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出版者:机械工业出版社

作者:田效伍

出品人:

页数:217

译者:

出版时间:2007-2

价格:21.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111197249

丛书系列:

图书标签:

• 电气控制
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现代集成电路设计与制造工艺 本书简介 本书全面、深入地探讨了现代集成电路（IC）从概念设计到最终制造的完整流程与核心技术。内容涵盖了微电子学的基础理论、先进的半导体器件物理、以及当今主流的芯片设计流程与先进制造工艺。本书旨在为电子工程、微电子科学与工程、以及相关交叉学科的本科生、研究生以及一线工程师提供一本兼具理论深度和工程实践指导价值的参考书。 第一部分：微电子学基础与半导体物理 本部分奠定了理解集成电路工作原理的物理基础。首先回顾了半导体材料科学的基本性质，重点分析了硅、锗及其合金的能带结构、载流子输运机制（漂移与扩散）。随后，详细阐述了PN结的形成、特性曲线（包括击穿现象）以及在二极管结构中的应用。 核心内容聚焦于MOS（金属氧化物半导体）结构。我们深入分析了MOS电容的C-V特性，阐释了阈值电压的精确计算模型，并详细推导了理想情况下MOSFET的工作电流模型（亚阈值区、线性区和饱和区）。对于先进工艺节点，书中引入了短沟道效应、DIBL（漏致势垒降低）等非理想效应的物理机制及其对器件性能的影响。此外，还探讨了SOI（绝缘体上硅）和FinFET等先进晶体管结构在应对漏电和亚阈值控制方面的优势与挑战。 第二部分：模拟集成电路设计原理 本部分致力于讲解模拟电路的基本模块和设计方法，这些模块是所有复杂系统芯片（SoC）中不可或缺的部分。 首先，系统阐述了运算放大器（Op-Amp）的设计。从单级、双极型到折叠式共源共栅结构，详细分析了其增益、带宽、相位裕度和输入输出阻抗的权衡。关键设计技术如米勒补偿、级联反馈以及负载补偿技术被细致讲解。 接着，本书深入探讨了反馈网络理论在模拟设计中的应用，包括稳定性分析（波特图、相频响应）和补偿技术。在信号调理方面，我们详细分析了电流镜、有源负载、偏置电路的匹配与失配对性能的影响。 模拟数据转换器是本部分的重点。详细解析了ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）的架构，包括Flash、SAR（逐次逼近寄存器）、Sigma-Delta调制器等主流架构的原理、关键参数（如INL/DNL、信噪比SNR）的计算与优化。对于高速数据转换，量化噪声整形和时钟抖动的处理是关键讨论点。 第三部分：数字集成电路设计自动化（EDA） 本部分聚焦于现代数字芯片的设计流程，从高层级的系统描述到最终的版图实现。 首先介绍了硬件描述语言（HDL），重点讲解Verilog和VHDL在建模组合逻辑和时序逻辑电路中的应用。随后，深入讲解了综合（Synthesis）过程，包括逻辑优化、技术映射和静态时序分析（STA）。STA是确保数字电路在给定频率下正确工作的核心工具，书中详细解释了建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）的检查、时钟树综合（CTS）以及时序违例的诊断与修复策略。 版图设计部分涵盖了物理实现的关键步骤。包括标准单元库的介绍、自动布局（Place & Route）的算法原理、电源网络的规划（IR Drop分析）和时钟树的均衡设计。我们强调了设计规则检查（DRC）和版图后仿真（Post-Layout Simulation）在确保物理正确性方面的重要性。 第四部分：先进集成电路制造工艺 本部分将读者的视野从电路设计延伸到半导体制造的微观世界，是理解设计限制和成本的关键。 首先概述了晶圆制备过程，包括单晶硅生长、CZ法与直拉法。随后，详细阐述了光刻技术，从接触式到步进式曝光，重点分析了深紫外（DUV）和极紫外（EUV）光刻在分辨率和套刻精度上的挑战与突破。 薄膜沉积技术是IC制造的核心。书中详细对比了物理气相沉积（PVD，如溅射）和化学气相沉积（CVD）的原理及其在介质层和金属互连层中的应用。离子注入技术则作为掺杂的核心手段被深入分析，包括注入剂量、能量的控制以及随后的高温退火工艺对缺陷修复和激活率的影响。 互连技术是先进工艺的瓶颈。本书详细研究了铜互连技术（Damascene工艺）的优点，并探讨了浅沟槽隔离（STI）的形成过程。最后，展望了先进封装技术（如2.5D/3D集成，Chiplet技术）如何应对摩尔定律放缓带来的挑战，以及这些技术对系统级性能和功耗的巨大影响。 第五部分：可靠性、测试与功耗管理 现代芯片必须满足严格的可靠性和测试要求。本部分关注这些“非功能性”但至关重要的设计指标。 在可靠性方面，详细分析了电迁移（EM）、热效应、静电放电（ESD）防护机制的设计，以及均值时间失效（MTTF）的评估方法。针对先进工艺节点下的新挑战，如NBTI（负偏置温度不稳定性）和TDDB（时间依赖性介质击穿），提供了相应的分析模型和设计对策。 芯片测试与可测试性设计（DFT）部分，系统介绍了扫描链（Scan Chain）的插入与测试向量的生成，边界扫描（Boundary Scan，JTAG）的应用，以及内建自测试（BIST）技术在存储器和逻辑块测试中的实现。 功耗管理是移动和高性能计算的关键。书中区分了静态功耗（漏电）和动态功耗，并讲解了降低功耗的技术，包括时钟门控（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）、多阈值电压（Multi-Vt）设计以及动态电压与频率调节（DVFS）策略。 总结 本书结构严谨，理论与实践紧密结合，力求提供一个现代集成电路领域全面且前沿的知识体系。通过对半导体物理、电路设计（模拟与数字）、先进制造工艺以及系统可靠性与功耗的深入剖析，读者将能够系统掌握从晶体管到复杂SoC的完整技术链条。

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对于我这样一个希望在自动化控制领域有所建树的人来说，《电气控制与PLC应用技术》这本书就像是一本百科全书，它几乎涵盖了我所需要了解的所有关键知识点。我特别喜欢书中对电气控制系统设计方法论的探讨，它不仅仅是告诉你“怎么做”，更重要的是引导你去思考“为什么这样做”。例如，书中在讲解电机控制电路时，不仅仅给出了接线图，还详细分析了不同控制方式的优缺点，以及在不同应用场景下的最佳选择。这让我能够从更宏观的角度去理解电气控制系统的设计，而不是仅仅局限于单个电路的连接。在PLC的应用技术方面，这本书的讲解非常深入和全面。我尤其欣赏书中对PLC通信协议的详细介绍，比如RS485、Ethernet/IP等，以及它们在不同应用场景下的选择和配置方法。了解这些通信技术，对于实现PLC与其他设备之间的高效数据交换至关重要。此外，书中还涉及了PLC在高级应用中的一些技术，例如在过程控制中的PID调节、在运动控制中的伺服系统集成等。这些内容为我打开了新的视野，让我看到了PLC在更复杂的自动化系统中的巨大潜力。我非常希望通过深入学习这本书，能够掌握PLC系统的设计、编程、调试和维护的全部过程，从而为我未来的职业发展提供坚实的技术支撑。

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我一直对工业自动化领域充满了好奇，尤其是当看到各种复杂的生产线能够有条不紊地运转时，总会想知道幕后是如何实现的。这本书《电气控制与PLC应用技术》正好满足了我这份好奇心。我最喜欢它的一点是，它从最基础的电气知识讲起，比如电的基础概念，电流、电压、电阻的关系，以及常用电气元件的符号和功能。这对于像我这样的初学者来说非常友好，让我能够循序渐进地学习，而不会感到 overwhelmed。我尤其欣赏书中关于继电器和接触器控制的详细讲解，这部分内容是理解PLC逻辑的基础。书中通过大量图示和实例，展示了各种控制电路的设计，比如正反转控制、Y-△降压启动、多台电机顺序启动等，这些都让我对电气控制的魅力有了初步的认识。接着，它自然地过渡到PLC部分，详细介绍了PLC的硬件组成，包括CPU、输入模块、输出模块、电源模块等，以及PLC的编程指令系统。我特别期待书中关于PLC程序设计方法的介绍，比如如何根据控制需求编写梯形图，以及如何利用定时器、计数器等功能实现复杂的逻辑控制。总的来说，这本书为我打开了工业自动化的一扇门，让我对这个领域有了更深入的了解，也激发了我进一步探索的兴趣。

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阅读《电气控制与PLC应用技术》的过程，对我而言，更像是一次系统性的技能进阶之旅。过去，我对电气控制的认识主要局限于一些简单的电路连接，而PLC的应用则相对模糊。这本书的结构设计得非常合理，它首先构建了扎实的电气基础，从力的概念、电场的性质，到电路的分析方法，都进行了清晰的阐述。例如，书中关于欧姆定律、基尔霍夫定律在实际电路中的应用，以及串联、并联电路的分析，都提供了非常实用的计算方法和示例，这让我能够更好地理解电流在电路中的流动规律。随后，它深入讲解了各种常用电气元器件的工作原理和选用原则，比如不同类型断路器的保护特性、接触器线圈的励磁原理、热继电器的过载保护机制等，这些细节的讲解，让我对电气系统的稳定性和可靠性有了更深刻的认识。在PLC部分，这本书并没有止步于指令的罗列，而是侧重于PLC在实际工程中的应用。我非常欣赏其中关于PLC程序结构化设计、如何进行模块化编程的讲解，这有助于培养良好的编程习惯，提高程序的可读性和可维护性。书中还提供了大量关于PLC在各种典型工业场景下的应用案例，比如在物料搬送、包装机械、生产线自动化等方面的应用，这些案例的分析，让我能够将所学的理论知识与实际的工程问题相结合，从中获得解决问题的思路和方法。

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我一直觉得，学习技术，尤其是像电气控制和PLC这样需要实践经验的技术，理论与实践的结合是关键。《电气控制与PLC应用技术》这本书，在这一点上做得相当出色。它不仅仅是枯燥的理论讲解，更重要的是，它将理论知识与实际应用场景紧密地联系在一起。书中对于各种电气元器件的选用、安装、接线规范都有详细的说明，这对于规范操作、保证系统安全稳定运行至关重要。我记得曾经在一次实习中，由于对某个元器件的选型不当，导致整个控制系统出现间歇性故障，当时真是束手无策。这本书中对各种常用元器件的特性、选型依据以及注意事项都有详细的介绍，比如不同类型接触器的区别、热继电器的整定方法、断路器的选择原则等等，这些都是非常宝贵的经验。更让我惊喜的是，书中还提供了大量的PLC编程实例，从简单的启停控制，到复杂的逻辑判断、定时器、计数器应用，再到涉及到PID控制、伺服电机联动等高级应用，都进行了细致的讲解。这些案例不仅有完整的程序代码，还配有详细的逻辑分析和调试步骤，这对于我这种希望通过实践来巩固和提升技能的人来说，简直是雪中送炭。我尤其期待书中关于故障诊断与排除的部分，这通常是学习PLC过程中最棘手的问题之一，如果能从书中获得一些有效的思路和方法，那将是极大的收获。

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这本书的出现，可以说是我在电气控制和PLC领域学习道路上的一个重要里程碑。我之前接触过一些PLC方面的资料，但总觉得零散，缺乏系统性。而《电气控制与PLC应用技术》这本书，从电气控制的基础知识，到PLC硬件的组成，再到PLC的编程指令和应用，形成了一个完整的知识体系。我非常欣赏书中对电气控制基础原理的讲解，它从电的基础概念开始，逐步深入到各种电气元件的工作原理和应用，例如对接触器的线圈结构、触点类型、灭弧原理的详细描述，以及对热继电器保护功能的原理和整定方法的阐释，这些内容都非常扎实，为后续PLC的应用打下了坚实的基础。在PLC编程部分，这本书的讲解非常有条理，它首先介绍了PLC的指令系统，包括基本逻辑指令、定时器、计数器、跳转指令等，并提供了大量的例程，让读者能够理解每条指令的功能和用法。更重要的是，书中还强调了PLC程序的设计原则，比如如何进行程序结构化、如何使用子程序和功能块来提高程序的可读性和可维护性。我尤其期待书中关于PLC在实际工业自动化系统中的应用案例，例如在包装机械、注塑机、印刷设备等领域的应用，这些案例的分析，能够让我更直观地理解PLC是如何解决实际生产问题，从而提升我的工程实践能力。

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拿到《电气控制与PLC应用技术》这本书，我首先感受到的是它内容的深度和广度。我一直在寻找一本能够系统性地讲解电气控制原理以及PLC应用技术的书籍，而这本书恰好满足了我的需求。我特别喜欢书中对电气控制基本原理的讲解，它从电的基础知识讲起，逐步深入到各种电气元件的特性和应用，比如对接触器的选型、安装和接线进行了详细的说明，以及对各种保护器件（如断路器、熔断器、热继电器）的功能和选型原则进行了深入的分析。这些基础知识的讲解非常扎实，为我理解PLC的应用奠定了坚实的基础。在PLC应用技术部分，这本书的讲解更是面面俱到。我非常欣赏书中关于PLC硬件组成和接口技术的详细介绍，比如不同类型PLC的CPU模块、输入输出模块、通信模块的特点以及它们之间的连接方式。更重要的是，书中还提供了大量PLC编程的实例，从简单的逻辑控制，到复杂的顺序控制、位置控制、速度控制等，都进行了详细的讲解和分析。我尤其期待书中关于PLC在典型工业自动化场景中的应用案例，比如在数控机床、自动化生产线、楼宇自动化系统等方面的应用，这些案例的分析，能够让我更直观地理解PLC在实际工程中的作用和价值，从而提升我的工程实践能力，为我未来的职业发展打下坚实的基础。

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这本书的出版，填补了我知识体系中的一个重要空白。过去，我对电气控制的理解更多停留在基础的硬件层面，对于如何通过PLC来实现更高级、更灵活的自动化控制，一直感到有些力不从心。拿到《电气控制与PLC应用技术》，我首先被其全面性所震撼。它不仅仅讲解了PLC本身的原理和编程，更重要的是，它将PLC置于整个电气控制系统的框架中进行阐述。例如，书中对于各种传感器、执行器（如变频器、伺服驱动器、电磁阀等）的工作原理、选型以及与PLC的接口方式都进行了详细的介绍。这让我明白，PLC并非孤立存在的，它需要与各种外部设备协同工作，才能构成一个完整的自动化系统。我特别欣赏书中关于不同通信协议的讲解，比如Modbus、Profinet等，这些是实现PLC与其他设备之间数据交换的关键。了解这些通信协议，对于构建分布式控制系统和实现智能化工厂具有重要的意义。此外，书中还涉及了一些高级的PLC应用技术，例如数据采集、远程监控、故障诊断和系统优化等，这些内容让我看到了PLC在工业4.0时代的广阔前景。我希望通过深入学习这本书，能够掌握如何设计、编程和维护复杂的PLC控制系统，从而为我未来的职业发展打下坚实的基础。

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从我个人的角度来看，《电气控制与PLC应用技术》这本书，给我带来的最直观的感受就是“实用”。它没有那种学院派的理论空谈，而是紧密围绕着工业生产实际需求来展开。我尤其看重书中对于电气控制系统设计思路的讲解，它不仅仅是告诉你怎么接线，而是引导你去思考如何根据实际的工艺流程，来选择合适的电气元件，设计出安全、可靠、高效的控制方案。书中关于接触器和继电器控制的章节，我仔细研读了多个案例，包括电机正反转控制、Y-△降压启动、多点控制等，这些案例的图纸绘制规范，讲解清晰，让我对这些基础的控制逻辑有了更透彻的理解。当进入PLC部分，它的侧重点明显放在了如何运用PLC来实现更灵活、更智能的控制。我喜欢书中关于PLC输入输出信号类型、PLC与外部设备的接口方式的详细介绍，这对于理解PLC如何与传感器、执行器进行交互至关重要。更让我受益匪浅的是，书中提供了大量PLC程序编写的技巧和注意事项，比如如何利用定时器实现延时控制，如何使用计数器进行次数累计，以及如何通过逻辑指令实现复杂的判断和切换。我特别期待书中关于PLC在生产线上的应用案例，比如如何通过PLC控制步进电机或伺服电机实现精确的位置控制，如何利用PLC实现生产数据的采集和上传，这些都是当前工业自动化领域非常热门和实用的技术。

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这本书，我拿到手就有一种亲切感，封面设计很简洁，没有花里胡哨的图案，就是那种一看就知道是专业书籍的风格。我一直对自动化控制领域很感兴趣，特别是PLC在现代工业中的应用，感觉这个东西就像是工业界的“大脑”，能让各种设备有序运转。这本书的标题直接点明了核心内容，电气控制和PLC应用技术，这正是我一直想深入了解的。翻开目录，我看到涵盖了基础的电气控制原理，像是继电器、接触器、电动机控制等等，这些是理解PLC之前必须打下的基础。然后就是PLC的结构、指令系统、编程方法，再到具体的应用案例。这些内容安排得很有逻辑性，从易到难，循序渐进，我觉得这样的编排非常适合初学者入门，也方便有一定基础的人进行系统性地梳理和学习。我特别期待书中关于实际案例分析的部分，因为理论知识再好，如果不能与实际相结合，也会显得有些空泛。我希望书中能有多一些不同行业的PLC应用实例，比如在制造业、水处理、楼宇自动化等领域的应用，这样可以让我更直观地理解PLC的强大功能和灵活性，也为我今后的工作提供一些实际的参考和借鉴。总的来说，这本书从封面到目录，都给了我一个非常好的第一印象，我迫不及待地想沉浸在其中，学习PLC的奥秘。

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这本书的出现，简直是为我量身定做的。作为一名即将步入自动化行业的毕业生，我对于PLC的知识可谓是既熟悉又陌生。熟悉在于课程中接触过基础理论，陌生则在于实际操作和项目应用方面总是感觉欠缺一些什么。拿到《电气控制与PLC应用技术》，我首先被它扎实的理论基础和丰富的实践内容所吸引。它并没有仅仅停留在PLC的指令集层面，而是将电气控制的通用原理作为铺垫，这一点至关重要。很多时候，我们学习PLC，容易忽略其背后的电气基础，导致在排查故障或者设计复杂系统时，缺乏整体的思路。这本书显然意识到了这一点，从最基本的开关、接触器、继电器的工作原理，到各种保护和联锁电路的设计，都进行了详细的阐述。这些内容就像是一块块坚实的基石，为理解PLC的逻辑和工作方式打下了坚实的基础。我特别喜欢书中对不同类型PLC硬件结构的介绍，比如CPU模块、输入/输出模块、通信模块等，这些介绍让我对PLC的“身体”有了更清晰的认识。更重要的是，它详细讲解了PLC的编程语言，无论是梯形图、指令表还是结构化文本，都配有清晰的示例，并且对常用的指令进行了分类和讲解，这让我在学习过程中能够快速掌握编程的精髓。我个人对书中关于PLC在生产线自动化中的应用案例尤为感兴趣，比如伺服电机控制、变频器联动等，这些都是我在实际工作中可能遇到的挑战，希望通过这本书的学习，能够获得一些实用的解决方案和方法论，为我的职业生涯打下坚实的基础。

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