通用集成电路应用.选型与代换 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力出版社发行部

作者:陈永真

出品人:

页数:274

译者:

出版时间:2007-1

价格:29.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787508346281

丛书系列:

图书标签:

• 集成电路
• 电子元件
• 选型
• 代换
• 通用电路
• 电路设计
• 电子工程
• 技术参考
• 实用指南
• 电子技术

模拟集成电路基础设计与前沿技术 本书深入剖析了模拟集成电路的设计原理、器件特性与先进应用技术。内容涵盖从最基础的半导体物理到复杂的系统级集成设计，旨在为读者提供一个全面、深入且具有实践指导意义的知识体系。 第一部分：模拟集成电路的基石 本部分重点讲解构成模拟电路的物理基础和核心元件特性。首先，详细阐述了MOSFET、BJT等有源器件在集成电路工艺下的实际工作模型，包括亚阈值区、饱和区和线性区的精细数学描述，以及工艺参数（如阈值电压、跨导、沟道长度调制效应）对器件性能的实际影响。 随后，深入探讨无源元件的集成实现。电阻器的制造工艺（如扩散电阻、离子注入电阻、薄膜电阻）的优劣对比，以及在不同应用场景下的适用性分析。电容器的设计，特别是金属-氧化物-金属（MOM）、多晶硅-氧化物-多晶硅（MIM）结构，及其在低频耦合、高频旁路和存储单元中的应用。重点分析了寄生效应（如串联电阻、漏电流）对高精度模拟电路性能的制约。 第二部分：基本电路单元的深度解析 这一部分是模拟IC设计的核心，详细拆解了放大器、偏置电路和电流镜等基础单元的理论与实践。 电流与偏置技术： 详尽介绍了各种电流源的拓扑结构，包括两管、三管、四管镜，以及针对高匹配精度和高输出阻抗要求的带补偿的镜像结构。重点分析了工艺角变化、温度漂移对电流源精度的影响，并探讨了使用动态偏置或自偏置技术来提高稳定性的方法。偏置电路的设计原则被细致分解，确保了整个芯片的功耗和工作点在规定范围内稳定。 放大器设计精要： 深入剖析了各类放大器的设计权衡（Trade-offs）。 跨导放大器（OTA）： 阐述了单位增益带宽（GBW）、相位裕度（PM）与负载电容之间的关系，以及如何通过调整晶体管尺寸优化瞬态响应和功耗。 运算放大器（Op-Amp）： 重点讨论了单级、两级以及折叠式（Folded Cascode）结构的选择依据。两级运放的频率补偿机制（米勒补偿、零点校正）被详细推导，确保电路的稳定性。对于高精度应用，如仪表放大器，则分析了共模抑制比（CMRR）和电源抑制比（PSRR）的结构依赖性。 第三部分：数据转换器（ADC/DAC）的原理与实现 数据转换器是模拟与数字世界连接的桥梁，本书对ADC和DAC的设计进行了全面的覆盖。 数模转换器（DAC）： 剖析了最基本的电阻梯形DAC和R-2R梯形DAC的结构和非线性误差来源。重点讲解了开关失配（Switch Mismatch）对积分非线性（INL）和微分非线性（DNL）的影响，并介绍了消除或减轻这些误差的技术，如动态元素匹配（DEM）。 模数转换器（ADC）： 全面覆盖了常见ADC架构。对于SAR ADC，详细阐述了采样与保持（S/H）电路的设计，以及高速、低功耗的比较器设计挑战。对于Sigma-Delta（$SigmaDelta$）架构，深入解析了调制器（Modulator）的噪声整形原理，一阶到高阶结构的优缺点，以及数字下采样滤波器的实现。对于流水线（Pipeline）ADC，分析了级间缓冲器、时钟抖动以及残余电荷抽取的关键技术。 第四部分：高频与射频（RF）集成电路设计 本部分转向高速信号处理和通信领域对模拟电路的要求。 噪声与匹配： 详细分析了热噪声、闪烁噪声（1/f噪声）在有源器件中的产生机制，以及如何通过增加晶体管尺寸或采用特定偏置策略来最小化噪声系数（NF）。对于射频应用，重点讲解了输入匹配网络（Smith Chart分析）、噪声匹配与功率匹配之间的折衷。 关键RF模块： 低噪声放大器（LNA）： 探讨了共源、共栅、共基等拓扑结构，及其在增益、噪声系数和输入阻抗匹配上的表现。 混频器（Mixer）： 分析了有源混频器（如开关混频器）的隔离度、转换增益和寄生响应问题。 压控振荡器（VCO）： 深入研究了LC振荡器和环形振荡器的设计，特别是相位噪声（Phase Noise）的产生机理及其在锁相环（PLL）中的影响。 第五部分：系统级集成与版图实践 理论知识必须通过精良的版图实现才能发挥作用。本部分侧重于将电路理论转化为可制造的物理实现。 敏感性分析与匹配： 讨论了如何设计电路以抵抗工艺、电压和温度（PVT）变化的影响。重点介绍共质心（Common Centroid）、交织（Interleaving）布局技术，用于提高匹配精度。对于高速电路，需要考虑电磁耦合和串扰的版图隔离技术。 寄生效应管理： 详细分析了互连线电感和电容对高频信号的负面作用。包括衬底噪声耦合的抑制，以及电源和地线的设计策略（如使用包地线和去耦电容）。 时序与功耗优化： 讨论了在系统级集成中，如何通过时钟树的平衡设计来最小化时钟偏斜。对于低功耗设计，涉及了亚阈值偏置、电源门控技术在模拟模块中的应用考量，以及电压调整的策略。 本书旨在为电子工程专业学生、IC设计工程师提供一本详实的技术参考书，强调从器件级建模到系统级架构选择的全流程设计思维训练。

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这本书，整体上给我一种“信息量堆砌”的感觉，尤其是在“应用案例”的部分。它列举了不少集成电路在不同领域的应用实例，比如在消费电子、通信设备、工业控制等方面的应用。每个案例都大致介绍了一个系统，然后提及了其中使用到的几种主要的集成电路。但是，这些案例的描述往往比较概括，缺乏对具体电路设计的详细阐述。比如说，在一个智能家居的控制器项目中，书中可能会提到使用了一个微控制器、几个传感器接口IC和一个无线通信模块。但对于这些IC是如何连接的，它们之间的通信协议是什么，如何编写固件来实现特定的功能，这些关键的设计细节，书中就很少涉及了。读者读完这些案例，可能会对某个集成电路能用在什么地方有一个大概的印象，但如果想从这些案例中学习到实际的设计方法和技巧，可能会感到困难。更像是“你知道它在这里用了，但不知道怎么用”，这种“知其然而不知其所以然”的介绍，对于希望通过阅读案例来学习实际设计能力的读者来说，价值可能相对有限。

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我必须说，《通用集成电路应用·选型与代换》这本书在集成电路的“选型”部分，给我的感觉是比较“中规中矩”。它列举了市面上一些比较常见的集成电路类型，并且对它们的性能参数进行了一些基础性的描述。比如，在介绍数模转换器（ADC）时，它会提到分辨率、采样率、线性度等参数，并解释这些参数对ADC性能的影响。在介绍一些微控制器（MCU）时，它会说明CPU主频、存储器大小、外设接口等关键规格。这些信息对于理解一个IC的基本属性是很有帮助的。但是，我认为这本书在“如何根据具体应用需求进行选型”这一核心问题上，还可以做得更深入。它更多地是陈述了IC的“是什么”，而对于“怎么选”，可能更多地依赖于读者的经验和对应用场景的理解。比如说，在一个实时控制系统中，如何权衡MCU的响应速度、中断处理能力和功耗，书中可能只是列出了相关参数，而没有给出具体的选型决策流程和考量因素。对于许多初学者来说，面对琳琅满目的IC型号，如何结合实际的电路设计需求，从众多参数中找出最关键的几项，并据此做出最优选择，这本书提供的指导可能还不够系统和细致。

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对于《通用集成电路应用·选型与代换》这本书，我比较惊喜的是它在“代换”这个环节的处理。现在市场上集成电路型号繁多，更新换代也很快，很多时候我们手里可能没有最原版的IC，或者想寻找成本更低、性能更好的替代品。这本书在这方面提供了一些实用的指导。它不仅仅是列出了一堆可以互换的型号，而是尝试解释了在什么情况下，一个IC可以被另一个替代，以及在代换过程中需要注意的关键参数和潜在问题。例如，在替换一个逻辑门IC时，它会提醒读者注意逻辑电平、驱动能力、封装尺寸甚至时序参数。对于一些电源管理IC，代换的考量会更加复杂，需要考虑效率、功耗、过流保护、耐压等级等等。书中通过一些表格和对比分析，让读者能够更直观地理解不同IC之间的差异，并给出了一些实际的代换建议。虽然不能说它涵盖了所有可能的代换场景，但对于初学者或者在项目紧迫的情况下，这本书无疑能提供一个很好的起点，帮助我们快速找到合适的替代方案，减少不必要的试错成本。

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《通用集成电路应用·选型与代换》这本书，我拿到手翻了翻，真心觉得它在理论深度上还有待挖掘。虽然书中列举了不少不同类型的集成电路，并且大致讲解了它们的基本功能和一些常用参数，但是对于“应用”这一块，感觉写得比较浅显。比如，当我们谈论到一个特定的集成电路，比如运算放大器，它在音频放大电路中的具体应用细节，书中可能只是点到为止，说明了它能放大信号，但却没有深入分析其在高保真音响、射频电路或者模拟滤波器设计中，如何根据不同场景选择合适的型号，以及参数的取舍对电路性能的影响。更别说，对于一些复杂的应用场景，比如电源管理IC在新能源汽车电池管理系统中的高级应用，书中给出的信息可能只是一个非常基础的介绍，读者很难从中获得能够直接指导实际设计的思路。这种“点到为止”的讲解方式，对于想要深入理解集成电路应用原理，并希望能够独立设计复杂电路的读者来说，可能会感到意犹未尽。它更像是一本“入门须知”，让你了解有这么回事，但要真正“玩转”集成电路，还需要大量的实践和更深入的学习。

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坦白讲，《通用集成电路应用·选型与代换》这本书，我在阅读过程中，对它在“基础理论”的讲解方式，觉得还是偏向于“科普”性质。它确实触及了集成电路的一些基本概念，例如晶体管的工作原理、放大电路的基本构成、数字逻辑门的功能等等。它尝试用相对易懂的语言来解释这些原理，让非专业人士也能对集成电路有一个初步的了解。但如果读者期望深入理解这些集成电路背后的物理原理，或者希望通过书中的理论来推导和分析更复杂的电路行为，那么这本书可能达不到这个深度。它更像是在介绍“表面现象”，告诉你某个IC能做什么，为什么大概能做，但对于深层的“是什么”和“为什么这样”的机制，就没有做太多的展开。举个例子，关于CMOS技术的工作原理，书中可能只会简单提及，而不会深入到P沟道和N沟道MOSFET的电学特性、亚阈值区的行为、漏电流的来源等细节。这种讲解方式，对于希望夯实理论基础，或者进行深入电路分析的读者来说，可能会觉得不够“有料”，需要结合其他更专业的书籍来补充。

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