深入理解微電子電路設計——電子元器件原理及應用（原書第5版） ( 簡體 字) |
| 作者：[美] 理查德·C.耶格（Richard C. Jaeger）,[美]特拉維斯·N.布萊洛克（Travis N. Blalock）著；宋廷強譯 | 類別：1. -> 電子工程 -> 電子電氣 |
| 譯者： |
| 出版社：清華大學出版社 |  3dWoo書號： 53584
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NT售價： 445 元 |
| 出版日：10/1/2020 |
| 頁數：279 |
| 光碟數：0 |
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| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787302555230 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：本書全面講解了現代電子電路設計中的基本技術，通過學習，讀者可以對模擬電路、數字電路及分立元件與集成技術進行深入的理解。盡管大多數讀者可能不會從事集成電路設計相關工作，但對于集成電路結構的深入理解，有助于我們從系統設計的角度深刻認識，從而消除系統設計中的隱患，增強集成電路使用的可靠性。
數字電路是電路設計中的重要領域，但許多電子學入門書籍
僅將這部分內容列為補充知識，本書對數字電路和模擬電路部分做了均衡的介紹。本書的創作完成得益于作者在精密數字設計領域多年豐富的工作經歷及多年的教學總結。書中涉及范圍廣泛，讀者可以根據需要選擇適當的內容作為兩個學期或者連續3個學期的電子學教材。
本版說明
本版繼續對書中相關資料進行了更新，更利于讀者學習和掌握。除了常規的資料更新外，書中強化了一些概念的講解和改進。
第2章強化了速度飽和的概念。在場效應晶體管章節中增加了Rabaey和Chandrakasan的統一MOS模型的方式，在本書的第2部分和第3部分的討論、實例和新設問題中，多次給出速度限制對數字電路和模擬電路的影響分析。
第7章在CMOS邏輯電路設計中介紹了觸發器和鎖存器等基本邏輯電路。近年來，閃存技術發展迅速，第8章重點補充了閃存相關的存儲技術、主要電路及存在的問題等內容。當前，TTL電路已經被逐步取代，因此在第9章中相應減少了對該電路的介紹，增加了對正射極耦合邏輯電平（PECL）電路的簡短討論，但網上仍可查到書中刪除的電路介紹。
第15章新增了達林頓對的相關內容。第16章改進了偏移電壓計算的方法，修正了帶隙材料的基準。在第17章對FET柵極電阻的討論則映射了在BJT中對基極電阻的討論，同時增加了對互補射極跟隨器頻率響應的擴展討論，也增加了FET頻率相關的電流增益影響的討論，包括其對源極跟隨器配置的輸入和輸出阻抗的影響。最后，更新了經典和普適的瓊斯混音器
討論方法。第18章用實例講解了新的偏移電壓計算方法，同時增加了對MOS運算放大器補償的討論。
由于翻譯時將本書拆分成3卷，第1卷《深入理解微電子電路設計——電子元器件原理及應用（原書第5版）》為原書第1~5章，第2卷《深入理解微電子電路設計——數字電子技術及應用（原書第5版）》為原書第6~9章，第3卷《深入理解微電子電路設計——模擬電子技術及應用（原書第5版）》為原書第10~18章。參考文獻和擴展閱讀影印自原書。
本版增加的主要內容還包括：
娒 至少增加了35%的習題。
娒 可以從McGraw拟Hill獲得最新的PowerPoint幻燈片。
娒 具有流行的自適應學習工具： Connet、LearnSmart及SmartBook。
娒 所有示例采用結構化的問題解決方法。
娒 修訂和擴展了流行的Electronice拟in拟Action功能，包括IEEE社團、SPICE的歷史發展、身體傳感器網絡、瓊斯混音器、高級CMOS技術、閃存增長、低壓差分信號（LVDS）和全差動放大器。
每一章的開頭都給出了本章內容相關的電子學發展歷史，能夠加深讀者對該技術發展進程的了解。重點的設計方法采用高亮顯示，以便讓電路設計者重點記憶。萬維網可以看作本書的擴展。
本書具有鮮明的特點，可以歸納如下：
娒 所有實例均采用了結構性問題求解方法。
娒 每一章都提供了相關的電子應用案例。
娒 每章開頭都給出了與本章內容相關的電子學領域重要發展歷程。
娒 重點強調設計要點，給出了大量的實際電路設計案例。
娒 本書正文及設計實例中充分利用了SPICE仿真軟件。
娒 在SPICE中整合了器件模型。
娒 書中給出了大量的練習、例子及設計實例。
娒 增加了大量新的習題。
娒 整合了網站素材。
書中首先介紹了數字電路的部分內容，便于非電子工程專業的學生學習，尤其是計算機工程或計算機科學專業的學生，他們往往只學習電子學系列課程中的第一門課程。
第6章和第7章對NMOS和PMOS邏輯設計進行了全面介紹，第8章介紹了存儲器單元及其周邊電路。第9章給出了有關雙極型邏輯設計的介紹，包含對ECL、CML和TTL的討論。由于MOS工藝的重要性，書中對雙極型邏輯相關內容做了刪減。本書中沒有涉及任何有關邏輯模塊層次的設計，因為在數字設計課程中會對此進行全面介紹。
第1~9章僅僅關注的是晶體管的大信號特征，這樣可以讓讀者在學會將電路拆分成不同模塊（可能是不同結構）進行直流和交流小信號分析之前，對器件特性和電流拟電壓特性進行深入了解（小信號概念在第13章中正式給出）。
盡管本書涉及數字電路的篇幅比大多數書籍要多，但仍有超過50%的篇幅介紹的是傳統的模擬電路。從第10章開始介紹模擬電路內容。第10章中介紹了放大器概念和經典的理想運算放大器電路。第11章對非理想運算放大器進行了詳細討論。第12章給出了大量運算放大器應用實例。第13章全面介紹了二極管、BJT晶體管和FET（場效應管）的小信號模型的研究方法，其中BJT晶體管和FET采用的是混合π模型和π模型。
第14章對單級放大器設計和多級交流耦合放大器進行了深入討論，對耦合電容和旁路電容設計進行了介紹。第15章討論了直流耦合多級放大器，并介紹了運算放大器的原型電路。第16章繼續介紹集成電路設計中的重要結論，并研究了經典741運算放大器。
第17章研究了晶體管的高頻模型，討論了高頻電路特性的分析，并詳細介紹了用于估算低頻和高頻主極點的重要短路和開路時間常數技術。第18章給出了晶體管反饋放大器的實例，并探討了它們的穩定性和補償，同時在第18章
中還總結了關于高頻LC、負gm和晶體振蕩器的相關討論結果。
設計
在工程師培訓中設計仍然是一個較難的課題。本書定義了非常清晰的問題求解方法，利用該方法可以加深學生對于設計相關問題的理解能力。書中提供的設計實例有助于建立對設計流程的了解。
本書第6章直接切入到與NMOS和CMOS邏輯門設計相關的問題。在整本書中都討論了器件的影響和無源元件的容限問題。當前，由于電池供電的低功耗、低電壓設計變得越來越重要，邏輯設計實例的電源電壓關注更低的電源電壓。同時，本書中一直貫穿著計算機技術的使用，包括利用MATLAB、電子表格或者高級語言來開發設計選項。
在本書的模擬部分一直強調采用設計模擬決策的方法。在任何適合的情況下，都在標準混合π模型表示的基礎上將放大器特性表達式進行了簡化。例如，在絕大多數書籍中放大器的電壓增益表達式只能寫為：
|Av|=gmRL，而隱藏了電源電壓作為基本設計變量這一事實。本書中對此表達式進行了改進，將雙極型晶體管的電壓增益近似為
gmRL?10VCC，或將FET的電壓增益近似為
gmRL?VDD，明確地揭示了放大器設計與電源供電電壓選擇的關系，為共發射極放大器和共源極放大器的電壓增益提供了一種簡單的一階設計估算方法。雙極型放大器的增益優勢也顯而易見。只要有可能，書中經常會給出此類性能估算的近似技巧和方法。
第1章結尾處介紹了最差情況分析和蒙特卡洛分析技術。傳統上在本科生課程中并不會包含這些內容，然而，在面臨較多的元
器件容限和差異情況下進行電路設計是電子電路設計中需要具備的一項重要技能，在書中給出的例子中對采用標準元器件和給定
元器件容限的電路都利用該技術進行了討論，在眾多習題中也包含這一內容。
McGraw拟Hill鏈接
本版的在線資源包括McGraw拟Hill Connect，這是一個基于網絡的作業和測試平臺，可以幫助學生更好地完成課程作業并掌握重要概念。通過鏈接，教師可以輕松地在線提供作業、測驗和測試，學生可以按照自己的進度和時間表練習重要技能。請向您的McGraw拟Hill代表咨詢更多詳細信息。
McGraw拟Hill SmartBook
SmartBook由智能和自適應LearnSmart引擎提供支持，是目前第一個也是唯一一個提供持續自適應閱讀體驗的平臺。通過區分學生所知道的內容和他們最容易忘記的概念，SmartBook為每個學生提供個性化內容。閱讀不再是一種被動和線性的體驗，而是一種引人入勝且充滿活力的體驗，學生更有可能掌握并保留重要的概念，為課堂做好準備。SmartBook包含功能強大的報告，可識別學生需要學習的特定主題和學習目標。這些有價值的報告還可以讓教師深入了解學生如何通過教材內容進行學習，并有助于掌握課堂趨勢，從而集中寶貴的課堂時間為學生提供個性化的反饋及定制評估。
SmartBook如何運作？每個SmartBook包含4個組件： 預習、閱讀、練習和復習。從每章的初步預習和關鍵目標學習開始，學生閱讀材料，并根據他們對練習不斷適應的反應，引導他們實踐最需要的主題，繼續閱讀和練習。SmartBook指導學生復習他們最有可能忘記的內容，以確保學生掌握概念，并記住重要的內容。
電子版教材
教師和學生都可以從CourseSmart購得此書。CourseSmart是一個在線資源，學生可以從中購買完整的電子版在線教材，而花費幾乎是傳統教材的一半。購買電子教材可以讓學生充分利用CourseSmart網絡工具的優勢進行學習，這些工具包括全文搜索、做筆記和高亮，以及便于同班同學之間分享筆記的E拟mail工具。
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計算機利用和SPICE
本書全部采用計算機作為輔助工具，作者堅信這樣做絕對比只采用SPICE電路分析軟件要好。如今的計算機世界中，相比費力
地將復雜的方程組簡化成某種易于處理的分析形式，大家通常更愿意利用計算機來研究復雜設計問題。書中多處給出了利用計算機，采用電子表格、MATLAB和（或）高級語言程序來建立迭代估算方程的實例。MATLAB還可用于生成奈奎斯特圖和伯德圖，對于蒙特卡洛分析而言非常有用。
另外，書中通篇都有SPICE的使用，SPICE仿真結果全都給出，在習題集中也包含了大量SPICE習題。只要有所幫助，在絕大多數實例中采用了SPICE分析。這一版本仍然強調了SPICE中直流分析、交流分析、瞬態分析及傳輸函數分析模式的區別與使用。在每種半導體器件的介紹之后都對其SPICE模型進行了討論，每種模型都給出了典型的SPICE模型參數。使用SPICE可以輕松檢查本文中的絕大多數問題，并建議學生能夠自己尋找答案。
致謝
感謝對本書編寫及籌備做出貢獻的工作者。我們的學生在對原稿的潤色上提供了極大的幫助，并盡力完成了原稿的多次修訂。一直以來，我們的系領導（奧本大學的J.D.Irwin和弗吉尼亞大學的L.R.Harriott），高度支持員工努力寫出更高水平的教材。
感謝所有的審閱和審查人員：
David Borkholder，羅切斯特理工學院
Dimitri Donetski，布法羅大學
Barton Jay Greene，北卡羅來納州立大學
Marian Kazimierczuk，萊特州立大學
Jih拟Sheng Lai，弗吉尼亞理工學院和州立大學
Dennis Lovely，新不倫瑞克大學
Kenneth Noren，愛達荷大學
Marius Orlowski，弗吉尼亞理工大學
還要感謝J.F.Pierce和T.J.Paulus的課堂練習“電子應用”給我們帶來的靈感。Blalock教授多年前就跟隨Pierce教授學習有關電子學內容，至今仍盛贊他們早已絕版的教材中所采用的諸多分析技術。
在Jaeger教授成為佛羅里達大學Art Brodersen教授的學生之后不久，他很幸運地獲得了Pederson的書籍，從頭到尾進行了仔細研究。
我們要感謝羅馬尼亞Cluj拟Napoca技術大學的Gabril Chindris幫助創建NI Multisim示例的模擬。
最后，感謝McGraw拟Hill團隊的支持，包括環球出版社的Raghothaman Strinivasam，產品開發員Vincent Bradshaw，市場經理Nick McFadden，項目經理Jane Mohr。
在本書的寫作過程中，我們盡力將自身在模擬和數字設計領域的業界背景與多年的課堂經驗融合在一起，希望能獲得一定程度的成功。歡迎大家提出建設性意見和建議。
Richard C.Jaeger
奧本大學
Travis N.Blalock
弗吉尼亞大學 |
內容簡介：本書系統論述了電子元器件主要電路的基本知識及其應用。從電子學的基本原理入手，介紹了基本的分壓和分流原理、戴維南定理、放大器等基本概念，給出了元器件的容差數學模型以及電路設計中常用的最差情況分析、蒙特卡洛分析等主要分析方法，詳細介紹了半導體材料特性、二極管PN結特性、二極管SPICE模型、整流電路、場效應管及雙極型晶體管的特性及SPICE分析等。本書從工程求解角度定義了一種非常清晰的問題求解方法，書中提供的大量設計實例都是采用該方法進行求解，有助于讀者加深對相關電路設計的理解與掌握。
通過本書的學習，讀者可以全面掌握電子元器件及其電路的概念和知識，能夠學會相關電路分析及電路設計方法，書中給了大量的設計練習可供讀者進行學習與實踐。
本書可以作為電子信息類、電氣類專業本科生或研究生作為專業教材或參考書，也可以作為從事固態電子學與器件、數字電路和模擬電路設計或開發的工程技術人員的參考資料。 |
目錄：第1章電子學簡介
1.1電子學發展簡史：從真空管到巨大規模集成電路
1.2電子學信號分類
1.2.1數字信號
1.2.2模擬信號
1.2.3A/D和D/A轉換器——連接模擬與數字信號的橋梁
1.3符號約定
1.4解決問題的方法
1.5電路理論的主要概念
1.5.1分壓和分流
1.5.2戴維南定理和諾頓定理
1.6電子學信號的頻譜
1.7放大器
1.7.1理想運算放大器
1.7.2放大器頻率響應
1.8電路設計中元器件參數值的變化
1.8.1容差的數學模型
1.8.2最差情況分析
1.8.3蒙特卡洛分析
1.8.4溫度系數
1.9數值精度
小結
關鍵詞
參考文獻
擴展閱讀
習題
第2章固態電子學
2.1固態電子材料
2.2共價鍵模型
2.3半導體中的漂移電流和遷移率
2.3.1漂移電流
2.3.2遷移率
2.3.3速率飽和
2.4本征硅的電阻率
2.5半導體中的雜質
2.5.1硅中的施主雜質
2.5.2硅中的受主雜質
2.6摻雜半導體中的電子和空穴濃度
2.6.1n型材料
2.6.2p型材料
2.7摻雜半導體的遷移率和電阻率
2.8擴散電流
2.9總電流
2.10能帶模型
2.10.1本征半導體中電子空穴對的產生
2.10.2摻雜半導體的能帶模型
2.10.3補償半導體
2.11集成電路制造概述
小結
關鍵詞
參考文獻
擴展閱讀
習題
第3章固態二極管和二極管電路
3.1pn結二極管
3.1.1pn結靜電學
3.1.2二極管內部電流
3.2二極管的I拟V特性
3.3二極管方程：二極管的數學模型
3.4反偏、零偏、正偏下的二極管特性
3.4.1反偏
3.4.2零偏
3.4.3正偏
3.5二極管的溫度系數
3.6二極管反偏
3.6.1實際二極管的飽和電流
3.6.2反向擊穿
3.6.3擊穿區的二極管模型
3.7pn結電容
3.7.1反偏
3.7.2正偏
3.8肖特基二極管
3.9二極管的SPICE模型及版圖
3.10二極管電路分析
3.10.1負載線分析法
3.10.2二極管數學模型分析法
3.10.3理想二極管模型
3.10.4恒壓降模型
3.10.5模型比較與討論
3.11多二極管電路
3.12擊穿區域二極管分析
3.12.1負載線分析
3.12.2分段線性模型分析
3.12.3穩壓器
3.12.4包含齊納電阻的電路分析
3.12.5線性調整率和負載調整率
3.13半波整流電路
3.13.1帶負載電阻的半波整流器
3.13.2整流濾波電容
3.13.3帶RC負載的半波整流器
3.13.4紋波電壓和導通期
3.13.5二極管電流
3.13.6浪涌電流
3.13.7額定峰值反向電壓
3.13.8二極管功耗
3.13.9輸出負電壓的半波整流器
3.14全波整流電路
3.15全波橋式整流
3.16整流器的比較及折中設計
3.17二極管的動態開關行為
3.18光電二極管、太陽能電池和發光二極管
3.18.1光電二極管和光探測器
3.18.2太陽能電池
3.18.3發光二極管
小結
關鍵詞
參考文獻
擴展閱讀
習題
第4章場效應管
4.1MOS電容特性
4.1.1積累區
4.1.2耗盡區
4.1.3反型區
4.2NMOS晶體管
4.2.1NMOS晶體管的I拟V特性的定性描述
4.2.2NMOS晶體管的線性區特性
4.2.3導通電阻
4.2.4跨導
4.2.5I拟V特性的飽和
4.2.6飽和(夾斷)區的數學模型
4.2.7飽和的跨導
4.2.8溝道長度調制
4.2.9傳輸特性及耗盡型MOSFET
4.2.10體效應或襯底靈敏度
4.3PMOS晶體管
4.4MOSFET電路模型
4.5MOS晶體管電容
4.5.1NMOS晶體管的線性區電容
4.5.2飽和區電容
4.5.3截止區電容
4.6SPICE中的MOSFET建模
4.7MOS晶體管的等比例縮放
4.7.1漏極電流
4.7.2柵極電容
4.7.3電流和功率密度
4.7.4功耗拟延遲積
4.7.5截止頻率
4.7.6大電場限制
4.7.7包含高場限制的統一MOS晶體管模型
4.7.8亞閾值導通
4.8MOS晶體管的制造工藝及版圖設計規則
4.8.1最小特征尺寸和對準容差
4.8.2MOS晶體管的版圖
4.9NMOS場效應管的偏置
4.9.1為什么需要偏置
4.9.2四電阻偏置
4.9.3恒定柵拟源電壓偏置
4.9.4Q點的圖形分析
4.9.5包含體效應的分析
4.9.6使用統一模型進行分析
4.10PMOS場效應晶體管的偏置
4.11結型場效應管
4.11.1偏壓下的JFET
4.11.2漏源偏置下的JFET溝道
4.11.3n溝道JEFT的I拟V特性
4.11.4p溝道JFET
4.11.5JFET的電路符號和模型小結
4.11.6JFET電容
4.12JFET的SPICE模型
4.13JFET和耗盡型MOSFET的偏置
小結
關鍵詞
參考文獻
習題
第5章雙極型晶體管
5.1雙極型晶體管的物理結構
5.2npn晶體管的傳輸模型
5.2.1正向特性
5.2.2反向特征
5.2.3任意偏置條件下晶體管傳輸模型方程
5.3pnp晶體管
5.4晶體管傳輸模型的等效電路
5.5雙極型晶體管的I拟V特性
5.5.1輸出特性
5.5.2傳輸特性
5.6雙極型晶體管的工作區
5.7傳輸模型的化簡
5.7.1截止區的簡化模型
5.7.2正向有源區的模型簡化
5.7.3雙極型集成電路中的二極管
5.7.4反向有源區的簡化模型
5.7.5飽和區模型
5.8雙極型晶體管的非理想特性
5.8.1結擊穿電壓
5.8.2基區的少數載流子傳輸
5.8.3基區傳輸時間
5.8.4擴散電容
5.8.5共發電流增益對頻率的依賴性
5.8.6Early效應和Early電壓
5.8.7Early效應的建模
5.8.8Early效應的產生原因
5.9跨導
5.10雙極工藝與SPICE模型
5.10.1定量描述
5.10.2SPICE模型方程
5.10.3高性能雙極型晶體管
5.11BJT的實際偏置電路
5.11.1四電阻偏置
5.11.2四電阻偏置電路的設計目標
5.11.3四電阻偏置電路的迭代分析
5.12偏置電路的容差
5.12.1最壞情況分析
5.12.2蒙特卡洛分析
小結
關鍵詞
參考文獻
習題
附錄A標準離散組件值
A.1電阻
A.2電容
A.3電感
附錄B固態器件模型及SPICE仿真參數
B.1pn結二極管
B.2MOS場效應管
B.3結型場效應管
B.4雙極型晶體管
附錄C二端口回顧
C.1g參數
C.2混合參數或h參數
C.3導納參數和y參數
C.4阻抗參數或z參數 |
| 序： |
