电气电子材料/21世纪大学新型参考教材系列 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:水谷照吉

出品人:

页数:116 页

译者:王力衡

出版时间:2001年01月

价格:12.0

装帧:平装

isbn号码:9787030095220

丛书系列:

图书标签:

• 电气工程
• 电子工程
• 材料科学
• 半导体材料
• 绝缘材料
• 电工材料
• 电子材料
• 新型教材
• 大学教材
• 21世纪大学

《微电子器件与集成电路设计》 本书亮点： 理论与实践深度融合： 紧密结合半导体材料的最新研究进展，深入剖析现代微电子器件的工作原理，并在此基础上详细阐述集成电路的设计流程、关键技术和验证方法。 面向前沿的知识体系： 涵盖了从基础的PN结、MOSFET等器件模型，到复杂CMOS逻辑门、存储器、模拟电路模块的设计，再到系统级集成电路（SoC）的架构和验证等一系列核心内容。 丰富的设计案例与仿真指导： 提供大量基于业界主流EDA工具（如Cadence, Synopsys）的电路设计和仿真实例，帮助读者掌握从概念到实现的全过程，提升实践能力。 培养创新型人才： 鼓励读者在理解现有技术的基础上，探索新的器件结构、设计方法和电路拓扑，为未来的集成电路技术发展奠定坚实基础。 内容概要： 本书旨在为读者构建一个全面而深入的微电子器件与集成电路设计知识体系。 第一部分：微电子器件基础 本部分将从半导体物理的基础出发，系统介绍构成现代集成电路的核心微电子器件。首先，我们将回顾半导体材料的基本性质，包括能带理论、掺杂、载流子输运等概念。接着，重点讲解二极管和三极管（BJT）的工作原理、特性曲线以及在实际电路中的应用。 之后，本书将花费大量篇幅深入探讨MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管），包括其工作机制（N沟道和P沟道）、阈值电压、跨导、输出特性等。我们将详细介绍各种MOSFET模型，从经典的Schichman-Hodges模型到更精确的BSIM模型，并分析不同工艺下的器件行为。此外，还将介绍新兴的器件结构，如FinFET、GAAFET等，并探讨其在降低功耗、提升性能方面的优势。 第二部分：模拟集成电路设计 在掌握了器件的物理原理之后，本部分将转向模拟集成电路的设计。我们将从基本的模拟电路模块入手，如电流镜、差分放大器、运算放大器等，详细讲解其设计原理、电路结构、性能指标（如增益、带宽、噪声、线性度）以及优化方法。 本书还将介绍关键的模拟电路设计技术，包括频率响应分析、反馈稳定性和补偿技术、以及噪声分析与抑制。读者将学习如何设计滤波器、数据转换器（ADC/DAC）、低功耗模拟电路等。此外，还会涉及射频（RF）集成电路设计的一些基本概念和挑战，如阻抗匹配、噪声系数分析等。 第三部分：数字集成电路设计 数字集成电路是现代电子系统的基石。本部分将系统讲解数字集成电路的设计流程和关键技术。我们将从逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR）开始，介绍CMOS逻辑的优缺点，并深入分析各种逻辑门的结构、延迟、功耗特性。 接着，我们将探讨组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计，包括译码器、多路选择器、加法器、寄存器、计数器、有限状态机（FSM）等。本书将重点介绍硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL，作为描述和设计数字电路的主要工具，并辅以实际的Verilog/VHDL代码示例。 第四部分：集成电路设计自动化（EDA）与验证 现代集成电路的设计规模庞大，完全依赖手工设计已不可能。本部分将介绍集成电路设计自动化（EDA）工具链。我们将概述从逻辑综合、物理设计（布局布线）到电路仿真的整个设计流程。 重点将放在数字设计中的综合（Synthesis）和物理设计（Physical Design）阶段。读者将学习如何使用逻辑综合工具将HDL代码转化为门级网表，以及如何进行布局（Placement）和布线（Routing）以生成可制造的版图。 最后，本书将强调验证的重要性。我们将介绍不同的验证方法，包括仿真（Simulation）、静态时序分析（Static Timing Analysis, STA）、形式验证（Formal Verification）等，以确保设计的功能正确性和性能达标。 第五部分：系统级集成电路（SoC）与新兴趋势 随着集成电路的复杂性不断提高，系统级集成电路（System-on-Chip, SoC）的设计成为主流。本部分将介绍SoC的架构，包括CPU、GPU、DSP、内存控制器、通信接口等IP核的集成，以及总线协议（如AXI）和片上网络（Network-on-Chip, NoC）的概念。 此外，本书还将展望集成电路设计领域的未来发展趋势，例如人工智能在IC设计中的应用（AI for EDA）、先进封装技术（3D ICs）、低功耗设计新范式（如近阈值电压设计），以及针对物联网（IoT）、5G通信、自动驾驶等领域的专用集成电路（ASIC）设计。 目标读者： 本书适合高等院校电子工程、微电子学、集成电路设计、计算机科学等相关专业的高年级本科生、研究生，以及从事集成电路设计、研发的工程师。 学习本书，您将能够： 深刻理解微电子器件的工作机理。 掌握模拟与数字集成电路的基本设计方法。 熟练运用EDA工具进行电路设计与仿真。 了解集成电路设计的完整流程与验证技术。 为进一步深入研究和从事IC设计工作打下坚实的基础。

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这本书的编排逻辑简直是教科书级别的示范。它不像某些参考书那样，把所有相关信息一股脑地塞给你，导致读者在查阅时无所适从。相反，它构建了一个清晰的知识地图。比如，当你研究某一种特定功能的电子浆料时，你可以顺着索引追溯到上游的金属粉体制备工艺，再回溯到基础的化学反应动力学，整个过程一气呵成。我个人最欣赏的是它对材料“环境适应性”的探讨。在当前对绿色电子和可持续发展要求日益提高的背景下，这本书居然用相当大的篇幅来讨论材料在极端温湿度、辐射环境下的长期性能衰减模型，这在很多同类书籍中是被忽略的“软性”知识点。这些内容体现了编者超越纯技术范畴的广阔视野。对于需要进行航天、汽车电子等高可靠性领域开发的工程师来说，这本书的价值是无可替代的，因为它教会你如何未雨绸缪，预见材料在苛刻条件下的“生命周期表现”。

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这本书的封面设计给我一种非常扎实可靠的感觉，装帧质量也无可挑剔。光是翻阅目录就能感受到编者在内容组织上的匠心独运。它似乎更侧重于基础理论的深度挖掘，而不是简单的技术堆砌。我特别欣赏它在阐述复杂概念时所采用的类比和图示，即便是初学者也能迅速抓住核心要义。例如，在介绍半导体物理的章节里，作者没有急于跳到器件层面，而是花了大量篇幅去描绘能带理论的精妙，那种由浅入深、层层递进的讲解方式，让人读起来酣畅淋漓，仿佛重新温习了一遍大学的经典课程，但又多了几分行业实践的洞察力。书中的例题设计也非常巧妙，它们不仅仅是检验知识点的工具，更像是微型的案例分析，引导读者思考实际应用中的潜在问题。我已经能预见到，这本书将成为我工作台前最常翻阅的工具书之一，它提供的知识深度，远超一般教材的范畴，更像是一部凝聚了数十年教学经验的宝典。对于那些希望打下坚实基础，而非满足于表面了解的工程师或学生来说，这无疑是一份珍贵的财富。

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我通常对“系列教材”这类出版物抱持一种谨慎的态度，因为很多时候它们只是为了凑数，内容更新跟不上时代。但这本书显然是个例外。它的叙事风格非常现代，虽然理论基础扎实，但绝不古板。作者在讲解一些经典材料（比如硅、铜）的最新工艺优化时，那种笔触是充满活力的，仿佛在和你一同讨论最新的半导体前沿会议上的热点。特别是它对材料失效分析的视角，非常具有实战性。书中描绘了几种典型的电迁移和热应力下的材料响应曲线，这些曲线的绘制和解读非常精细，对比了不同制造工艺对最终可靠性的影响。这对我日常进行产品设计验证工作有极大的指导意义。我甚至发现书中有一些关于先进封装技术中热界面材料（TIM）性能权衡的讨论，其深度已经触及到专业研究论文的水平，但表达方式却保持了教材应有的清晰度，没有被晦涩的术语淹没。这本书的价值在于，它成功地架起了“学术研究”与“工程实践”之间的桥梁。

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拿到这本书时，我最直观的感受是它的“厚重感”——并非指物理上的重量，而是内容上的分量。我原本以为它会像市面上很多教材一样，在介绍新兴的柔性电子或储能技术时，只是蜻蜓点水般地提一下最新进展。然而，这本书却以一种近乎考古的精神，深入剖析了传统材料在微观结构层面的演变规律，并且用非常严谨的数学模型来支撑其论点。我花了一整个下午钻研其中关于介电常数各向异性影响的章节，作者引入的张量分析让人眼前一亮，它将原本抽象的物理现象具象化了。这种对基础物理定律的尊重和深入探讨，使得它在面对快速迭代的技术领域时，依然保持了强大的生命力。我期待着能用书中的这些基础理论框架去分析未来几年可能出现的任何新型复合材料的性能瓶颈。它不仅仅是知识的搬运工，更像是一位严谨的导师，教你如何“思考”材料，而不是简单地“记忆”材料的规格参数。这种系统性的思维训练，比记住几条标准规格重要得多。

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我购买这本书的初衷是希望找到一本能帮助我快速梳理过去几年学习中遗漏的关键知识点的参考书。这本书远远超出了我的期望。它的语言风格非常沉稳、精准，几乎没有使用任何花哨的形容词来渲染内容的“重要性”，一切都通过严谨的逻辑和无可辩驳的实验数据来体现价值。我尤其喜欢它在介绍特定材料的“制备-结构-性能”三元关系时所使用的结构化表格。这些表格高度浓缩了信息，让人在短时间内就能建立起不同材料体系之间的对比认知。例如，在比较不同氧化物半导体时，书中不仅列出了迁移率，还详细对比了薄膜的晶界密度和晶面取向对方程的影响，这种细节的把控力令人叹服。这本书读起来像是在与一位经验极其丰富、但又极其低调的领域专家进行一对一的深入交流，它不会轻易给出断言，而是引导你通过逻辑推导得出自己的结论。对于追求深度理解和自我驱动学习的读者来说，这本教材提供的是一把开启高级知识殿堂的万能钥匙。

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