新型集成电路及其应用实例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:何希才

出品人:

页数:468

译者:

出版时间:2002-4-1

价格:58.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787030100245

丛书系列:

图书标签:

• 集成电路
• 新型集成电路
• 电路设计
• 电子技术
• 应用实例
• 半导体
• 微电子学
• 数字电路
• 模拟电路
• 嵌入式系统

深入探索信息时代的基石：从材料科学到前沿算法的交汇 图书名称： 电子器件与系统设计基础 图书简介： 本书聚焦于现代电子信息系统的核心——从最基础的材料物理到复杂的系统集成与算法实现，旨在为读者构建一个全面而深入的知识框架。它不仅仅是一本关于“如何做”的实用手册，更是一部深入剖析“为什么这样”的理论探源之作。 第一部分：半导体材料与器件的量子基础 本部分将读者带回电子学的最本源——材料科学。我们首先详细探讨了晶体结构、能带理论及其在半导体材料中的应用。不同于传统的教科书式的陈述，本书着重分析了掺杂过程的精确控制如何影响载流子的迁移率和寿命，并引入了先进的缺陷工程在提升器件性能中的关键作用。 随后，我们对MOSFET的物理模型进行了详尽的阐述，从理想模型的局限性出发，逐步引入了亚阈值摆幅（Subthreshold Swing）、DIBL（Drain-Induced Barrier Lowering）效应，并详细分析了短沟道效应对现代集成电路可靠性的挑战。更进一步，本书深入讨论了新型晶体管结构，如FinFET（鳍式场效应晶体管）和Gate-All-Around（GAA）结构，着重分析了它们在电荷共享机制和静电控制力方面的优势，以及在制造工艺中遇到的原子级刻蚀与沉积难题。材料层面，对二维材料（如石墨烯和二硫化钼）在未来超高性能器件中的潜力与当前面临的接触电阻瓶颈进行了前瞻性探讨。 第二部分：模拟电路与信号处理的艺术 信号的无损转换与放大是电子系统的灵魂。本部分详细解析了CMOS模拟电路设计的核心技巧。我们从跨导放大器（OTA）的设计入手，系统性地讲解了噪声分析——包括热噪声、闪烁噪声（1/f Noise）的来源与抑制方法。频率响应方面，本书不仅介绍了经典的补偿技术（如密勒补偿），还引入了更适用于高增益、高带宽应用的零点/极点配置方法，并结合相位裕度与增益带宽积的精确计算，指导读者优化瞬态响应。 在数据转换器（ADC/DAC）领域，本书超越了简单的原理介绍，重点剖析了线性度的量化与提升。对于SAR ADC，深入探讨了采样与保持电路（Sample-and-Hold）的毛刺（Glitch）抑制技术；对于$DeltaSigma$调制器，详细分析了噪声整形（Noise Shaping）的阶数选择、量化噪声的能量分布，以及过采样比（OSR）对信噪比（SNR）的决定性影响。 第三部分：数字电路的低功耗与高速化设计 数字系统是现代计算能力的主体。本书从互补型金属氧化物半导体（CMOS）逻辑门的延迟模型入手，剖析了静态和动态功耗的精确计算方法。对于功耗优化，我们侧重于动态电压与频率调节（DVFS）的算法实现，以及多电压域设计中跨压（Level Shifting）电路的可靠性设计。 在时序方面，本书提供了严谨的时序分析（STA）方法论，涵盖了建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）约束的精确建立。特别地，我们详细讨论了时钟分布网络（Clock Distribution Network）的设计，包括对时钟偏斜（Clock Skew）的最小化技术（如H-Tree结构），以及如何通过延迟锁定环（DLL）和锁相环（PLL）来确保系统同步的鲁棒性。对于高速串行接口（如SerDes），本书深入剖析了均衡技术，包括判别反馈均衡（DFE）和前馈均衡（FFE）的算法原理及其在PCB走线和连接器损耗补偿中的应用。 第四部分：系统集成与可靠性工程 现代芯片的性能受限于其封装和系统级的影响。本部分转向了系统层面的考量。我们讨论了电磁兼容性（EMC）设计，包括电源完整性（PI）和信号完整性（SI）的联合优化。PI方面，重点分析了去耦电容的选择、布局策略，以及电源网络阻抗的建模与仿真。SI方面，本书提供了串扰分析的频域和时域方法，并指导读者如何通过合理的线宽、间距和端接来实现阻抗匹配。 此外，本书对热设计给予了高度重视。我们探讨了热点效应（Hot Spot Effect）如何导致局部器件性能漂移和寿命缩短。内容涵盖了从晶体管级功耗密度估算，到封装散热路径的热阻网络（Thermal Resistance Network）建模，以及先进的散热技术，如热缓冲器（Thermal Buffer）和热导通孔（THP）的应用。 结论与展望： 本书的最终目标是培养读者将深厚的物理理解、精妙的电路设计、高效的系统架构以及对可靠性挑战的预见性结合起来的能力。它为致力于从事微电子、嵌入式系统、高性能计算和通信领域研发的工程师和研究人员，提供了一套从半导体基础到复杂系统集成的完整工具箱和思维模型。本书所涵盖的知识点相互关联，共同构筑了信息技术高速迭代的底层支撑。

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