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出版者:清华大学出版社

作者:时东陆主编

出品人:

页数:201

译者:

出版时间:2004-4

价格:55.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787302060543

丛书系列:

图书标签:

• 生物医学工程
• 医学工程
• 生物工程
• 医疗器械
• 生物材料
• 组织工程
• 康复工程
• 生物力学
• 医学影像
• 生物传感器

深入浅出：现代电子设计与集成电路实践 书籍简介 本书旨在为电子工程、计算机科学及相关领域的学生和专业人士提供一个全面且深入的现代电子设计与集成电路（IC）实践指南。我们聚焦于当前行业最前沿的技术趋势、核心理论框架以及实际应用中的关键挑战，致力于构建一个从基础概念到复杂系统实现的完整知识体系。 本书的结构经过精心设计，旨在引导读者逐步建立扎实的理论基础，并熟练掌握从器件层面到系统级集成的设计流程。我们摒弃了对生物医学领域相关主题的任何探讨，完全专注于电子学的硬核技术层面。 --- 第一部分：半导体器件物理与基础电路原理 本部分奠定了整个电子系统设计所需的物理学和电路论基础。我们不会涉及任何与生命科学或医学成像相关的技术，而是将全部篇幅用于严谨的物理学和电学分析。 第1章：半导体基础 详细阐述了半导体材料的能带理论、载流子输运机制（漂移与扩散），以及P-N结的形成与特性。内容集中于欧姆接触、肖特基势垒的形成，以及在不同偏置条件下结的电学行为。重点分析了MOS结构（金属-氧化物-半导体）的电容-电压特性，为后续的MOSFET分析打下基础。 第2章：MOSFET模型与特性 本章深入研究了最核心的数字和模拟开关——金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。我们详细剖析了长沟道器件的亚阈值区、线性区和饱和区的I-V特性方程，并推导了平方律模型。随后，扩展到短沟道效应，如沟道长度调制、DIBL（漏致势垒降低）和热载流子效应，这些是现代集成电路设计中不可回避的挑战。对器件的噪声特性，包括热噪声和闪烁噪声，进行了定量分析。 第3章：基础模拟电路分析 本章专注于晶体管作为放大元件的应用。我们从直流偏置开始，推导出小信号模型（如π模型和T模型）。随后，详细分析了共源极、共栅极、共漏极（源极跟随器）等基本放大组态的电压增益、输入阻抗和输出阻抗。引入米勒效应的分析，并探讨如何利用反馈机制来稳定电路性能。本章所有示例均基于标准的电子信号处理，不涉及任何生物信号的采集或处理。 第4章：线性运放与反馈理论 本章深入探讨了理想运算放大器（Op-Amp）的特性及其在实际应用中的局限性。通过分析有限的开环增益、带宽和输入失调电压，我们构建了更精确的运放模型。随后，系统地讲解了负反馈理论，包括反馈拓扑（串联、并联）、反馈因子计算以及Barkhausen稳定性判据。详细设计了各种经典滤波器结构（如Sallen-Key，多路反馈），这些结构完全基于电阻、电容和有源器件的组合，旨在处理标准电信号。 --- 第二部分：数字集成电路设计与CMOS逻辑 本部分转向数字电路领域，重点关注超大规模集成（VLSI）设计中的功耗、速度和面积的权衡，特别是基于CMOS技术的实现。 第5章：CMOS基本逻辑门 本章详细介绍了CMOS反相器的工作原理，包括其直流电压传输特性（VTC）和静态功耗分析。接着，扩展到基本的逻辑门，如NAND和NOR，分析其扇入、扇出能力和延迟特性。深入探讨了静态和动态功耗的分解，特别是动态功耗与开关频率和负载电容的关系，这是设计高速数字系统的关键。 第6章：组合逻辑与时序电路 本章涵盖了组合逻辑电路的优化技术，如卡诺图和Quine-McCluskey方法，以及更现代的逻辑综合工具背后的原理。随后，转向时序电路，详细分析了锁存器（Latch）和触发器（Flip-Flop）的工作原理、建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）要求。重点讨论了时钟抖动（Jitter）对系统性能的影响，以及如何设计同步时序系统以避免亚稳态。 第7章：存储器单元与阵列 本章专注于静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）的基本结构。详细分析了6T SRAM单元的读写操作、噪声容限（马克斯曼稳定性），以及位线和字线的驱动设计。对于DRAM，重点讨论了电荷存储、刷新机制和读出过程中的噪声敏感性。本章的重点在于存储介质的电荷存储能力和访问电路的设计。 第8章：CMOS VLSI设计流程 本章提供了从系统级描述到物理实现的全流程概览。内容包括硬件描述语言（HDL，如Verilog或VHDL）的概述，逻辑综合（Logic Synthesis）的原理，布局规划（Floorplanning），以及关键的物理实现步骤：布线（Routing）、时序闭合（Timing Closure）和设计规则检查（DRC/LVS）。强调了设计收敛的重要性，即确保电路满足所有电气和几何约束。 --- 第三部分：高级模拟与系统集成技术 本部分深入探讨了在现代系统片上（SoC）中实现高精度、高效率的模拟和混合信号功能所需的高级技术。 第9章：高级运算放大器设计 超越基础的反馈放大器，本章重点介绍高性能运放的设计技巧。包括： 折叠式共源共栅（Folded Cascode）：分析其高输出阻抗和宽带宽特性。 单位增益缓冲器（Telescopic Cascode）：探讨其在单位增益配置下的优越性。 米勒补偿与相位裕度：详细解释如何通过补偿电容实现系统稳定性，并优化瞬态响应。 匹配与失调：讨论晶体管的随机匹配误差如何导致直流失调电压，并介绍失调抑制技术（如斩波稳定技术，Chopper Stabilization）。 第10章：数据转换器原理与实现 本章专注于模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的设计。 DAC技术：分析电阻梯形网络和开关电容网络的精度与速度限制。 ADC技术：详细讲解比较器设计的重要性，并深入分析了Flash ADC、逐次逼近寄存器（SAR）ADC和Sigma-Delta（ΣΔ）ADC的架构、噪声整形和分辨率提升机制。重点分析了量化噪声的产生和控制。 第11章：时钟与频率合成 在高速系统中，精确的时钟源至关重要。本章探讨了振荡器的设计，包括LC振荡器和环形振荡器。随后，深入研究了锁相环（PLL）的结构，包括压控振荡器（VCO）、鉴相器（PD）和环路滤波器。分析了PLL的锁定时间、相位噪声（Phase Noise）及其对系统抖动的影响。 第12章：片上系统（SoC）的集成挑战 本章关注如何将前述的模拟、数字和接口电路高效地集成到单个芯片上。讨论了电源完整性（Power Integrity）和地弹（Ground Bounce）问题，以及如何通过合理的布局规划和衬底噪声隔离技术来最小化不同功能模块之间的串扰。最后，概述了先进的封装技术（如2.5D/3D IC）对系统级性能和功耗的潜在影响。 --- 总结与展望 本书的全部内容严格围绕半导体物理、电路理论、数字逻辑设计和模拟/混合信号集成电路的工程实践展开，致力于提供坚实的理论深度和可操作的实践指导，是电子系统设计领域专业人士的必备参考书。

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这本书的题目是《**后人类主义伦理学：技术奇点下的主体性重构**》，坦白说，这是一次非常“烧脑”的精神漫游。它完全不同于那种探讨仿生机械或基因编辑的通俗读物，而是深入挖掘了哲学层面的核心矛盾。作者对尼采的“超人”概念与当代赛博格技术（Cyborg Technology）的嫁接，展现了一种令人不安的深刻性。我尤其欣赏它在探讨“意识上传”这一概念时，所引用的现象学观点，它迫使读者重新审视：如果记忆和思维可以被数字化复制，那么“我”的连续性究竟在哪里？书中的论证逻辑极其严密，语言风格偏向学术思辨，充满了对笛卡尔式二元论的挑战。对我而言，它更像是一面镜子，照出了现代社会中我们对永生、对身份认同的集体焦虑。阅读过程中，我常常需要停下来，合上书本，在现实与书中描绘的模糊边界之间来回踱步，思考技术的进步究竟是在解放人类，还是在悄然解构我们赖以生存的意义系统。

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《**量子计算的物理基础与未来计算范式**》这本书的深度，可以说是让我这位业余爱好者“望而生畏”又“爱不释手”。它没有一上来就抛出复杂的量子纠缠公式，而是花了大量的篇幅去阐述量子力学的基础公设是如何在宏观尺度上被巧妙地利用到量子比特（Qubit）的设计中去的。作者对超导电路、离子阱等不同物理实现路径的优劣势分析，简直就是一本微缩版的量子硬件发展史。特别是关于容错量子计算（Fault-Tolerant Quantum Computing）那几个章节，虽然涉及拓扑码等高深概念，但作者通过精妙的比喻和图示，竟然让我这个非物理专业背景的人也能窥见一斑，理解为何构建稳定的量子计算机需要付出如此巨大的工程努力。这本书的价值在于，它让你明白我们现在谈论的“量子霸权”背后的真正物理瓶颈在哪里，而不是仅仅停留在“速度快”这种肤浅的宣传上。它更像是一本面向未来工程师和研究者的“施工指南”，而非简单的科普读物，读起来需要极高的专注度，但随之而来的认知提升是巨大的。

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我最近读的这本《**古代文明中的水利工程与社会变迁**》，就像是打开了一扇通往遥远历史的窗户，视角独特且充满泥土的芬芳。它聚焦于美索不达米亚的灌溉系统、印度的古老水井（Baoli）以及玛雅文明的蓄水池，重点不是技术本身有多么先进，而是这些水利基础设施是如何反过来塑造了当地的社会结构、政治权力分配乃至宗教信仰。作者通过考古证据和气候模型的交叉分析，生动地描绘了水资源管理上的每一次成功或失败，如何直接导致了王朝的兴衰更替。与那些只关注宏大叙事的历史书不同，这本书的魅力在于其对微观细节的捕捉，比如某段运河的维护工作需要多少人力，这种资源的调配如何催生了早期的官僚体系。读完后，我对“基础设施决定论”有了更深刻的理解，它让我意识到，那些看似简单的引水工程，背后承载的是一个文明最核心的生存智慧和组织能力，远比我们想象的要复杂和精妙得多。

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这本书是《**19世纪欧洲浪漫主义文学中的自然崇拜与个体情感表达**》，阅读体验极其感性而又充满诗意。它不是一本枯燥的文学史，而是更像一本精心挑选的“情感导览图”。作者非常细腻地剖析了卢梭、歌德和拜伦等作家笔下，那种对宏大、狂野的自然（如风暴、高山、无垠的海洋）的近乎宗教般的热爱，以及这种热爱如何被用来对抗启蒙理性主义带来的疏离感。书中的引文选择非常精妙，那些描述“心灵与自然交融”的段落，即便隔着两个世纪的时光，依然能激起强烈的共鸣。它探讨了“崇高感”（The Sublime）这一美学概念，成功解释了为什么人类会同时对自然感到敬畏和恐惧。对我来说，这本书最大的贡献在于，它提供了一套词汇和理论框架，去理解和名状我们内心深处那种难以言喻的对自由和原始生命力的渴望。它提醒我们，技术和城市生活越是发展，这种对纯粹情感体验的需求就越是强烈，是精神世界的一次深度洗礼。

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这本《**数据科学与人工智能在金融领域的变革**》简直是为我这种对传统金融行业感到一丝乏味，但又对前沿技术充满好奇的读者量身定做的。书中对机器学习模型在信用评分、欺诈检测以及高频交易策略优化上的应用，描述得细致入微，绝不仅仅是停留在概念层面。作者似乎真的深入了华尔街的“厨房”，把那些复杂的算法，比如随机森林、深度神经网络是如何处理海量非结构化金融数据的过程，用非常直观的方式呈现了出来。我印象特别深的是关于“可解释性AI”（XAI）在监管合规场景的应用部分，它解答了我长期以来的一个疑问：黑箱模型如何在强监管的金融世界中获得信任。书中提供的案例分析，从历史数据清洗的挑战到实时决策的部署，都充满了实战的智慧。读完后，我感觉自己对金融科技的理解不再是碎片化的新闻报道，而是一个结构化、系统性的知识体系，尤其是在如何利用大数据预测市场微观结构变化方面，这本书提供的视角非常独到且具有前瞻性。它成功地搭建起了从纯粹的数学模型到实际的金融决策之间的桥梁，对于希望转行或深化金融分析技能的人来说，是不可多得的宝藏。

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