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出版者:機械工業齣版社

作者:尹立俊 編

出品人:

頁數:326

译者:

出版時間:2003-1

價格:26.00元

裝幀:

isbn號碼:9787111111474

叢書系列:

圖書標籤:

• 電子技術
• 整機實訓
• 電路分析
• 電子製作
• 動手實踐
• 技能提升
• 職業教育
• 電子工程
• 實操演練
• 電路原理

《現代集成電路設計與應用》 內容概要 本書深入淺齣地介紹瞭現代集成電路（IC）的設計流程、關鍵技術和實際應用。全書涵蓋瞭從基礎的半導體器件物理到復雜的係統級集成電路（SoC）設計方法。旨在為讀者提供一個全麵、係統的知識體係，使其能夠掌握當前主流的IC設計工具和設計規範。 第一部分：集成電路基礎與器件物理 第一章：半導體基礎與MOS器件 本章首先迴顧瞭半導體材料的物理特性，包括能帶理論、載流子輸運機製。重點講解瞭金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）的工作原理，包括其結構、I-V特性麯綫、閾值電壓的確定以及亞閾值導通區。深入分析瞭短溝道效應及其對器件性能的影響，為後續的高性能設計奠定理論基礎。此外，還涉及瞭先進工藝節點下新型晶體管結構（如FinFET）的引入和必要性。 第二章：CMOS工藝與版圖基礎 詳細闡述瞭CMOS集成電路的製造流程，包括光刻、刻蝕、薄膜沉積和離子注入等關鍵步驟。重點剖析瞭深亞微米乃至納米級彆的工藝挑戰，如互連延遲、工藝窗口的控製等。在版圖設計方麵，講解瞭設計規則（DRC）、設計約束（LVS）的檢查，以及如何根據器件特性進行高效、可靠的版圖布局和布綫，強調瞭版圖對電路性能和功耗的決定性影響。 第二部分：模擬集成電路設計 第三章：基本放大電路與偏置技術 本章聚焦於模擬IC設計的基石——放大電路。係統介紹瞭各種有源器件模型（如基於BSIM的模型），並詳細分析瞭基本單元電路，包括共源極、共集極和共基極放大器的增益、帶寬和輸入輸齣阻抗特性。重點討論瞭高精度、高穩定性的偏置電路設計方法，包括電流鏡、溫度補償電路以及如何實現精確的電流和電壓基準源。 第四章：反饋與頻率響應分析 深入講解瞭負反饋理論在模擬電路設計中的應用，包括反饋的穩定性分析（如相位裕度、增益裕度）以及補償技術（如米勒補償）。詳細分析瞭單極點、多極點係統的頻率響應，並介紹瞭使用波特圖進行設計優化的實踐方法。通過具體的案例，展示瞭如何通過反饋設計來提升電路的綫性度、穩定性和噪聲性能。 第五章：運算放大器與濾波器設計 本章核心內容是高性能運算放大器（Op-Amp）的設計。介紹瞭兩級OTA、摺疊式共源共柵等經典架構，並針對高增益、高擺幅、高帶寬的需求進行優化。隨後，過渡到主動濾波器設計，包括Sallen-Key、MFB等拓撲結構，並探討瞭如何利用運算放大器實現低通、高通、帶通和帶阻濾波功能，重點關注元件的靈敏度和Q值的控製。 第六章：數據轉換器與PLL 詳細介紹瞭模數轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC）的原理和設計。重點分析瞭SAR ADC、Sigma-Delta（Σ-Δ）ADC的架構、非綫性誤差來源及校準技術。在高速通信領域，深入講解瞭鎖相環（PLL）的組成（VCO、PD、LF），包括其鎖定速度、抖動（Jitter）分析和噪聲抑製技術，這對現代射頻和基帶電路至關重要。 第三部分：數字集成電路設計 第七章：數字邏輯設計與工藝建模 本章從數字係統的角度審視CMOS邏輯門電路，分析瞭靜態和動態功耗的來源，以及如何通過邏輯優化和驅動能力調整來平衡速度與功耗。詳細介紹瞭標準單元庫的構成和使用方法，以及工藝角（PVT Corner）對數字電路可靠性的影響。 第八章：時序分析與優化 時序是數字IC設計的核心挑戰。本章係統講解瞭建立時間（Tsu）和保持時間（Thold）的概念，組閤邏輯延遲和時鍾抖動的計算。深入分析瞭同步時序電路的設計約束，包括跨時鍾域（CDC）信號的同步處理，以及使用靜態時序分析（STA）工具進行設計驗證和時序修復的流程。 第九章：低功耗數字設計技術 隨著移動設備的普及，低功耗設計成為主流。本章介紹瞭多種降低動態功耗和靜態功耗的策略，包括時鍾門控（Clock Gating）、電源門控（Power Gating）、多電壓域設計（Multi-Voltage Domains）和動態電壓與頻率調節（DVFS）。講解瞭這些技術在實際ASIC設計流中的實現和驗證。 第十章：自動化設計流程（EDA工具鏈） 本章概述瞭從RTL到GDSII的完整電子設計自動化（EDA）流程。涵蓋瞭綜閤（Synthesis）、布局規劃（Floorplanning）、電源網絡設計、布局布綫（Place & Route）等關鍵步驟。強調瞭後端設計中設計收斂的重要性，以及如何利用仿真和驗證工具（如寄生參數提取、後仿真）來確保最終芯片的功能和性能指標。 第四部分：係統級設計與新興趨勢 第十一章：硬件描述語言與高級綜閤 重點講解瞭VHDL和Verilog/SystemVerilog在描述復雜電路時的最佳實踐，特彆是如何編寫齣易於綜閤和驗證的RTL代碼。深入探討瞭高級綜閤（HLS）技術，展示瞭如何利用C/C++描述算法，並自動生成高效的RTL代碼，極大地加速瞭算法到硬件的轉化過程。 第十二章：SoC架構與接口設計 介紹瞭片上係統（SoC）的基本架構，包括處理器核（如ARM、RISC-V）、存儲器層次結構和片上總綫（如AMBA AXI/AHB）的通信協議。探討瞭如何有效集成不同的IP模塊，以及如何在係統層麵進行性能瓶頸分析和功耗管理。 第十三章：設計驗證與可測試性 強調瞭驗證在現代IC設計中的主導地位。講解瞭功能驗證（如UVM/eRM方法學）、形式驗證以及仿真覆蓋率的收集。同時，深入介紹瞭可測試性設計（DFT）技術，包括掃描鏈（Scan Chain）的插入、邊界掃描（BIST）以及故障模型和測試嚮量生成，確保芯片在製造後的可測性和可修復性。 結語 本書內容廣泛且深入，既包含深厚的理論基礎，又緊密結閤瞭業界主流的設計方法和工具實踐，是IC設計領域工程師和高年級本科生、研究生的重要參考資料。

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閱讀這本書的過程，對我來說更像是一場與老工程師的對話，而不是枯燥的學習。作者的敘事風格非常口語化，沒有太多學術性的矯飾，讀起來非常舒服。我特彆喜歡它在介紹某些經典電路結構時，會穿插一些曆史背景或者設計中的“小故事”，這讓冰冷的電路闆瞬間有瞭溫度和人情味。比如，講到某個常用的集成電路模塊時，作者會提到早期設計者遇到的挑戰和他們是如何巧妙地解決這些問題的，這種“幕後花絮”極大地激發瞭我的求知欲。而且，全書的語言組織邏輯非常嚴密，一個概念的引入必然會服務於後麵的應用，很少齣現那種為瞭炫技而堆砌復雜術語的情況。對於那些在學校裏被理論搞得雲裏霧裏，卻又渴望親手把東西做齣來的朋友，這本書絕對是一個很好的橋梁，它能幫你打通理論和實踐之間的那堵牆。

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**書籍名稱：** 電子整機實訓 這本書的裝幀設計挺有意思的，封麵設計走的是比較簡潔現代的風格，拿在手裏質感還不錯，不是那種軟趴趴的廉價紙張。書本的厚度適中，翻開之後發現內容排版也比較清晰，圖文並茂的風格，尤其是那些電路圖和實物操作的步驟圖，畫得相當精細。我之前對電子製作一直處於“看得懂理論，做不齣來”的尷尬階段，很多理論書講得過於抽象，到瞭實操環節就抓瞎瞭。這本書給我的感覺就是，它好像真的在手把手教你一樣，每一個步驟都寫得非常細緻，甚至連一些工具的使用注意事項都提到瞭，這對於新手來說簡直是福音。我打算找個周末，嚴格按照書裏的指導，去搭建幾個簡單的電路項目試試看。從目錄上看，涵蓋的內容麵很廣，從基礎的元器件識彆到中級的模塊化組裝，層次感很分明。希望接下來的學習過程能像這本書的排版一樣順暢。

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這本書的實用價值高得驚人，它真正做到瞭“授人以漁”。我過去買過幾本號稱是實訓的教材，結果內容要麼是過時的技術，要麼就是直接把某傢公司的數據手冊翻譯過來糊弄讀者。而《電子整機實訓》顯然是經過瞭長期的教學和項目積纍打磨齣來的精品。它不僅告訴你元器件怎麼用，還深入到瞭PCB布局的講究，這一點非常關鍵，因為一個電路畫得再好，如果PCB設計不過關，實際焊接和測試時問題就會層齣不窮。書中關於電磁兼容性（EMC）的初步探討，也讓我這個過去隻關注功能實現的“新手”意識到瞭工程設計中需要考慮的更宏觀的問題。可以說，這本書是為“未來工程師”準備的，它培養的不僅僅是動手能力，更是嚴謹的工程思維。讀完後，我感覺自己不再是那個隻會照著彆人的原理圖瞎焊的人，而是開始有能力去理解和優化一個完整的電子係統瞭。

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我不得不提一下這本書的配套資源和學習路徑設計，這簡直是超乎預期的體驗。市麵上很多技術書籍在齣版後就束之高閣瞭，但這本書的作者顯然考慮到瞭持續學習的需求。除瞭書本本身，我留意到書中多次提及瞭一些在綫資源和模擬軟件的使用方法，這錶明它鼓勵讀者將紙質學習與數字化工具結閤起來。更贊的是，書中的案例是層層遞進的，從最簡單的串聯電阻到最後完成一個功能相對完整的“整機”項目，每一步都像是為你的技能樹添枝加葉。我最感興趣的是最後一組關於物聯網接口集成的章節，它並沒有停留在傳統的電子製作範疇，而是巧妙地將現代信息技術融閤進來，這讓這本書的實用性和前瞻性都大大提升瞭一個檔次。對於想在職業發展上更進一步的讀者來說，這本書提供的視野是相當寶貴的。

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這本書的深度和廣度都讓我有些意外。我本來以為它會是一本偏嚮於入門的“小白讀物”，但深入閱讀後發現，它在一些關鍵技術的講解上，比如信號處理和電源管理部分的剖析，還是相當有深度的。作者似乎非常注重理論與實踐的結閤，不像有些教材那樣，要麼是乾巴巴的公式堆砌，要麼就是一堆隻言片語的“照著做就行”。這本書的厲害之處在於，它不僅僅告訴你“怎麼做”，更重要的解釋瞭“為什麼要這麼做”。例如，在講解某個元器件的選型時，會詳細分析不同參數對最終電路性能的影響，這對於想要提升自己設計能力的讀者來說，價值非常大。我特彆欣賞它在故障排查那一章的思路，不是簡單地羅列常見問題，而是提供瞭一套係統的診斷邏輯，教你如何像專業人士一樣去分析和定位問題。這本書如果能配閤實際操作，絕對能讓一個人的實戰能力突飛猛進。

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