Radio-Frequency Electronics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Hagen, Jon B.

出品人:

页数:438

译者:

出版时间:2009-8

价格:821.00元

装帧:

isbn号码:9780521889742

丛书系列:

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• 专业相关
• 射频电路
• 射频电子学
• 微波工程
• 电路设计
• 电子工程
• 无线通信
• 高频电路
• 模拟电路
• 天线
• 滤波器

电子器件物理与集成电路设计：面向高频应用的先进技术 本书深入探讨了现代电子系统，特别是射频（RF）和微波频率领域中至关重要的器件物理学、半导体材料科学以及集成电路（IC）的设计与制造技术。全书旨在为电子工程、微电子学、物理学等领域的专业人士和高级学生提供一个全面而深入的视角，理解如何从材料层面优化性能，并在集成电路上实现高频、高性能的功能模块。 第一部分：半导体材料与器件基础（Materials and Device Fundamentals） 本部分聚焦于支撑高频电子学的底层物理和材料科学。我们从晶体生长、掺杂技术和界面物理学等基础概念入手，为后续的器件分析奠定坚实的基础。 第一章：晶体结构与半导体材料特性 详细阐述了硅（Si）、砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）等关键半导体材料的晶格结构、能带理论及其对电子传输特性的影响。重点分析了材料的载流子迁移率、击穿场强、热导率等参数，并对比了它们在不同应用场景下的优劣。此外，对新型宽禁带半导体（WBG）材料，如GaN和SiC，在功率电子和高频应用中的独特优势进行了深入探讨，包括其高电子饱和速度和卓越的热稳定性。 第二章：PN结与肖特基势垒的深入分析 系统回顾了PN结的电学特性，包括其势垒高度、空间电荷区宽度和反向击穿机制。在此基础上，扩展讨论了肖特基势垒的形成、能带图描述以及如何通过表面处理和钝化技术来精确控制势垒特性。重点分析了在极高频率下，结电容和串联电阻对器件性能的限制作用。 第三章：双极型晶体管（BJT）与场效应晶体管（FET）的物理机制 详细解析了BJT和FET（包括MOSFET、MESFET和HEMT）的工作原理。针对高频应用，深入研究了影响其开关速度和增益的关键内部参数，如基极/栅极电阻、集电极/漏极延迟时间、以及晶体管的米勒效应。特别关注了异质结双极型晶体管（HBT）和高电子迁移率晶体管（HEMT）中的二维电子气（2DEG）形成机制，以及它们如何实现在毫米波甚至太赫兹频率下的操作。 第四章：噪声物理与建模 噪声是限制所有电子系统灵敏度的核心因素。本章详细阐述了半导体器件中的主要噪声源，包括热噪声、散粒噪声、闪烁噪声（$1/f$噪声）以及它们在雪崩效应（如在PIN二极管或雪崩光电二极管中）中的表现。介绍了噪声系数（NF）的定义、测量方法，并讲解了如何利用散射参数（S参数）和噪声等效电路模型来精确预测器件在特定工作点下的最小噪声系数（$NF_{min}$）。 --- 第二部分：集成电路设计与制造工艺（IC Design and Fabrication Processes） 本部分将理论基础与实际工程应用相结合，探讨了高频集成电路（RFIC）的设计方法论、关键模块的架构选择以及先进的半导体制造工艺流程。 第五章：先进半导体制造工艺流程 详述了从晶圆制备到芯片封装的完整半导体制造流程。重点剖析了CMOS、BiCMOS、SiGe HBT以及基于III-V族化合物半导体的工艺平台。讨论了关键的薄膜沉积（PECVD, LPCVD）、光刻（DUV, EUV）和刻蚀技术（干法刻蚀、反应离子刻蚀）如何影响最终器件的几何精度和电学性能。特别强调了制造工艺对寄生参数（如互连线电感和电阻）的控制对高频性能的决定性影响。 第六章：无源元件的设计与集成 在高频电路中，电感器、电容器和电阻器的寄生效应远比低频电路显著。本章专门研究了在半导体衬底上实现高Q值无源元件的技术。包括螺旋电感器、变容二极管（Varactor）的设计优化，以及通过钝化层和金属层工程来最小化衬底损耗的方法。讨论了实现高精度匹配和低漂移的集成电阻网络的设计考量。 第七章：高频放大器架构与线性度 深入分析了射频和中频放大器的关键设计指标：增益、带宽、输入/输出阻抗匹配和线性度（P1dB, IIP3）。系统比较了共源、共基、共射极等基本放大电路拓扑在高频下的性能差异。详细讲解了反馈技术在展宽带宽和提高线性度中的应用，并介绍了推挽式（Push-Pull）和推拉式（Cascode）结构在功率放大器（PA）和低噪声放大器（LNA）中的具体实现。 第八章：振荡器、混频器与频率合成 本章覆盖了高频系统中核心的频率生成和转换模块。 振荡器： 分析了LC振荡器、晶体振荡器和压电谐振器的原理，重点讨论了负阻补偿技术和电感器的非线性对相噪（Phase Noise）的影响。介绍了锁相环（PLL）的基本结构和电荷泵设计，以及如何通过环路滤波器抑制抖动（Jitter）。 混频器： 详细介绍了上变频和下变频的原理，对比了有源混频器（如倍增器、Gilbert Cell）和无源混频器（如肖特基二极管混频器）的优缺点，着重分析了混频器的本征寄生混频和隔离度问题。 第九章：阻抗匹配与电路布局的艺术 阻抗匹配是实现最大功率传输和最小信号反射的关键。本章运用史密斯圆图工具，教授了L-C网络、T型和 $pi$ 型匹配网络的综合设计。同时，强调了在高速/高频PCB和IC布局中必须考虑的版图效应，包括串扰（Crosstalk）、地弹（Ground Bounce）、互连线电感建模以及电磁兼容性（EMC）的初步考量。讨论了对差分信号传输线的特性阻抗控制和长度匹配的重要性。 --- 第三部分：高频系统集成与新兴技术展望（System Integration and Future Trends） 本部分关注如何将单个器件和模块集成到实际系统中，并展望了下一代高频电子技术的发展方向。 第十章：低噪声放大器（LNA）与功率放大器（PA）的优化设计 LNA是接收链路的第一级，其性能直接决定了系统的整体信噪比。详细讲解了噪声匹配（使用S参数的$NF_{min}$点）与增益匹配之间的权衡。针对PA，深入分析了效率（PAE）、线性度和最大输出功率之间的矛盾。介绍了高效率功率放大器技术，如D类（数字驱动）PA、包络跟踪（Envelope Tracking）技术以及基于GaN技术的宽带、高功率密度PA的设计策略。 第十一章：射频开关与滤波器技术 开关器件在多频段应用中至关重要。分析了PIN二极管开关和FET开关的导通电阻、隔离度和插入损耗。在滤波器部分，详细介绍了分布元件滤波器（如巴伦、耦合线结构）的设计，并探讨了集成滤波器技术，包括腔体滤波器、介质滤波器以及薄膜技术在实现高Q值、高选择性滤波器中的应用。 第十二章：先进封装与系统级集成 随着频率的提高，封装和互连结构对电路性能的影响日益显著。本章探讨了先进封装技术，如倒装芯片（Flip-Chip）、硅中介层（Silicon Interposer）和3D集成（3D-IC）在减小寄生电感、提高I/O密度方面的作用。讨论了如何将无源元件（如电容器和电感器）集成到封装层或基板中，以提高整体系统的性能和紧凑性。 第十三章：未来展望：太赫兹电子学与光电集成 展望了超越传统毫米波波段的太赫兹（THz）电子学所面临的挑战与机遇。讨论了基于HEMT、HBT和新型二维材料（如石墨烯）器件在产生和探测太赫兹波方面的最新进展。最后，简要介绍了光电导和光电探测器件在高速光通信系统中与电子电路的集成趋势，预示着未来通信和传感技术的发展方向。

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当我看到这本书《Radio-Frequency Electronics》时，脑海中立刻浮现出那些在实验室里闪烁着微光的示波器屏幕，以及工程师们埋头于复杂电路图的场景。这本书的题目本身就带着一种专业而严谨的气息，让人预感到其中蕴含着丰富的技术知识。我一直对微波工程领域充满向往，尤其对于那些在高频段运行的设备，比如雷达、卫星通信以及各种无线传感器网络，都感到非常着迷。我希望这本书能够系统地介绍射频链路的各个组成部分，从信号的产生、放大、滤波、调制，到最终的传输和接收，能够提供详尽的理论分析和实用的设计指导。我特别想了解在高频下，电路的行为会发生哪些与低频截然不同的变化，比如寄生参数的影响、传输线效应以及电磁干扰的抑制方法。如果书中能够提供一些实际的案例研究，分析一些经典的射频电路设计，例如低噪声放大器（LNA）的设计技巧，或者功率放大器（PA）的效率优化策略，那将是极大的帮助。我相信，这本书将是我深入理解射频领域不可或缺的参考。

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《Radio-Frequency Electronics》这本书的封面设计很有质感，给人的第一印象是专业而可靠。作为一个对无线通信系统有着浓厚兴趣的在校学生，我一直在寻找一本能够系统性地梳理射频电子学知识的教材。我希望这本书能够涵盖射频电路设计的基础理论，从电磁场理论在射频领域的应用，到各种射频无源和有源器件的工作特性。我期待书中能够详细讲解阻抗匹配网络的原理和设计方法，这对于提高信号传输效率至关重要。同时，我也非常想深入了解各种射频滤波器和振荡器的设计，它们在信号处理和频率合成中扮演着关键角色。此外，书中如果能够讨论一下射频系统中的噪声分析和抑制技术，以及如何处理高频信号的失真问题，对我未来的学习和实践将会有很大的帮助。我希望这本书能够提供一些实际的设计案例，通过具体的例子来加深对理论知识的理解，并能够引导我掌握射频电路的设计流程和常用工具。

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当我翻阅《Radio-Frequency Electronics》这本书时，一种对未知的探索欲油然而生。我一直对那些能够穿越时空、传递信息的无线电波充满了神秘感。这本书的出现，仿佛是一把钥匙，能够解锁射频电子学这一复杂而迷人的领域。我非常希望书中能够用一种易于理解的方式，介绍射频信号的产生、传播和接收的整个过程。从高频振荡器的设计，到天线的原理和类型，再到射频链路中的各种元件，如放大器、混频器、倍增器等，我都希望能够得到详尽的讲解。我尤其关注书中在噪声和失真方面的论述，毕竟这些是影响射频系统性能的关键因素。如果书中能够提供一些实际的射频电路仿真和测量的方法，或者分享一些成功的射频系统设计案例，那将对我非常有启发。总而言之，我希望这本书能够成为我学习和掌握射频电子学的有力助手，让我能够更深入地理解我们身边的无线世界。

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拿起《Radio-Frequency Electronics》这本书，我立刻被它所散发出的专业气息所吸引。虽然我不是一名科班出身的电子工程师，但作为一个对现代通信技术充满好奇的爱好者，我一直试图寻找一本能够引导我理解射频世界奥秘的书籍。这本书的题目让我联想到各种无线设备，从家用的Wi-Fi路由器，到我们随身携带的智能手机，再到那些用于太空探索的深空探测器，它们都离不开射频电子学的基础。我非常期待书中能够用一种循序渐进的方式，带领我认识射频电路中的基本概念，例如阻抗匹配、S参数、回波损耗等等。我希望它能够用清晰的图示和严谨的公式，解释这些概念的物理意义，以及它们在实际电路设计中的重要性。此外，我对于射频系统中的噪声问题以及信号完整性问题也特别感兴趣，希望书中能够提供相关的分析方法和解决方案。如果这本书还能涉及一些现代射频技术的最新进展，例如5G通信或者物联网中的射频应用，那将是锦上添花，让我对未来的技术发展有更深的认识。

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这本书的封皮设计简洁而现代，虽然我还没有来得及深入阅读，但它的标题“Radio-Frequency Electronics”就足以激发起我无限的好奇心。一直以来，我对无线电波的世界都充满敬畏，那些看不见的能量如何在空气中穿梭，又如何被捕捉和解码，总是让我觉得充满了魔力。这本书的出现，仿佛为我打开了一扇通往这个神秘领域的大门。我尤其期待书中能够详细讲解各种射频元器件的工作原理，比如那些精密的滤波器、振荡器，还有天线的设计，它们是如何协同工作的，共同构建起复杂的通信系统。想象一下，书中能够用清晰易懂的语言，配合精美的插图，将那些抽象的电路图转化为生动的形象，让我能够直观地理解电磁波的传播特性，以及如何在射频电路中巧妙地利用它们。我希望这本书能够不仅仅停留在理论层面，更能在实际应用方面提供一些启发，比如如何设计一个简单的无线接收器，或者如何理解手机信号的收发过程。如果书中还能包含一些历史性的介绍，讲述射频技术是如何一步步发展至今的，那将是对我更有价值的补充，让我能更深刻地理解这项技术的深远意义。

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