零起步轻松学电子电路 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电

作者:蔡杏山 编

出品人:

页数:194

译者:

出版时间:2010-1

价格:25.00元

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isbn号码:9787115217165

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深入解析现代半导体器件与集成电路设计 一本面向电子工程专业学生、资深电子爱好者及初级工程师的进阶读物 本书旨在填补基础电路理论与尖端集成电路（IC）设计实践之间的鸿沟。我们不再停留在对欧姆定律和基尔霍夫定律的简单复述，而是将焦点完全投向现代电子系统的核心——半导体器件的物理基础、先进的制造工艺，以及在此基础上构建的复杂集成电路的设计方法论。 本书结构严谨，内容深入，涵盖了从晶体管的量子力学基础到大规模数字电路的架构优化等多个层面。 --- 第一部分：半导体物理基础与器件模型（The Physics and Models of Transistors） 本部分将电子电路的基石——半导体物理——进行系统化的阐述，为理解现代CMOS技术的工作原理奠定坚实的理论基础。 第一章：从能带理论到PN结的建立 深入探讨晶体管工作的微观基础。我们将超越简化的“空穴”和“电子”概念，详细解析晶体管工作时，半导体内部的费米能级、本征载流子浓度以及杂质能级如何影响载流子的迁移率和复合速率。重点解析空间电荷区的建立过程，以及在不同偏置电压下，PN结的势垒电容如何随之变化，这对于理解高频电路的设计至关重要。 第二章：MOSFET的物理极限与精确建模 本书的核心器件——金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）——将进行彻底的解构。我们详细分析了亚阈值区的亚阈值斜率（Subthreshold Slope）及其温度依赖性，解释了在低功耗设计中，如何通过精确控制工艺参数来优化开关特性。书中包含了对米勒效应（Miller Effect）的深度分析，并引入了从长沟道平方律模型到BSIM系列模型的演变过程。特别关注沟道长度调制、载流子饱和效应以及短沟道效应（如DIBL和阈值电压滚降）对晶体管线性区和饱和区特性的影响。 第三章：先进工艺下的器件挑战与应对 随着制造工艺进入纳米时代，传统的硅基平面晶体管面临物理极限。本章聚焦于FinFET和Gate-All-Around (GAA) 结构，解析这些三维器件如何通过更有效地控制栅极对沟道的静电控制来抑制短沟道效应，从而维持理想的开关特性。同时，我们将讨论应变硅技术（Strained Silicon）如何通过改变能带结构来提高载流子迁移率，并探讨高K/金属栅极（HKMG）技术的引入对栅极漏电流和阈值电压控制的深远影响。 --- 第二部分：模拟集成电路设计（Analog IC Design Methodology） 本部分将理论知识转化为可操作的模拟电路设计流程，专注于跨导放大器、反馈网络和噪声分析。 第四章：基本单元电路的精确分析与优化 本书详细审视了共源共栅（CS with Cascode）结构，并分析了其在提高输出阻抗和抑制米勒效应方面的优势。重点讲解了差分对（Differential Pair）作为模拟前端的核心，如何通过匹配技术和共模抑制比（CMRR）的设计来抵抗电源噪声和衬底耦合。引入电流镜的非理想效应，如共源共栅电流镜的有限输出阻抗，并探讨了如何通过引入补偿源极电阻来改善晶体管的匹配精度和输出阻抗。 第五章：反馈理论在运算放大器中的应用 运算放大器（Op-Amp）的设计是模拟IC设计的重中之重。我们将严格应用反馈理论，系统分析两级和多级放大器的相位裕度（Phase Margin）、增益带宽积（GBW）以及建立时间（Settling Time）之间的权衡。深入探讨补偿技术，如密勒补偿和弗尔曼补偿（Folded Cascode Compensation），并对比它们在不同负载条件下的性能表现。 第六章：噪声、失真与数据转换器基础 模拟电路设计者必须面对热噪声、闪烁噪声（1/f noise）的挑战。本章详细推导了各种电路拓扑（如MOSFET的平方律模型）下的等效输入噪声功率谱密度，并展示如何通过增大晶体管尺寸（牺牲速度换取信噪比）来优化噪声性能。同时，我们对谐波失真（THD）进行傅里叶分析，并讲解如何通过对称设计和反馈来线性化电路。最后，简要介绍SAR ADC的基本工作原理，聚焦于其采样保持（S/H）电路的精度要求。 --- 第三部分：数字集成电路设计与验证（Digital IC Design and Verification） 本部分聚焦于CMOS逻辑电路的时序分析、功耗管理以及现代EDA流程的应用。 第七章：CMOS逻辑门的时序分析与优化 本书深入分析了反相器和基本逻辑门的延迟模型，引入了更贴近实际的等效延迟模型（Elmore Delay Model）。详细阐述了组合逻辑路径的建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）约束，并解释了时钟抖动（Clock Jitter）和时钟偏移（Clock Skew）对整个数字系统的影响。本章还将讲解扇入（Fan-in）和扇出（Fan-out）对门延迟的实际影响，指导读者进行合理的逻辑综合。 第八章：同步电路的时序约束与路径分析 同步数字系统的核心在于时序分析。我们系统地讲解了静态时序分析（STA）的理论基础，包括所需时间（Required Time）和最早时间（Arrival Time）的计算方法。重点解析了时钟域交叉（CDC）的风险，并详细介绍了常用的异步FIFO和握手协议设计，以确保跨越不同时钟域的数据传输的完整性和可靠性。 第九章：低功耗设计技术与电源完整性 在移动和嵌入式系统中，功耗是关键指标。本章区分动态功耗（开关功耗）和静态功耗（亚阈值漏电），并分别提出了应对策略。动态功耗方面，讨论了电压频率调节（DVFS）的应用。静态功耗方面，详细剖析了阈值电压分配（Threshold Voltage Assignment）和睡眠模式（Sleep Transistors）的使用，以最小化漏电流。此外，还涉及电源网络设计中电感的选择和去耦电容的布局对电源噪声（IR Drop）的影响。 --- 第四部分：先进设计方法与工具链（Advanced Methodologies and Tool Flow） 本部分将视角提升至整个芯片设计流程，介绍现代IC设计所需的前端和后端工具链。 第十章：硬件描述语言与行为级建模（HDL & Behavioral Modeling） 虽然本书侧重于晶体管级别，但我们也认识到Verilog/VHDL作为设计语言的重要性。本章专注于如何使用HDL进行算法的精确行为级建模，强调“设计意图”如何通过高层次的抽象准确传达到综合工具。特别讨论了并发性（Concurrency）与时序（Timing）在HDL代码中的准确映射，避免常见的组合反馈回路错误。 第十一章：综合、布局规划与物理实现 介绍从RTL代码到GDSII版图的前端（Logic Synthesis）和后端（Physical Implementation）流程。重点解析布局规划（Floorplanning）中如何平衡I/O接口、电源网络和核心逻辑模块的空间分配。深入探讨布局布线（Place and Route）过程中如何满足时序（Timing Closure）和设计规则（DRC/LVS）约束。本章旨在让读者理解EDA工具的输入、输出及其在实现物理限制中的关键作用。 第十二章：可靠性、测试性与设计验证（Verification & DFT） 现代芯片的设计复杂度要求严格的验证流程。本书介绍了形式验证的基本概念，并详细阐述了设计可测试性（DFT）的重要性，特别是扫描链（Scan Chain）的插入和边界扫描（Boundary Scan）的原理，确保芯片在制造完成后能够被高效地测试。最后，讨论了电迁移（Electromigration）和热效应对长期可靠性的影响，以及如何在设计阶段进行初步的物理分析。 --- 通过对这些前沿主题的深入探讨，本书不仅提供了扎实的理论深度，更侧重于培养读者解决实际工程问题的能力，是迈向专业集成电路设计师的必备参考书。

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这本书绝对是我近期最惊喜的电子书发现之一！作为一个对电子世界完全陌生的“小白”，我一直对那些复杂的电路图和枯燥的理论望而却步。但《零起步轻松学电子电路》彻底改变了我的看法。首先，它的语言风格就非常接地气，没有那些晦涩难懂的术语，而是用通俗易懂的比喻和生活中的例子来解释抽象的概念。比如，书中在讲电阻的时候，不是干巴巴地告诉你它是什么，而是把它比作水流中的“狭窄管道”，解释了它如何“阻碍”电流的流动，这样的类比一下子就让原本陌生的概念变得形象起来。而且，它不是一股脑地把所有东西都塞给你，而是循序渐进，从最基础的元器件——电阻、电容、电感——开始讲起，每一个元器件都配有清晰的图示和简单的应用场景，让你能立刻明白这个东西是做什么用的，以及在实际电路中扮演什么角色。最让我赞赏的是，书中还穿插了很多“动手实践”的建议，虽然我还没有完全按照书中的内容去搭建电路，但光是看那些步骤描述，我就能想象出自己能够亲手完成一个简单的LED闪烁电路，那种成就感扑面而来。它并没有假设你已经拥有任何背景知识，而是真的把你当作一个初学者来对待，从最最基础的“电”是什么，电流是怎么流动的，电压又代表什么，一点一点地渗透进来。这一点对于我这种从来没有接触过电子的人来说，简直是救星。它不会让你在第一章就被海量信息淹没，而是让你感觉到每一点进步都是看得见、摸得着的。我尤其喜欢书中对于一些常见电子现象的解释，比如为什么会短路，为什么电路会烧坏，这些都是我平时生活中可能会遇到的，但一直不明白原理的。现在，通过这本书，我终于对这些现象有了清晰的认识，不再是凭空猜测。总而言之，这本书为我打开了一扇通往电子世界的大门，让我不再感到恐惧，反而充满了好奇和探索的欲望。

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读完《零起步轻松学电子电路》后，我感觉自己仿佛真的成为了一个电子“小白”的“毕业生”。这本书最让我印象深刻的是它对于“学以致用”的强调。它不仅仅是理论的堆砌，更注重将理论知识与实际应用相结合，让你在学习的过程中就能感受到电子电路的魅力。书中有很多小项目的设计，比如一个简单的报警器，或者一个可以调节亮度的LED灯。这些项目所需要的元器件都很常见，并且书中会详细列出清单，还会配有非常直观的电路图和搭建步骤。我曾经尝试着按照书中的指导，用万用表测量了一些家里的电器元件，虽然只是最基础的测量，但那种感觉非常奇妙，仿佛我真的能够“看懂”这些电器内部的运作了。更重要的是，这本书的讲解方式非常人性化，它不会让你在学习过程中感到孤单。书中经常会提到一些“新手常见误区”，并且提前告诉你应该注意什么，避免走弯路。这一点对于初学者来说太重要了，因为很多时候，因为一个小小的疏忽，就可能导致整个项目失败，从而打击学习的积极性。《零起步轻松学电子电路》就像一位经验丰富的老师，在你迷茫的时候及时给你指引，在你遇到困难的时候给予鼓励。它对于一些关键概念的解释，更是做到了极致，比如在解释“基尔霍夫电流定律”时，它并没有直接抛出公式，而是通过一个“水管网络”的比喻，形象地说明了电流在节点处的分配关系，让我瞬间就理解了。这种循序渐进、深入浅出的讲解方式，是这本书最大的亮点之一。我特别喜欢书中最后一部分关于“故障排除”的章节，虽然我还没有遇到严重的电路故障，但通过学习这些基础的排查方法，我感觉自己对电子产品不再那么“束手无策”了。

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不得不说，《零起步轻松学电子电路》的编排真的做到了“零门槛”。作为一个曾经有过一点点接触，但因为概念不清而放弃的“伪初学者”，我在这本书里找到了全新的学习动力。它最大的优点在于，它能够非常巧妙地将一些看似高深莫测的电路知识，转化为通俗易懂的语言。书中对于每一个元器件的介绍，都不是简单的罗列参数，而是会从它的“作用”和“工作原理”入手，并且用非常生动形象的比喻来辅助理解。比如，讲解三极管时，它不像很多教材那样上来就讲BJT、NPN、PNP这些术语，而是先把它比作一个“电子开关”，说明它如何通过一个小小的输入信号来控制一个更大的输出信号，就像“一个小小的水龙头可以控制一大片水流”一样。这种类比让我在脑海中立刻就建立起了一个直观的印象，不再是对着一堆符号发呆。而且，书中对于每一个章节的设置，都考虑到了初学者的接受能力。它不会让你在短时间内接收过多的信息，而是将知识点分解成一个个小模块，让你能够逐步消化。在学习过程中，书中穿插的很多“小贴士”和“知识拓展”也让我受益匪浅，它不仅仅是告诉你“怎么做”，更会告诉你“为什么这么做”，让你知其然，更知其所以然。我特别喜欢书中关于“集成电路”的介绍，它并没有直接展示复杂的芯片图，而是通过一个“黑盒子”的比喻，让你明白集成电路是将多个功能整合在一起的模块，并且它会告诉你如何通过简单的输入输出端口来使用它，而不是让你去理解它内部精密的构造。总而言之，这本书让我重新找回了学习电子电路的信心，它让我相信，即使是完全没有基础的人，也能在轻松愉快的氛围中掌握这门“看不见的科学”。

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《零起步轻松学电子电路》这本书，彻底击碎了我心中对电子电路的“高冷”印象。它以一种极其友好的姿态，将复杂的电子世界呈现在我眼前，让我这个彻头彻尾的“小白”也能看得懂，学得会。书中最大的亮点，在于它对概念的解释方式。它不像很多教科书那样，上来就给你堆砌公式和理论，而是用一种非常巧妙的比喻，将抽象的概念具象化。例如，在讲解“三极管”时，它没有直接介绍BJT、NPN、PNP这些让人头疼的术语，而是把它比作一个“电子阀门”，用一个微小的信号来控制一个更大的信号，就像用一个小的水龙头来控制整个水管的水流大小一样。这种比喻，瞬间就让我理解了三极管在电路中的核心作用。而且，书中对于每一个章节的安排，都考虑到了初学者的学习曲线，内容循序渐进，难度逐步升级，让你在不知不觉中就掌握了越来越多的知识。我尤其喜欢书中关于“逻辑门”的介绍，它用非常形象的图示，将AND、OR、NOT这些逻辑运算变得直观易懂，让我一下子就明白了计算机底层是如何进行运算的。这本书不仅仅是教会你“怎么做”，更重要的是，它会告诉你“为什么这么做”，让你在学习的过程中，能够建立起一套完整的知识体系。我尝试着按照书中提到的一个“自动感应夜灯”项目，虽然过程中遇到了一些小波折，但在书的指导下，我最终还是成功了，那种成就感无与伦比。总而言之，《零起步轻松学电子电路》是一本真正能够帮助新手建立起对电子电路兴趣的书籍，它让我看到了电子世界的美妙，也让我敢于去探索更深层次的奥秘。

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坦白说，在这之前，我几乎对电子电路一无所知，提起电路，我脑海里只有各种复杂的符号和令人头疼的公式。《零起步轻松学电子电路》这本书，就像一束光，照亮了我探索电子世界的道路。它的讲解方式真的太棒了，完全没有给人一种压迫感。书中对于基本元器件的介绍，都非常细致，而且用了很多生活中的例子来辅助说明。比如，它解释电阻时，会把它比作水管的粗细，水流越大的地方，水管就越粗，电阻就越小，这样的比喻一下子就让我明白了电阻的作用。而且，书中在讲解每一个新的概念时，都会将其与之前学过的知识联系起来，形成一个知识体系，而不是孤立地讲解。我特别喜欢书中关于“半导体”的章节，它没有上来就讲复杂的能带理论，而是用“半导体就像一个很聪明的开关，可以根据外部条件来控制电流的通断”来比喻，让我一下子就明白了半导体在现代电子产品中的核心地位。书中还提供了很多“动手实验”的建议，虽然我还没有完全实践，但光是看那些步骤，我就已经跃跃欲试了。它鼓励你去尝试，去验证，去亲身体验电子电路的魅力。我尤其欣赏书中对“集成电路”的介绍，它没有让你去理解芯片内部复杂的结构，而是告诉你如何通过它的引脚来使用它，就像使用一个“黑盒子”一样。这让我不再对集成电路感到神秘和畏惧。这本书真的是一本非常优秀的入门读物，它让我觉得学习电子电路不再是一件难事，反而充满了乐趣和惊喜。

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《零起步轻松学电子电路》这本书，是我最近读到的关于电子入门方面最令人印象深刻的一本书。我一直认为电子电路是一门非常高深的学科，难以入门，但这本书彻底颠覆了我的认知。它以极其亲切的语言，将复杂的电子概念变得通俗易懂。书中对于每一个元器件的讲解，都力求形象化，避免使用过于专业的术语。比如，讲解“电容”时，它会将其比作一个“小型的蓄电池”，可以储存电荷，并在需要时释放出来，这种形象的比喻，让我一下子就理解了电容的核心功能。而且，书中在讲解每一个新知识点时，都会巧妙地将其与之前学过的知识联系起来，构建起一个完整的知识体系，而不是让学习者感到零散和碎片化。我尤其喜欢书中关于“晶体管”的介绍，它没有上来就讲各种复杂的BJT、MOSFET，而是先将其比作一个“电子开关”，能够用一个小的信号来控制一个大的信号，这样的比喻，瞬间就让我明白了晶体管在放大电路和开关电路中的重要作用。书中还穿插了很多“小技巧”和“注意事项”，这些都是在实际操作中非常宝贵的经验，能够帮助初学者避免走弯路。我曾经尝试着按照书中提供的电路图，搭建了一个简单的“LED闪烁电路”，当看到LED灯按照预设的程序闪烁时，我内心充满了成就感。这本书不仅仅是传授知识，更重要的是，它点燃了我对电子科学的探索热情。

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《零起步轻松学电子电路》这本书，对我这种曾经被电子理论“吓退”的人来说，简直是一场及时雨。它的优点实在太多，但最让我赞不绝口的，是它在讲解过程中那种“润物细无声”的引导方式。它不像一些技术书籍那样，上来就给人一种“高高在上”的感觉，而是把你当作一位需要耐心引导的朋友。书中对于各种电子元器件的讲解，都充满了趣味性。例如，在讲解电容器时，它会把它比作一个“小小的储能罐”，可以储存电荷，然后在需要的时候释放出来，并且还会讲解不同类型的电容器在储存和释放电荷时的一些细微差别。这种生动的比喻，让我在脑海中立刻就形成了一个清晰的图像，不再是对着那些抽象的符号感到困惑。而且，书中在介绍每一个新的概念时，都会非常巧妙地将其与之前学过的知识联系起来，形成一个知识网络，让你在学习新东西的同时，也能巩固旧知识，做到融会贯通。我尤其喜欢书中关于“传感器”的章节，它不仅仅是列举了各种传感器，更重要的是，它会告诉你这些传感器是如何感知外界环境的变化，并且将这些变化转化为电信号，这让我对物联网和智能设备有了更深层次的理解。书中关于“电源”和“信号”的讲解也同样精彩，它用非常形象的例子，解释了直流电和交流电的区别，以及信号是如何在电路中传递的。总而言之，这本书不仅仅是一本电子电路教材，更像是一位循循善诱的良师益友，它用最简单、最有趣的方式，帮助我克服了对电子电路的恐惧，让我真正地爱上了这门学科。

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我必须承认，《零起步轻松学电子电路》这本书的出现，彻底改变了我对电子电路的认知。过去，我一直认为电子电路是一门非常高深、晦涩的学科，只有具备超凡智商的人才能掌握。但这本书，用它独特的魅力，彻底颠覆了我的想法。它的语言风格极其亲切，就像一位老朋友在与你聊天，分享他的知识。书中没有那些令人望而生畏的专业术语，取而代之的是大量生动形象的比喻和贴近生活的例子。比如，它在讲解“电位差”时，并没有直接抛出公式，而是用“水往低处流”的比喻，来形象地说明电压的作用，这让我一下子就明白了电压在电路中的重要性。而且，书中对每一个电子元器件的介绍，都非常详细，并且配有精美的插图，让你能够清晰地看到元器件的形状和引脚，从而更容易在实际操作中识别它们。最让我赞赏的是，书中还包含了很多“迷你项目”的设计，这些项目所需要的材料都非常容易获取，并且搭建步骤也非常清晰。我尝试着按照书中的指导，搭建了一个简单的“LED流水灯”电路，当看到LED灯按照预设的顺序闪烁时，我内心充满了无比的成就感。这本书让我明白，学习电子电路并不是一件枯燥乏味的事情，而是充满了乐趣和创造性。它让我敢于去动手尝试，去探索，去发现电子世界的奇妙之处。总而言之，《零起步轻松学电子电路》是一本真正意义上的“零门槛”电子电路入门书籍，它不仅传授了知识，更点燃了我对电子科学的热情。

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《零起步轻松学电子电路》这本书，是我近期阅读过的最令人惊喜的一本电子入门读物。它真正做到了“零门槛”，将原本可能令人望而生畏的电子电路知识，转化为人人都能理解、人人都能掌握的“语言”。书中最让我赞赏的是它对于概念的解释方式，它巧妙地运用了大量生动形象的比喻，让抽象的电子原理变得触手可及。比如，在讲解“电阻”时，它将其比作水管中的“瓶颈”，越狭窄的地方，水流就越受阻碍，这与电阻在电路中“阻碍”电流流动的原理不谋而合，瞬间就让我理解了电阻的作用。而且，书中在讲解每一个新的知识点时，都会将其与之前学过的知识建立联系，形成一个有机的知识体系，而不是让学习者感到零散和孤立。我尤其喜欢书中关于“半导体”的介绍，它没有直接涉及复杂的物理模型，而是将其比作一个“聪明”的开关，能够根据外部信号来控制电流的通断，这让我对晶体管和二极管在现代电子产品中的重要性有了更深刻的认识。书中还提供了很多“实践项目”，这些项目所需的材料都非常常见，并且制作过程也足够详细，让我能够亲手体验电子电路的魅力。我尝试着按照书中指导，制作了一个“简单的报警器”，当成功按下按钮时，报警器发出声音，那种成就感让我对电子电路产生了浓厚的兴趣。这本书不仅仅是传授知识，更是点燃了我对电子科学的探索热情。

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在我接触《零起步轻松学电子电路》之前，我对电子电路的印象就是“复杂”和“枯燥”。但这本书，完全刷新了我的看法。它就像一个耐心的老师，用最简单、最生动的方式，把我一步一步地领进了电子世界的大门。书中最大的优点，就是它极强的“故事性”和“可视化”。它不是干巴巴地罗列知识点，而是通过一个个生动的故事和形象的比喻，让你轻松理解抽象的概念。例如，它在讲解“电流”时，并没有直接抛出公式，而是将其比作水管中的水流，电压则比作水压，电阻则比作水管的粗细，这样的比喻，让原本抽象的“电流、电压、电阻”关系变得一目了然。我特别喜欢书中关于“逻辑门”的讲解，它用非常直观的图示，将AND、OR、NOT这些逻辑运算变得易于理解，让我明白了计算机内部的运算原理。而且，书中对于每一个章节的安排，都非常合理，循序渐进，让你在学习的过程中，能够不断地巩固和提升。我尝试着按照书中提供的“简易调频收音机”项目，虽然过程中遇到了一些小困难，但书中的详细步骤和图示，让我最终成功完成了制作，那种成就感是无法用言语表达的。这本书不仅仅教会了我知识，更重要的是，它让我相信，即使是我这样完全没有基础的人，也能掌握电子电路这门“看不见的科学”。

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