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出版者:中国劳动

作者:人力资源和社会保障部教材办公室 编

出品人:

页数:191

译者:

出版时间:2009-12

价格:15.00元

装帧:

isbn号码:9787504581167

丛书系列:

图书标签:

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《现代电子技术基础与应用》图书简介 作者： 资深工程师团队 出版社： 蓝海科技出版社 页数： 850页（含丰富图例与习题解析） 定价： 168.00元 --- 内容概述 《现代电子技术基础与应用》是一本面向工程实践与前沿技术领域，深度聚焦于当代电子系统设计、信号处理与嵌入式系统开发的高级参考教材。本书旨在构建一套完整的、从底层器件原理到系统级架构的知识体系，尤其侧重于那些在现代通信、物联网（IoT）、自动控制及消费电子领域中不可或缺的核心技术。 本书内容涵盖了半导体器件的物理基础、模拟电路设计范式、脉冲与数字信号的完整处理流程，以及面向实际应用的系统集成策略。它不仅仅是理论知识的堆砌，更是一部融合了最新行业标准和工程经验的实用工具书。 --- 第一部分：半导体基础与器件物理（约200页） 本部分深入探讨了现代电子系统的物质基础——半导体材料的特性与关键器件的工作机理。 第一章：半导体物理导论 详细阐述了晶体结构、能带理论、载流子输运现象（漂移与扩散）。重点分析了本征半导体与掺杂半导体的电学特性，为理解PN结的形成和工作奠定坚实的理论基础。 第二章：二极管与晶体管的深入分析 PN结器件： 深入研究了整流二极管、稳压二极管（齐纳效应）、肖特基二极管的工作特性、动态模型及开关损耗分析。 双极性晶体管（BJT）： 全面解析了Ebers-Moll模型、混合$pi$模型及其在高频应用中的局限性。探讨了晶体管的饱和、截止与放大区的精确界定。 场效应晶体管（FET）： 重点剖析了MOSFET（增强型与结型）的结构、阈值电压的确定、跨导特性曲线的精确拟合，并对比了其与BJT在功耗与集成密度上的优劣。 第三章：功率半导体器件与传感器接口 本章引入了现代电力电子领域的核心组件，如IGBT、MOSFET（功率器件版）的驱动方法和热管理策略。同时，涵盖了常用的光电器件（光敏电阻、光电二极管）及基础的温度和压力传感器的工作原理，以及如何设计前端调理电路以适配微控制器。 --- 第二部分：模拟电路设计与系统（约250页） 本部分专注于连续时间信号的处理，涵盖了从基础放大到复杂滤波器设计的全过程，强调高精度、高线性度设计。 第四章：基础放大电路的频率响应 系统地分析了单级、多级放大电路的直流偏置稳定技术，并引入了黑奇准则（Hickey’s Criterion）用于评估反馈电路的稳定性。频率响应分析不再停留在截止频率，而是细致讲解了波特图的精确绘制与高阶系统的相位裕度计算。 第五章：运算放大器（Op-Amp）的先进应用 除了标准的积分、微分电路，本章深入探讨了如何利用理想运算放大器模型来构建高精度仪器放大器（Instrumentation Amplifier）、跨阻放大器（TIA）及主动钳位电路。特别关注了JFET输入与双极性输入运放的噪声特性对比与选择标准。 第六章：主动滤波器设计与实现 全面覆盖了巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器的理论推导，并重点介绍了Sallen-Key、MFB等实用的二级电路的级联设计方法。针对特定应用（如音频处理、数据采集），提供了低通、高通、带通及带阻滤波器的具体元件值计算流程。 第七章：信号源与电源管理 详细介绍了函数信号发生器的实现技术（如锯齿波、三角波发生），以及锁相环（PLL）的基础结构和频率合成原理。在电源部分，深入分析了线性稳压器（LDO）的抑制比（PSRR）与开关模式电源（Buck, Boost）的控制环路补偿（Type I/II/III补偿器设计）。 --- 第三部分：脉冲、时序与逻辑系统（约200页） 本部分着重于离散时间信号的表示、处理和控制，是理解数字系统的基石。 第八章：非线性器件的开关特性 分析了晶体管作为开关的工作状态转换过程，重点研究了延迟时间、上升时间、下降时间等关键参数对电路速度的限制。探讨了施密特触发器的设计原理及其在信号去噪中的应用。 第九章：组合逻辑与同步时序电路 超越传统的布尔代数，本章引入了多值逻辑和模糊逻辑的基础概念。在时序电路部分，详细阐述了锁存器、触发器（D, JK, T）的同步与异步置位/清零机制，并以状态图与状态表为工具，指导复杂序列发生器的设计。 第十章：脉冲波形生成与整形 深入研究了单稳态和双稳态多谐振荡器的精确设计，如何利用定时电容和电阻精确控制输出脉冲宽度。本章还包括了延迟线、数字信号的限幅与削波技术。 --- 第四部分：数据转换与系统接口（约200页） 本部分将基础电子模块连接起来，形成实际可用的数据采集和控制系统。 第十一章：模数（ADC）与数模（DAC）转换技术 对逐次逼近型、双积分型、流水线型ADC的内部结构、转换速度与有效位数（ENOB）进行了详尽的性能对比。DAC方面，重点讲解了电阻梯形与电流舵型结构，并分析了量化误差与非线性误差的来源及抑制方法。 第十二章：数据总线与通信协议 本章侧重于系统间的数据交换标准。详细介绍了SPI、I2C、UART等基础串行通信协议的时序要求与硬件实现。更进一步，本书引入了CAN总线和RS-485在工业控制环境中的抗干扰设计考量。 第十三章：FPGA基础结构与硬件描述语言（VHDL/Verilog）简介 为电子工程的未来发展做准备，本章提供了可综合代码的编写规范。通过实例展示了如何利用硬件描述语言实现一个简单的状态机控制器和并行乘法器，强调了综合工具链的工作流程。 --- 特色与读者对象 本书的特色在于其极强的“从原理到器件参数”的推导深度，以及大量“仿真验证与实际测量”的案例结合。每一章后都附有难度递进的工程实践题，要求读者不仅要会用公式，更要理解参数变化对系统性能的实际影响。 目标读者： 1. 高等院校电子、通信、自动化、计算机工程等专业的高年级本科生及研究生。 2. 需要快速掌握特定电子模块（如高速数据采集、精密模拟前端）的系统级工程师。 3. 致力于电路设计、嵌入式硬件开发及电子产品调试的专业技术人员。 通过系统学习本书内容，读者将能够自信地从器件选型阶段开始，主导复杂电子系统的设计、仿真和调试工作，构建扎实的现代电子系统工程能力。

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说实话，我最初拿到这本参考书时，对它抱持着一种审慎的态度，毕竟市面上讲解数字电路的资料汗牛充栋。但深入阅读后，我发现它的叙事风格非常独特，它不像那种高高在上的学术权威，反倒是像一位经验丰富、耐心十足的导师在和你探讨问题。作者在讲解诸如卡诺图化简这类枯燥的代数运算时，总是能巧妙地穿插一些历史背景或者设计哲学，让原本冰冷的代码和公式瞬间“活”了起来，让人理解“为什么”要这么做，而不仅仅是“怎么”做。这种人文关怀式的教学方法，极大地激发了我对这门学科的内在驱动力。当然，在涉及大规模集成电路设计流程的章节，篇幅略显仓促，如果能增加对VHDL或Verilog等硬件描述语言在教学中的应用示例，那就更完美了，毕竟现代数字系统设计离不开这些工具的支撑。

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从整个阅读体验来看，这本书的语言风格极为平实、准确，没有使用过多晦涩难懂的行话，使得非电子信息专业背景的理工科学生也能相对顺畅地跟进。它成功地搭建了一座连接基础理论与工程实践的桥梁。例如，在讨论译码器和编码器的应用时，作者没有止步于理论功能描述，而是立刻跳转到存储器地址分配和LED显示驱动等具体场景，让抽象的功能瞬间有了实际的价值感。如果非要吹毛求疵，或许在对最新一代半导体工艺（如FinFET技术）对基本逻辑单元性能带来的影响方面，可以增加一些前瞻性的介绍，让读者感受到这门学科与时俱进的活力，但就一本扎实的“基础”参考书而言，它已然做到了极佳的平衡与贡献。

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本书在对基础概念的深度挖掘上，展现出了令人称赞的严谨性。特别是对于布尔代数公理和德摩根定律的阐述，它没有停留在简单的公式罗列上，而是从逻辑运算的本质出发，层层递进，确保读者对“真”与“假”在电路层面的映射有最扎实的理解。我特别欣赏它对电路中“竞争与冒险”现象的分析，这一点很多教材往往一笔带过，但这本书却用详细的时序图和门电路的延迟模型，清晰地展示了信号毛刺的产生机制和抑制方法，这对于从事硬件调试工作的人来说，简直是宝贵的经验总结。我希望未来的修订版中，能将FPGA的底层实现原理，比如查找表（LUT）的结构，也用类似的深度进行讲解，这将极大地拓宽读者的应用视野。

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这本书的习题设计，是我阅读过程中感到最惊喜的部分之一。它们并非那种仅仅重复例题的简单变体，而是真正考验读者对知识点融会贯通能力的阶梯式挑战。从最基础的逻辑门组合搭建，到复杂的计数器设计和状态机分析，习题难度设置得非常有层次感。更重要的是，本书在配套的解答或参考答案部分，提供了详细的解题思路，而不是简单地给出最终结果。这使得我在遇到难题时，可以沿着作者的思路逆向推导，从而真正理解错误出在哪里。如果能增加一些涉及实际功耗分析和时序约束的进阶习题，对于准备参加专业认证考试或者从事嵌入式系统开发的读者来说，会是锦上添花之举。

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这本教材的排版设计着实让人眼前一亮，不同于传统教科书那种略显刻板的布局，它在色彩运用和图示清晰度上做到了恰到好处的平衡。尤其是对于复杂的逻辑门电路和时序逻辑的剖析，作者似乎深谙初学者容易在哪里产生困惑，因此特意加大了对关键概念图示的篇幅和细节的描绘。我记得在学习D触发器和JK触发器之间的转换逻辑时，书中的流程图简直是点睛之笔，它将抽象的时序关系具象化，让我花了比预期短得多的时间就掌握了其中的奥秘。不过，如果说有什么遗憾，或许是在高级组合逻辑电路的优化实例部分，可以再多增加一些贴近实际工业应用中的例子，毕竟理论知识的吸收，最终还是要靠实际案例的打磨才能真正内化。整体而言，这本书在视觉传达和知识点梳理的逻辑性上，无疑是下足了功夫，非常适合作为入门和巩固基础阶段的辅助读物。

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