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出版者:科学出版社

作者:严国萍

出品人:

页数:416

译者:

出版时间:2006-8

价格:41.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030156150

丛书系列:

图书标签:

• 高频
• 教材
• 通信原理
• 电子线路
• 模拟电路
• 信号处理
• 电路分析
• 无线通信
• 射频电路
• 滤波器设计
• 放大器设计
• 电路基础

《现代集成电路设计与应用》图书简介 探索微观世界的无限可能：从基础原理到前沿实践的全景式指南 在信息技术飞速发展的今天，集成电路（IC）已成为驱动现代电子设备和系统的核心“芯片”。本书《现代集成电路设计与应用》旨在为读者提供一个全面、深入且极具实践指导意义的知识体系，覆盖从最基本的晶体管工作原理到复杂系统级集成电路（SoC）的设计流程与应用案例。我们坚信，深入理解半导体器件的物理特性与电路层面的架构创新，是每一位电子工程师和相关领域研究人员必备的核心素养。 本书的编写严格遵循从理论到实践、由浅入深的逻辑结构，力求在保证科学严谨性的同时，充分兼顾工程应用的实际需求。内容涵盖了模拟集成电路、数字集成电路以及混合信号集成电路三大核心领域，确保读者能够构建起一个完整且相互关联的知识网络。 --- 第一部分：半导体基础与器件物理 本部分是理解所有集成电路设计的基础。我们不会停留在简单的公式罗列，而是深入剖析MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）作为现代数字和模拟电路基石的内在物理机制。 1. 晶体管的本质解析： 详细探讨了PN结的形成、载流子输运机制以及沟道电荷的控制过程。重点分析了CMOS器件的结构演变，包括亚微米技术中的短沟道效应、DIBL（漏致势垒降低）等关键物理现象，为后续的电路优化奠定理论基础。 2. 器件模型与参数提取： 介绍业界广泛使用的BSIM模型族，重点解析了其在不同工作区域（亚阈值、线性、饱和区）的数学描述。读者将学习如何利用测量数据对模型参数进行精确提取，这是电路仿真准确性的生命线。同时，对新兴的FinFET等三维结构器件的工作原理和设计考量进行了前瞻性介绍。 3. 噪声与寄生效应的源头： 深入分析了热噪声、闪烁噪声（1/f噪声）的物理成因及其在器件层面的影响。同时，对互连线带来的寄生电阻、电容和电感效应进行了量化分析，这些是决定高速电路性能的隐形杀手。 --- 第二部分：模拟集成电路设计精要 模拟电路是处理真实世界信号的桥梁。本部分聚焦于构建高精度、高线性度、低功耗的模拟模块。 1. 基础放大器与偏置技术： 从最基础的共源级、共射级开始，系统梳理了各种单级和多级放大器的设计技巧，包括米勒补偿、相位裕度优化等稳定性设计方法。详细阐述了电流镜（Current Mirror）的精度、失配补偿与应用，这是所有精确偏置电路的核心。 2. 运算放大器（Op-Amp）的深度剖析： 详细介绍了两级Miller补偿OTA、折叠式共源共栅（Folded Cascode）以及单位增益缓冲器等经典拓扑的优缺点。特别关注了输出驱动能力、摆幅（Swing）与电源抑制比（PSRR）的权衡设计。 3. 数据转换器（ADC/DAC）： 这是模拟与数字世界的交汇点。详细讲解了数/模转换器（DAC）的原理（R-2R梯形、加权电阻）及其非线性误差的校准。在模/数转换器（ADC）部分，重点分析了采样保持电路（Sample-and-Hold, S/H）的设计、流水线（Pipeline）ADC和Sigma-Delta（$SigmaDelta$）ADC的架构选择、噪声整形和量化噪声分析。 4. 锁相环（PLL）与时钟生成： 介绍了PLL作为频率合成与时钟同步的关键模块，包括压控振荡器（VCO）的设计、环路滤波器（Loop Filter）的维度设计，以及如何控制抖动（Jitter）性能以满足高速通信标准的要求。 --- 第三部分：数字集成电路设计流程与功耗控制 本部分侧重于基于CMOS工艺的数字电路设计方法学，强调速度、面积和功耗（S-A-P）的平衡。 1. CMOS逻辑基础与优化： 深入分析了标准单元（Standard Cells）的静态和动态特性。详细探讨了扇入（Fan-in）、扇出（Fan-out）对延迟的影响，以及输入转换速率对功耗和噪声的影响。 2. 时序分析与收敛性： 这是数字IC设计的核心挑战。详细阐述了建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的计算与裕度分析。讲解了静态时序分析（STA）工具的使用方法，以及如何通过缓冲器插入、门级优化来解决时序违例。 3. 低功耗设计技术： 随着移动设备和物联网的兴起，功耗控制至关重要。系统介绍了动态功耗（开关功耗）和静态功耗（亚阈值漏电）的来源。重点讲解了电源门控（Power Gating）、时钟门控（Clock Gating）以及多阈值电压（Multi-Vt）技术在降低功耗方面的实际应用。 4. 物理设计流程： 概述了从逻辑综合到版图实现的完整后端流程，包括布局规划（Floorplanning）、电源网络设计（Power Distribution Network, PDN）的IR Drop分析，以及时钟树综合（CTS）对时钟偏斜（Skew）的控制。 --- 第四部分：先进工艺与系统级集成 本部分将读者带入前沿领域，探讨集成电路面临的最新挑战和未来的发展方向。 1. 互连线建模与信号完整性： 在先进工艺节点（如16nm及以下），互连线延迟和串扰已经超越了有源器件的限制。本书详细介绍了电感效应、趋肤效应，以及串扰噪声的耦合模型，并探讨了去耦电容的优化布局策略。 2. 存储器设计与可靠性： 涵盖了SRAM（静态随机存取存储器）的位单元结构、读写时序设计以及读稳定性分析。同时，对DRAM的刷新机制和新兴的非易失性存储器（如MRAM, ReRAM）的接口特性进行了介绍。 3. 可靠性与可测试性设计（DFT）： 探讨了集成电路在长期工作中所面临的可靠性问题，如静电放电（ESD）防护电路的设计原理和测试标准。详细介绍了扫描链（Scan Chain）的插入、转换自检（BIST）技术在芯片内部故障检测中的应用，确保产品出厂质量。 4. 异构集成与系统级封装（SiP）： 展望了后摩尔时代的趋势，分析了3D IC、Chiplet（芯粒）技术带来的封装集成挑战，以及如何通过先进的封装技术实现不同功能模块（如CPU、GPU、存储器）的高效互连。 --- 目标读者对象： 本书适合电子工程、微电子学、通信工程等相关专业的高年级本科生、研究生，以及希望系统性地学习和提升集成电路设计技能的专业工程师和研发人员。通过本书的学习，读者将不仅掌握设计各种特定电路模块的能力，更重要的是，能够建立起一套完整的系统级思维框架，驾驭复杂的集成电路设计项目。 《现代集成电路设计与应用》不仅仅是一本教科书，更是一份面向实践、面向未来的工程工具箱。

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这本《通信电子线路》真是让我大开眼界！之前对通信领域只是模糊的概念，学完之后感觉整个世界的运作方式都清晰了不少。尤其是关于射频电路的部分，作者用非常形象的比喻，把那些复杂的阻抗匹配、噪声分析讲得透透彻彻。我还记得里面有一章专门讲了低噪声放大器，一开始我以为会很难，结果作者从最基础的晶体管模型讲起，一步步推导出噪声系数的计算公式，最后还结合了实际的电路图例，讲解了如何通过器件选择和电路设计来最小化噪声。读完这章，我感觉自己好像真的能“听”见信号里的细微声音了！另外，天线原理那部分也特别精彩，从惠更斯原理到不同类型天线的辐射特性，讲解得由浅入深。尤其是介绍了阵列天线的设计，让我对我们日常生活中接触到的各种通信设备有了全新的认识，原来它们背后藏着这么多精巧的学问。总的来说，这本书就像一个指南针，为我指明了通信电子线路的广阔天地，让我对这个领域充满了探索的欲望。

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这本书的编排方式非常有特色，它不是那种一本正经的教科书，更像是经验丰富的老工程师在和你说悄悄话，分享他的心得。一开始我翻阅时，就被它不拘一格的排版风格吸引了。作者在讲解一些关键概念时，会用一些非常生活化的例子来打比方，比如在讲到信号的衰减时，他会类比水流经过狭窄管道时的损耗，一下子就把那些抽象的dB值变得容易理解了。而且，书中关于噪声的章节，给我留下了深刻的印象。作者并没有把噪声简单地作为一个负面因素来讲解，而是深入分析了不同噪声的来源，以及如何在实际电路中对它们进行抑制。甚至还提到了如何利用噪声的一些特性。这让我对噪声的认识有了180度的转变。

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我不得不说，《通信电子线路》这本书的价值远超我的预期。我之前在阅读一些资料时，经常会遇到一些难以理解的专业术语，感觉就像隔着一层纱。但这本书不同，它就像一把钥匙，瞬间就为我解开了这些困惑。作者在讲解过程中，非常注重逻辑的连贯性，每一个知识点都建立在前面的基础上，环环相扣，让你在不知不觉中就掌握了整个体系。尤其是对数模转换和模数转换的部分，作者用清晰的图示和简洁的语言，把复杂的原理讲得明明白白。我之前一直对ADC和DAC的内部工作机制感到模糊，读完这一章，我终于能够清晰地描绘出它们的工作流程了。这本书的实践性也非常强，书中提供的电路设计示例，很多都可以直接应用到实际项目中，这对于我这个喜欢动手解决问题的人来说，简直太有帮助了。

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说实话，刚拿到《通信电子线路》这本书的时候，我对它并没有抱太大的期望，毕竟这种技术类的书籍，要么枯燥乏味，要么深奥难懂。然而，这本书却给了我一个大大的惊喜。它的内容组织非常合理，循序渐进，即使是初学者也能轻松上手。作者在讲解过程中，并没有一味地堆砌公式和理论，而是穿插了大量的实例分析和实际应用场景，这让我能够更好地理解抽象的概念。比如，在介绍调制解调技术时，作者不仅详细讲解了各种调制方式的原理，还结合了实际通信系统的框图，让读者能够直观地看到信号是如何被处理和传输的。此外，书中还包含了不少关于PCB设计和仿真的内容，这对于我们这些喜欢动手实践的人来说，简直是福音。我尝试着按照书中的指导，搭建了一个简单的信号发生器，居然成功了！这种成就感是任何理论学习都无法比拟的。

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《通信电子线路》这本书，简直是为我量身打造的！我一直对射频通信有着浓厚的兴趣，但苦于找不到一本能够深入浅出讲解相关知识的书。幸好，我遇到了它。这本书的叙述风格非常流畅，没有生硬的术语堆砌，更多的是以一种对话的方式，把我引入到通信电子的世界。特别是关于滤波器的章节，作者通过生动的类比，将那些复杂的频率响应和衰减特性解释得非常形象。我还记得书中提到的“阶跃响应”和“稳态响应”，作者用一个形象的比喻，让我瞬间就明白了它们的区别和联系。除此之外，书中对不同类型振荡器的讲解也让我受益匪浅。从LC振荡器到石英晶体振荡器，作者都详细分析了它们的电路结构、工作原理以及优缺点，这对于我理解无线通信系统中的载波生成至关重要。

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