DVFS）技术。静态功耗方面，则深入探讨多阈值电压（Multi-Vt）设计、降压技术（Sleep Transistors）以及亚阈值电路的设计考量。 第九章：逻辑综合与验证流程 本章将设计流程推向系统级。详细阐述硬件描述语言（HDL，如Verilog/VHDL）在设计中的应用，并重点介绍逻辑综合（Logic Synthesis）工具的工作原理，如何将RTL代码映射到目标工艺库。深入探讨形式验证（Formal Verification）和仿真验证（Simulation Verification）的策略，包括覆盖率分析、等价性检查（LEC）以及如何构建高效的验证平台（Testbench）。 --- 第四部分：系统级集成与新兴趋势（System Integration） 最后一部分将目光投向跨域集成和未来的技术方向。 第十章：混合信号接口与射频基础 本章探讨模拟、数字和射频（RF）电路在同一芯片上的集成问题。分析衬底噪声隔离（Substrate Noise Isolation）技术，如深N阱隔离。对低噪声放大器（LNA）和混频器（Mixer）的基本性能指标（如噪声系数NF、P1dB）进行介绍，说明如何评估和优化这些RF模块与底层CMOS电路的兼容性。 第十一章：设计自动化（EDA）工具链与流片准备 本章聚焦于实际的物理实现流程，涵盖从电路图输入到GDSII文件的全过程。介绍布局规划（Floorplanning）、电源网络（Power Delivery Network, PDN）的IR Drop分析和去耦电容（Decoupling Capacitors）的合理布局。强调寄生参数提取（寄生R/C/L）对最终性能的巨大影响，并介绍了签核（Sign-off）阶段的关键检查，如静态时序分析（STA）、功耗分析和EMC分析。 第十二章：先进封装与异构集成 展望集成电路的未来，本章探讨超越单芯片设计的趋势。详细介绍2.5D（如中介层，Interposer）和3D集成技术（如TSV，Through-Silicon Via），分析其带来的带宽提升和功耗降低潜力。讨论异构集成中不同工艺模块（如存储器、传感器、RF）之间的接口挑战和热管理策略。 --- 本书通过贯穿始终的工程实例和案例分析，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”，为培养能够独立完成复杂IC项目的高级工程师提供了坚实的理论和实践指导。

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说实话，市面上的实训教材很多，但真正能做到“与时俱进”的却很少。很多老教材里的元件型号和测试设备都已经淘汰了好几代，学了也白搭。《高频电子实训》在这一点上做得相当到位。我注意到它在讲解现代信号源和频谱分析仪的使用时，其操作界面描述非常贴合目前主流仪器的风格，这对于我们这些需要和现代实验室设备打交道的学生来说太重要了。书中对于数字调制和解调基础模块的搭建部分，尤其是涉及锁相环（PLL）和本地振荡器（LO）的设计与测试，讲解得尤为深入。它不仅展示了如何搭建一个振荡器，更重要的是，它花了大量篇幅讨论了“相位噪声”这个关键指标，并指导读者如何通过调整元件参数和布局来抑制噪声。这种对细节的关注，显示出编者对现代通信系统要求的深刻理解。读完这部分，我对如何设计一个低噪声、高稳定性的本地频率源有了更清晰的认识，远超出了我预期的内容深度。

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我最近在忙着准备一个关于无线通信模块的课程设计，手里攒了不少关于射频电路和阻抗匹配的书籍，但坦白说，很多书读起来都像是直接把学术论文翻译成了教材，晦涩难懂，缺乏实际操作的指导性。相比之下，这本《高频电子实训》简直是为我们这些需要快速上手的工程师量身定做的“工具箱”。它的叙事风格非常直接，开门见山地告诉你：“要达到这个目标，你需要这样做。” 我特别欣赏它在讲解高频特性，比如S参数和史密斯圆图时，没有陷入过多的数学推导，而是直接将这些抽象的概念与示波器上的实际图形对应起来。比如，书中有一段关于“驻波比（VSWR）的测量与优化”的章节，它不是简单地给出一个公式，而是通过一个完整的实验流程，教你如何使用网络分析仪（或者模拟功能），一步步调整匹配网络，直到屏幕上的反射系数达到最低点。这种“做中学”的理念，对我理解高频器件的非理想特性非常有帮助，感觉像是有一位经验丰富的老技师在旁边手把手地教你。

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这本书的语言风格有一种独特的“实用主义”色彩，没有太多华丽的辞藻，一切都围绕着“实现功能”和“验证结果”展开。我尤其欣赏它在“故障排除”这一块的细致程度。很多教材在实验成功后就戛然而止了，但现实中，实验失败才是常态。《高频电子实训》用了很多篇幅来探讨“为什么我的放大器增益上不去？”或者“为什么频谱仪上出现了奇次谐波？”它提供了一套系统的排查逻辑：先测直流偏置，再查交流耦合电容，最后检查匹配网络。这种自底向上、层层递进的分析方法，极大地培养了独立解决问题的能力。当我第一次遇到一个高频振荡器无法启动的问题时，我就是按照书中的故障树进行排查，最终发现是地线连接不良导致的。这本书卖的不仅仅是知识，更是一种解决问题的思维框架，这是任何单纯的理论书籍都无法给予的宝贵财富。

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这本书的封面设计真是抓人眼球，那种电光蓝和亮银色的搭配，一下子就让人联想到精密仪器和未来科技。我本来对电子学这块儿就有点兴趣，但总觉得书本上的理论知识太枯燥，真正动手操作起来又感觉无从下手。拿到这本《高频电子实训》，光是翻开目录，那种按部就班的实验项目就让我感到踏实了不少。它不是那种只讲公式和波形的教科书，而是更像一本“实战手册”。我记得第一个实验是关于晶体管的基本放大电路搭建，书里不仅详细列出了所需元件的规格型号，连焊接的注意事项和调试步骤都写得清清楚楚，甚至连最容易出错的地方都用小图标标了出来，非常贴心。这种把理论和实践紧密结合的编排方式，极大地降低了初学者的入门门槛。读完前几章，我真切地感受到了自己动手能力的提升，不再是纸上谈兵，而是能看到实际的波形和听到清晰的信号输出，那种成就感是看再多公式也比不上的。作者显然对初学者可能遇到的“坑”了如指掌，并提前给出了解决方案，体现了极高的教学经验。

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我是一个偏爱动手实践胜过死记硬背的人，但传统电子实验指导书的通病就是：步骤描述过于简略，总假设读者已经掌握了某些“常识”。我以前做实验时，常常因为一个不起眼的元件极性接反、或者焊接点虚焊而浪费大量时间排查错误。《高频电子实训》在这方面的设计哲学是完全不同的。它似乎把每一位读者都视为一个刚踏入实验室的新手，所以它在每一个步骤前都会加入“安全提示”和“常见错误分析”。例如，在处理高频传输线（如微带线）时，它不仅展示了如何计算阻抗，还用图示的方式解释了为什么“过孔（Via）的布置”会严重影响高频性能，甚至给出了PCB布局的“最佳实践”建议。这种将电路设计、PCB布局和实际测试紧密结合的整体化视角，极大地提升了我的工程思维能力。它让我意识到，高频电子不是孤立的理论堆砌，而是物理层面的精细工程。

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