微电子学概论

微电子学概论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:北京大学
作者:张兴//黄如//刘晓彦
出品人:
页数:356
译者:
出版时间:2010-2
价格:42.00元
装帧:
isbn号码:9787301168790
丛书系列:
图书标签:
  • 微电子
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  • 微电子学概论
  • 中国
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具体描述

《微电子学概论(第3版)》是在2000年1月北京大学出版社出版的《微电子学概论》一书的基础上形成的。《微电子学概论(第3版)》主要介绍了微电子技术的发展历史,半导体物理和器件物理基础知识,集成电路及s0C的制造、设计以及计算机辅助设计技术基础,光电子器件,微机电系统技术、半导体材料、封装技术知识,最后给出了微电子技术发展的一些规律和展望。《微电子学概论(第3版)》的特点是让外行的人能够看懂,通过阅读这《微电子学概论(第3版)》能够对微电子学能有一个总体的、全面的了解;同时让内行的人读完之后不觉得肤浅,体现出了微电子学发展极为迅速的特点,将微电子学领域中的一些最新观点、最新成果涵盖其中。

《微电子学概论(第3版)》可以作为微电子专业以及电子科学与技术、计算机科学与技术等相关专业的本科生和研究生的教材或教学参考书,同时也可以作为从事微电子或电子信息技术领域工作的科研开发人员、项目管理人员全面了解微电子技术的参考资料。

凝聚态物理前沿:从量子涨落到拓扑绝缘体 图书简介 本书是一部深度探讨凝聚态物理学核心概念与最新研究进展的专著。它系统地梳理了凝聚态物理学的基本理论框架,并以前沿的视角剖析了材料的宏观量子特性及其在现代科技中的应用潜力。全书力求在保持严谨的理论深度与清晰的物理图像之间取得平衡,旨在为物理学、材料科学、电子工程等相关领域的学生、研究人员及工程师提供一份全面而深入的参考资料。 第一部分:晶体结构与晶格振动 本部分奠定了理解固体物理性质的结构基础。我们从晶体结构的基本描述入手,详细阐述了布拉格衍射的原理及其在晶体结构确定中的应用。重点在于理解周期性势场对电子运动的深刻影响。 随后,内容深入到晶格振动的量子力学描述——声子。我们构建了晶格振动的经典模型,并基于谐振子理论,引入了声子的量子概念。详细推导了色散关系,区分了光学支与声学支的物理意义。热力学性质(如比热)的计算是本章的关键应用,通过德拜模型(Debye Model)与爱因斯坦模型(Einstein Model)的对比,展现了统计力学在描述宏观热现象中的威力。此外,声子与电子、声子与声子之间的相互作用,即非谐性,被引入以解释材料的有限寿命、热导率及热膨胀等非线性现象。 第二部分:电子的能带理论 本部分是凝聚态物理学的核心支柱之一。我们从单电子近似出发,利用Bloch定理,导出了电子在周期性势场中的薛定谔方程的通解形式。在此基础上,详细分析了能带的形成机制,特别是晶格周期性如何将连续的能级分裂为允许能带和禁带。 重点讨论了布里渊区(Brillouin Zone)的概念及其在描述电子态空间中的重要性。引入了有效质量(Effective Mass)的概念,解释了电子在晶格中运动时表现出的非惯性行为,并探讨了有效质量的各向异性。随后,我们应用能带理论对材料进行分类:金属、半导体和绝缘体。对本征半导体和掺杂半导体的能带结构进行了深入分析,计算了费米能级的位置,并解释了N型和P型导电机制。晶体动量守恒定律在理解散射过程中的作用也被清晰阐述。 第三部分:电子输运与磁性 本部分聚焦于电子在晶格背景下的动态行为和集体现象。 首先,我们采用了玻尔兹曼输运方程(Boltzmann Transport Equation)来描述电子在电场、磁场和杂质散射下的输运过程。通过弛豫时间近似(Relaxation Time Approximation),推导了电导率、霍尔系数等输运系数的表达式。对散射机制(如声子散射、杂质散射)的温度依赖性进行了细致的分析。量子化的霍尔效应——包括整数量子霍尔效应(Integer Quantum Hall Effect, IQHE)和分数量子霍尔效应(Fractional Quantum Hall Effect, FQHE)——被作为电子在强磁场下二维电子气行为的突出范例进行介绍,强调了拓扑不变量在其中的核心作用。 随后,内容转向磁性。从朗之万(Langevin)顺磁理论出发,引入了居里-外斯定律。然后,深入探讨了铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性的微观起源,特别是利用海森堡交换模型(Heisenberg Exchange Model)解释了电子自旋之间的耦合作用。我们详细分析了布洛赫(Bloch)电子的分子场理论,并讨论了磁畴结构、磁滞现象以及磁性薄膜中的自旋电子学效应。 第四部分:超导电性与先进功能材料 本部分聚焦于凝聚态物理中两类最具吸引力的集体量子现象:超导电性与拓扑材料。 超导电性部分,我们首先回顾了现象学描述,如迈斯纳效应(Meissner Effect)和零电阻。随后,核心内容转向BCS理论。详细推导了库珀对(Cooper Pair)的形成机理,解释了超导能隙的微观起源,并阐述了超导态下的准粒子激发谱。我们还讨论了II型超导体在磁场下的涡旋态以及高温超导现象的复杂性。 最后,本书的前沿部分转向拓扑物理。我们引入了拓扑不变量的概念,将其应用于描述电子能带结构。重点介绍了拓扑绝缘体(Topological Insulators)——其内部是绝缘体,但表面/边缘存在受拓扑保护的导电态。详细阐述了狄拉克锥的结构以及自旋-轨道耦合(Spin-Orbit Coupling)在其中的关键作用。这一部分为理解新型量子器件和低能耗电子学提供了理论基础。 本书内容丰富,逻辑严密,旨在使读者建立起对凝聚态物理学从微观到宏观、从经典到量子的完整认知体系。

作者简介

目录信息

第一章 绪论 1.1 晶体管的发明 1.2 集成电路的发展历史 1.3 集成电路的分类 1.3.1 按器件结构类型分类 1.3.2 按集成电路规模分类 1.3.3 按结构形式分类 1.3.4 按电路功能分类 1.3.5 集成电路的分类小结 1.4 微电子学的特点第二章 半导体物理和器件物理基础 2.1 半导体及其基本特性 2.1.1 金属-半导体-绝缘体 2.1.2 半导体的掺杂 2.2 半导体中的载流子 2.2.1 半导体中的能带 2.2.2 多子和少子的热平衡 2.2.3 电子的平衡统计规律 2.3 半导体的电导率和载流子输运 2.3.1 迁移率 2.3.2 过剩载流子 2.4 pn结 2.4.1 平衡pn结 2.4.2 pn结的正向特性 2.4.3 pn结的反向特性 2.4.4 pn结的击穿 2.4.5 pn结的电容 2.5 双极晶体管 2.5.1 双极晶体管的基本结构 2.5.2 晶体管的电流传输 2.5.3 晶体管的电流放大系数 2.5.4 晶体管的直流特性曲线 2.5.5 晶体管的反向电流与击穿电压 2.5.6 晶体管的频率特性 2.6 MOS场效应晶体管 2.6.1 MOS场效应晶体管的基本结构 2.6.2 MIS结构 2.6.3 MOS场效应晶体管的直流特性 2.6.4 MOS场效应晶体管的种类 2.6.5 MOS场效应晶体管的电容第三章 大规模集成电路基础 3.1 半导体集成电路概述 3.2 CMOS集成电路基础 3.2.1 集成电路中的MOSFET 3.2.2 MOS数字集成电路 3.2.3 CMOS集成电路 3.3 半导体存储器集成电路 3.3.1 存储器的种类和基本结构 3.3.2 随机存取存储器(RAM) 3.3.3 掩模只读存储器(ROM) ……第四章 集成电路制造工艺第五章 半导体材料第六章 集成电路设计第七章 集成电路设计的EDA系统第八章 系统芯片(SOC)设计第九章 光电子器件第十章 微机电系统第十一章 集成电路封装第十二章 微电子技术发展的规律和趋势附录A附录B
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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《微电子学概论》这本书,我真的花了不少时间去钻研。从一开始对这个领域一窍不通,到如今能稍微理解一些基本概念,它扮演的角色功不可没。我特别欣赏作者在讲解过程中,对于复杂概念的层层剥离和清晰梳理。例如,在介绍MOSFET的构造时,它不仅仅是列出P型半导体、N型半导体、栅极、源极、漏极这些名词,而是深入浅出地解释了它们各自的作用,以及在电场作用下,载流子是如何移动,从而实现开关和放大的功能的。那些费米能级、功函数、载流子浓度这些听起来就很“高深”的词汇,在书中也被赋予了形象的比喻和实际的联系,让我能更好地抓住核心。而且,书中穿插的一些历史发展脉络,比如从最初的真空管到晶体管,再到集成电路的诞生,这些背景知识的引入,让我在学习技术的同时,也感受到了科学进步的魅力。我尤其喜欢它在每一章节末尾都会设置一些思考题,这些题目往往不是简单地重复课本内容,而是需要我运用所学知识去分析和解决问题,这极大地锻炼了我的独立思考能力。我常常在做这些题时,会反复翻阅前面的内容,加深理解,有时甚至会产生新的疑问,然后带着这些疑问去查找更多的资料,整个过程就像是在进行一场小型的科学探究,很有成就感。这本书的排版也非常舒服,图文并茂,很多示意图都画得非常精美,让我能直观地理解那些抽象的物理过程。我经常会对着图,一遍遍地默念书中讲解的原理,直到自己能完全在脑海中复现。

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这本书给我的最大感受是,微电子学并非孤立存在的学科,它与物理学、化学、材料科学乃至计算机科学都有着千丝万缕的联系。《微电子学概论》在讲解半导体材料的能带结构时,就巧妙地引入了量子力学的概念,让我了解到电子在晶体中的运动并非自由的,而是受到周期性势场的影响。这种跨学科的视角,让我对问题的理解更加立体和全面。我尤其喜欢它在介绍半导体掺杂时,对于杂质原子如何改变材料导电性的解释,这让我看到了化学元素周期表中的原子,在微电子世界里扮演着如此重要的角色。书中也提及了一些先进的制造技术,比如 FinFET、GAAFET 等,这些技术的发展,无不依赖于材料科学的进步和物理理论的突破。此外,书中关于数字集成电路设计的部分,例如逻辑门、触发器、组合逻辑和时序逻辑的介绍,则让我看到了微电子学与计算机科学的交汇点。我常常在学习完一个逻辑单元的原理后,尝试将其转化为实际的Verilog代码,这种将理论与编程结合的体验,让我对数字逻辑设计有了更深的兴趣。

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《微电子学概论》这本书,在知识的传递方式上,给我留下了深刻的印象。它不是简单地罗列公式和定理,而是通过大量的实例和图示,将抽象的概念具象化。例如,在讲解二极管的正向导通特性时,作者不仅给出了伏安特性曲线,还配上了详细的电路图和原理示意图,让我能够清晰地看到电压和电流之间的关系是如何形成的。我特别欣赏书中对于MOSFET迁移率降低效应的解释,它不仅仅给出了公式,还用图表展示了在不同栅极电压下,电子的散射情况,以及这对器件性能的影响。这种“可视化”的学习方式,极大地降低了学习难度,也提高了学习效率。此外,书中还穿插了一些历史上重要的发现和发明,例如晶体管的发明、摩尔定律的提出等,这些故事性的叙述,让我在学习枯燥的技术知识之余,也能感受到科学探索的魅力和历程。我常常在阅读这些故事时,会联想到如今我们所使用的各种电子产品,不禁感叹科学家的智慧和坚持。

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《微电子学概论》这本书,让我感受到了“循序渐进”的学习之美。作者并没有上来就抛出复杂的公式和理论,而是从最基础的半导体材料性质开始,逐步深入到器件的结构、工作原理,再到集成电路的设计和制造。我尤其喜欢它在讲解BJT(双极结型晶体管)时,对于NPN和PNP结构、基区、发射区、集电区以及电流放大作用的详尽介绍。书中通过对电流增益、输入电阻、输出电阻等关键参数的分析,让我能够清晰地理解BJT作为放大器和开关的特性。此外,书中对于不同类型的半导体存储器,如SRAM、DRAM、Flash Memory等的介绍,也让我对现代信息存储技术有了初步的认识。它不仅仅列举了这些存储器的名称,还深入讲解了它们的基本工作原理和存储单元的结构。我常常在学习完一个器件或技术后,会去思考它在实际应用中的表现,例如,为什么手机的内存是DRAM,而U盘的存储是Flash Memory,这种对比和思考,让我对不同技术的优势和劣势有了更深的理解。

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坦白说,拿到《微电子学概论》这本书的时候,我并没有抱有太高的期望,毕竟“概论”两个字,往往意味着内容的广博但不够深入。然而,这本书却给了我一个大大的惊喜。作者在处理“广”与“深”的平衡上做得非常出色。它触及了微电子学的多个重要领域,从半导体材料的基本性质,到各种晶体管(BJT、MOSFET)的工作原理,再到集成电路的设计和制造工艺,几乎涵盖了一个初学者需要了解的方方面面。但更难能可贵的是,在介绍每一个子领域时,作者并没有流于表面,而是能够抓住核心的物理机制和工程实现的关键点。比如,在讲解CMOS电路时,它不仅仅是介绍了PMOS和NMOS的组合,还深入解释了为什么CMOS电路具有低功耗的优势,以及它的噪声容限等重要参数是如何确定的。更让我印象深刻的是,书中对于不同工艺(如CMOS、BiCMOS)的比较分析,以及它们各自的优缺点和应用场景,这让我对微电子器件的选择有了更清晰的认识。此外,书中也提到了EDA工具在现代集成电路设计中的作用,虽然没有深入介绍具体的工具操作,但这种前瞻性的介绍,让我意识到理论学习与实际工程之间的联系,也为我今后深入学习相关工具打下了基础。这本书就像一个“引路人”,它没有把我一个人丢进浩瀚的微电子学海洋,而是为我规划了一条清晰的学习路径,让我知道接下来该往哪个方向努力。

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《微电子学概论》这本书,让我对“微”这个字有了更深刻的理解。它不仅仅是尺寸上的微小,更体现在其内部结构的精巧和功能的强大。作者在介绍集成电路的制造工艺时,花费了大量篇幅描述了诸如光刻、刻蚀、掺杂等一系列复杂而又精密的过程。我第一次了解到,一块硅片是如何通过层层叠叠的工艺,最终变成承载着亿万个晶体管的芯片的。那些无尘室、化学试剂、高精度设备,这些词汇汇聚在一起,勾勒出微电子制造的神秘而又严谨的图景。书中还穿插了一些关于良率和可靠性的讨论,这让我意识到,在微观世界里,任何微小的偏差都可能导致整个产品的失败,这其中的挑战可想而知。我特别欣赏书中对于芯片封装和测试的介绍,它让我明白,一块芯片的生命周期,从设计到生产,再到最终的封装和检验,每一步都凝聚着无数人的智慧和汗水。这本书的价值,不仅仅在于传授知识,更在于让我对这个看似“无形”的产业有了具象的认识,也让我对那些驱动着现代科技进步的微小世界充满了敬意。

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这本书在我心中的地位,可以用“启蒙”来形容。在遇到《微电子学概论》之前,我对于半导体这个词汇的理解,仅仅停留在“一种材料”的层面。这本书则为我打开了一个全新的世界。作者在开篇就对半导体的基本概念做了清晰的阐述,包括它的导电性介于导体和绝缘体之间,以及其导电性可以通过掺杂来调控的特性。我特别欣赏书中对于“空穴”这个概念的引入,它颠覆了我之前认为只有电子才能导电的观念,让我理解了空穴作为一种“正电荷载流子”在半导体中的重要作用。书中还详细讲解了PN结的形成过程,以及在不同偏置电压下,PN结的特性如何变化。这些基础的半导体物理知识,为我理解后续的晶体管、二极管等器件奠定了坚实的基础。我常常在阅读这些基础章节时,会不断地将书中的概念与我之前接触过的电子产品联系起来,思考它们是如何实现的,这种思考过程让我感觉自己正在逐步接近事物的本质。

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读完《微电子学概论》,我最大的收获之一是对“信号”有了全新的认识。在此之前,我只知道电子信号是信息的载体,但这本书让我理解了信号的本质,以及它们是如何在微电子器件中被处理和转换的。我尤其喜欢它在讲解模拟信号和数字信号的区别时,所做的生动比喻,比如将模拟信号比作平滑变化的河流,而数字信号则像是被分割成一段段的阶梯。书中详细介绍了ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)的工作原理,让我明白了如何将现实世界中连续变化的模拟信息,转化为计算机可以识别和处理的离散数字信息,反之亦然。这对于理解我们日常接触到的各种电子设备,如手机、电脑、音响等,都至关重要。书中也提及了一些重要的模拟信号处理技术,比如滤波器和放大器,这些单元电路是构建复杂电子系统的基础。我常常在学习完一个单元电路后,尝试去分析一些简单的模拟信号处理系统,感受信号在其中是如何一步步被加工和转化的,这种过程让我觉得非常有意思。

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《微电子学概论》这本书,让我体会到“细致”的力量。在讲解每一个器件的制造工艺和工作原理时,作者都力求做到精确和细致。例如,在介绍硅的提纯过程时,它详细描述了西门子法和区域熔炼法等不同的提纯技术,以及它们在杂质控制上的差异。这种对细节的关注,让我看到了微电子制造的严谨性。我尤其喜欢它在分析CMOS逻辑门的工作时,对于时序分析的讲解,比如建立时间(Setup Time)和保持时间(Hold Time)的概念,以及这些参数对电路稳定性的影响。这些参数对于确保数字电路在高速运行时不会出错至关重要。书中也提到了一些关于电路设计的布局和布线规则,以及这些规则对信号完整性的影响,这让我意识到,在芯片设计中,每一个微小的布局都可能对最终的性能产生显著的影响。这本书让我明白,微电子学不仅仅是理论知识的堆砌,更是对细节的极致追求。

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阅读《微电子学概论》的过程,对我来说是一次思维方式的重塑。在此之前,我对电子元器件的理解,停留在“黑箱”的状态,只知道接线正确就能工作。这本书则让我看到了“黑箱”内部发生的一切,它是如何由无数个微小的、遵循物理规律的半导体器件组成的。作者在解释半导体中的载流子(电子和空穴)行为时,运用了许多生动的类比,比如将空穴比作“空缺的座位”,让原本枯燥的物理概念变得易于理解。我尤其喜欢它在讲解PN结的形成和特性时,对扩散电流和漂移电流的详细剖析,以及如何通过外加电压来控制PN结的导通和截止。这些基础原理,是理解后续所有半导体器件(如二极管、三极管)的关键。书中对不同类型半导体器件的电路模型也做了详尽的介绍,这些模型虽然是简化的,但却能非常准确地描述器件在实际电路中的行为,这对于电路设计来说至关重要。我常常在分析一个复杂电路时,将各个器件用它们的模型来代替,这样就能大大简化分析过程,提高效率。书中也提到了一些典型的应用电路,例如放大电路和振荡电路,这些具体的实例,让我看到了抽象的理论是如何转化为实际的功能,这种“学以致用”的感觉,是学习过程中最大的乐趣之一。

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可能是与微电子八字不合吧,看得我都要吐了。

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作为一本入门书,浅显易懂且较为全面,希望未来能增加最新的科技进展。

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考研准备期再温

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