模拟电子技术基础(第2版)

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杨拴科 著
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出版社: 7-04
ISBN:9787040305838
商品编码:29692536222
包装:平装
出版时间:2010-11-01

具体描述

基本信息

书名:模拟电子技术基础(第2版)

:38.80元

售价:26.4元,便宜12.4元,折扣68

作者:杨拴科

出版社:7-04

出版日期:2010-11-01

ISBN:9787040305838

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版次:1

装帧:平装

开本:16开

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内容提要

《模拟电子技术基础(第2版)》是普通高等教育“十一五”规划教材,是在2003年出版的《模拟电子技术基础》(普通高等教育“十五”规划教材)的基础上,参照“教育部电子电气基础课程教学指导分委员会”2005年颁布的“模拟电子技术基础”课程基本要求,总结西安交通大学电子学教研组多年教学实践经验修订而成的。本次修订未改变原教材的体系,仍然遵循“器件”、“电路”、“应用”相结合,以器件、电路工作原理及分析方法为基础,电路及系统应用为目的的原则,体现“难点分散、引导入门、利于教学”的指导思想,保持我校电子技术基础教学“保基础、重实践、少而精”的传统。内容包括:绪言、半导体二极管及其应用、晶体管及放大电路基础、场效应管及其放大电路、集成运算放大器、反馈和负反馈放大电路、集成运放组成的运算电路、信号检测与处理电路、信号发生器、功率放大电路、直流稳压电源、在系统可编程模拟器件原理及其应用、Pspice软件及模拟电路仿真等。各章末有小结,并配有难易程度和数量都比较适当的思考题及习题。《模拟电子技术基础(第2版)》可与西安交通大学张克农主编的《数字电子技术基础》(第2版)配套使用,作为高等学校电气信息、仪器仪表、电子信息科学类及其它相近专业本、专科生“电子技术基础”课程的教材或教学参考书,也可供相关工程技术人员参考。本书由杨拴科担任主编,负责提出修订大纲、组织修订和定稿工作,赵进全担任副主编。


目录

绪言
0.1 什么是电子技术
0.2 本课程的性质、任务和重点内容
0.3 本课程的特点和学习方法
章 半导体二极管及其应用
1.1 PN结
1.1.1 PN结的形成
1.1.2 PN结的单向导电性
1.1.3 PN结电压与电流的关系
1.1.4 PN结的反向击穿
1.1.5 PN结的电容效应
1.2 半导体二极管
1.2.1 半导体二极管的结构和类型
1.2.2 半导体二极管的伏安特性
1.2.3 温度对半导体二极管特性的影响
1.2.4 半导体二极管的主要电参数
1.2.5 半导体二极管的模型
1.3 半导体二极管的应用
1.3.1 在整流电路中的应用
1.3.2 在检波电路中的应用
1.3.3 限幅电路
1.4 特种二极管
1.4.1 硅稳压二极管
1.4.2 变容二极管
本章小结
思考题及习题
第2章 晶体管及放大电路基础
2.1 晶体管
2.1.1 晶体管的结构
2.1.2 晶体管的工作原理
2.1.3 晶体管共射极接法的伏安特性曲线
2.1.4 晶体管的主要电参数
2.1.5 温度对晶体管参数的影响
2.2 共射极放大电路的组成和工作原理
2.2.1 放大电路概述
2.2.2 共射极放大电路的组成及其工作原理
2.3 放大电路的静态分析
2.3.1 图解法在放大电路静态分析中的应用
2.3.2 估算法在放大电路静态分析中的应用
2.4 放大电路的动态分析
2.4.1 图解法在放大电路动态分析中的应用
2.4.2 微变等效电路法在放大电路动态分析中的应用
2.5 静态工作点的选择和稳定
2.5.1 静态工作点的选择
2.5.2 静态工作点的稳定
2.5.3 负反馈在静态工作点稳定中的应用
2.6 共集电极放大电路和共基极放大电路
2.6.1 共集电极放大电路
2.6.2 共基极放大电路
2.6.3 三种基本放大电路性能比较
2.7 多级放大电路
2.7.1 多级放大电路的组成
2.7.2 多级放大电路中的耦合方式
2.7.3 多级放大电路的计算
2.8 放大电路的频率特性
2.8.1 频率响应和频率失真
2.8.2 放大电路的频率响应和瞬态响应
2.8.3 晶体管的高频特性
2.8.4 单管共射极放大电路的频率响应
2.8.5 放大电路的增益带宽积
2.8.6 多级放大电路的频率响应
本章小结
思考题及习题
附录2.1 密勒定理
第3章 场效应管及其放大电路
3.1 结型场效应管
3.1.1 结型场效应管的结构和类型
3.1.2 结型场效应管的工作原理
3.1.3 结型场效应管的伏安特性
3.2 绝缘栅型场效应管
3.2.1 增强型MOS管
3.2.2 耗尽型MOS管
3.2.3 MOs场效应管使用注意事项
3.3 场效应管的参数和小信号模型
3.3.1 场效应管的主要电参数
3.3.2 场效应管的小信号模型
3.3.3 场效应管与晶体管的比较
3.4 场效应管放大电路
3.4.1 场效应管偏置电路及其静态分析
3.4.2 场效应管放大电路动态分析
本章小结
思考题及习题
第4章 集成运算放大器
4.1 集成运放概述
4.1.1 集成电路中元器件的特点
4.1.2 集成运放的典型结构
4.1.3 集成运放的符号及电压传输特性
4.2 双极型集成运放
4.2.1 典型差分放大电路
4.2.2 带恒流源的差分放大电路
4.2.3 差分放大电路的传输特性
4.2.4 电流源电路
4.2.5 复合管电路
4.2.6 互补推挽放大电路
4.2.7 双极型通用运放简化电路
4.3 CMOS集成运放
4.3.1 MCl4573电路结构
4.3.2 MCl4573电路原理分析
4.4 运放的主要参数及简化低频等效电路
4.4.1 交流参数
4.4.2 直流参数
4.4.3 简化低频等效电路
4.5 其它集成运放
4.5.1 几种特殊用途的运放简介
4.5.2 跨导运放
4.5.3 电流模运放
本章小结
思考题及习题
第5章 反馈和负反馈放大电路
5.1 反馈的基本概念及类型
5.1.1 反馈的基本概念
5.1.2 负反馈放大电路的四种基本类型
5.1.3 负反馈放大电路举例
5.1.4 负反馈放大电路的一般表达式
5.2 负反馈对放大电路性能的影响
5.2.1 提高放大倍数的稳定性
5.2.2 扩展通频带
5.2.3 减小非线性失真
5.2.4 抑制反馈环内的干扰和噪声
5.2.5 对输入电阻和输出电阻的影响
5.2.6 正确引入反馈
5.3 负反馈放大电路的分析及近似计算
5.3.1 深度负反馈放大电路近似计算的一般方法
5.3.2 电压模运算放大器组成的反馈电路
5.3.3 分立元件组成的反馈电路
5.3.4 电流模运算放大器的闭环特性
5.4 负反馈放大电路的自激振荡及消除
5.4.1 负反馈放大电路的自激振荡条件
5.4.2 负反馈放大电路的稳定性
5.4.3 消除自激振荡的方法
本章小结
思考题及习题
第6章 集成运放组成的运算电路
6.1 基本运算电路
6.1.1 加法运算
6.1.2 减法运算
6.1.3 积分运算
6.1.4 微分运算
6.2 对数和反对数运算电路
6.2.1 对数运算
6.2.2 反对数运算
6.3 模拟乘法器及其应用
6.3.1 乘法器的工作原理
6.3.2 乘法器应用电路
6.4 集成运放使用中的几个问题
6.4.1 选型
6.4.2 调零
6.4.3 消振及供电电源的去耦
6.4.4 输入及输出保护
6.4.5 运放单电源供电电路
6.4.6 运算电路的误差分析
本章小结
思考题及习题
第7章 信号检测与处理电路
7.1 电子系统概述
7.2 信号检测系统中的放大电路
7.2.1 测量放大器
7.2.2 隔离放大器
7.2.3 程控增益放大器
7.3 有源滤波器
7.3.1 滤波器的基础知识
7.3.2 低通有源滤波器
7.3.3 高通有源滤波器
7.3.4 带通和带阻有源滤波器
7.3.5 开关电容滤波器
7.4 线性检波与采样-保持电路
7.4.1 线性检波电路
7.4.2 采样-保持电路
7.5 电压比较器
7.5.1 单门限电压比较器
7.5.2 多门限电压比较器
7.5.3 集成电压比较器
本章小结
思考题及习题
第8章 信号发生器
8.1 正弦波信号发生器
8.1.1 正弦波自激振荡的基本原理
8.1.2 RC型正弦波信号发生器
8.1.3 Lc型正弦波信号发生器
8.1.4 晶体振荡器
8.2 非正弦信号发生器
8.2.1 方波发生器
8.2.2 三角波和锯齿波发生器
8.2.3 脉宽调制波发生器
8.2.4 压控振荡器
8.3 锁相环及其在频率合成器中的应用
8.3.1 锁相环的基本结构
8.3.2 锁相环的工作过程
8.3.3 锁相环的特性及其应用
本章小结
思考题及习题
第9章 功率放大电路
9.1 功率放大电路的特点及分类
9.2 互补推挽功率放大电路
9.2.1 乙类互补推挽功率放大电路
9.2.2 甲乙类互补推挽功率放大电路
9.2.3 单电源功率放大电路
9.2.4 前置级为运放的功率放大电路
9.2.5 变压器耦合功率放大电路
9.3 集成功率放大器
9.4 功率器件与散热
9.4.1 双极型功率晶体管(BJT)
9.4.2 功率MOSFET
9.4.3 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)
9.4.4 功率器件的散热
本章小结
思考题及习题
0章 直流稳压电源
10.1 概述
10.2 单相整流及电容滤波电路
10.2.1 单相桥式整流电路的主要性能指标
10.2.2 电容滤波电路
10.3 倍压整流电路
10.4 串联反馈型线性稳压电路
10.4.1 稳压电路的功能和性能指标
10.4.2 串联反馈型线性稳压电路的工作原理
10.4.3 高精度基准电压源
10.4.4 集成三端稳压器
10.4.5 高效率低压差线性集成稳压器
10.5 开关型稳压电路
10.5.1 降压型开关稳压电路
10.5.2 开关稳压电源实用电路
本章小结
思考题及习题
1章 在系统可编程模拟器件原理及其应用
11.1 概述
11.2 在系统可编程模拟器件的结构及原理
11.2.1 ispPAC10的结构和原理
11.2.2 ispPAC20的结构和原理
11.3 在系统可编程模拟器件的应用电路
11.3.1 放大电路设计
11.3.2 滤波电路设计
11.3.3 数据采集系统中的信号调理电路设计
本章小结
思考题及习题
2章 PSpice软件及模拟电路仿真
12.1 Pspice软件及其使用方法
12.1.1 Capture CIS软件的电路及元器件描述
12.1.2 Pspice A/D软件的分析功能简介
12.1.3 Pspice A/D软件的使用方法介绍
12.2 基本单元电路Pspice仿真
12.2.1 晶体管放大电路仿真
12.2.2 结型场效应管放大电路仿真
12.2.3 差分放大电路仿真
12.2.4 多级放大电路及负反馈电路仿真
12.2.5 互补推挽功率放大电路仿真
12.3 运算放大器应用电路Pspice仿真
12.3.1 混音电路仿真
12.3.2 迟滞比较器电路仿真
12.3.3 方波和三角波发生电路仿真
本章小结
思考题及习题
附录 常用半导体器件的SPICE模型
F.1 二极管模型
F.2 晶体管模型
F.3 场效应管模型
参考文献


作者介绍


文摘


序言



《微电子器件的物理原理与工艺》 前言 在当今科技飞速发展的时代,微电子技术作为信息技术的核心驱动力,其重要性不言而喻。从智能手机到超级计算机,从医疗设备到航空航天,微电子器件无处不在,深刻地改变着我们的生活和社会。而支撑起这些日新月异的电子设备,正是那些直径以微米甚至纳米计的微小半导体器件。理解这些器件的内在工作机制,掌握其制造工艺的精髓,是投身微电子领域、推动技术进步的关键。 本书旨在深入探讨构成现代电子系统的基石——微电子器件的物理原理和制造工艺。我们将带领读者穿越微观世界的奇妙之旅,揭示半导体材料的奥秘,剖析各种典型微电子器件(如二极管、晶体管)的内部结构和工作原理。同时,本书也将详细介绍支撑这些器件生产的精密制造技术,从材料制备到最终封装,勾勒出一条完整的微电子制造链条。 本书的编写风格力求严谨而清晰,理论分析与实际应用相结合。在介绍物理原理时,我们会引用必要的量子力学和固体物理概念,但会尽量以易于理解的方式阐述,并辅以生动的比喻和图示。在讲述制造工艺时,我们会关注其背后的科学原理和工程挑战,帮助读者理解技术演进的逻辑。 本书适合所有对微电子技术感兴趣的读者,包括电子科学与技术、微电子学、集成电路设计、材料科学等相关专业的学生,以及从事半导体研发、制造、封装、测试等工作的工程师和技术人员。对于希望系统了解微电子器件从“原子”到“芯片”全过程的读者,本书也将提供宝贵的参考。 希望本书能够成为您探索微电子世界的一扇窗户,激发您对半导体科学与技术的无限热情,并在您的学习和工作中提供有力的支持。 第一章 半导体材料基础 本章将为读者打下坚实的理论基础,深入探讨微电子器件的核心——半导体材料。我们将从原子结构和电子的运动规律入手,解释为什么硅、锗等材料能够导电,并能通过掺杂等方式精确控制其导电性能。 1.1 原子结构与电子能级: 元素周期表与原子组成:回顾原子核、质子、中其中、电子的基本概念。 电子壳层与轨道:理解电子在原子核外不同能级和轨道上的分布。 能带理论:这是理解半导体导电性的关键。我们将解释晶体中原子相互作用形成的能带(价带、导带)以及能隙(禁带宽度)的概念。 导体、绝缘体与半导体的能带结构区分:明确半导体在能带结构上的独特性质,即适中的禁带宽度。 1.2 掺杂与载流子: 本征半导体:介绍纯净半导体(如纯硅)的导电性,及其在常温下电子-空穴对的产生与复合。 N型半导体:阐述加入五价杂质(如磷、砷)后,多余电子成为自由载流子,以及其导电性主要由电子决定的原理。 P型半导体:讲解加入三价杂质(如硼、镓)后,形成空穴成为多数载流子,以及其导电性主要由空穴决定的原理。 掺杂浓度对载流子浓度的影响:理解掺杂浓度是控制半导体导电性能的关键参数。 费米能级:介绍掺杂后费米能级的位置变化,以及它在描述半导体导电性中的作用。 1.3 典型半导体材料及其特性: 硅(Si):作为当前微电子产业的主流材料,详细介绍其优势(如储量丰富、氧化层稳定性好、禁带宽度适中)和一些局限性。 锗(Ge):介绍锗作为早期半导体材料的应用,以及其在某些特定领域的优势(如载流子迁移率高)。 化合物半导体: 砷化镓(GaAs):讲解GaAs的优越载流子迁移率和高频特性,以及其在光电子器件和高速通信领域的应用。 氮化镓(GaN):介绍GaN的宽禁带特性,以及其在高功率、高温和高频应用中的潜力,如LED、电力电子器件。 其他化合物半导体:简要提及如InP, SiC等材料及其特点。 材料的生长与提纯:简要介绍用于制造高纯度半导体材料的技术,如直拉法(CZ法)、区熔法(FZ法)等,为后续工艺奠定基础。 第二章 PN结的形成与特性 PN结是构成几乎所有半导体器件的基本单元。本章将聚焦于PN结的形成机理、能带图、以及其在不同偏置下的电学特性。 2.1 PN结的形成: PN结的形成过程:详细描述P型和N型半导体在接触时,因载流子浓度差而产生的扩散和漂移过程,最终形成空间电荷区。 空间电荷区(耗尽层):解释空间电荷区的形成原因,其内部存在的内建电场。 内部电场与内建电势:计算PN结内部电场强度和内建电势,以及它们如何阻止进一步的载流子扩散。 2.2 PN结的能带图: 平衡状态下的能带图:绘制PN结在无外加电压时的能带图,展示价带和导带的弯曲,以及费米能级的平坦。 外加电压对能带图的影响:理解正向偏置和反向偏置如何改变能带图的形状,进而影响载流子的注入和耗尽。 2.3 PN结的电学特性: 零偏置下的特性:描述PN结在没有外加电压时的状态。 正向偏置: 载流子注入:讲解外加正向电压如何降低内建电势,使多数载流子能够越过势垒,并作为少数载流子注入对方区域。 正向电流:分析正向电流的主要来源(注入的少数载流子复合)以及电流与电压的关系(指数关系)。 导通电压:定义并解释PN结的导通电压。 反向偏置: 载流子耗尽:讲解外加反向电压如何增大内建电势,使耗尽层变宽,载流子被拉开。 反向饱和电流:分析由少数载流子产生的反向电流,及其几乎不随电压变化的特点。 雪崩击穿与齐纳击穿:深入剖析PN结在强反向偏置下发生击穿的两种主要机理,并介绍稳压二极管的原理。 PN结的伏安特性曲线:绘制并分析PN结的完整伏安特性曲线,展示其非线性特性。 2.4 PN结的应用: 二极管:介绍PN结如何构成各种类型的二极管,如整流二极管、发光二极管(LED)、光电二极管等。 晶体管的构建单元:说明PN结是构成BJT和MOSFET等复杂晶体管的基础。 第三章 双极型晶体管(BJT) 双极型晶体管(Bipolar Junction Transistor, BJT)是一种重要的三端半导体器件,通过控制基极电流来放大或开关信号。本章将深入探讨BJT的结构、工作原理及其特性。 3.1 BJT的结构与类型: PNP型和NPN型BJT:介绍两种类型的BJT,包括发射区、基区、集电区的掺杂类型和相对厚度。 BJT的结构示意图:绘制BJT的截面图,展示各部分的物理结构。 发射结和集电结:明确BJT中两个PN结的界定。 3.2 BJT的工作原理: 载流子在BJT中的输运:以NPN型BJT为例,详细分析电子和空穴在发射区、基区、集电区内的运动过程。 发射结正偏、集电结反偏(放大区): 发射区载流子注入:描述发射结正偏时,发射区的多数载流子(电子)注入到基区。 基区载流子输运:讲解注入到基区的电子,由于基区薄且掺杂浓度低,大部分能够不发生复合而扩散到集电结附近。 集电区载流子收集:描述集电结反偏时,集电区能够有效地收集这些穿过基区的电子,形成集电极电流。 基极电流的来源:分析基极电流主要由基区少数载流子(空穴)与发射区注入的电子在基区复合产生,以及由集电结反向漏流产生。 电流放大作用:解释集电极电流远大于基极电流的现象,即电流放大作用。 其他工作区: 截止区:当发射结和集电结都反偏时,无电流导通。 饱和区:当发射结和集电结都正偏时,BJT工作在饱和状态,集电极电流达到最大值。 反向放大区:当发射结反偏,集电结正偏时。 3.3 BJT的电学模型与特性曲线: Ebers-Moll模型:介绍描述BJT电学特性的等效电路模型,理解其参数的物理意义。 输出特性曲线(集电极电流Ic与集电极-发射极电压Vce的关系,不同基极电流Ib):绘制并分析输出特性曲线,识别放大区、饱和区和截止区。 输入特性曲线(基极电流Ib与基极-发射极电压Vbe的关系,不同集电极-发射极电压Vce):绘制并分析输入特性曲线。 电流增益(β):定义并计算直流电流增益β = ΔIc / ΔIb,理解其变化范围。 跨导(gm):定义并解释跨导的概念,它描述了输出电流对输入电压的敏感程度。 3.4 BJT的应用: 放大器:介绍BJT作为基本放大单元在各种模拟电路中的应用。 开关电路:介绍BJT如何作为电子开关,在数字电路和功率电子器件中应用。 振荡器、混频器等。 第四章 场效应晶体管(FET) 场效应晶体管(Field-Effect Transistor, FET)是另一种重要的半导体器件,其工作原理是利用电场来控制沟道中的载流子浓度。本章将介绍FET的结构、工作原理及其分类。 4.1 FET的分类与结构: 结型场效应晶体管(JFET): N沟道JFET与P沟道JFET:介绍其结构,包括源极、漏极、栅极和沟道。 栅极的PN结:理解栅极如何通过一个PN结来控制沟道的导电性。 绝缘栅场效应晶体管(IGFET),也称为金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET): NMOS和PMOS:介绍N沟道MOSFET(NMOS)和P沟道MOSFET(PMOS)的结构,包括源极、漏极、栅极、体(衬底)和绝缘层(通常是二氧化硅)。 增强型和耗尽型:区分不同类型的MOSFET。 4.2 JFET的工作原理: 栅极反偏对沟道宽度的影响:讲解当栅极施加反向电压时,PN结的耗尽层会扩展,挤压沟道,从而改变沟道的电阻。 漏极电流与栅极电压的关系:描述漏极电流随栅极电压(Vgs)的变化规律,以及夹断电压(Vp)的概念。 输出特性曲线:绘制JFET的输出特性曲线,展示不同Vgs下的漏极电流Id与漏极-源极电压Vds的关系。 4.3 MOSFET的工作原理: 通道的形成: 耗尽型MOSFET:讲解在栅极电压作用下,沟道中的载流子浓度可以被增强或减弱。 增强型MOSFET:在栅极电压的作用下,在绝缘层与半导体表面之间感应出与衬底相反类型载流子形成的导电沟道。 栅极电压对沟道载流子密度的控制:理解栅极电压通过电场效应改变沟道内的载流子浓度。 阈值电压(Vt):定义并解释增强型MOSFET的阈值电压,只有当栅极电压超过Vt时,沟道才会形成。 漏极电流与栅极电压的关系:描述MOSFET的漏极电流(Id)与栅极-源极电压(Vgs)和漏极-源极电压(Vds)的关系。 MOSFET的饱和区与线性区:分析MOSFET在不同工作区下的特性。 体效应:介绍衬底电压对MOSFET特性的影响。 4.4 MOSFET的优势与应用: 输入阻抗高。 功耗低,尤其适用于CMOS技术。 集成度高,是现代大规模集成电路(VLSI)的核心。 应用于数字逻辑电路、存储器、放大器等。 第五章 微电子器件的制造工艺 本章将带领读者了解支撑上述半导体器件制造的精密工艺流程,揭示从硅片到功能芯片的演变过程。 5.1 晶圆制备: 硅提纯与生长:介绍硅晶锭的生长(如直拉法、区熔法)以及切片、研磨、抛光等工艺,形成高质量的硅晶圆。 外延生长:讲解在晶圆表面生长一层高质量的单晶硅层,以获得所需的掺杂浓度和材料特性。 5.2 光刻(Photolithography): 光刻的原理:介绍使用光刻胶、光罩和曝光设备,将电路图形转移到晶圆表面的过程。 光刻胶的涂布、曝光、显影:详细描述光刻过程的各个步骤。 光刻机的种类与精度:介绍不同类型的光刻机(如接触式、接近式、步进式、扫描式)及其对器件尺寸的影响。 先进光刻技术:简要提及如深紫外(DUV)、极紫外(EUV)光刻等技术在制造更小尺寸器件中的作用。 5.3 刻蚀(Etching): 干法刻蚀(等离子刻蚀):介绍使用等离子体去除不需要的材料,具有各向异性,适用于制造精细图形。 湿法刻蚀:介绍使用化学溶液去除材料,具有各向同性,适用于大面积去除。 反应离子刻蚀(RIE):结合了干法和湿法的优点,是现代集成电路制造中的重要工艺。 5.4 薄膜沉积(Thin Film Deposition): 化学气相沉积(CVD):介绍通过化学反应在衬底表面形成薄膜,如二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、多晶硅等。 物理气相沉积(PVD):如溅射(Sputtering)和蒸发(Evaporation),用于沉积金属薄膜(如铝、铜、钨)。 原子层沉积(ALD):一种超薄膜沉积技术,可实现原子级的精度控制。 5.5 掺杂与离子注入(Doping and Ion Implantation): 扩散(Diffusion):通过高温处理,使掺杂原子从高浓度区域向低浓度区域扩散。 离子注入:使用高能离子束将掺杂原子直接注入到晶圆的特定区域,具有精确的掺杂浓度和深度控制。 退火(Annealing):退火工艺用于激活注入的杂质,修复晶格损伤,并使掺杂原子达到稳定状态。 5.6 金属化与互连(Metallization and Interconnect): 多层金属互连:介绍在芯片内部创建多层金属导线,连接不同的器件和电路。 金属材料的选择:如铝、铜、钨等,及其优缺点。 阻挡层和扩散阻挡层:防止金属原子扩散到半导体材料中。 通孔(Via)的形成:用于连接不同层级的金属导线。 5.7 封装(Packaging): 引线键合:将芯片上的引线连接到封装外部的引脚。 倒装芯片(Flip-Chip):将芯片直接翻转,用焊球连接到基板。 晶圆级封装(WLP):在晶圆阶段完成封装,提高效率。 封装的功能:保护芯片免受环境影响,散热,提供电连接。 结论 本书全面阐述了微电子器件的核心物理原理和制造工艺。从半导体材料的微观世界,到PN结的形成与特性,再到BJT和FET等关键器件的工作机制,以及支撑这一切的精密制造技术,我们力求为读者呈现一个完整而深入的微电子器件图景。 理解这些基础知识,不仅有助于我们更好地掌握现有电子设备的工作原理,更能激发我们对未来技术发展的思考和探索。微电子技术的进步永无止境,新的材料、新的器件结构、新的制造工艺将不断涌现,驱动着人类社会迈向更加智能、高效和互联的未来。 希望本书能够成为您在这个日新月异的科技领域中,学习、研究和创新的坚实起点。

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从教学方法论的角度来看,这本书采取了一种非常现代且以学生为中心的叙事方式。它没有采用那种高高在上、不容置疑的权威口吻,而是更像一位经验丰富的导师在和你对话。每当引入一个新的复杂概念时,作者总会先用一个简洁的类比或者一个直观的物理模型来打底,比如用“水管的阻力”来解释电阻对电流的限制,或者用“惯性”来描述电容对电压变化的抵抗。这种“先形似后神似”的教学策略,极大地降低了初次接触电子学概念时的心理门槛。在章节的末尾设置的“自检思考题”也做得非常出色,它们不像传统的习题那样只关注计算结果,更多的是引导性的开放问题,要求读者去解释“为什么”而不是简单地求“多少”。例如,它会问“为什么在输入信号过大时,晶体管会进入饱和区,这对信号意味着什么?”这种对现象背后原理的深挖,极大地促进了批判性思维的养成。这种教学设计,无疑是为那些不满足于死记硬背、渴望真正理解电子世界运作规律的求知者量身定制的。

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这本书的内容深度和广度,对于想建立扎实基础的工科学生来说,简直是一剂强心剂。它没有那种为了凑字数而堆砌的冗余概念,每一章节的论述都紧密围绕核心原理展开,逻辑链条清晰到令人赞叹。我特别喜欢它在讲解放大电路时所采用的循序渐进的方法,从最基础的PN结特性讲起,逐步过渡到共射、共集、共基极组态的详细分析,每一步都有详细的数学推导和等效电路模型支撑,绝不含糊其辞。书中那些精选的例题设计得非常巧妙,它们并非仅仅是简单套用公式,而是巧妙地引入了实际工程中可能遇到的非理想因素,比如温漂、负载变化等,这使得读者在解题过程中不仅掌握了理论计算,更培养了工程师的思维方式——即考虑现实约束。虽然有些地方的推导步骤略显紧凑,比如在分析反馈网络稳定性时,初学者可能需要多花点时间去理解背后的拉普拉斯变换的含义,但一旦打通了,那种豁然开朗的感觉,是看其他轻描淡写书籍无法体会的。它真正做到了“授人以渔”,教会你如何思考而非仅仅是记住结论。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮,封面那种略带磨砂质感的处理,手感极佳,拿在手里沉甸甸的,不像有些教材为了省成本做得轻飘飘的。我尤其欣赏它在色彩搭配上的克制与专业,主色调是沉稳的深蓝和科技感的灰白,没有那些花里胡哨的图案干扰视线。内页的纸张质量也值得称赞,那种微微泛黄的米白纸,长时间阅读下来眼睛的疲劳感明显减轻了不少,这对于需要长时间钻研技术细节的读者来说简直是福音。排版布局上,作者和设计者的用心体现得淋漓尽致,公式和图表的对齐堪称教科书级别,关键公式都用醒目的粗体或不同的颜色框选出来,即便是初次接触复杂电路图的新手,也能迅速抓住重点。不过,如果非要鸡蛋里挑骨头的话,我个人觉得书中某些章节的插图,比如一些晶体管的工作原理示意图,如果能再多一些三维剖面图的辅助说明,对于理解内部结构会更加直观。总体来说,从拿到这本书的第一刻起,就能感受到它沉淀下来的厚重感和对知识传递的敬畏之心,这种对物理载体的重视,是很多电子资料所无法比拟的。

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阅读体验上,这本书给我最大的感受是它的“实用性导向”。很多教材在理论部分讲得天花乱坠,但一到实际应用就显得苍白无力。然而,这本书的作者显然是一位经验丰富的实践者。它在讲解完理想化的运算放大器特性后,紧接着就引入了如何处理实际芯片(比如741系列)的输入偏置电流、失调电压等非理想参数的计算方法,这一点至关重要。书中的实验设计部分也是亮点,那些推荐的验证性实验,虽然看起来简单,但每一个都能精准地验证前文所学的一个关键知识点。比如,通过搭建一个简单的两级耦合放大器,并观察不同频率下的波形失真情况,就能深刻理解带宽和相位裕度的重要性。更让我惊喜的是,它在靠近尾声的部分,竟然还加入了对一些基本集成电路模块(如电压跟随器、有源滤波器)的初步介绍,这为后续学习更复杂的模拟系统设计埋下了很好的伏笔。这种理论与实践的无缝衔接,让这本书的价值远超于一本普通的理论教材,更像是一本能指导你动手操作的工具书。

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这本书在对元件特性的深入剖析上,做到了令人肃然起敬的细致。它不仅仅停留在对BJT或MOSFET的静态工作点的分析上,而是深入到了半导体材料层面,对载流子的输运机制、禁带能量等基础物理概念进行了清晰的阐述。例如,在分析二极管的开关特性时,它详尽地描绘了存储电荷的建立和清除过程,这对于理解高速开关电路中的延迟问题至关重要。这种对“微观世界”的深入探索,为读者构建了一个坚不可摧的知识底层。此外,书中对新型器件的介绍也保持了与时俱进的水准,虽然主要篇幅集中在经典器件,但对于新兴的功率半导体和特定用途的传感器接口电路也有相当精炼的概述,显示了编著者对学科前沿的关注。我尤其欣赏它对噪声源的讨论,没有把它作为一个可有可无的“附加知识点”,而是将其系统地归纳为热噪声、散粒噪声等,并分析了它们在不同电路配置下的影响,这对于设计高精度模拟前端电路的工程师来说,是无价的经验总结。这本书真正做到了将基础物理定律转化为可操作的工程实践指南。

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