数字集成电路设计原理和运用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防工业出版社

作者:卢尔健

出品人:

页数:586页

译者:

出版时间:1979

价格:0

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• 数字电路
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• 半导体
• 电子工程

《晶体管世界的奇妙之旅：从原子到智慧芯片》 这是一段关于微观粒子如何构筑我们数字生活，以及它们如何被巧妙驾驭，从而释放无穷智慧的旅程。 你是否曾好奇，手中那块小小的智能手机，其背后隐藏着怎样令人惊叹的工程智慧？你是否曾想过，那些我们赖以沟通、娱乐、学习的电子设备，它们的“大脑”是如何被制造出来的？《晶体管世界的奇妙之旅：从原子到智慧芯片》将带你踏上一段深入探秘数字世界基石的旅程，揭示那些肉眼无法触及的微观世界如何孕育出我们今日所见的宏大数字文明。 本书并非枯燥的技术手册，而是一部引人入胜的科普读物，它将以生动形象的语言，穿越物质最深处的奥秘，勾勒出信息如何被编码、处理、并最终转化为我们所熟悉的各种应用。我们将从构成一切物质的最基本单元——原子出发，了解它们是如何通过精密的排列组合，形成了具有神奇导电或绝缘特性的材料。接着，我们将聚焦于半导体这一现代电子学的灵魂，深入剖析硅原子独特的电子结构，以及掺杂技术如何赋予其控制电流流动的能力。 第一站：物质的微观之舞——原子与半导体的诞生 在这趟旅程的起点，我们将一同审视那构成万物的基本粒子。你将了解到原子核外电子的运动规律，以及不同元素的原子轨道如何相互作用，形成化学键。我们不会停留在抽象的概念，而是会进一步探究，为什么某些元素，如硅，在经过特定的“改造”（也就是掺杂），就能表现出如此非凡的电子特性。书中将以通俗易懂的比喻，解释P型半导体和N型半导体的形成机制，以及它们如何像是拥有两种截然不同“个性”的材料，为接下来的故事铺设基础。你将惊叹于人类如何能够如此精准地操控原子，制造出具有如此特定功能的材料。 第二站：电流的开关艺术——二极管的诞生与逻辑的萌芽 有了P型和N型半导体，我们便迈入了电子世界的第一个重要构件——二极管。本书将详细阐述PN结的形成，以及它如何神奇地允许电流单向流动。你将看到，这个看似简单的单向导电特性，是如何成为构建更复杂电路的基础。从二极管的特性曲线到它在整流、稳压等方面的初步应用，我们将一步步理解为何它被誉为“电子世界的单向阀”。更重要的是，我们将开始触及“逻辑”的概念。一些由二极管组成的简单电路，已经能表现出初步的逻辑判断能力，为后续更复杂的数字逻辑电路埋下伏笔。 第三站：数字世界的基石——晶体管的出现与控制的革命 如果说二极管是电子世界的“阀门”，那么晶体管无疑就是“开关”。本书将把焦点转移到那个改变了世界的发明——晶体管。你将深入了解双极结型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）这两种主流晶体管的结构与工作原理。我们将通过生动的图示和类比，揭示它们是如何通过微小的电压或电流信号，来控制更大电流的开关，从而实现信号的放大和切换。特别是MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的出现，它以其低功耗、高集成度的优势，彻底改变了电子设备的形态和性能，成为现代数字集成电路的绝对主角。你将理解，正是无数微小的晶体管，在芯片上协同工作，构成了执行各种复杂任务的“数字神经元”。 第四站：逻辑的殿堂——门电路与组合逻辑 当晶体管能够精确地控制电流的通断，我们便拥有了实现逻辑运算的终极工具。本书将带领你走进逻辑门的世界，从最基本的AND、OR、NOT门开始，逐步介绍NAND、NOR、XOR等各类逻辑门电路的构成原理和真值表。你将看到，这些简单的逻辑门如何像乐高积木一样，被组合起来，构建出能够执行加法、减法、比较等基本算术运算的电路。我们将重点讲解组合逻辑电路的设计思路，比如如何设计一个加法器，让计算机能够进行数值运算。这个过程将让你深刻理解，所有复杂的计算，最终都可以分解为一系列简单的逻辑判断。 第五站：时序的韵律——时序逻辑与记忆的诞生 数字世界不仅仅是逻辑的运算，更需要“记忆”和“状态”的保持。本书将继续深入，探索时序逻辑电路。你将了解到，为什么我们需要触发器（Flip-flop），它如何利用时钟信号来存储一位二进制信息，并根据输入和时钟信号的变化来更新其状态。从SR触发器到D触发器，我们将一步步理解它们如何作为最基本的存储单元。进一步，我们将探讨寄存器、计数器以及移位寄存器等时序逻辑电路，它们如何协同工作，实现数据的暂存、计数和序列处理。你将理解，正是这些时序逻辑电路，赋予了计算机“记忆”的能力，使得信息可以在时间和空间上进行传递和处理。 第六站：集成与创造——芯片的诞生与未来的展望 将海量的晶体管、逻辑门、存储单元集成到一块微小的硅片上，这便是集成电路（IC）的神奇之处。本书将简要介绍集成电路的制造流程，从光刻、蚀刻到薄膜沉积等关键工艺，让你对这个高度精密的工业过程有一个宏观的认识。你将了解到，一块芯片上可以集成数十亿甚至数万亿个晶体管，它们以极其高效的方式协同工作，构成了我们今天看到的微处理器、内存芯片等核心部件。最后，本书将展望未来，探讨新材料、新结构以及新的计算范式（如量子计算、类脑计算）如何继续推动集成电路的发展，为人类创造更加智能、互联的未来。 《晶体管世界的奇妙之旅：从原子到智慧芯片》将以一种启发性的方式，让你不仅理解数字电子学的基本原理，更能感受到其中蕴含的科学之美和工程之巧。无论你是否拥有深厚的电子技术背景，这本书都将为你打开一扇通往数字世界核心的大门，让你从一个全新的角度，去审视和理解我们生活中的科技奇迹。这本书不是为你提供具体的电路设计方法，而是为你构建一个完整、清晰、且令人信服的数字电子学知识体系，让你在面对日新月异的科技进步时，能够拥有更深刻的洞察力。

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