电工电子技术基础（上册） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:邱敏

出品人:

页数:166

译者:

出版时间:2007-1

价格:17.00元

装帧:

isbn号码:9787111221227

丛书系列:

图书标签:

• 电工技术
• 电子技术
• 基础知识
• 电路原理
• 电工电子
• 职业教育
• 高等职业教育
• 教材
• 理论基础
• 入门

《现代集成电路设计与应用：从器件到系统》 内容简介 本书聚焦于现代集成电路（IC）设计的核心理念、关键技术及其在各类前沿系统中的实际应用。全书结构严谨，内容翔实，旨在为电子工程、微电子学、通信工程及相关专业的学生、工程师和研究人员提供一本兼具理论深度与工程实践价值的参考手册。 第一部分：基础理论与器件建模 本部分奠定了理解复杂集成电路设计的基础。 第一章：半导体物理基础与MOSFET模型 详细阐述了PN结、BJT等基本半导体器件的工作原理，并着重深入剖析了金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的物理结构、工作机制及其I-V特性。内容涵盖了亚阈值传导、短沟道效应（SCE）、载流子速度饱和等现代CMOS工艺中必须考虑的复杂现象。本书采用先进的BSIM模型（如BSIM3、BSIM4）作为建模工具，详细解析了模型参数的物理意义及其对电路仿真的影响。我们探讨了不同偏置区（截止区、线性区、饱和区）的精确数学描述，为后续的电路设计提供了可靠的器件基础。此外，还讨论了新型沟道材料（如SOI、FinFET）的特性对比及其在低功耗设计中的优势。 第二章：CMOS工艺与版图基础 本章系统介绍了当前主流的CMOS集成电路制造工艺流程，从晶圆制备到金属互连的形成。重点讲解了关键工艺步骤如光刻、刻蚀、离子注入和薄膜沉积的技术细节。在版图设计方面，本书严格遵循“设计规则检查”（DRC）和“版图即设计”（LPE）的理念。详细介绍了有源区、多晶硅、金属层的最小尺寸、间距要求，以及如何优化版图以应对寄生效应（如沟道长度调制、栅极电阻、电容效应）。特别强调了ESD（静电放电）保护电路的设计规范和布局技巧，确保芯片的可靠性。 第二部分：模拟集成电路设计 本部分深入剖析了模拟IC设计的核心模块和设计流程，强调在噪声、匹配度和线性度之间的权衡。 第三章：基本模拟单元电路 本章详细分析了基本模拟构建块：电阻、电容、二极管连接晶体管的匹配性与噪声贡献。接着，系统介绍了单级和多级运放的设计，包括共源共栅（CSG）、推挽（Push-Pull）结构。重点探讨了米勒补偿（Miller Compensation）的设计准则，以确保电路的相位裕度（PM）和增益带宽积（GBW）。针对低功耗设计，讨论了基于电流镜偏置电路（Current Mirror Biasing）的电压和电流转换技术。 第四章：线性与反馈电路设计 本章涵盖了更复杂的线性电路，如高精度电流源、电压基准（Voltage Reference）的设计，包括脆扎耳（BJT-Zener）基准和带隙基准（Bandgap Reference）的设计原理与失配分析。反馈理论在模拟IC设计中至关重要，本章深入讲解了反馈放大器的稳定性分析，包括波德图的绘制、增益和相位裕度的计算。此外，还详细介绍了运算跨导放大器（OTA）的设计优化，及其在滤波器和锁相环（PLL）中的应用。 第五章：数据转换器（ADC/DAC） 数据转换器是连接模拟世界与数字世界的桥梁。本章全面介绍了数/模转换器（DAC）的设计，包括电流舵（Current Steering）型和电阻开关型DAC，重点分析了失配误差和微分非线性（DNL）、积分非线性（INL）。在模/数转换器（ADC）方面，深入讲解了高频和高精度的关键架构：流水线（Pipeline）ADC、Sigma-Delta（$SigmaDelta$）ADC和逐次逼近寄存器（SAR）ADC。本章特别侧重于量化噪声塑形（Noise Shaping）技术在$SigmaDelta$调制器中的实现。 第三部分：射频（RF）与高速电路设计 本部分关注在GHz频率下工作的电路设计挑战与解决方案。 第六章：射频电路基础与噪声分析 RFIC设计面临独特的挑战，如阻抗匹配、噪声系数（NF）和寄生参数的影响。本章首先引入史密斯圆图（Smith Chart），详细讲解了单端口和双端口网络的阻抗匹配技术，包括L型、$pi$型和T型匹配网络的设计。噪声分析被提升到核心地位，讲解了噪声系数的定义、计算方法，以及如何通过晶体管偏置点选择来最小化整体噪声贡献。 第七章：关键RF模块设计 本章详解了现代无线通信系统中的核心射频模块：低噪声放大器（LNA）和功率放大器（PA）。LNA的设计目标是最大化增益并最小化噪声系数，重点介绍$g_m$匹配法和输入反射系数优化。PA的设计则聚焦于效率和线性度的权衡，对比了A类、AB类、D类以及高效率的线性化技术，如预失真（Predistortion）。此外，还讨论了混频器（Mixer）的工作原理，包括插入损耗、本地振荡器（LO）驱动对隔离度的影响。 第八章：高速电路与时钟管理 在高速系统中，信号完整性（SI）是关键。本章探讨了互连线上的传输线效应、串扰（Crosstalk）和反射问题。高速逻辑门的输出级设计（如推挽驱动器）被详细分析。时钟管理是高速系统的生命线，本章详尽介绍了锁相环（PLL）的结构，包括压控振荡器（VCO）、鉴相器（PD）和电荷泵（CP）的设计。着重分析了PLL的环路滤波器的设计对抖动（Jitter）和相位噪声的影响。 第四部分：数字电路与系统级考虑 本部分将视角扩展到大规模数字集成电路的设计与验证。 第九章：CMOS数字逻辑设计 本章从晶体管级回顾了静态CMOS、传输门逻辑和动态逻辑（如CPL、ECL）。重点分析了亚阈值功耗、开关功耗和动态功耗的来源与降低策略。对于大规模数字电路，本书强调了时序分析的重要性，包括建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的分析，以及如何使用静态时序分析（STA）工具进行验证。 第十章：低功耗与可靠性设计 现代IC设计日益关注能效和可靠性。本章系统介绍了功耗降低技术：电压频率调节（DVFS）、时钟门控（Clock Gating）和电源门控（Power Gating）。在可靠性方面，详细分析了瞬态与稳态热效应、电迁移（EM）问题以及制造过程中的工艺角（PVT）变化对电路性能的影响。本书提供了使用仿真工具（如Spice、Verilog-A/AMS）进行系统级功耗建模和仿真的方法论。 总结 本书内容贯穿了从器件物理到系统集成的完整链条，强调跨学科知识的融合。通过大量的工程实例和仿真指导，读者将能够掌握设计和验证高性能、高可靠性、低功耗现代集成电路所需的理论框架和实践技能。

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