電子電路 普及版

電子電路 普及版 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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具體描述

好的,這是一本關於[暫定書名:現代集成電路設計與應用]的圖書簡介。 --- 現代集成電路設計與應用 內容簡介 本書旨在為電子工程、計算機科學及相關領域的學生、工程師和技術愛好者提供一套全麵、深入且實用的集成電路(IC)設計與應用知識體係。在當前微電子技術飛速發展的時代,集成電路已成為所有電子係統的核心驅動力。本書不局限於傳統的模擬或數字電路理論的簡單羅列,而是緊密結閤當前主流的半導體工藝、EDA 工具鏈以及實際係統需求,構建起從器件物理基礎到復雜係統級集成的完整認知路徑。 第一部分:CMOS 器件物理與模型基礎 (Foundation in CMOS Devices and Modeling) 本部分是理解現代集成電路性能極限和設計約束的基石。我們將深入探討構成現代數字和模擬電路的 CMOS 晶體管的工作原理。 1.1 半導體基礎與PN結理論迴顧: 簡要迴顧半導體物理學的關鍵概念,重點關注本徵載流子、摻雜、費米能級以及PN結的建立和反嚮偏置下的勢壘特性。 1.2 MOSFET 結構與工作原理的深度剖析: 詳細分析增強型和結型場效應晶體管(MOSFET)的結構,包括柵極、源極、漏極和襯底的材料特性。重點解析“開爾文方程”(長溝道模型)的推導過程,並引入“平方律”的物理意義。 1.3 短溝道效應與尺度效應(Scaling Effects): 隨著晶體管尺寸的縮小,短溝道效應(如閾值電壓滾降 Vth Roll-off、DIBL 等)成為決定器件性能的關鍵因素。本章將量化這些效應,並介紹亞微米乃至納米工藝下器件特性的非理想行為。 1.4 精密電路模型:BSIM 模型的演進與應用: 告彆理想模型,進入實際電路仿真所需的高精度模型。我們將介紹 BSIM3/BSIM4 模型族的結構,探討其如何精確描述載流子速度飽和、熱載流子注入(HCI)和噪聲特性。理解模型參數與工藝製造之間的聯係,是進行準確仿真和良率分析的前提。 1.5 亞閾值導電與低功耗設計挑戰: 在漏電功耗日益重要的背景下,晶體管在關斷狀態下的亞閾值導電特性變得至關重要。本章將分析亞閾值區的電流機製,並引齣高 K/金屬柵極(HKMG)技術如何應對傳統二氧化矽柵氧介質的物理限製。 第二部分:模擬集成電路設計(Analog IC Design) 模擬電路是實現精確信號調理、轉換和反饋控製的核心。本部分側重於高精度、高綫性度和低噪聲模擬模塊的設計方法。 2.1 跨導放大器(OTA)設計精要: 從基本兩管結構開始,逐步構建具有高增益和高輸齣阻抗的共源共柵(Telescopic Cascode)結構。重點分析輸入對失配對器件匹配精度的影響,並引入共源共柵結構以提高輸齣阻抗。 2.2 頻率補償與穩定性分析: 負反饋放大器的穩定性是模擬設計的生命綫。詳細講解補償技術,包括密勒補償(Miller Compensation)、導入零點補償(Nulling Resistor Technique)和極點/零點配置。使用相頻補償圖(Phase/Gain Plots)進行穩定性判據分析。 2.3 運算放大器的關鍵性能指標與優化: 深入討論單位增益帶寬(GBW)、壓擺率(Slew Rate)、輸入參考噪聲密度(Input-Referred Noise Density)之間的內在權衡關係。設計實例將涵蓋軌到軌(Rail-to-Rail)輸入/輸齣級的設計。 2.4 綫性化技術與失真分析: 研究二階(HD2)和三階(HD3)諧波失真産生的機理。介紹使用源極/漏極反饋、交叉耦閤以及晶體管尺寸優化等方法,以最小化信號失真,提高混頻器和低噪聲放大器(LNA)的綫性度(如 IIP3)。 2.5 鎖相環(PLL)與數據轉換器(ADC/DAC)基礎: 介紹高頻係統中的關鍵模塊。DAC 設計重點關注電流源匹配和失配誤差;ADC 設計則側重於流水綫(Pipelined)和Σ-Δ(Sigma-Delta)架構的選擇、量化噪聲整形和過采樣率的選擇。 第三部分:數字集成電路設計與驗證(Digital IC Design and Verification) 本部分聚焦於現代高性能、低功耗數字電路的設計流程,從邏輯門級到係統級實現。 3.1 組閤邏輯與時序邏輯單元的實現: 分析標準單元庫(Standard Cell Library)的構建,包括基本 NAND/NOR 門的物理布局考量。深入研究觸發器(Flip-Flop)的結構,如 D-FF、主從結構以及低功耗的 MUXed FF,以減少時鍾毛刺和設置/保持時間違例。 3.2 靜態時序分析(STA)的原理與實踐: 闡述建立時間(Setup Time)和保持時間(Hold Time)的計算模型。解析時鍾樹綜閤(Clock Tree Synthesis, CTS)在低偏斜(Skew)和低功率時鍾分配中的作用。使用 SDC 約束文件進行時序簽核(Sign-off)。 3.3 低功耗數字設計技術: 功耗分解為動態功耗和靜態功耗。探討門控時鍾(Clock Gating)、電源門控(Power Gating)、多電壓域(Multi-Voltage Domains)以及動態電壓和頻率調節(DVFS)等先進技術在降低係統功耗中的應用。 3.4 亞穩態與同步電路的魯棒性: 異步輸入信號對同步電路的潛在威脅。詳細介紹異步輸入信號去抖動(Debouncing)和單比特采樣(Synchronizer)電路的設計規則,確保係統在不同時鍾域交互時的穩定性。 3.5 邏輯綜閤與布局布綫流程: 介紹從 HDL(Verilog/VHDL)到門級網錶,再到物理版圖實現的完整 EDA 流程。重點討論綜閤階段的優化目標(麵積、速度、功耗),以及後端布局布綫中對互連綫寄生參數的考量。 第四部分:高級主題與係統級考量(Advanced Topics and System Considerations) 本部分將視角提升到芯片層麵,探討影響整體係統性能和可靠性的關鍵因素。 4.1 片上噪聲與串擾分析(IR Drop & Crosstalk): 隨著芯片麵積增大和電流密度增加,電源分配網絡(PDN)的電阻和電感帶來的 IR 壓降成為限製性能的瓶頸。分析信號綫之間的串擾(Coupling Noise)對時序和邏輯狀態的影響,以及防護措施。 4.2 射頻(RF)IC 設計入門: 簡要介紹在 CMOS 工藝中實現高性能 LNA、混頻器和 VCO 的挑戰。討論電感器、變壓器等無源器件在 RF 電路中的建模和布局要求。 4.3 可靠性與電磁兼容性(EMC): 探討芯片設計中必須考慮的長期可靠性問題,如靜電放電(ESD)保護電路的結構和設計準則。同時,分析芯片發齣的電磁輻射如何影響係統級 EMC 性能。 4.4 先進工藝節點的挑戰: 展望 FinFET 結構如何取代傳統的平麵 MOSFET,以及 3D 封裝(如 Chiplet 技術)對未來係統集成帶來的機遇與設計範式的轉變。 目標讀者: 本書內容深度適中,既包含足夠的理論深度來支持研究生階段的學習和專業工程師的深入研發工作,也通過大量的實際設計案例和EDA工具流程的介紹,確保瞭工程實踐的可操作性。它特彆適閤需要從基礎理論快速過渡到現代 IC 設計流程的專業人士。

著者信息

圖書目錄

圖書序言

圖書試讀

用戶評價

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拿到《電子電路普及版》這本書,我最先的感覺是「這本書的設計好有質感」。翻開內頁,我更是驚喜連連。作者的筆觸非常生動,不像一般技術書籍那麼生硬。他很善於從生活的角度齣發,將複雜的電子原理變得淺顯易懂。我對書中講解「電阻」的部分印象特別深刻,作者用「塞車的路段」來比喻電阻,讓我一下子就理解瞭電阻是如何「阻礙」電子流動的。而且,書中還結閤瞭很多時下流行的電子產品,比如智能手機、無線充電等等,來解釋其中涉及的電子電路原理,這讓我覺得這些知識非常貼近生活,一點都不枯燥。我還特別喜歡書中關於「半導體」的介紹,作者用「有條件的導體」來形容它,讓我明白瞭為什麼半導體在現代電子工業中如此重要。整本書的編排邏輯非常清晰,從最基礎的概念開始,逐步深入,讓讀者能夠循序漸進地學習。這本書的插圖也畫得非常有趣,不是那種冰冷的工程圖,而是帶有故事性的插畫,能夠輔助理解,並且增添閱讀的樂趣。我認為這本書最大的價值在於,它能夠激發讀者對電子世界的興趣,讓大傢不再對電子學感到畏懼。

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收到《電子電路普及版》這本書,說實話,我一開始有點猶豫,因為我大學念的是文組,對電子完全沒有基礎。但聽朋友推薦說這本書寫得很淺顯易懂,我還是抱著試試看的心態買瞭。結果,我真的太驚豔瞭!作者的文筆非常有溫度,不像一般的技術書籍那樣冷冰冰的。他用非常生動的比喻,把一些聽起來很複雜的電子概念,比如「半導體」、「開關電路」等等,都變得非常容易理解。我特別喜歡書中對於「電壓」的解釋,作者用瞭水壓的比喻,讓我知道原來電壓就是驅動電子流動的「力道」,這個比喻一下子就讓我懂瞭。而且,書中的每一個小節都緊扣生活中的應用,像是手機、電視、遙控器等等,都說明瞭這些日常用品中到底有哪些電子原理在運作,這讓我感覺電子學離我一點都不遙遠,原來它就藏在我們身邊。我還特別認真地看瞭關於「電阻」的介紹,作者用摩擦力來比喻電阻,讓我理解瞭為什麼有些材料會阻礙電流的通過,以及電阻在電路中的作用。這本書真的讓我對電子世界有瞭全新的認識,我不再覺得它是高不可攀的學問,反而覺得它充滿瞭趣味和魅力。我已經推薦給我的好幾個同樣對電子學感到好奇的朋友瞭,相信他們也會跟我一樣愛上這本書。

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這本《電子電路普及版》真的刷新瞭我對電子學書籍的刻闆印象。我之前讀過一些比較學術性的電子書,裡麵的公式和圖錶多到讓人生畏,每次看到最後都隻能放棄。這次抱著姑且一試的心態入手,沒想到會是如此令人驚喜的體驗。作者的敘事方式非常流暢,就像在聽一場精彩的講座,每一個概念的引入都循序漸進,並且總能搭配一些非常貼切的生活實例,讓我這個對電子完全門外漢的人也能輕鬆理解。例如,在解釋「串聯」和「並聯」電路時,作者用瞭串糖葫蘆和並排的燈泡來做比喻,形象又生動,一下子就把這個概念牢牢記在我腦海裡。更讓我印象深刻的是,書中並沒有為瞭追求「普及」而犧牲掉應有的深度,它依然能夠準確地闡述一些核心的電子原理,隻是用更易懂的方式呈現。我尤其欣賞書中對於「二極體」和「電晶體」的介紹,以往覺得這些都是很專業的東西,但透過作者的講解,我纔瞭解到它們在電子設備中的作用是如此關鍵,而且原理也並非遙不可及。書中還穿插瞭一些「為什麼」的問答環節,解答瞭我許多潛在的疑問,這點真的非常貼心。對於想要初步瞭解電子學,或者曾經被複雜的電子原理嚇退的人來說,這本書絕對是最佳的入門選擇。它不隻是一本教科書,更像是一位溫柔的引路人,帶你輕鬆走進電子電路的奇妙世界。

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老實說,我是一個從小就對數學和物理感到頭疼的人,所以當我看到《電子電路普及版》這本書名時,心裡其實是有些抗拒的。但迫於好奇,還是買來看看。沒想到,這本書徹底顛覆瞭我對電子學的既有印象!作者的文筆非常優美,而且充滿瞭智慧。他沒有使用艱深的術語,而是用非常形象的比喻,將那些抽象的電子概念,比如「電壓」、「電流」、「電阻」,都講得好像日常生活中的事情一樣。我最喜歡的章節是關於「電晶體」的介紹,作者用「一個精巧的電子開關」來形容它,並且詳細解釋瞭它是如何控製電流的流嚮,這讓我明白瞭為什麼它被稱為「電子工業的基石」。書中的插圖也畫得非常可愛,每一張圖都能精準地傳達訊息,並且增添瞭閱讀的趣味性。這本書還包含瞭一些非常實用的DIY小專案,讓讀者可以動手實踐,加深對理論知識的理解。我跟著書中的步驟,成功製作瞭一個簡單的LED燈,那種成就感真的無與倫比!這本書不僅普及瞭知識,更重要的是,它點燃瞭我對電子學的熱情,讓我開始重新審視這個我曾經避之不及的領域。

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坦白說,在翻開《電子電路普及版》之前,我對於「電子電路」這四個字,總是有種遙遠且神聖的距離感,總覺得那是屬於工程師的專業領域,跟我這個平凡的上班族毫無關係。但這本書,徹底打破瞭我的這個迷思。作者的敘事功力非常驚人,他就像一位經驗豐富的說書人,將原本枯燥乏味的電子原理,編織成一個個引人入勝的故事。我對書中對於「電阻」的闡述印象特別深刻,作者沒有直接給齣冰冷的公式,而是用「河流中的石頭」來比喻電阻,讓我瞬間就明白瞭電阻是如何「阻礙」電子流動的,以及它在電路中扮演的「限流」角色。而且,書中還有很多「為什麼」的小專欄,解答瞭我平時對電子產品的各種疑問,比如為什麼手機充電線有不同的規格?為什麼有些電器需要變壓器?這些問題的答案,在這本書裡都能找到。我還發現,書中對於「二極體」的解釋,用瞭「單嚮閥門」的比喻,讓我清晰地理解瞭二極體隻能讓電流朝一個方嚮流動的特性,這對我理解整流電路非常有幫助。閱讀這本書的過程,我感覺自己像是闖入瞭一個全新的世界,從一開始的陌生和敬畏,到後來的驚嘆和好奇,這本書成功地引領我走進瞭電子電路的奇妙殿堂。

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哇,拿到這本《電子電路普及版》,真的讓我在通勤的捷運上,忍不住一直翻來翻去。我本來對電子學就沒有什麼概念,頂多知道手機、電腦裡麵有很多「線路」,但具體是怎麼運作的,我可是兩眼一抹黑。收到這本書的時候,說實話,有點擔心會不會太艱澀難懂,畢竟「電子電路」聽起來就不是一般人能輕易駕馭的科目。結果,齣乎意料!作者的筆觸非常親切,像是隔壁熱心的阿姨在跟你分享她年輕時的DIY經驗一樣。從最基本的電壓、電流、電阻這些概念講起,沒有囉唆的數學公式,而是用瞭很多生活化的例子,像是水管裡的水流、水龍頭開關的控製等等,瞬間就把抽象的電子原理具象化瞭。我特別喜歡書裡介紹的幾個小實驗,像是用電池、燈泡、開關就能組裝齣一個簡單的電路,還能觀察到燈泡亮滅的變化。那個瞬間,我真的有種「原來電子電路也沒那麼可怕」的感覺。而且,書裡的插圖都畫得很有趣,不是那種冷冰冰的技術圖,而是帶有情感和故事的,讓人讀起來一點都不覺得枯燥。我把書帶到辦公室,同事看到封麵,還以為我又要挑戰什麼高難度的工程專案瞭,我跟他們說這是普及版,他們都很驚訝,紛紛錶示也有興趣藉去看看。我覺得這本書最厲害的地方,就是它真的把「普及」兩個字做到瞭,讓對電子領域感到好奇但又望而卻步的人,也能踏齣第一步,感受電子世界的魅力。希望之後還能有更多類似這樣的好書齣現,讓更多人能接觸到科學知識。

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這本《電子電路普及版》真的是一本讓我愛不釋手的寶書!我本來以為這本書會像我過去讀過的那些電子學書籍一樣,充滿著冷冰冰的公式和難以理解的圖錶。然而,作者的筆觸非常親切,他就像一位經驗豐富的老師,用非常生動、幽默的方式,將電子電路的知識娓娓道來。我尤其喜歡書中對於「濾波電路」的講解,作者用「篩子」來比喻濾波電路,讓我一下子就明白瞭它在去除雜訊、保留有用訊號方麵的作用。而且,書中的每一個章節都充滿瞭啟發性,它不僅講解瞭電子元件的基本原理,還深入探討瞭它們在實際應用中的重要性。我對書中關於「振盪電路」的描述印象深刻,作者用「盪鞦韆」來比喻振盪電路,讓我不禁感嘆,原來這麼複雜的電路,背後竟然有如此簡單又形象的類比。這本書的插圖設計也非常獨特,不僅能夠幫助理解,還能讓閱讀過程充滿樂趣。我強烈推薦給所有對電子世界感到好奇,但又不知道如何入門的朋友。這本書絕對是你踏入電子學殿堂的最佳嚮導。

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這本《電子電路普及版》絕對是我近期讀過最讓我驚喜的一本書瞭。我過去對電子學的印象一直停留在「很難」、「很複雜」的階段,光是想到那些密密麻麻的電路圖和專業術語,就讓我打退堂鼓。然而,這本書的齣現完全改變瞭我的看法。作者的寫作風格非常獨特,他巧妙地將許多艱澀的電子原理,融入到豐富的生活情境中。例如,在講解「漏電」現象時,他用瞭水管漏水的例子,讓我立刻就理解瞭電路中的「短路」是什麼意思,以及它可能造成的危害。書中每一個章節的開頭,都會先鋪陳一個與之相關的生活場景,然後再慢慢引導讀者進入電子學的討論,這種方式讓我感覺非常自然,沒有任何學習的壓力。我尤其喜歡書中對於「開關」這個基本概念的探討,作者從最簡單的電燈開關,一路講到電腦裡複雜的邏輯開關,讓我瞭解到這些看似簡單的元件,是如何構建起整個電子世界的。書中的插圖也非常精美,不僅清晰地展示瞭電路結構,還帶有許多有趣的漫畫元素,讓我在閱讀過程中不會感到疲憊。閱讀這本書的過程,就像是在跟一位經驗豐富的電子工程師一起聊天,他用最平實的語言,為我揭示電子世界的神秘麵紗。我強烈推薦給所有對電子學有興趣,但又害怕難度的人。

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我原本是抱著「學一點是一點」的心態去買這本《電子電路普及版》的,因為我對電子產品的內部構造一直很好奇,但又覺得電子學太難瞭,大概是隻有理工科的學生纔能駕馭的知識。沒想到,這本書完全顛覆瞭我的想法。它的開頭並沒有直接進入枯燥的公式和圖錶,而是從一個非常有趣的視角切入,像是描繪電子元件在我們日常生活中的「角色」,讓我一開始就產生瞭濃厚的興趣。我特別喜歡作者在講解「電容」這個概念的時候,用儲水桶來比喻,這個比喻真的太貼切瞭!讓我立刻就明白瞭電容在電路中儲存能量的功能。而且,書中的排版和插畫也做得非常用心,每一頁都充滿瞭活力,不像傳統的教科書那樣死氣沉沉。我最喜歡的單元是關於「邏輯閘」的部分,雖然我隻是一知半解,但作者透過簡單的「開」和「關」的類比,讓我大概理解瞭這些基本邏輯單元是如何工作的,以及它們在數位電路中的基礎性作用。我還把書裡介紹的幾個簡單的DIY小項目,像是製作一個簡單的LED閃爍電路,跟傢裡的小朋友一起動手做瞭,看著他們因為親手完成作品而露齣的笑容,我感覺這本書不僅普及瞭知識,還點燃瞭他們對科學的熱情。這本書的價值,絕對遠不止於文字內容本身,它更是一種引導,一種啟發,讓更多人願意去探索科學的奧秘。

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我是一個對科技充滿好奇心,但又常常被複雜的技術術語打敗的讀者。這次入手《電子電路普及版》,純粹是抱著「死馬當活馬醫」的心態。結果,這本書完全齣乎我的預料,讓我體驗到瞭前所未有的學習樂趣。作者的寫作方式非常細膩,他能夠從最基礎的概念講起,並且用非常貼切的比喻來解釋。我尤其喜歡書中對於「電壓」的講解,作者將其比作水管中的水壓,讓我立刻就理解瞭電壓是驅動電子流動的「力量」。而且,書中還穿插瞭很多關於日常生活電器的工作原理的介紹,比如為什麼遙控器能讓電視機做齣反應,為什麼手機螢幕能夠發光。這些問題的解答,都建立在書中講解的電子原理之上,讓我覺得學習這些知識非常有意義。我還對書中關於「電容」的描述印象深刻,作者用「充電電池」來比喻電容,讓我一下子就懂瞭它在電路中儲存和釋放電能的功能。這本書的排版也很舒服,插圖清晰且具有啟發性,讓我在閱讀過程中不會感到壓力。它就像一位和藹可親的老師,耐心地引導我這個電子學的門外漢,一步步認識這個奇妙的世界。我相信,即使是對電子學毫無概念的人,也能從這本書中獲得巨大的收穫。

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