9787561814147 数字电子技术 天津大学出版社 刘常澍 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名：数字电子技术

定价：21.00元

作者：刘常澍

出版社：天津大学出版社

出版日期：2001-03-01

ISBN：9787561814147

字数：385000

页码：237

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书按照天津市考试中心拟订的大纲编写的。主要内容有数字逻辑基础、逻辑门电路、组合逻辑电路集成触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、存储器和可编程逻辑器件。
本书适合电子信息、通信、自动化等专业高等职业教育、自学考试、成人教育以及大专学生作为教材使用，也可供其他相关专业学生和教师选用。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《集成电路设计基础》 作者： 某某教授，某某研究所资深研究员 出版社： XXX大学出版社 内容简介： 本书旨在为读者构建一个全面而深入的集成电路设计知识体系，涵盖从基础理论到实际应用的全过程。全书共分十二章，内容循序渐进，逻辑清晰，理论与实践相结合，力求帮助读者掌握现代集成电路设计的核心技能与前沿理念。 第一章 绪论：集成电路的时代脉搏 本章首先追溯集成电路（IC）的发展历程，从最初的晶体管到复杂的超大规模集成电路（VLSI），阐述其在信息时代的革命性地位和不可替代的作用。我们将探讨集成电路产业的宏观格局，包括技术发展趋势、市场需求以及不同应用领域（如消费电子、通信、计算、汽车电子、医疗健康等）对集成电路设计的独特挑战和机遇。通过对集成电路发展史的回顾，读者将能深刻理解当前集成电路设计领域所面临的机遇与挑战，并为后续的学习打下坚实的基础。本章还将简要介绍集成电路设计的关键流程，为后续章节的具体内容铺设脉络。 第二章 半导体器件基础：构筑数字世界的基石 集成电路的设计离不开对其底层器件的深刻理解。本章将详细介绍构成集成电路最基本单元——半导体器件的物理原理和电气特性。我们将从PN结的形成与特性入手，深入讲解二极管的整流、稳压等功能。随后，重点阐述三极管（BJT）和场效应管（MOSFET）的结构、工作原理、电学模型以及它们在放大和开关电路中的应用。特别地，MOSFET作为现代集成电路中最主要的器件，我们将对其沟道形成、阈值电压、载流子输运等关键概念进行详尽的分析。此外，本章还会涉及MOS器件的结电容、沟道电容等寄生效应，以及它们对电路性能的影响。掌握这部分内容，是理解后续数字逻辑电路设计和模拟电路设计的基础。 第三章 数字逻辑电路基础：二进制的逻辑之舞 本章将带领读者进入数字逻辑的世界，这是所有现代数字系统设计的起点。我们将从布尔代数的基本公理和定理开始，学习如何进行逻辑化简。随后，详细介绍基本逻辑门电路（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的设计原理和实现方式。在此基础上，我们将讲解组合逻辑电路的设计方法，包括常用组合逻辑模块如编码器、译码器、多路选择器、加法器、比较器等的设计与分析。读者将学习如何根据逻辑功能需求，使用卡诺图、真值表等方法设计出高效、可靠的组合逻辑电路。本章还将触及一些进阶的组合逻辑设计技巧，例如状态机的基本概念和简单的状态机设计。 第四章 时序逻辑电路：捕捉时间的轨迹 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入，还取决于其过去的状态。本章将深入讲解时序逻辑电路的设计。我们将从最基本的触发器（Flip-Flop）讲起，包括SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器的工作原理、特性以及它们在存储和移位操作中的作用。在此基础上，我们将学习如何设计和分析各类同步时序逻辑电路，如寄存器、移位寄存器、计数器（行波计数器、同步计数器）等。重点将放在状态机（Finite State Machine, FSM）的设计，包括状态转移图、状态转移表的设计，以及如何将其转化为实际的硬件电路。我们还将讨论异步时序逻辑电路可能遇到的竞争冒险（Race Condition）和亚稳态（Metastability）问题，并介绍避免这些问题的设计方法。 第五章 半导体存储器与可编程逻辑器件：灵活的数字构建块 本章将聚焦于集成电路设计中常用的存储器和可编程逻辑器件。我们将详细介绍各种半导体存储器的原理和结构，包括静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）的工作原理、读写操作、组织结构以及它们在系统中的应用。读者将了解不同存储器类型的优缺点，以及如何根据应用需求进行选择。此外，本章还将深入探讨可编程逻辑器件（PLD），包括只读存储器（ROM）、可编程只读存储器（PROM）、可擦写可编程只读存储器（EPROM）、电可擦可编程只读存储器（EEPROM）、电可擦可编程只读存储器（Flash Memory）等。重点将放在现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）的设计理念、内部结构、编程方式及其在原型开发和产品实现中的广泛应用。 第六章 模拟电路基础：信号的连续世界 尽管现代集成电路以数字为主导，但模拟电路作为连接现实世界与数字世界的桥梁，其重要性不容忽视。本章将介绍模拟电路设计的基本概念和常用电路。我们将从放大器入手，讲解单级放大电路（如共射放大器、共集放大器、共基放大器）的静态和动态分析，以及它们的增益、输入输出阻抗、带宽等关键参数。随后，将介绍多级放大电路的设计，以及差分放大电路和运算放大器（Op-Amp）的工作原理、特性和应用，如作为电压跟随器、加法器、减法器、积分器、微分器等。本章还会简要介绍滤波器（低通、高通、带通、带阻）、振荡器等基本模拟电路模块，为后续深入学习模拟集成电路设计打下基础。 第七章 数模混合信号电路基础：融合数字与模拟的智慧 集成电路设计中，数模混合信号处理（Mixed-Signal IC Design）是越来越普遍的领域。本章将介绍数模混合信号电路设计的基本原理和常见模块。我们将重点讲解模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的设计，包括它们的不同类型（如逐次逼近型、双积分型、流水线型ADC；R-2R型、权电流型DAC）、工作原理、关键性能指标（如分辨率、采样率、线性度、信道隔离度）以及它们在数据采集、信号处理等系统中的应用。本章还会讨论数模混合信号电路设计中面临的挑战，如电源噪声、地弹、串扰等，以及相应的抑制技术。 第八章 集成电路设计流程与工具：从构想到芯片 本章将详细阐述一个完整的集成电路从概念到最终成品的設計流程，以及在这个过程中所使用的关键设计工具（EDA - Electronic Design Automation）。我们将从需求分析、系统架构设计开始，逐步深入到逻辑设计、电路设计（RTL级、门级）、仿真验证、综合、布局布线（Placement & Routing）、物理验证（DRC/LVS）、时序分析、以及流片（Tape-out）和封装测试等各个环节。本章将重点介绍常用的EDA工具，如Verilog/VHDL等硬件描述语言（HDL）的编写工具、仿真器（如VCS, NC-Verilog）、综合工具（如Synopsys Design Compiler, Cadence Genus）、布局布线工具（如Cadence Innovus, Synopsys IC Compiler）、物理验证工具（如Calibre, Virtuoso Layout Editor）等。通过本章的学习，读者将对集成电路设计的实际工作流程有一个清晰的认识。 第九章 CMOS电路设计与优化：效率与性能的平衡 CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）技术是当前绝大多数数字集成电路制造工艺的基础。本章将专注于CMOS电路的设计与优化。我们将深入分析CMOS反相器、NAND门、NOR门等基本逻辑门电路的结构、工作原理、功耗特性、噪声容限以及传播延迟。重点将放在CMOS工艺模型和电学行为的理解，包括迁移率、阈值电压、亚阈值导电等。本章还将介绍CMOS电路设计的关键优化技术，如动态功耗优化、静态功耗优化、时序优化、面积优化等，以及如何在设计中权衡效率与性能。读者将学习如何通过合理的电路结构选择和工艺参数调整来提升集成电路的整体性能。 第十章 VLSI设计自动化与验证：规模化设计的挑战 随着集成电路规模的不断扩大（VLSI - Very Large Scale Integration），手动设计已变得不可行，设计自动化（EDA）工具的作用愈发重要。本章将深入探讨VLSI设计自动化面临的挑战以及相关的解决方案。我们将讨论高层次综合（High-Level Synthesis）的概念，如何从算法级描述快速生成RTL代码。重点将放在设计验证（Design Verification）的重要性，包括功能验证、性能验证、功耗验证等，以及验证方法学（如UVM - Universal Verification Methodology）。本章还将介绍物理设计流程，包括布局布线（Placement and Routing）的算法、时钟树综合（Clock Tree Synthesis）、功耗网格（Power Grid）设计、以及物理验证（DRC/LVS）的重要性，确保芯片能够满足制造工艺的要求。 第十一章 低功耗集成电路设计：绿色计算的未来 在移动设备和物联网日益普及的今天，低功耗设计已成为集成电路设计领域最重要的挑战之一。本章将集中讨论低功耗集成电路的设计技术。我们将分析数字电路和模拟电路中的主要功耗来源（动态功耗和静态功耗），并介绍各种降低功耗的方法，包括但不限于：时钟门控（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）、动态电压和频率调整（DVFS）、多阈值电压CMOS（Multi-Vt CMOS）技术、低功耗内存设计、以及低功耗模拟电路设计技术。本章还将讨论功耗分析工具的使用，以及如何在设计早期就考虑功耗因素。 第十二章 高级主题与前沿展望：探索集成电路设计的未来 本章将对集成电路设计领域的一些高级主题进行介绍，并展望未来的发展趋势。我们将讨论片上系统（System-on-Chip, SoC）的设计理念和挑战，如何将多种功能单元集成到单一芯片上。还将简要介绍新兴的集成电路技术，如三维集成（3D IC）、硅光子（Silicon Photonics）、忆阻器（Memristor）等，以及它们可能带来的设计变革。此外，本章还将探讨人工智能（AI）在集成电路设计中的应用，例如AI驱动的逻辑综合、布局布线以及验证。最后，我们将对集成电路设计行业未来的发展方向、面临的挑战和机遇进行总结和展望，激发读者的创新思维。 本书的编写风格力求严谨且易于理解，通过丰富的实例和图示，帮助读者将理论知识转化为实际的设计能力。无论您是相关专业的学生，还是希望深入了解集成电路设计的工程师，本书都将是您不可或缺的学习伙伴。