数位逻辑设计（第四版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书由如何设计数位电路开始讲解，到让读者能实际设计数位电路为止。也就是利用最浅显的原理，将理论和实际应用连系在一起，使读者能将所学应用在日常生活当中，即使在撰写程式时，也会利用到本书的逻辑设计观念。

　　作者在本书中不断灌输思考逻辑，揭示简单扼要而意义深远的法则，使读者真正能学以致用。以简约的单纯来启动大脑的连结，精通数位逻辑的设计与应用，进而提升读者在数位领域中的设计技能。

　　全书共9章，分为五大部分：第一部分为数位逻辑的基础，第1章先为读者建立进制演算的基础，第2章阐述逻辑闸及其应用；第二部分为数位逻辑的设计，第3章讲述布林代数，第4章介绍加法器与减法器，第5章说明编码与多工的设计；第三部分为计数的电路分析与设计，在第6章介绍各种正反器，设计出同步计数器、时脉边缘触发电路；第四部分第7章讲述布林代数化简法则与利用状态变迁工具设计电路之方法，是FPGA的基本概念，第8章介绍移位暂存器的应用，并阐述多项式的概念；第五部分以第9章讨论数位逻辑的最高境界次序网路，这对于实际电梯升降控制、机器人动作执行以及相关的自动控制领域上均十分重要，希望能带给读者广泛的应用视野。

　　各章章末均有作业题，供读者读完该章之后自行演练。除了章末作业之外，作者考量教学需求，也在适当章节之间安排了两次段考模拟考题，让读者学习一段落之后可以总结复习。本书中所设计的题目均非常实用，期待对逻辑设计的读者有更大的助益。作业及段考题的解答均附在书中，方便自学读者自行研读。

　　第四版新增第8章，并更新部份章末作业及段考试题。

 

电子学基础原理与实践：面向现代工程应用的系统设计指南 本书聚焦于构成现代电子系统的核心基础理论与实用工程技术，旨在为电气工程、计算机工程及相关领域的学生与专业人士提供一本全面、深入且与时俱进的参考手册。全书内容严格围绕电子系统从基础元件到复杂集成电路的实现路径展开，不涉及数字逻辑设计（如布尔代数、组合与时序逻辑电路设计等）的特定内容。 本书的编撰秉持严谨的科学态度和强烈的应用导向，致力于构建一个坚实的模拟与混合信号电路设计知识体系，这是所有高性能电子产品得以实现的关键。我们相信，对半导体物理、器件特性、反馈理论以及噪声控制的深刻理解，是创新电子系统设计的基石。 --- 第一部分：半导体器件的物理基础与特性分析 本部分详细阐述了构成现代电子系统的核心有源器件——半导体结型晶体管（BJT）和场效应晶体管（MOSFET）的物理工作原理及其在电路层面的建模与特性分析。 第一章：半导体基础物理回顾 本章首先回顾了固体物理学的基本概念，重点讨论了晶体结构、能带理论在半导体中的体现。深入分析了本征半导体、N型和P型掺杂的机制及其载流子（电子和空穴）的迁移率、漂移和扩散电流。重点讲解了PN结的形成、势垒电位、以及在不同偏置条件下（平衡、正向、反向）的电流-电压（I-V）特性，这是所有后续器件分析的基础。 第二章：双极性结型晶体管（BJT）的深入研究 本章专注于BJT的结构、工作原理及其在电路中的应用。详细分析了载流子在基区、发射区和集电区的输运过程，推导出Ebers-Moll模型和简化混合π模型。对BJT的放大区、截止区和饱和区的工作点进行了详尽的数学描述。特别强调了BJT的非理想效应，如欧姆区、早期效应（Early Effect）的影响以及高频特性（$eta$滚降）。本章通过大量的实例，指导读者如何利用BJT构建基础的电流源、电压基准和初步的放大电路。 第三章：金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET） MOSFET是现代集成电路设计中应用最为广泛的器件。本章从MOS结构开始，系统阐述了其工作机理。深入分析了沟道形成、阈值电压的确定及其对栅氧厚度和衬底掺杂的依赖性。详细讨论了MOSFET的“亚阈值”、“线性区”（欧姆区）和“饱和区”的I-V特性方程。本章对MOSFET的寄生参数——包括栅极输入电容、源/漏端结电容、沟道长度调制效应——进行了量化分析，为高速电路设计奠定基础。 --- 第二部分：模拟电路基础与性能分析 本部分将基础器件转化为可用的放大单元，并探讨了如何精确分析和优化模拟电路的性能指标。 第四章：单级和多级放大器 本章从最基本的共源极（CS）、共射极（CE）组态出发，系统讲解了不同放大器配置的输入阻抗、输出阻抗、电压增益和相位关系。着重分析了差分对（Differential Pair）的设计原理，包括其共模抑制比（CMRR）的计算和实现方法，这是高精度模拟前端的关键。随后，扩展到两级及多级放大器的级联，讨论了中间级耦合（直耦、RC耦合）对整体带宽和功耗的影响。 第五章：频率响应与反馈理论 理解电路在不同频率下的行为至关重要。本章引入了频率响应的概念，通过 Bode 图分析了放大器在低频（由耦合电容和直流偏置引起）和高频（由器件寄生电容引起）下的滚降特性。推导了增益带宽积（GBW）。紧接着，本章详细阐述了负反馈理论，包括反馈拓扑结构（电压-电压、电流-电压等）的识别。运用波德稳定性判据（Bode Stability Criterion）和相角裕度分析电路的稳定性，并指导读者如何使用反馈机制来线性化增益、控制输入/输出阻抗和展宽带宽。 第六章：运算放大器（Op-Amp）的设计与应用 本章深入探究了集成电路中运算放大器的内部结构，从输入级（通常是高增益差分对）、偏置电路到输出级。重点讲解了实现高开环增益和低输出阻抗的关键技术，如米勒补偿（Miller Compensation）的应用以保证反馈系统的稳定性。随后，本章展示了如何利用理想和非理想的运放构建精密线性电路模块，包括有源滤波器（如Sallen-Key拓扑）、精确的加法器、积分器和微分器，以及电压跟随器。 --- 第三部分：电源管理、电流镜与数据转换基础 本部分侧重于模拟电路中的关键实用技术，包括偏置电路、线性稳压技术以及模拟信号与数字信号交汇处的处理。 第七章：偏置电路与电流镜技术 在本章中，详细研究了如何为晶体管电路提供稳定、独立于电源电压和温度的直流工作点。重点讲解了各种偏置技术的对比，如分压器偏置、恒流源偏置等。电流镜（Current Mirror）作为实现精确电流分配和高输出阻抗的基石，被进行了详尽的分析，包括基本的二管电流镜、Widlar电流镜以及镜像误差的分析与抑制。 第八章：线性稳压器与低噪声设计 本章关注如何为敏感的模拟电路提供干净、稳定的电源。深入分析了串联型和并联型线性稳压器（LDO）的工作原理，特别是误差放大器在维持精确输出电压中的作用。重点讨论了纹波抑制比（PSRR）的计算和优化。此外，本章还引入了噪声分析，探讨了热噪声（Johnson Noise）、散粒噪声（Shot Noise）的来源，并指导工程师如何通过器件选择和电路拓扑设计（如低噪声放大器LNA的输入级设计）来最小化系统噪声。 第九章：基础混合信号接口 本章为进入高级数模/模数转换领域做准备，专注于基础的信号调理和接口技术。讲解了采样与保持（Sample-and-Hold, S/H）电路的设计，强调了其毛刺（Aperture Jitter）和建立时间对后续量化精度的影响。同时，详细分析了理想ADC和DAC的基本工作原理，包括量化误差、微分非线性（DNL）和积分非线性（INL）的概念，为理解更高阶的数据转换器打下坚实的模拟基础。 --- 本书特点总结： 强调物理现实： 所有理论推导均紧密结合半导体器件的物理特性和实际的工艺限制。 注重性能量化： 深入分析增益、带宽、阻抗、噪声和稳定性等关键性能指标的相互权衡。 工程应用驱动： 每一章都配有丰富的实例和仿真验证指导，确保读者能将理论知识转化为可实现的电路方案。 覆盖模拟核心： 专注于模拟和混合信号设计的基石，为设计高性能传感器接口、射频前端和功率管理模块提供必要的理论支撑。

Ch 01 进制演算
1-1 进制系统观念
1-2 数字观念
1-3 进制间的转换
1-4 基底转换下之数字表示法
1-5 补数数学运算

Ch 02 逻辑闸及其应用
2-1 NOT逻辑
2-2 AND逻辑
2-3 NAND逻辑
2-4 OR逻辑
2-5 NOR逻辑
2-6 XOR逻辑
2-7 信号缘侦测器(Edge detector)
2-8 汉明码(Hamming code)
2-9 格雷码
2-10 错误检测电路

Ch 03 布林代数(Boolean algebra)
3-1 引言
3-2 Venn图(Venn diagram)
3-3 布林代数的化简
3-4 最大项与最小项
3-5 布林代数之补数运算
3-6 标准积项之和(SOP)与标准和项之积(POS)之互换
3-7 卡诺图

Ch 04 加法器与减法器
4-1 半加器
4-2 全加器
4-3 半减器
4-4 全减器
4-5 以全加器设计全减器之电路
4-6 BCD加法器
4-7 前瞻进位加法器 (Look-ahead carry adder)
4-8 转码器(Code converter)
4-9 减半电路
4-10 加倍电路

Ch 05 编码与多工
5-1 解码器
5-2 编码器
5-3 优先编码器
5-4 多工器
5-5 以多工器执行布林代数式之电路设计
5-6 多工显示电路设计
5-7 多工数位显示系统
5-8 解多工器(DEMUX: Demultiplexer)
5-9 比较器
5-10 定址

Ch 06 正反器
6-1 SR正反器
6-2 JK正反器
6-3 D型正反器
6-4 T型正反器
6-5 状态变化
6-6 同步计数器
6-7 移位暂存器
6-8 非同步计数器
6-9 延迟电路
6-10 微分电路
6-11 时脉上缘触发vs.下缘触发
6-12 用计数器设计平方数产生器
6-13 分频器
6-14 码表的设计

Ch 07 布林代数化简法则与利用状态变迁工具设计电路之方法
7-1 Quine-McCluskey方法
7-2 Patrick’s Method
7-3 ASM (Algorithm State Machine)

Ch 08 移位暂存器的应用
8-1 重复码
8-2 汉明码(Hamming code)
8-3 循环码(cycle codes)
8-4 卷积码(convolution codes)
8-5 多项式表示移位暂存器

Ch 09 次序网路概论
9-1 密雷电路
9-2 摩尔电路
9-3 时脉型次序网路
9-4 脉波型次序网路
9-5 阶梯型次序网路

 

评分☆☆☆☆☆

坦白說，一開始我對這本《數位邏輯設計（第四版）》並沒有抱持太高的期望，畢竟市面上這類書籍實在太多了。但實際翻閱之後，我完全改觀了。它最讓我印象深刻的是，作者並沒有拘泥於傳統的講解方式，而是巧妙地融入了許多現代設計的思維和工具。例如，在介紹FPGA的應用時，書中不僅提供了理論的講解，還附帶了一些實際的程式碼範例，這對於我們這些想將理論與實務結合的讀者來說，是非常有價值的。我過去的經驗總是停留在紙上談兵，但這本書讓我看到了將數位邏輯知識實際應用於晶片設計的可能性。書中的習題設計也相當多元，從基本的計算題到需要動腦設計的實作題都有，每一題都緊扣課文內容，能有效地檢驗我們的學習成果。我認為，這本書不僅適合大學生，對於有志於往硬體工程領域發展的專業人士，也能提供很棒的啟發和參考。

评分☆☆☆☆☆

這本《數位邏輯設計（第四版）》真的太讓我驚豔了！我之前為了準備研究所考試，找了很多數位邏輯的參考書，但這本絕對是我的首選。它深入淺出的講解方式，讓原本我認為很抽象的觀念，變得清晰易懂。尤其是書中大量的圖例和範例，不僅能幫助我們理解理論，更能實際應用到解題上。我記得有一次遇到一個複雜的組合邏輯電路設計問題，翻了翻這本書，裡面的範例就跟我遇到的情況非常相似，照著書中的步驟一步步推導，竟然就迎刃而解了！而且，作者在講解卡諾圖、時序邏輯等核心概念時，都非常細膩，不會放過任何一個可能讓初學者感到困惑的細節。書本的編排也很流暢，從最基礎的邏輯閘開始，逐步引導到更複雜的電路和系統設計，完全不用擔心會有銜接不上的問題。對於正在學習數位邏輯的學生來說，這本書無疑是一本不可多得的寶藏，絕對值得投資。

评分☆☆☆☆☆

對於我這種已經在業界工作一段時間，但想回頭鞏固數位邏輯基礎的人來說，《數位邏輯設計（第四版）》提供了一個非常紮實的起點。書中的內容涵蓋了數位邏輯設計的各個面向，從最基礎的布林代數、邏輯閘，到進階的狀態機設計、微處理器架構都有涉獵。我特別欣賞作者對於不同設計方法的比較和權衡，例如在介紹電路實現時，會討論到硬體描述語言（HDL）和傳統邏輯閘網路的優缺點，這對於我們在實際專案中選擇合適的設計方案非常有幫助。書中的例子都非常貼近實際應用，能夠讓我們理解理論知識是如何轉化為實際的電路功能的。此外，這本書的排版清晰，使用的術語也相當標準，閱讀起來非常順暢。如果正在尋找一本能夠幫助你重新認識或深入了解數位邏輯設計的書籍，這本絕對是個不錯的選擇，它能讓你重新建立起紮實的理論基礎。

评分☆☆☆☆☆

這本《數位邏輯設計（第四版）》給我最深刻的印象是它豐富的補充資源。除了課本本身的講解外，書中還穿插了很多「設計提示」、「注意事項」以及「常見錯誤」等額外資訊，這些小細節往往是課堂上老師們不會特別強調，但卻非常關鍵的。例如，在講解如何化簡邏輯函數時，書中不僅提供了各種化簡方法，還提醒了一些容易忽略的細節，讓我避免了不少錯誤。我之前在學習時，總是覺得自己理解了，但實際練習時卻會出錯，這本書的補充提示就像是一位經驗豐富的導師，在我迷茫時及時給予指引。而且，書末的習題解答也提供了詳細的解題思路，而不是單純的答案，這讓我能夠反思自己的解題過程，從錯誤中學習。我認為，這本書不僅僅是一本教科書，更像是一本學習工具書，它能幫助我們更有效率、更深入地掌握數位邏輯設計的知識。

评分☆☆☆☆☆

這本《數位邏輯設計（第四版）》絕對是我大學生涯中最實用的教科書之一。相較於其他動輒上千頁、講解起來枯燥乏味的書籍，這本的篇幅適中，而且內容組織得非常有條理。作者在每個章節的開頭都會先點出本章的學習目標，讓讀者心中有數，接著再循序漸進地深入探討。我特別喜歡書中對於時序邏輯電路，像是正反器、計數器、暫存器等的講解。作者會先從最基本的結構開始介紹，然後逐步說明它們的功能和應用，並透過大量的圖示來輔助說明，這對於理解狀態轉移和時脈同步等概念非常有幫助。我過去在理解這些部分時總是感到很吃力，但這本書的引導讓我豁然開朗。此外，書末的附錄也相當實用，包含了常用的邏輯閘符號、真值表等，方便隨時查閱。總之，這是一本兼具廣度與深度的入門書籍，強烈推薦給所有正在學習數位邏輯的同學們！