世界第一简单半导体 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　本书以漫画来解说半导体。是从物理学、物理工程的角度，来解说半导体物质的特性，以及半导体如何活用在电子电路中。

　　由于大多数解说半导体的入门书，都着重于我们日常生活中运用半导体的电子技术，而非半导体本身的性质。结果，读者只能碰到半导体知识的皮毛，很难追求更上一层楼的知识。

　　本书尽量避免一般入门书中的简单举例，而是尽可能描绘出现实的物质特性。

本书特色

　　一切物质的元素、原子，要如何连接在一起？物质之中的电子，又如何运送电力？半导体元素中的电子轨域是什么？如何影响导电性？导电性又对半导体造成何种影响？了解这些理论，就能明白半导体真正的意义。

　　漫画→图解→说明

　　本书以生动有趣的漫画及故事的串连，将抽象、复杂的半导体知识融入其中，尽量避免一般入门书的简单举例，而是尽可能多所描述半导体本身的性质，在少爷与女仆的搞笑漫画中，不知不觉在看故事的过程中就能了解半导体复杂的相关知识。

作者简介

涩谷道雄

　　1971年毕业于日本东海大学工学院电子工程系。

　　曾在民间医疗机构的研究所中担任NMR等方面之研究员，在外资半导体厂中进行MOS制品的开发、企划、设计等，以及经历半导体公司技术部门，目前担任电子零件公司「三共社有限公司」董事。着作有：「用Excel学会讯号分析与数值模拟」，「用Excel学会傅立叶转换」，「图解傅立叶分析」（世茂出版）等。

审订者简介

魏哲弘

　　大同大学机械工程系副教授，薄膜力学与微流体晶片实验室主持人。国立台湾大学机械工程学士，美国卡内基美隆大学机械工程硕士，宾州大学机械工程博士。专长机械固力、微机电系统、半导体制程，MEMS。相关研究领域：(1) 薄膜机械性质探讨、(2) 微流体混合晶片、(3) 应用感温性水胶于微阀体、(4) 介电泳细胞分离生物晶片、(5) 细胞裂解生物晶片。

译者简介

李汉庭

　　1979年生，毕业于国立海洋大学电机系，自学日文小成。2003年进入专利事务所开始从事翻译工作，2006年底开始从事书本翻译。领域从电机专利文件乃至于生活小常识、医学科技等的中日对译，乐于在工作中吸收新知识。目前尝试将作品触角延伸到特殊造型与影像创作，往后仍希望能接触更多领域，增加知识广度，同时磨练文笔。译有《3小时读通奈米科技》、《图解有趣的设计心理学》（世茂出版）、《3年300人超速人脉养成术》（智富出版）、《有机神话的谎言》（世潮出版）等。

现代电子工程基础与实践 第一部分：基础理论的深度剖析与应用 本书旨在为电子工程领域的初学者和希望巩固基础知识的专业人士提供一套全面、深入且实用的理论框架。我们着重于从最基本的物理原理出发，系统阐述电子元件的特性、电路分析方法，以及信号处理的基础概念。 第一章：电子学基本定律与元件特性 本章将回顾并深入解析构成现代电子系统的核心定律，包括欧姆定律、基尔霍夫定律（KCL和KVL）的严谨推导及其在复杂网络分析中的应用。随后，我们将详细探讨电阻、电容和电感这三种基本无源元件的物理本质、它们在时域和频域中的行为差异。特别地，我们将用大量实例说明电容的充放电过程以及电感在电流变化时所体现的储能特性。此外，本章还将引入阻抗（Impedance）的概念，作为交流电路分析的强大工具，并对比分析串联和并联谐振电路的特性及其工程意义。 第二章：半导体物理与PN结理论 虽然本书侧重于应用，但对半导体物理基础的掌握至关重要。本章将系统介绍半导体材料的能带理论，区分导体、绝缘体和半导体的内在区别。我们将详细阐述本征半导体和掺杂（N型和P型）半导体的载流子迁移率、浓度及其温度依赖性。核心内容在于PN结的形成、势垒区的建立、以及在不同偏置电压下（零偏、正偏、反偏）的电流-电压（I-V）特性曲线的物理机制解释。我们将特别关注齐纳击穿和雪崩击穿的现象及其在稳压器件设计中的利用。 第三章：放大电路的构建与分析 本章是模拟电子学的基础核心。首先，我们将介绍二极管作为开关和限幅元件的应用。随后，重点转向双极性结型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET，包括JFET和MOSFET）。对于BJT，我们将深入分析共射极、共集电极和共基极三种基本组态的电压增益、电流增益和输入/输出阻抗的计算方法。我们将探讨晶体管的直流偏置电路设计，确保其工作在合适的Q点，并讨论各种稳定偏置电路（如分压器偏置）的优缺点。对于FET，我们将侧重于其高输入阻抗的优势及其在电压放大器中的应用。本章的实践部分将包含对单级放大器频率响应的分析，计算其低频截止频率和高频截止频率。 第四章：集成运算放大器（Op-Amp）的理想与非理想模型 运算放大器是现代电子系统中最万能的“积木块”之一。本章将从理想运放的五个假设出发，推导其基本运算电路，如反相放大器、同相放大器、加法器、减法器和积分器、微分器的数学模型。随后，我们将引入非理想特性，如有限的开环增益、输入失调电压、共模抑制比（CMRR）以及压摆率（Slew Rate）的限制，并分析这些参数对实际电路性能的影响。本章还包含对有源滤波器设计（如巴特沃值、切比雪夫滤波器）的详细讲解，重点关注二阶滤波器单元的实现。 第二部分：数字电子学与逻辑系统 本部分将从离散信号的世界切入，构建数字系统的基础单元，并逐步过渡到复杂的组合逻辑和时序逻辑电路的设计与实现。 第五章：布尔代数与组合逻辑设计 本章建立在对二进制数系统（包括补码表示法）的理解之上。我们将详细阐述布尔代数的基本公理和定理，这是所有数字逻辑的基础。重点讲解使用卡诺图（Karnaugh Maps）和Quine-McCluskey方法进行逻辑函数的化简，以最小化硬件资源。随后，我们将介绍基本逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的物理实现原理，并重点分析NAND和NOR门作为通用门的强大能力。本章的实践部分涵盖加法器、译码器、多路复用器（MUX）和数据分配器（DEMUX）的设计与应用。 第六章：时序逻辑电路与状态机 与组合逻辑不同，时序逻辑电路的输出不仅依赖于当前的输入，还依赖于电路过去的状态。本章首先介绍锁存器（Latch）和触发器（Flip-Flop，如SR, D, JK, T型）的工作原理、特性表和状态图。我们将深入分析主从结构和边沿触发机制，以避免毛刺和竞争冒险。核心内容在于有限状态机（FSM）的设计，我们将使用穆尔（Moore）和米利（Mealy）模型来描述系统行为，并提供完整的状态图到硬件描述语言（如VHDL或Verilog的初步概念，侧重于结构化描述）的转换流程，用于设计计数器和寄存器组。 第七章：半导体存储器与可编程逻辑器件 现代计算系统的性能极大地依赖于高效的存储结构。本章将剖析不同类型的半导体存储器，包括静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）的基本单元结构、读写时序和延迟特性。此外，也将简要介绍只读存储器（ROM, PROM, EPROM, EEPROM）的工作原理。随后，我们将探讨可编程逻辑器件（PLD）的演进，重点介绍可编程逻辑阵列（PLA）和可编程阵列逻辑（PAL）的基本架构，以及现场可编程门阵列（FPGA）的宏单元概念，为系统级设计打下基础。 第三部分：信号处理与系统集成 本部分将目光从单个电路扩展到信号在系统中的流向和转换，重点关注模拟信号向数字信号的转化过程及其关键技术。 第八章：数据转换技术：ADC与DAC 在物理世界和数字世界交汇之处，数据转换器（ADC和DAC）扮演着至关重要的角色。本章首先详细介绍数模转换器（DAC），包括电阻梯形网络DAC和R-2R梯形DAC的结构、分辨能力和转换时间。随后，我们将深入分析模数转换器（ADC），涵盖并联比较型、逐次逼近型（SAR）以及积分型ADC的工作流程和优缺点。本章将重点讨论量化误差、有效位数（ENOB）和采样定理（Nyquist-Shannon Theorem），解释为什么必须进行抗混叠滤波。 第九章：反馈控制系统导论 反馈是稳定和精确控制的基础。本章将从系统框图的绘制入手，定义开环和闭环系统的概念。我们将使用拉普拉斯变换工具来描述线性时不变（LTI）系统的动态特性，推导出系统的传递函数。核心分析工具是系统的稳定性判据，我们将通过根轨迹法和奈奎斯特图来分析系统的极点位置和相位裕度/增益裕度，确保闭环系统的稳定性和瞬态响应的优化。本章还将引入PID控制器（比例-积分-微分）的基本结构及其在消除稳态误差和改善动态性能中的作用。 第十章：电磁兼容性（EMC）与电路布局实践 一个在面包板上工作良好的电路，在PCB上可能因辐射和耦合问题而失效。本章聚焦于实际工程中最常遇到的挑战之一：电磁兼容性。我们将讲解电磁干扰（EMI）的产生机制，包括串扰、电源噪声耦合和地线回流路径问题。内容涵盖PCB设计中的关键布局原则，如电源和地平面的分割、关键信号线的阻抗控制（微带线和带状线）、以及屏蔽和滤波器的选择与放置，旨在指导读者设计出低噪声、高可靠性的电子产品。 结语 本书旨在构建一个坚实的、可应用于多种工程领域的电子系统知识体系，强调理论与实践的紧密结合，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”。

第1章 什么是半导体
第2章 类比和数字的世界
第3章 半导体零件及其材料
第4章 万物之源──原子
第5章 混有杂质的单晶体硅
第6章 杂质半导体的应用──二极管和晶体管

评分☆☆☆☆☆

我一直有个模糊的想法，就是想要自己设计一些简单的小电子产品，但苦于没有基础知识。每次上网搜索相关的教程，看到的都是各种电路图和专业术语，看得我心灰意冷。《世界第一简单半导体》这个书名，简直就是为我量身定做的！我特别期待这本书能够提供一些非常基础的、实操性的知识。比如说，最简单的半导体器件，比如二极管和三极管，它们到底有什么用？我们怎么用它们来构建一些简单的电路？有没有一些入门级的电子项目，可以让我跟着书中的步骤一步一步完成？我希望能从最基础的“搭建”开始，慢慢理解半导体的应用。我希望这本书能提供一些实用的建议，比如需要准备哪些工具和材料，以及在实际操作中需要注意哪些事项。如果它能让我真正动手做出一些小玩意儿，那将是多么大的成就感！我希望这本书能成为我进入电子制作领域的敲门砖，点燃我的动手实践热情。

评分☆☆☆☆☆

我最近因为工作关系，需要了解一些关于科技趋势的资讯，而半导体无疑是其中最热门的领域之一。但作为一个非专业人士，我常常感觉信息量太大，而且很多术语都像天书一样，根本不知道从何下手。《世界第一简单半导体》这个书名，就完美地契合了我当下最迫切的需求。我希望这本书能让我快速建立起对半导体产业的基本认知，明白它在整个科技生态中的地位和作用。我期待它能够清晰地解释，什么是“摩尔定律”？为什么它对半导体产业如此重要？未来的半导体技术，又会朝着哪个方向发展？有没有一些新兴的技术，比如人工智能对芯片设计的影响，或者量子计算对传统半导体带来的挑战？我希望这本书能为我提供一个清晰的行业概览，让我能够理解当下热点话题的背景，并且对未来的科技发展有一个初步的判断。如果这本书能够帮助我快速掌握关键信息，并且对半导体行业有一个更具前瞻性的认识，那么它绝对是我需要的那一本。我希望它能帮助我跟上科技发展的步伐，并且在与人交流时，能有更深入的见解。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一直对科技发展史蛮有兴趣的，尤其是那些改变世界的重要发明。半导体绝对是其中之一，没有它，就没有我们现在的生活。但很多书讲到半导体，动不动就是物理原理、量子力学，看得我头晕眼花，根本跟不上节奏。所以，《世界第一简单半导体》这个名字，就好像一位知心朋友，拍着我的肩膀说：“别怕，我来帮你！”我特别期待这本书能从一个更宏观的角度，讲述半导体产业的起源和发展脉络。我想知道，最开始是谁发现了半导体的神奇之处？那些伟大的科学家和工程师们，他们是如何克服重重困难，将理论转化为实际产品的？有没有一些有趣的故事或者传奇人物，他们的经历能让我在学习知识的同时，也感受到一股力量？我也想了解，半导体产业的发展，是如何与人类社会的进步紧密相连的？它催生了哪些新的科技革命？又对我们的日常生活产生了哪些深远的影响？如果这本书能像一部精彩的纪录片一样，将这些故事娓娓道来，我相信我会看得津津有味，并且对半导体这个领域产生更深刻的认同感和敬畏感。我希望它能描绘出半导体产业从无到有、从小到大的壮丽图景，让我感受到人类智慧的伟大力量。

评分☆☆☆☆☆

每次逛电子产品店，看到那些小巧精致的芯片，我都会感到好奇，这么小的东西，怎么能承载如此强大的功能？《世界第一简单半导体》这个名字，让我觉得它终于能揭开这些“魔法”背后的秘密了。我希望这本书能从一个更贴近我们生活的角度，解释半导体是如何工作的。比如说，我用的智能手机，里面的处理器是怎么让APP流畅运行的？电视机是如何接收信号并且显示画面的？汽车里的电子系统又是如何协同工作的？我特别希望这本书能用生动形象的比喻，或者具体的案例，来解释那些抽象的技术概念。比如，它会不会用“水管”来比喻电流的流动？或者用“积木”来比喻芯片的架构？我希望这本书能让我明白，那些我们每天都在使用的电子产品，它们的“心脏”——半导体，到底是怎么“跳动”的。如果它能让我对身边的科技产品产生更深的理解和欣赏，那我绝对会爱上这本书。我希望能看到那些让我“啊，原来如此！”的瞬间，从而对科技产生更浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

哇，看到《世界第一简单半导体》这个书名，我真的眼睛都亮了！作为一个对科技充满好奇，但又常常被各种复杂名词吓退的普通人，这个书名简直就像黑暗中的一道曙光。我一直觉得半导体是现代科技的基石，从我们手机的芯片到电脑的处理器，再到家里的各种智能电器，背后都有半导体的身影。但每次看到新闻里提到半导体产业，总觉得云里雾里的，什么制程、晶圆、IP核，听起来就让人头大。所以，当看到“世界第一简单”这几个字，我内心的渴望就被瞬间点燃了。我迫切地希望这本书能像一位耐心的老师，用最浅显易懂的语言，一步一步地引导我理解半导体到底是什么，它为什么这么重要，又是如何一步步发展到今天这个地步的。我期待这本书能让我不再对这个神秘的领域感到畏惧，甚至能激发出我进一步探索的兴趣。我希望能了解半导体材料的种类，它们各自有什么特性，以及在不同的应用场景下，为什么会选择某种特定的材料。而且，我也很好奇，制造一颗小小的芯片，到底需要经过多少道复杂的工序，每一步又扮演着什么关键角色。这本书如果能让我对这些问题都有一个清晰的认识，那绝对是物超所值了。