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出版者:Pearson Academic Computing

作者:Petrucci Ralph H.

出品人:

頁數:672

译者:

出版時間:2001-9-19

價格:0

裝幀:Paperback

isbn號碼:9780130176844

叢書系列:

圖書標籤:

• 解題手冊
• 教材輔助
• 大學教材
• 工程數學
• 高等數學
• 習題解答
• 學習指南
• 數學工具書
• 理工科學生
• 教學參考

現代電子學基礎：深入解析與應用實踐 書籍簡介 《現代電子學基礎：深入解析與應用實踐》旨在為電子工程、通信工程、計算機科學以及相關理工科專業的學生和工程師提供一本全麵、深入且注重實踐的教材。本書立足於電子學領域的核心概念，係統性地介紹瞭半導體器件物理、模擬電路設計、數字電路原理以及現代電子係統中的關鍵技術。我們力求在理論深度與工程應用之間取得完美的平衡，確保讀者不僅理解“是什麼”，更能掌握“如何做”。 第一部分：半導體器件的物理基礎 本部分是理解現代電子係統的基石。我們首先迴顧固體物理的基礎知識，包括能帶理論、費米能級以及載流子輸運機製。重點詳細闡述瞭PN結的形成、其在不同偏置條件下的伏安特性，以及肖特基勢壘的物理模型。 隨後，我們將視角轉嚮兩大核心有源器件：雙極性結型晶體管（BJT）和金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）。對於BJT，我們不僅分析瞭Ebers-Moll模型及其簡化形式，還深入探討瞭高頻效應和開關特性。對於MOSFET，本書花費大量篇幅講解其工作原理，從閾值電壓的確定、跨導的計算到溝道長度調製。我們特彆關注瞭現代集成電路設計中主流的NMOS和PMOS器件，詳細分析瞭它們的工藝限製和短溝道效應。此外，還引入瞭JFET和IGBT等其他重要器件，概述瞭它們各自的應用場景。 第二部分：模擬集成電路設計與分析 模擬電路是處理連續信號的生命綫。本部分從設計方法的角度係統地介紹瞭模擬電路的構建模塊。 基礎放大器與偏置技術： 詳細討論瞭恒流源和恒壓源的設計，這是所有模擬電路偏置的基礎。隨後，深入分析瞭共源、共射、共基極、共集電極等基本單級放大器的頻率響應、輸入/輸齣阻抗和增益特性。 反饋理論與運算放大器（Op-Amp）： 本章是模擬電路的核心。我們用嚴格的反饋理論（如波德圖分析、相位裕度和增益裕度）來解析反饋電路的穩定性。隨後，對理想運放和實際運放的非理想特性（失調電壓、共模抑製比CMRR、開環增益）進行瞭詳盡的建模和分析。 高級模擬模塊： 重點介紹瞭一階和二階濾波器（如Sallen-Key拓撲），分析瞭巴特沃斯、切比雪夫等濾波器類型的特性和設計流程。此外，本書還涵蓋瞭電壓基準源、電流鏡的高級應用，以及乘法器和V-F/F-V轉換器的原理。為應對信號完整性挑戰，我們對噪聲在模擬電路中的來源（熱噪聲、閃爍噪聲）和抑製方法進行瞭詳盡的討論。 第三部分：數字電子學與邏輯設計 本部分轉嚮處理離散信號的數字係統。我們將從最基本的邏輯門開始，逐步構建復雜的組閤邏輯和時序邏輯電路。 邏輯代數與門電路： 復習布爾代數、德摩根定理，並詳細分析瞭TTL、CMOS等主流邏輯傢族的結構、噪聲容限和功耗特性。特彆強調瞭CMOS反相器作為基本開關的詳細工作點分析。 組閤邏輯設計： 係統介紹卡諾圖（K-map）和Quine-McCluskey方法，用於邏輯函數的化簡。隨後，深入探討瞭編碼器、譯碼器、數據選擇器（MUX）和數據分配器（DEMUX）的實際應用，並介紹瞭可編程邏輯器件（PLD）如PAL和GAL的基本原理。 時序邏輯與狀態機： 詳細解析瞭鎖存器（Latch）和觸發器（Flip-Flop，如D, JK, T型）的時序特性、建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）。在此基礎上，構建瞭同步和異步狀態機模型，使用狀態圖和狀態錶進行設計，並涵蓋瞭計數器（異步、同步）和寄存器的設計實例。 半導體存儲器： 探討瞭SRAM和DRAM的工作原理、讀寫時序以及陣列組織結構，並簡要介紹瞭閃存（Flash Memory）的擦寫機製。 第四部分：係統級接口與數據轉換 現代電子係統要求模擬世界與數字世界無縫連接。本部分關注如何實現這種接口轉換。 數據轉換器（ADC/DAC）： 詳細闡述瞭數模轉換器（DAC）的電阻梯形和R-2R結構，以及模數轉換器（ADC）的關鍵技術，包括逐次逼近、雙斜積分（雙積分）和流水綫（Pipeline）結構。關鍵性能指標如有效位數（ENOB）、微分非綫性（DNL）和積分非綫性（INL）被給予充分的分析。 時鍾與定時： 晶體振蕩器、鎖相環（PLL）和延遲鎖定環（DLL）是係統同步的核心。本書解釋瞭這些電路如何産生精確的時鍾信號，並分析瞭時鍾抖動（Jitter）對係統性能的影響。 總綫與接口協議： 介紹瞭電子係統間通信的常見標準，如SPI、I2C、UART等，並著重講解瞭這些協議在嵌入式係統和傳感器數據采集中的實際配置和應用。 實踐與案例分析 貫穿全書，我們提供瞭大量源自工業界或學術前沿的案例研究，幫助讀者將理論知識轉化為實際工程能力。這些案例包括：使用Spice進行電路仿真、設計一個簡易的直流-直流（Buck/Boost）轉換器、實現一個簡單的四位同步計數器，以及分析運算放大器在噪聲敏感環境下的布局技巧。 目標讀者 本書是為電子工程、微電子學、自動化、計算機硬件以及光電信息等專業的本科高年級學生和研究生推薦的專業教材。同時，它也是希望係統迴顧和深化電子學知識的在職工程師的理想參考手冊。掌握本書內容，讀者將能自信地進行從器件選擇到係統模塊設計的全流程工作。

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拿到這本“Selected Solutions Manual”後，我做的第一件事就是把它和我的教材放在一起對比。我發現，這本書的內容並不是簡單地對教材中的例題進行答案的羅列，而是對教材內容進行瞭更深層次的“加工”和“提煉”。它所選取的題目，往往是那些最能反映某個知識點核心，或者最能體現齣解題技巧的關鍵。而且，對於這些精選的題目，它的解答方式更是彆具一格。我注意到，書中並非所有題目都采用單一的解題方法，而是會根據題目的特點，展現齣多種可能的解題思路，並且對這些思路進行比較和分析，指齣哪種方法更為高效，哪種方法更具啓發性。這種“開放式”的解答，讓我不再局限於一種思維定式，而是能夠培養齣更靈活、更具創造性的解題能力。此外，書中的一些“拓展思考”或者“延伸閱讀”的部分，雖然沒有直接給齣答案，但卻能引導我進一步思考，去探索更廣泛的知識領域。這種“點撥式”的引導，讓我感覺這本書不僅是在教我如何做題，更是在幫助我構建一個更完整的知識體係。

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這本“Selected Solutions Manual”的齣現，可以說是及時雨。我一直覺得，學習數學最難的部分，不是理解概念，而是如何將這些概念靈活地應用到實際題目中。理論知識就像是一堆零散的積木，而解題就是將這些積木搭建成一座座堅固的堡壘。這本書，就像是提供瞭一份詳細的“積木搭建指南”。它沒有給我一堆已經搭建好的模型，而是通過對精選例題的詳細拆解，讓我看到瞭如何一步步地將那些零散的“積木”組閤起來，形成一個完整的解決方案。我特彆喜歡它在解答過程中，不僅僅是寫齣“怎麼做”，更會解釋“為什麼這麼做”。這種對原理的深入挖掘，讓我能夠理解解題背後的邏輯，而不是死記硬背。有時候，即使題目本身不難，但如果理解不瞭其背後的數學思想，遇到稍有變動的題目，就容易束手無策。而這本書，通過對“為什麼”的充分解答，有效地彌補瞭我的這一短闆，讓我對知識的掌握更加牢固，也更有信心去應對那些我從未見過的難題。

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這本“Selected Solutions Manual”的名字本身就有一種預示，它不是一本讓你從頭開始學習理論的書，而更像是一位循循善誘的老師，在你遇到瓶頸時伸齣援手。我拿到它的時候，正苦於一道睏擾瞭我好幾天的數學題，嘗試瞭各種方法都不得要領。翻開這本書，我沒有立刻去找那道題的答案，而是先瀏覽瞭一下目錄，發現它涵蓋瞭我正在學習的多個重要章節。這種編排方式讓我覺得，它並非簡單地羅列題目和解答，而是有其內在的邏輯和學習路徑。我開始隨機翻閱幾個例題，發現解題過程清晰明瞭，每一步的推導都做瞭詳盡的解釋，而且在關鍵步驟上還會有一些提示性的文字，引導讀者思考背後的原理。這對於我這種容易卡殼的學習者來說，簡直是福音。而且，它沒有照搬課本的語言，而是用瞭更貼近實際解題思路的錶述，有時候甚至帶點“過來人”的經驗分享，讓我感覺不是在對著冷冰冰的公式發呆，而是有人在一步步帶著我“破關斬將”。雖然還沒有完全解決我之前遇到的難題，但光是這種“授之以漁”的方式，就已經讓我對這本書充滿瞭期待，感覺它能成為我攻剋難關的有力武器。

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坦白說，我當初購買這本書，主要是衝著它的“Selected”這個詞去的，希望它能精選齣那些最能代錶某個知識點、最常齣現在考試中的題目。拿到手後，我纔發現它遠不止於此。這本書不僅僅是題目的精選，更重要的是它對這些精選題目提供的“解題思路”的精選。我注意到，對於同一類型的題目，它會提供不止一種解法，並且會分析不同解法的優劣，比如哪種方法更簡潔，哪種方法更能展現數學思想。這種“多維度”的呈現方式，極大地拓展瞭我的解題思路。我不再局限於自己慣常的思考模式，而是能夠從不同的角度去審視問題，甚至能從中悟齣更深層次的數學規律。有時候，即便我能夠獨立解齣某道題，翻閱這本書的解答，也總能發現一些我之前沒有想到的巧妙之處，或者更高效的解題技巧。這種“頓悟”的時刻，是學習過程中最令人興奮的部分，而這本書恰恰能夠頻繁地帶給我這種驚喜。它不僅僅是指導我如何做題，更是在潛移默化中提升我的解題能力和數學思維。

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當我收到這本“Selected Solutions Manual”時，說實話，我並沒有抱太大的期望。市麵上這種類型的教材輔助資料總是參差不齊，有些充其量隻是答案的堆砌，對理解毫無幫助。然而，這本書的齣現，卻給瞭我一個大大的驚喜。首先，它的排版設計就很讓人眼前一亮，乾淨利落，重點突齣，即使是密集的公式和推導，也不會顯得雜亂無章。最讓我欣賞的是，它並沒有僅僅給齣最終答案，而是將每道題的解題過程進行瞭非常細緻的分解。對於那些看起來很復雜的題目，它會循序漸進地展示如何一步步拆解，將大問題化為小問題，然後逐一擊破。這種“解構式”的解答方法，讓我能夠清晰地看到每一步的邏輯依據，而不是一頭霧水地看著最終結果。更重要的是，書中穿插瞭一些“思考提示”或者“易錯點提醒”，這些小小的注腳，往往能點醒那些容易被忽視的細節，避免我重蹈覆轍。在我學習過程中，常常會因為一些看似微不足道的疏忽而導緻整個思路跑偏，而這本書中的這些提示，就像是指南針一樣，幫助我及時校準方嚮。

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