電子技術基礎(第二版)(21世紀高等學校電子信息工程規劃教材) 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

基本信息

書名：電子技術基礎(第二版)(21世紀高等學校電子信息工程規劃教材)

定價：29.50元

作者：李潔著

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2012-05-01

ISBN：9787302280385

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：大32開

商品重量：0.499kg

編輯推薦

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內容提要

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　　為適應計算機的普及和通信技術的廣泛應用，滿足對高等工科院校學生的知識結構要求，作者結閤多年的教學改革實踐編寫瞭這本《電子技術基礎》。全書包括三部分：部分電路分析基礎，介紹電路的基本概念、定律和分析方法，正弦交流電路；第二部分模擬電子技術，介紹二極管、三極管和場效應管的結構以及工作特性和應用，基本放大電路以及反饋和運算放大器；第三部分數字電子技術，介紹數字邏輯基本概念、組閤邏輯電路的分析與設計、時序邏輯電路的分析與設計、數模轉換和模數轉換等。《21世紀高等學校電子信息工程規劃教材：電子技術基礎（第2版）》所選內容與現代科技的發展相結閤，突齣新技術、新器件。概念闡述準確，語言簡明扼要，避免繁復的公式推導，適閤作為應用類理工科大學教材，也可以供相關科技工作者和自學者參考。

目錄

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章 電路的基本概念、定律和分析方法
　1.1 電路中的電流、電壓、電動勢及功率
　　1.1.1 電路和電路模型
　　1.1.2 電流
　　1.1.3 電壓與電動勢、電位與參考點
　　1.1.4 電流、電壓的參考方嚮
　　1.1.5 電功率、電能及焦耳一楞次定律
　　1.1.6 電氣設備的額定值
　1.2 歐姆定律、電阻與電導
　1.3 基爾霍夫定律
　　1.3.1 基爾霍夫電流定律
　　1.3.2 基爾霍夫電壓定律
　1.4 電阻的串聯、並聯和混聯
　　1.4.1 電阻的串聯
　　1.4.2 電阻的並聯
　　1.4.3 電阻的混聯
　1.5 等效電源定理
　　1.5.1 電壓源與電流源
　　1.5.2 戴維南定理
　　1.5.3 諾頓定理
　　1.5.4 負載獲得大功率傳輸的條件
　1.6 節點電壓法
　1.7 疊加原理
　1.8 受控源與二端口網絡
　　習題1　
第2章 正弦交流電路
　2.1 正弦交流電的基本概念
　　2.1.1 正弦量的三要素
　　2.1.2 正弦交流電的有效值
　2.2 正弦交流電的相量錶示法
　2.3 單一參數的正弦交流電路
　　2.3.1 電阻電路
　　2.3.2 電容電路
　　2.3.3 電感電路
　2.4 非單一參數的正弦交流電路
　　2.4.1 RLC串聯電路
　　2.4.2　RLC並聯電路
　2.5 復阻抗的串聯和並聯
　　習題2
第3章 半導體二極管、三極管和場效應管
　3.1 PN結與半導體二極管、穩壓二極管
　　3.1.1 半導體
　　3.1.2 PN結及其單嚮導電特性
　　3.1.3 半導體二極管
　　3.1.4 穩壓二極管
　3.2 半導體三極管--晶體管
　　3.2.1 晶體管的基本結構及符號
　　3.2.2 晶體管的電流放大過程
　　3.2.3 晶體管的伏安特性
　　3.2.4 晶體管的主要參數
　3.3 場效應管
　　3.3.1 結型場效應管
　　3.3.2 絕緣柵場效應管
　　3.3.3 場效應管的主要參數
　　習題3
第4章 放大電路基礎
　4.1 共射極放大電路
　　4.1.1 直流分析
　　4.1.2 圖解法分析
　　4.1.3 微變等效電路分析法
　　4.1.4 分壓式穩定靜態工作點電路
　4.2 共集電極放大電路--射極輸齣器
　4.3 功率放大電路
　　4.3.1 雙電源互補對稱功率放大電路
　　4.3.2 單電源互補對稱功率放大電路
　4.4 多級放大電路
　　4.4.1 多級放大電路的耦閤方式
　　……
第5章 反饋與集成運算放大器
第6章 數字電路基礎
第7章 組閤邏輯電路
第8章 觸發器與時序邏輯電路
第9章 數模轉換和模數轉換
附錄A　實驗
附錄B 部分習題題解及答案
附錄C 常用半導體器件的參數
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《現代集成電路設計與應用》 前言 在當今科技飛速發展的時代，電子信息産業已成為推動社會進步和經濟增長的核心引擎。集成電路，作為電子信息産業的基石，其重要性不言而喻。從智能手機到高性能計算機，從醫療設備到航空航天，集成電路的身影無處不在，深刻地改變著我們的生活方式和工作模式。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的集成電路設計與應用領域的知識體係，引領讀者走進微觀世界的奇妙之旅，掌握現代電子技術的核心脈絡。 本書的編寫，並非是對某一特定教材的復述或模仿，而是立足於當前集成電路技術發展的最新前沿，結閤實際工程應用的需求，力求呈現一個既有理論深度又不乏實踐指導性的學習平颱。我們關注的重點，在於如何將抽象的電路理論轉化為可實現的芯片設計，以及如何將設計好的芯片巧妙地應用於各種復雜的電子係統中，最終解決實際問題，創造價值。 本書的讀者對象廣泛，既適閤在校的電子信息工程、微電子學、計算機科學等相關專業的本科生和研究生，也適用於從事集成電路設計、嵌入式係統開發、電子産品研發等領域的工程師和技術人員。對於對集成電路技術感興趣的初學者，本書將提供堅實的基礎知識；對於有一定經驗的從業者，本書將帶來新的視角和啓發。 第一部分：集成電路設計理論基礎 第一章 模擬集成電路設計 本章將從模擬信號的本質齣發，深入探討模擬集成電路設計的基本原理和核心概念。我們將首先介紹模擬信號的特性，如幅度、頻率、相位等，並闡述其在各種應用場景中的重要性。隨後，將重點講解各種模擬電路的基本構建模塊，包括但不限於： 晶體管模型與特性： 詳細介紹MOSFET和BJT等晶體管的物理模型、工作特性麯綫以及它們在電路設計中的作用。我們將分析不同偏置條件下的工作區域，並討論影響晶體管性能的各種因素，如溝道長度調製、體效應等。 基本放大器電路： 學習不同類型的單級和多級放大器，如共源極放大器、共集極放大器、共柵極放大器、差分放大器等。我們將分析它們的增益、輸入阻抗、輸齣阻抗、帶寬等關鍵性能指標，並探討如何通過電路結構和器件選擇來優化這些指標。 運算放大器（Op-Amp）： 深入研究運算放大器的理想模型和實際模型，分析其內部結構和工作原理。我們將介紹各種運算放大器的應用電路，如加法器、減法器、積分器、微分器、濾波器等，並探討其在信號調理、控製係統等領域的應用。 反饋與穩定性： 講解負反饋在改善放大器性能（如增益穩定性、帶寬展寬、失真減小）中的作用，並深入分析電路的穩定性問題，介紹相位裕度和增益裕度等概念，以及如何避免振蕩。 濾波器設計： 介紹低通、高通、帶通、帶阻等基本濾波器類型，以及巴特沃斯、切比雪夫、貝塞爾等不同逼近函數。我們將學習如何根據應用需求設計有源濾波器和無源濾波器，並探討其在信號處理和通信係統中的重要性。 振蕩器與鎖相環（PLL）： 講解産生周期性信號的振蕩器原理，如RC振蕩器、LC振蕩器、晶體振蕩器等。重點介紹鎖相環的工作原理、組成部分（如鑒相器、低通濾波器、壓控振蕩器）及其在頻率閤成、時鍾恢復等應用中的重要作用。 噪聲與失真分析： 分析模擬電路中常見的噪聲源，如熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲等，並學習如何評估和減小噪聲的影響。同時，我們將探討各種失真類型，如諧波失真、互調失真等，以及如何通過電路設計來抑製失真。 第二章 數字集成電路設計 本章將聚焦於數字信號的處理和邏輯功能的實現，從最基本的邏輯門開始，逐步深入到復雜的數字係統設計。我們將重點關注： 數字信號與邏輯門： 介紹數字信號的二值特性（高電平與低電平），以及基本邏輯門（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的功能和真值錶。 布爾代數與邏輯優化： 學習使用布爾代數對邏輯錶達式進行化簡和優化，掌握卡諾圖等方法，以最小的硬件資源實現所需的邏輯功能。 組閤邏輯電路設計： 講解編碼器、譯碼器、多路選擇器、數據分配器、加法器、減法器等組閤邏輯電路的設計方法，以及它們在數據處理和控製邏輯中的應用。 時序邏輯電路設計： 介紹觸發器（D觸發器、JK觸發器、T觸發器）作為時序邏輯的基本單元，學習如何設計寄存器、計數器、移位寄存器等時序電路。 有限狀態機（FSM）設計： 掌握摩爾型和米利型有限狀態機的設計方法，包括狀態圖、狀態轉移錶的設計，以及如何將其轉化為硬件電路，實現復雜的順序控製邏輯。 存儲器單元設計： 講解SRAM（靜態隨機存儲器）和DRAM（動態隨機存儲器）的基本原理和結構，以及它們在數字係統中的應用。 硬件描述語言（HDL）： 介紹Verilog HDL或VHDL等硬件描述語言，學習如何使用HDL來描述數字電路的功能和結構，以及如何進行仿真和綜閤。 邏輯綜閤與布局布綫： 介紹邏輯綜閤的概念，即將HDL代碼轉化為門級網錶的過程。並簡要提及布局布綫在將門級網錶映射到實際芯片上的重要性。 第三章 半導體器件物理基礎 本章將深入到半導體器件的微觀層麵，理解集成電路工作的物理基礎。 半導體基礎： 介紹本徵半導體和雜質半導體的導電機製，理解PN結的形成和特性，以及其在二極管和晶體管中的作用。 MOSFET器件物理： 詳細分析MOSFET的結構、工作原理、閾值電壓、跨導等關鍵參數，並介紹不同工藝下的MOSFET特性。 BJT器件物理： 講解BJT的結構、工作原理、電流增益等參數，並與MOSFET進行比較。 寄生效應與可靠性： 討論在實際芯片中存在的寄生電容、寄生電阻、寄生電感以及它們對電路性能的影響。同時，初步介紹集成電路的可靠性問題，如擊穿、熱失效等。 第二部分：現代集成電路設計流程與方法 第四章 集成電路設計流程 本章將係統地介紹一個典型的集成電路從概念到流片（tape-out）的完整設計流程，讓讀者對整個工程實踐有一個宏觀的認識。 需求分析與規格定義： 明確芯片的功能需求、性能指標、功耗限製、成本目標等。 架構設計： 根據需求，設計芯片的整體框圖，劃分各個功能模塊，並確定模塊之間的接口和通信協議。 RTL設計： 使用硬件描述語言（HDL）編寫模塊的功能描述，實現邏輯功能。 功能仿真： 通過仿真驗證RTL代碼的功能是否正確，確保邏輯設計的準確性。 邏輯綜閤： 將HDL代碼轉換為門級網錶，這個過程由EDA工具完成。 靜態時序分析（STA）： 分析電路的時序，檢查是否存在時序違例（setup time, hold time violation），並進行優化。 物理設計： 布局（Placement）： 將門級網錶中的邏輯門放置在芯片的物理區域上。 布綫（Routing）： 連接放置好的邏輯門之間的導綫，形成完整的電路連接。 物理驗證： DRC（Design Rule Check）： 檢查設計是否符閤製造工藝的規則。 LVS（Layout Versus Schematic）： 驗證版圖與電路原理圖是否一緻。 版圖後仿真（Post-Layout Simulation）： 考慮寄生參數（R, C）進行仿真，驗證芯片的實際性能。 可製造性設計（DFM）： 考慮芯片的可製造性，優化設計以提高良率。 流片（Tape-out）： 將最終的芯片版圖數據發送給晶圓廠進行製造。 測試與封裝： 芯片製造完成後，進行功能測試、性能測試，並進行封裝。 第五章 集成電路設計工具與EDA 本章將介紹在集成電路設計過程中必不可少的電子設計自動化（EDA）工具，以及它們在各個設計階段的應用。 EDA工具概述： 介紹EDA工具的重要性，以及它們如何提高設計效率和準確性。 主流EDA廠商與工具： 介紹Cadence, Synopsys, Mentor Graphics等主要EDA廠商及其提供的核心工具，如仿真器、綜閤器、布局布綫工具、物理驗證工具等。 不同設計階段的EDA工具： 行為級建模與仿真： SystemVerilog, C/C++等。 RTL級設計與仿真： Verilog, VHDL等。 邏輯綜閤： Design Compiler, Genus等。 布局布綫： Innovus, ICC2等。 靜態時序分析： PrimeTime, Tempus等。 物理驗證： Calibre, PVS等。 IP核（Intellectual Property）的使用： 介紹IP核的概念，以及如何利用第三方IP核來加速設計進程。 低功耗設計技術： 探討在EDA工具中實現各種低功耗設計技術，如時鍾門控、電源門控、多電壓域等。 第六章 高級集成電路設計主題 本章將探討一些更具挑戰性和前沿性的集成電路設計主題。 低功耗集成電路設計： 深入研究各種低功耗設計策略，包括架構層麵的功耗優化、門控技術、動態電壓頻率調整（DVFS）、低功耗單元庫等，以及如何在EDA工具中實現和驗證這些策略。 高性能集成電路設計： 探討提高芯片性能的方法，如優化時序、並行處理、流水綫技術、緩存優化等。 數字信號處理（DSP）芯片設計： 介紹DSP芯片的架構特點，如哈佛架構、SIMD指令集等，以及DSP在通信、圖像處理等領域的應用。 片上係統（SoC）設計： 講解SoC的概念，如何將CPU、DSP、GPU、內存、外設等集成到單一芯片上，以及SoC設計的挑戰與方法。 可重構計算與FPGA： 介紹現場可編程門陣列（FPGA）的工作原理，以及如何利用FPGA進行原型驗證和快速實現。 射頻（RF）集成電路設計： 簡要介紹RF集成電路的基本概念，如放大器、混頻器、振蕩器等，以及它們在無綫通信中的作用。 第三部分：集成電路在現代電子係統中的應用 第七章 嵌入式係統設計 本章將重點介紹集成電路如何構成功能強大、應用廣泛的嵌入式係統。 嵌入式係統的基本構成： 講解嵌入式係統的核心組成部分，如微控製器（MCU）、微處理器（MPU）、存儲器、外設接口等。 微控製器（MCU）架構與應用： 介紹各種主流MCU的架構特點（如ARM Cortex-M係列），以及它們在消費電子、工業控製、物聯網等領域的應用。 微處理器（MPU）與操作係統： 講解MPU與MCU的區彆，以及嵌入式Linux等操作係統在MPU上的應用。 嵌入式係統開發流程： 介紹嵌入式軟件開發、硬件驅動開發、係統集成等關鍵環節。 典型嵌入式應用實例： 通過智能傢居、汽車電子、醫療器械等具體案例，展示嵌入式係統設計的實際應用。 第八章 通信與網絡集成電路 本章將聚焦於在通信和網絡領域起核心作用的集成電路。 通信協議與接口： 介紹各種通信協議，如TCP/IP、Ethernet、USB、HDMI、PCIe等，以及相關的接口標準。 網絡芯片設計： 講解路由器、交換機、網卡等網絡設備中的關鍵集成電路，如MAC層控製器、PHY層芯片、網絡處理器等。 無綫通信集成電路： 介紹Wi-Fi、藍牙、蜂窩通信（4G/5G）等無綫通信係統中使用的射頻前端、基帶處理芯片等。 光通信集成電路： 簡要介紹光收發模塊、光信號處理器等在光通信係統中的應用。 第九章 計算機體係結構與處理器芯片 本章將深入探討構成現代計算機核心的處理器芯片。 指令集架構（ISA）： 介紹x86、ARM等主流ISA的特點和發展。 CPU核心設計： 講解CPU的核心組件，如算術邏輯單元（ALU）、控製器、寄存器、緩存層次結構等。 多核處理器與並行計算： 介紹多核處理器的設計理念，以及如何實現並行計算以提升處理能力。 高性能計算（HPC）處理器： 探討用於超級計算機和高性能計算集群的處理器設計特點。 專用處理器： 介紹GPU（圖形處理器）、NPU（神經網絡處理器）等在特定應用領域的高性能處理器。 第十章 消費電子與物聯網（IoT）集成電路 本章將重點關注集成電路在消費電子産品和物聯網設備中的廣泛應用。 智能手機與移動設備： 探討智能手機中SoC、電源管理IC（PMIC）、傳感器等關鍵集成電路。 可穿戴設備： 講解智能手錶、健康監測設備等中對低功耗、小型化集成電路的需求。 智能傢居： 介紹智能音箱、智能傢電、智能安防等設備中的控製芯片、通信芯片和傳感器。 物聯網（IoT）節點設計： 講解低功耗微控製器、無綫通信模組、傳感器集成電路等在IoT節點設計中的關鍵作用。 邊緣計算： 探討在IoT設備端進行數據預處理和智能分析所需的邊緣計算芯片。 結論 集成電路技術是現代信息社會發展的基石，其重要性日益凸顯。本書從理論基礎、設計流程、工具應用到實際係統集成，為讀者提供瞭一個全麵而深入的學習路徑。希望通過本書的學習，讀者能夠深刻理解集成電路的奧秘，掌握現代電子技術的核心能力，並能將所學知識應用於解決實際工程問題，為電子信息産業的發展貢獻力量。未來的集成電路技術將朝著更集成化、智能化、低功耗和高性能的方嚮發展，對技術人纔的需求也將持續增長。我們鼓勵讀者保持對新技術的好奇心，不斷學習和探索，在這充滿活力的領域中實現自身的價值。