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出版者:人民邮电出版社

作者:金正

出品人:

页数:372

译者:

出版时间:2000-1-1

价格:30.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787115082251

丛书系列:

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电子设备维修技术前沿探索：从微电子到智能系统构建 第一章：半导体器件的深层剖析与新型材料应用 本章聚焦于现代电子设备核心——半导体器件的最新发展趋势。我们将深入探讨硅基半导体材料的物理极限，并系统介绍碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等第三代半导体材料在功率电子和高频应用中的革命性作用。内容涵盖晶体结构缺陷控制、欧姆接触的优化策略，以及关键制造工艺如原子层沉积（ALD）在薄膜均匀性上的突破。 1.1 晶体管结构演进与量子效应 FinFET与GAAFET的物理极限： 分析鳍式场效应晶体管（FinFET）和全环绕栅极晶体管（GAAFET）在亚10纳米节点下面临的短沟道效应、漏电流控制挑战，以及静电控制能力的极限分析。 隧道效应与量子隧穿： 详细阐述在极小尺寸下量子隧穿现象对器件性能的影响，以及如何通过材料工程设计来抑制或利用这些量子效应。 二维材料的潜力： 探讨石墨烯、二硫化钼（MoS2）等二维材料在构建超薄沟道、实现更高开关速度方面的基础研究进展。 1.2 功率半导体：能效革命的驱动力 SiC与GaN在电力电子中的应用： 深入解析碳化硅肖特基二极管（SiC-SBD）和增强型氮化镓场效应晶体管（E-GaN FET）在高压、高频开关应用中的优越性，包括其宽禁带特性带来的高温工作能力和更小的开关损耗。 热管理挑战： 针对高功率密度封装带来的热设计难题，探讨先进的散热技术，如热界面材料（TIM）的优化、微通道散热结构的设计与仿真。 第二章：先进传感器技术与信号采集系统 本章将目光投向电子系统的数据输入端，专注于高精度、多模态传感器件的设计原理、集成技术及前端信号调理电路。 2.1 图像传感器与机器视觉基础 CMOS图像传感器（CIS）的新突破： 比较背照式（BSI）与堆栈式（Stacked）传感器架构的优势，重点解析像素尺寸的微缩化对量子效率（QE）和噪声性能的影响。 事件驱动型视觉传感器（DVS）： 介绍生物启发式视觉传感器的基本工作模式，它们如何通过异步事件流解决传统相机的帧率限制和动态范围挑战。 信号放大与噪声抑制： 详述低噪声放大器（LNA）的设计技巧，包括使用跨阻放大器（TIA）来处理高阻抗光电二极管的输出，以及数字相关多采样（Correlated Double Sampling, CDS）技术在噪声去除中的应用。 2.2 MEMS技术在惯性测量中的应用 微机电系统（MEMS）惯性传感器原理： 详细讲解基于梁结构或质量块的MEMS加速度计和陀螺仪的静电驱动、电容感应机制。 漂移与温度补偿： 分析陀螺仪的零偏稳定性（Bias Instability）和随机游走（Random Walk）等关键性能指标，并探讨数字补偿算法（如卡尔曼滤波）在提高姿态解算精度中的作用。 第三章：高速数据传输与集成电路设计 本章探讨如何实现复杂系统内或系统间的高速、可靠信息交换，重点关注物理层（PHY）的设计和电磁兼容性（EMC）问题。 3.1 串行通信接口（SerDes） 均衡技术在高速PCB上的应用： 深入研究对PCB走线、连接器损耗导致的信号衰减和串扰的补偿方法，包括前馈均衡（FFE）、判决反馈均衡（DFE）的设计与实现。 差分信号完整性： 探讨如何在多层板上精确控制差分阻抗，以及如何通过包地设计（Grounding Scheme）来最小化共模噪声的耦合。 3.2 射频集成电路（RFIC）的挑战 低相位噪声振荡器设计： 分析LC振荡器与环形振荡器（Ring Oscillator）的相位噪声来源，并介绍通过电感优化和有源器件选择来改善其短期频率稳定性。 滤波器设计与集成： 比较体声波（BAW）和表面声波（SAW）滤波器在移动通信频段的选择标准，以及如何在CMOS工艺中集成高Q值电感以实现高性能的匹配网络。 第四章：嵌入式系统架构与实时操作系统 本章转向软件与硬件的交界地带，关注现代嵌入式系统的设计范式、多核处理器的调度机制以及资源受限环境下的软件优化。 4.1 异构计算与指令集 RISC-V架构的灵活性： 探讨RISC-V指令集架构（ISA）的模块化设计如何支持定制化的指令扩展，适用于特定领域（Domain-Specific Architectures, DSA）。 异构处理器间的协同工作： 分析CPU、GPU（图形处理器）和FPGA（现场可编程逻辑门阵列）之间的数据交换协议（如Coherency Protocol）以及任务卸载（Offloading）策略。 4.2 实时操作系统（RTOS）与调度 确定性与延迟分析： 区分硬实时（Hard Real-Time）与软实时系统的需求，详细介绍固定优先级继承协议（Priority Inheritance Protocol）和避免优先级反转的机制。 中断处理与上下文切换： 评估中断延迟对系统响应时间的影响，以及如何通过优化中断服务程序（ISR）的长度来保证系统的确定性性能。 第五章：电力电子与能源管理系统 本章关注高效率的能量转换技术，这是从电网到终端设备供电的关键环节。 5.1 开关模式电源（SMPS）的拓扑结构 高级DC-DC转换器： 深入分析LLC谐振变换器在隔离式电源中的应用，重点探讨其软开关特性如何降低开关损耗，并讨论如何通过数字控制实现宽负载范围内的精确频率调制。 无源元件的优化： 讨论铁氧体磁芯材料的选择（如Mn-Zn系与Ni-Zn系）对高频磁损耗的影响，以及薄膜电容器在解决大电流纹波问题上的应用。 5.2 电池管理系统（BMS）与状态估计 荷电状态（SoC）与健康状态（SoH）估算： 介绍基于欧姆内阻法（Ohmic Resistance Method）、安培计积分法（Coulomb Counting）和开路电压（OCV）模型的精确度对比。 均衡策略： 探讨主动均衡与被动均衡技术在延长锂离子电池组寿命中的作用，以及如何平衡均衡速度与系统功耗。

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