数字电子技术学习方法与解题指导

数字电子技术学习方法与解题指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:同济大学出版社
作者:施正一
出品人:
页数:398
译者:
出版时间:2005-8
价格:34.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787560828473
丛书系列:
图书标签:
  • 数字电子技术
  • 电子技术
  • 学习方法
  • 解题指导
  • 电路分析
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  • 模拟电路
  • 教材
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  • 电子工程
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具体描述

本书是与华中理工大学康华光教授主编的《电子技术基础——数字部分》第四版教材配套的学习指导书,是为电气信息类自动化专业、电气工程及其自动化专业的学生学习和复习数字电路方面的内容所编写,目的是使其全面掌握数字电路的基本内容、分析和设计的基本方法。本书共分八章,内容有:数字逻辑基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、存储器和可编程逻辑器件、波形产生和变换电路、模数和数模转换器。每章用适量的例题阐述基本内容和基本方法,用试题与解答加深对基本内容的理解和基本方法的应用,并有习题和参考答案供读者练习和对照,全国部分大学研究生入学考试试题作为本书附录供读者学习参考。

本书可作为普通高等学校电气信息类专业数字电子技术基本的学习教材,也可供有关专业技术人员参考。

《微电子器件与集成电路设计:从基础原理到前沿应用》 导言:塑造数字世界的基石 本手册旨在为电子工程、通信工程、自动化等相关专业的学生及初级工程师提供一本全面、深入的微电子技术学习指南。在当今高度数字化的世界中,从智能手机到高性能计算,一切都依赖于精密的半导体器件和复杂的集成电路(IC)。本书摒弃了传统教材中过于侧重理论推导而缺乏实践指导的弊端,力求在扎实的物理基础与前沿的设计实践之间架起一座坚实的桥梁。我们将聚焦于半导体物理学的核心概念,系统阐述MOSFET等关键器件的工作机制,并引导读者掌握现代CMOS集成电路的设计流程与仿真验证方法。 --- 第一部分:半导体物理基础与关键器件解析 (约 450 字) 本部分是理解现代电子系统的物理基础。我们将从能带理论和载流子输运的微观层面切入,深入剖析半导体材料的电学特性,而非仅仅停留在宏观电阻或电容的概念上。 第一章:半导体基础物理 晶体结构与能带: 详细介绍硅(Si)和砷化镓(GaAs)的晶格结构,理解本征与掺杂半导体的费米能级、有效质量的物理意义。 载流子输运机制: 区别漂移(Drift)与扩散(Diffusion)电流的成因、数学描述及其在PN结、空间电荷区中的分布规律。重点分析温度、电场强度对载流子迁移率的影响。 PN结与肖特基势垒: 深入探讨单向导电性的物理根源,分析结电容、反向击穿机制(雪崩与齐纳)。 第二章:MOSFET器件原理精讲 本章是理解数字电路逻辑单元的基石。我们不仅会介绍增强型和空乏型MOSFET的基本结构,更重要的是解析其在不同工作状态(亚阈值、线性、饱和区)下的精确I-V特性模型(如BSIM模型的基本思想),并探讨短沟道效应对器件性能带来的挑战,例如DIBL(漏致势垒降低)和阈值电压的改变。此外,还将引入功率MOSFET和SOI(绝缘体上硅)技术的初步概念,为高功率和低功耗设计做铺垫。 --- 第二部分:CMOS集成电路设计与分析 (约 600 字) 本部分是本书的核心,专注于如何将这些基础器件构建成实用的逻辑单元和复杂系统。我们遵循现代“自顶向下”的设计范式,同时兼顾底层晶体管级的优化。 第三章:CMOS反相器与基本逻辑门 CMOS反相器: 详细分析其电压传输特性(VTC),计算噪声容限(NM、PF)。深入探讨延时分析,引入等效负载电容和驱动能力的概念,并介绍对反相器进行尺寸优化(W/L比)以平衡速度与功耗的工程方法。 静态逻辑门设计: 覆盖NAND、NOR、传输门(TG)和基于TG的静态CMOS逻辑设计,强调扇入(Fan-in)和扇出(Fan-out)对电路性能的影响,以及解决“ অবনत( অবনत)”逻辑的实现技巧。 第四章:组合逻辑电路与时序电路 组合逻辑: 讲解如何使用标准单元库(Standard Cells)和布局布线(Place and Route)的基本流程。重点分析逻辑综合(Logic Synthesis)的概念及其在EDA工具中的实现。 时序电路设计: 深入阐述锁存器(Latch)和触发器(Flip-Flop)的结构(如D触发器、主从式FF),分析建立时间(Setup Time)和保持时间(Hold Time)的物理约束。本章将详细介绍时钟树综合(CTS)的重要性及其对时钟偏斜(Clock Skew)的控制方法。 时序分析与校验: 介绍静态时序分析(STA)的基本概念,如何使用SDC文件定义约束,以及如何定位和修复关键路径(Critical Path)问题。 第五章:模拟/混合信号基础模块 虽然本书主旨偏向数字,但理解基础的模拟模块对设计接口电路至关重要。 运放与反馈: 介绍基本的共源共栅结构和单位增益反馈放大器。 数据转换器(ADC/DAC)概述: 简要介绍SAR型ADC和Delta-Sigma调制的基本原理,强调其在高速与高精度系统中的应用场景。 --- 第三部分:高级主题与设计流程实践 (约 450 字) 本部分将视线从单个模块提升到系统层面,介绍现代IC设计中不可或缺的工艺、功耗和验证技术。 第六章:先进工艺与功耗管理 互连线效应: 讨论在先进纳米工艺节点下,互连线延迟(RC延迟)超越了晶体管本身的延迟,成为性能瓶颈。介绍布线拥塞(Congestion)和交叉干扰(Crosstalk)的处理方法。 低功耗设计技术: 区分动态功耗(开关功耗)和静态功耗(漏电)。详细阐述降低动态功耗的手段(如电压调频DVFS、时钟门控Clock Gating),以及应对亚阈值漏电的策略(如多阈值设计MTCMOS)。 版图设计(Layout): 介绍DRC(设计规则检查)和LVS(版图与原理图一致性检查)的重要性,强调匹配性和寄生参数提取对高精度电路的影响。 第七章:设计验证与EDA工具链 现代设计的复杂性要求强大的验证手段。 功能验证: 介绍硬件描述语言(HDL,如VHDL/Verilog)的应用,并侧重于SystemVerilog及其验证方法学(如UVM)在功能覆盖率方面的优势。 仿真与调试: 区分晶体管级(Spice)、门级(Gate-Level)和系统级仿真工具的应用场景。强调后仿真(Back-Annotation)中包含寄生参数的重要性。 --- 结语 本书结构紧凑,内容与实际工程应用紧密结合,旨在帮助读者构建一个从器件物理到系统架构的完整认知框架。通过对具体设计案例和主流EDA流程的剖析,读者将具备独立分析和解决复杂数字电路问题的能力,为未来在ASIC、FPGA或系统级芯片(SoC)领域深造打下坚实基础。本书的成功将体现在读者能够自信地驾驭下一代微电子系统的设计与实现。

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哇,最近在整理我的书架时,无意间翻到了那本《模拟电路设计与应用》。说实话,刚拿到手的时候,我对它并没有抱太大期望,毕竟市面上的模拟电路书汗牛充栋,很多都写得晦涩难懂,要么理论过于深奥,要么实例过于陈旧。但这本可真是给我带来了惊喜。它对BJT和MOSFET的分析深入浅出,即便是像我这种对运放的非线性特性感到头疼的初学者,也能在作者的引导下,逐渐摸清其中的脉络。特别是关于反馈网络和噪声分析的那几个章节,简直是教科书级别的讲解,条理清晰,图文并茂。我记得有一次为了理解一个精密放大电路的带宽限制问题,翻阅了好多资料,最后还是从这本书里找到了最直观的解释。作者似乎很懂得读者的痛点,总能在关键时刻给出“原来如此”的顿悟点。而且,书中提供的仿真实例也非常实用,让我可以将书本上的理论知识与实际的Spice仿真结果对应起来,大大提高了我的实践能力。这本书不仅是知识的传递,更像是一次高质量的、耐心的指导,让我对模拟电路这门“玄学”产生了浓厚的兴趣。

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话说回来,市面上那些讲电源管理和DC-DC转换的专著,往往都有一股“高冷”的气质,动不动就抛出复杂的数学模型和拉氏变换。但最近接触的这本《高效开关电源设计与优化》,彻底颠覆了我的看法。它的切入点非常巧妙,不是从理论的制高点开始,而是从一个实际的工程问题——“如何保证系统在高负载下不掉压”入手。这本书在讲解PWM控制环路时,竟然大量使用了波形图和时域分析,配合直观的等效电路模型,让人一下子就能抓住控制的关键点。尤其是关于功率器件选型和PCB布局布线的章节,简直是血泪经验的结晶。它详细分析了布局中常见的环路面积过大导致的EMI问题,以及热设计对系统寿命的影响。我过去总觉得电源设计是门“玄学”,但读完这本书后,我发现它其实是一门严谨的物理与工程艺术的结合。这本书的价值,在于它能将复杂的控制理论“翻译”成工程师能立即使用的设计语言。

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说实话,我最近对系统级集成和大型项目管理产生了浓厚的兴趣,偶然翻阅了一本关于复杂电子系统建模与仿真的书籍,这本书的视角非常独特。它没有聚焦于单个元器件的性能,而是着眼于整个系统的交互作用和可靠性分析。这本书的结构非常宏大,从需求分析阶段的系统分解,到各个子模块(无论是硬件还是软件)之间的接口定义,再到最后的系统级联仿真,形成了一个完整的闭环。它引入了一些先进的建模方法,比如基于Agent的建模,这让我理解了在快速迭代的项目中,如何提前预见不同子系统间的潜在冲突。书里的一些图示,清晰地展示了信息流和控制流在大型系统中的复杂路径,这对于我目前正在参与的物联网项目管理非常有指导意义。这本书更像是一部方法论的宝典,它教你的不只是如何“设计”某个电路或程序,而是如何“驾驭”一个由无数部分构成的庞大机器,确保它能按预期目标稳定运行,这是一种完全不同层次的思维训练。

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我最近沉迷于一本关于嵌入式系统底层驱动开发的书,暂且称之为《ARM Cortex-M微控制器编程实战》。这本书的魅力在于它的“实战”二字,它没有过多纠缠于ARM架构的底层历史,而是直接带你进入寄存器配置的世界。你知道,很多教程都是从“Hello World”开始,然后就陷入了对中断向量表的枯燥解读。但这本书不同,它从一个实际的传感器数据采集任务出发,一步步教你如何初始化时钟、配置GPIO、编写DMA传输代码,直到最后成功将数据稳定输出。作者对不同外设的初始化流程讲解得极其细致,每一个时钟使能位、每一个模式选择位都被标黄并附带解释。这对于我们这些经常在Datasheet的海洋里迷航的开发者来说,简直是救命稻草。读这本书的时候,我桌面上总是摆着开发板和对应的芯片手册,感觉就像是作者坐在旁边手把手指导一样。它真正教会我的,是如何快速、准确地驾驭一块芯片,而不是停留在理论层面空谈抽象的概念。

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最近在琢磨FPGA的并行处理架构,手边正好有本《Verilog HDL高级设计实践》。这本书的风格,怎么说呢,更像是一位经验丰富的老工程师在跟你“交底子”,而不是一个冷冰冰的理论教材。它没有把大量的篇幅浪费在语法点的堆砌上,而是直接切入了设计流程和优化策略。我特别欣赏它对时序约束和亚稳态处理的讲解,这些都是在实际项目中最容易出问题的“坑”。作者分享了许多业界常用的设计技巧,比如流水线(Pipelining)的合理应用,以及如何利用SystemVerilog的特性来编写更具可读性和可综合性的代码。书中的例程代码写得非常精炼且具有代表性,不像有些书里的代码为了凑字数而显得臃肿冗余。读完这本书,我感觉自己对如何设计出一个稳定、高效的数字系统有了更宏观的认识,从一个只会写逻辑的代码实现者,开始向一个注重系统性能和硬件约束的设计师转变。对于那些已经掌握了基础HDL语法,但想在性能和稳定性上有所突破的工程师来说,这本书无疑是一剂强心针。

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