數字集成電路教程 龍忠琪,龍勝春 9787030184719 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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龍忠琪，龍勝春 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 集成電路
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• 龍勝春
• 教材
• 電子工程
• 計算機硬件
• 數字集成電路
• 模擬電路
• 高等教育

店鋪： 北京十翼圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030184719

商品編碼：29520376393

包裝：平裝

齣版時間：2007-02-01

基本信息

書名:數字集成電路教程

定價：46.00元

售價：37.7元,便宜8.3元,摺扣81

作者:龍忠琪,龍勝春

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2007-02-01

ISBN：9787030184719

字數：

頁碼：355

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.422kg

編輯推薦

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內容提要

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《數字集成電路教程（第二版）/普通高等教育“十一五”國寶規劃教材》共13章，分為6個部分：數字電路分析設計基礎、組閤邏輯電路、時序邏輯電路、數—模和模—數轉換電路、邏輯電路的機助設計、基礎練習題與思考題。重點介紹高速和超高速CMOS、BiCMOS及LSTTL數字集成電路芯片的原理、應用和基本理論方法，包括PLD器件的原理和應用、數字電路CAD設計技術等。《數字集成電路教程（第二版）/普通高等教育“十一五”國寶規劃教材》理論和實踐並重，內有大量集成芯片應用實例。
　　《數字集成電路教程（第二版）/普通高等教育“十一五”國寶規劃教材》適於高等院校電氣信息類專業師生作為教材，也可供相關專業的科技人員參考。

目錄

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第二版前言
版前言
部分 數字電路分析設計基礎
1 緒論
1.1 數字電路、數字信號與數字係統
1.2 數字電子技術的發展與應用
1.3 數字係統中的信息錶徵
2 邏輯代數基礎
2.1 概述
2.2 邏輯代數中的基本運算
2.3 邏輯代數中的基本公式
2.4 邏輯代數中的基本定理
2.5 邏輯函數及其錶示方法
2.6 邏輯函數的化簡
2.7 本章小結

第二部分 組閤邏輯電路
3 邏輯門電路
3.1 概述
3.2 MOS門電路
3.3 雙極型門電路
3.4 BiCMOS電路
3.5 本章小結
4 組閤邏輯電路的組成及其分析設計方法
4.1 組閤邏輯電路的組成
4.2 組閤邏輯電路的分析方法
4.3 組閤邏輯電路的設計方法
4.4 組閤邏輯電路中的險象
5 常用中大規模組閤邏輯電路
5.1 編碼器
5.2 譯碼器
5.3 數據選擇器
5.4 運算電路
5.5 隻讀存儲器（ROM）
5.6 MSI/LSI組閤電路芯片的位擴展技術
5.7 用MSI/LSI標準電路芯片設計組閤電路
5.8 本章小結
6 可編程組閤邏輯器件
6.1 可編程邏輯器件概述
6.2 PLA（可編程邏輯陣列）
6.3 PAL
6.4 用FPLA設計組閤邏輯電路

第三部分 時序邏輯電路
7 觸發器
7.1 RS觸發器
7.2 D觸發器
7.3 JK觸發器
7.4 施密特觸發器
7.5 單穩態觸發器
7.6 555定時器
7.7 本章小結
8 常用MSI/LSI時序邏輯電路
8.1 時序邏輯電路的組成及功能描述方法
8.2 寄存器和移位寄存器
8.3 計數器
8.4 可讀/寫存儲器
9 時序邏輯電路的分析與綜閤
9.1 時序邏輯電路的分析
9.2 用SSI電路芯片設計時序電路
9.3 用MSl/LSI電路芯片設計時序電路
10 可編程時序邏輯器件
10.1 寄存可編程邏輯陣列（RPLA）
10.2 通用陣列邏輯（GAL）
10.3 FPGA
10.4 用PLD器件設計時序電路及PLD器件的選用
10.5 本章小結

第四部分 數-模和模-數轉換電路
11 D/A轉換電路
11.1 基本DAC電路
11.2 常用DAC芯片及其應用舉例
11.3 DAC的主要性能參數及芯片選用方法
12 A/D轉換電路
12.1 A/D轉換的基本概念
12.2 基本ADC電路
12.3 常用ADC芯片及其典型應用舉例
12.4 ADC的主要性能參數及芯片選用

第五部分 邏輯電路的機助設計
13 數字電路CAD
13.1 數字電路CAD設計流程
13.2 數字電路的建模
13.3 設計綜閤
13.4 設計仿真
13.5 模塊係統CAD
13.6 時序電路CAD
13.7 PLD電路CAD
13.8 本章小結

第六部分 基礎練習題與思考題
附錄I 常用邏輯單元圖形符號
附錄I 《電氣圖用圖形符號——二進製邏輯單元》（GB4728.12-85）簡介
附錄Ⅱ 半導體器件及半導體電路知識入門
參考文獻
作者簡介

作者介紹

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龍忠琪，山東臨邑人，1939年5月生。浙江工業大學教授，長期從事電子科學技術與微波集成電路仿真方麵的教學與研究。1964年西安電子科技大學自動控製係畢業，曾於1990-1991年在德國亞琛工大高訪近兩年。先後主持國傢自然科學基金資助項目、國傢重大軍工科研項目等多項，獲全國科學大會重大科研成就奬、省部級科研成果奬等多項，發錶論文數十篇；在科學齣版社、高等教育齣版社和、國防工業齣版社等齣版《微波集成電路仿真》等專著、《數字集成電路教程》等教材、《低噪聲電子設計》等譯作共16部，約600多萬字。曾獲“教師”、“教學名師”稱號，被全校學生評為“我喜愛的老師”。

文摘

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序言

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第二版前言
版前言
部分 數字電路分析設計基礎
1 緒論
1.1 數字電路、數字信號與數字係統
1.2 數字電子技術的發展與應用
1.3 數字係統中的信息錶徵
2 邏輯代數基礎
2.1 概述
2.2 邏輯代數中的基本運算
2.3 邏輯代數中的基本公式
2.4 邏輯代數中的基本定理
2.5 邏輯函數及其錶示方法
2.6 邏輯函數的化簡
2.7 本章小結

第二部分 組閤邏輯電路
3 邏輯門電路
3.1 概述
3.2 MOS門電路
3.3 雙極型門電路
3.4 BiCMOS電路
3.5 本章小結
4 組閤邏輯電路的組成及其分析設計方法
4.1 組閤邏輯電路的組成
4.2 組閤邏輯電路的分析方法
4.3 組閤邏輯電路的設計方法
4.4 組閤邏輯電路中的險象
5 常用中大規模組閤邏輯電路
5.1 編碼器
5.2 譯碼器
5.3 數據選擇器
5.4 運算電路
5.5 隻讀存儲器（ROM）
5.6 MSI/LSI組閤電路芯片的位擴展技術
5.7 用MSI/LSI標準電路芯片設計組閤電路
5.8 本章小結
6 可編程組閤邏輯器件
6.1 可編程邏輯器件概述
6.2 PLA（可編程邏輯陣列）
6.3 PAL
6.4 用FPLA設計組閤邏輯電路

第三部分 時序邏輯電路
7 觸發器
7.1 RS觸發器
7.2 D觸發器
7.3 JK觸發器
7.4 施密特觸發器
7.5 單穩態觸發器
7.6 555定時器
7.7 本章小結
8 常用MSI/LSI時序邏輯電路
8.1 時序邏輯電路的組成及功能描述方法
8.2 寄存器和移位寄存器
8.3 計數器
8.4 可讀/寫存儲器
9 時序邏輯電路的分析與綜閤
9.1 時序邏輯電路的分析
9.2 用SSI電路芯片設計時序電路
9.3 用MSl/LSI電路芯片設計時序電路
10 可編程時序邏輯器件
10.1 寄存可編程邏輯陣列（RPLA）
10.2 通用陣列邏輯（GAL）
10.3 FPGA
10.4 用PLD器件設計時序電路及PLD器件的選用
10.5 本章小結

第四部分 數-模和模-數轉換電路
11 D/A轉換電路
11.1 基本DAC電路
11.2 常用DAC芯片及其應用舉例
11.3 DAC的主要性能參數及芯片選用方法
12 A/D轉換電路
12.1 A/D轉換的基本概念
12.2 基本ADC電路
12.3 常用ADC芯片及其典型應用舉例
12.4 ADC的主要性能參數及芯片選用

第五部分 邏輯電路的機助設計
13 數字電路CAD
13.1 數字電路CAD設計流程
13.2 數字電路的建模
13.3 設計綜閤
13.4 設計仿真
13.5 模塊係統CAD
13.6 時序電路CAD
13.7 PLD電路CAD
13.8 本章小結

第六部分 基礎練習題與思考題
附錄I 常用邏輯單元圖形符號
附錄I 《電氣圖用圖形符號——二進製邏輯單元》（GB4728.12-85）簡介
附錄Ⅱ 半導體器件及半導體電路知識入門
參考文獻
作者簡介

現代電子係統的基石：探尋數字集成電路的奧秘 在這個信息爆炸、技術飛速迭代的時代，我們身邊的一切都離不開數字集成電路（Integrated Circuit, IC）的身影。從智能手機、個人電腦，到汽車導航、航空航天，再到醫療設備、工業自動化，數字集成電路如同精密運轉的神經中樞，驅動著現代電子係統的核心功能。它們將海量的晶體管、電阻、電容等電子元件集成在一塊小小的芯片上，實現瞭前所未有的計算能力、數據處理速度和功能集成度。 數字集成電路：從邏輯門到復雜係統 數字集成電路的核心在於其對二進製信號（0和1）的處理能力。這種二進製的特性使得信息能夠以離散、清晰的方式進行存儲、傳輸和運算，極大地剋服瞭模擬信號在精度、穩定性和抗乾擾能力方麵的局限性。 邏輯門：數字世界的基石 理解數字集成電路，首先要從最基本的邏輯門（Logic Gate）講起。邏輯門是實現特定邏輯功能的最小單元，它們接收一個或多個輸入信號，並根據預設的邏輯規則輸齣一個信號。最常見的邏輯門包括： 與門 (AND Gate): 隻有當所有輸入信號都為高電平（1）時，輸齣纔為高電平。 或門 (OR Gate): 隻要有一個輸入信號為高電平，輸齣就為高電平。 非門 (NOT Gate): 輸齣信號與輸入信號相反，輸入為高電平時輸齣為低電平，反之亦然。 與非門 (NAND Gate): 是與門和非門的組閤，輸齣信號是與門的輸齣的反相。 或非門 (NOR Gate): 是或門和非門的組閤，輸齣信號是或門的輸齣的反相。 異或門 (XOR Gate): 當輸入信號不相同時，輸齣為高電平；當輸入信號相同時，輸齣為低電平。 同或門 (XNOR Gate): 與異或門相反，當輸入信號相同時，輸齣為高電平；當輸入信號不相同時，輸齣為低電平。 這些看似簡單的邏輯門，通過不同的組閤和連接，可以構建齣極其復雜的邏輯電路。例如，通過組閤邏輯門，我們可以實現加法器、減法器、比較器、譯碼器、編碼器等基本運算單元。 組閤邏輯電路與時序邏輯電路 數字集成電路通常被分為兩大類： 組閤邏輯電路 (Combinational Logic Circuit): 這類電路的輸齣僅取決於當前的輸入狀態，不包含任何記憶功能。換句話說，對於相同的輸入，其輸齣永遠是相同的。例如，前麵提到的加法器、譯碼器等都屬於組閤邏輯電路。它們在數據處理、信號選擇等方麵發揮著至關重要的作用。 時序邏輯電路 (Sequential Logic Circuit): 這類電路的輸齣不僅取決於當前的輸入狀態，還與電路過去的狀態（即存儲在記憶元件中的信息）有關。時序邏輯電路引入瞭“時鍾信號”（Clock Signal），它周期性地觸發電路的狀態變化，使得電路能夠按照時間順序進行操作。時序邏輯電路的核心是觸發器（Flip-Flop）和寄存器（Register），它們能夠存儲數據。基於時序邏輯電路，我們可以構建齣計數器、移位寄存器、狀態機等更復雜的電路，它們是實現存儲、定時、狀態控製等功能的關鍵。 數字集成電路的構成與製造 現代數字集成電路的強大功能，離不開其內部精密的構成和先進的製造工藝。 晶體管：微觀的開關 構成數字集成電路最基本、最核心的器件是晶體管（Transistor）。在數字電路中，晶體管主要扮演著“電子開關”的角色。通過控製其柵極（Gate）上的電壓，我們可以控製晶體管的導通或截止狀態，從而實現0和1的邏輯判斷。現代集成電路中，絕大多數采用金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET），其尺寸越來越小，功耗也越來越低。 集成電路的層級結構 一塊數字集成電路上，並非所有元件都平鋪在同一層。為瞭實現高密度和高效率，數字集成電路采用瞭層級化的設計和製造結構： 晶體管層: 這是最底層，包含瞭大量的微型晶體管，它們是執行邏輯運算和存儲數據的基礎。 互連層: 在晶體管層上方，有多層金屬導綫，用於將不同的晶體管連接起來，形成完整的邏輯門、寄存器乃至更復雜的模塊。這些導綫非常細微，通常由銅或鋁製成。 封裝: 最終製造齣來的芯片（稱為晶圓）需要被切割成獨立的芯片，然後封裝在帶有引腳的保護殼中，以便於電路闆的連接和使用。 半導體製造工藝 數字集成電路的製造是一個極其復雜且精密的過程，通常在高度潔淨的“無塵室”中進行，涉及以下關鍵步驟： 1. 光刻 (Photolithography): 這是芯片製造的核心技術，類似於在晶圓上“印刷”電路圖案。通過使用紫外光穿過帶有電路設計的掩模版，將圖案轉移到塗有光刻膠的晶圓錶麵。 2. 刻蝕 (Etching): 利用化學或物理方法，將光刻膠未覆蓋的區域移除，從而在晶圓上形成所需的溝槽和圖形。 3. 薄膜沉積 (Thin Film Deposition): 在晶圓錶麵沉積不同材料的薄膜，如絕緣層（氧化矽）和導電層（多晶矽、金屬）。 4. 摻雜 (Doping): 嚮半導體材料中引入雜質原子，以改變其導電性能，從而形成晶體管的源極（Source）、漏極（Drain）和溝道（Channel）。 5. 互連 (Interconnect): 通過多次光刻、刻蝕和沉積過程，在多層金屬導綫之間建立連接。 6. 測試與封裝: 對製造完成的晶圓進行電學測試，篩選齣閤格的芯片，然後進行切割、封裝和最終的功能測試。 摩爾定律的驅動 數十年來，數字集成電路的性能提升很大程度上得益於摩爾定律（Moore's Law）的推動。摩爾定律指齣，集成電路中晶體管的數量大約每兩年翻一番，而成本卻保持不變或略有下降。這使得芯片的集成度越來越高，功能越來越強大，而體積和功耗卻日益減小。盡管摩爾定律的物理極限正在逐漸顯現，但半導體産業仍在不斷探索新的材料、新的結構和新的製造技術，以繼續提升芯片的性能。 數字集成電路的應用領域 數字集成電路的普及和發展，極大地推動瞭各個行業的進步： 信息技術: 個人電腦、服務器、路由器、交換機等所有信息處理和通信設備的核心都依賴於高性能的數字集成電路，如CPU（中央處理器）、GPU（圖形處理器）和各種存儲芯片（RAM, ROM）。 通信: 智能手機、基站、衛星通信係統等離不開數字信號處理器（DSP）、射頻IC（RF IC）和基帶芯片，它們負責信號的調製、解調、編碼和解碼。 消費電子: 電視、冰箱、洗衣機、空調等傢用電器內部的微控製器（MCU）和專用集成電路（ASIC）負責控製電器的功能和運行。數碼相機、MP3播放器、遊戲機等更是高度集成瞭復雜的數字處理芯片。 汽車電子: 現代汽車已經成為一個復雜的移動電子平颱，其中包含瞭大量的數字集成電路，用於發動機控製、安全係統（ABS、ESP）、導航、娛樂係統、自動駕駛輔助係統等。 工業自動化: PLC（可編程邏輯控製器）、傳感器接口、驅動器等工業控製設備的核心也由數字集成電路構成，實現瞭生産過程的智能化和自動化。 醫療設備: 心電圖儀、核磁共振成像（MRI）、CT掃描儀、輸液泵等先進醫療設備，其精確的測量、控製和圖像處理功能都離不開數字集成電路的支持。 航空航天: 航天器、飛機上的導航係統、控製係統、通信係統對芯片的可靠性和性能要求極高，同樣大量使用瞭先進的數字集成電路。 數字集成電路的未來展望 隨著人工智能、物聯網（IoT）、5G通信、大數據等新興技術的蓬勃發展，對數字集成電路的需求將更加旺盛，對其性能的要求也將不斷提高。未來的數字集成電路將朝著以下幾個方嚮發展： 更高集成度與性能: 通過更先進的製造工藝（如3D堆疊）、新材料（如二維材料）和創新的架構設計，進一步提升芯片的晶體管密度和運算速度。 低功耗設計: 隨著移動設備和物聯網設備的普及，低功耗成為關鍵需求，研究更節能的電路設計技術和低功耗材料是重要方嚮。 專用集成電路 (ASIC) 與片上係統 (SoC): 針對特定應用領域設計的ASIC和將多種功能集成在同一芯片上的SoC將越來越普遍，以提供更優化的性能和更低的成本。 新興計算範式: 除瞭傳統的馮·諾依曼架構，對類腦計算、量子計算等新興計算範式的探索也在進行中，這可能催生全新的集成電路設計和製造模式。 安全性與可靠性: 隨著數字集成電路在關鍵領域的應用越來越廣泛，芯片的安全性和可靠性也變得尤為重要。 總而言之，數字集成電路作為現代科技的基石，其發展曆程是一部不斷突破極限的創新史。對數字集成電路的深入理解，不僅能夠揭示現代電子設備的運行原理，更能洞察未來科技發展的脈絡。從微觀的晶體管到宏觀的復雜係統，數字集成電路的每一個進步，都在深刻地改變著我們的世界。

評分☆☆☆☆☆

從一個資深行業人士的角度來看，一本優秀的教科書不僅要教“是什麼”，更要教“為什麼”以及“如何做”。這本書在這方麵做得非常齣色。它不僅僅是一本技術手冊，更像是一部帶有強烈邏輯思辨色彩的學術作品。作者在論述每一個設計決策的閤理性時，都會追溯到其背後的物理定律和經濟成本考量，這使得讀者在吸收知識的同時，也能培養起一種全麵的、係統性的工程師素養。我尤其欣賞作者在處理不同工藝節點的演進時所展現齣的曆史觀和前瞻性，它讓我們明白，今天的標準並非永恒的真理，而是特定曆史條件下的最優解。這種宏觀的視角，對於避免陷入“教條主義”的學習陷阱非常重要。總結來說，這本書內容組織嚴密，邏輯流暢，圖文並茂，深入淺齣，它不僅是學習數字集成電路技術的優秀入門和進階參考書，更是一本能啓發思考、提升工程素養的寶貴財富，絕對是值得反復研讀的經典之作。

評分☆☆☆☆☆

我曾嘗試過其他幾本被譽為經典的數字電路教材，但往往在某個特定深度上戛然而止，或者對特定技術點的闡述不夠深入。這本書的覆蓋麵和深度都達到瞭一個非常令人滿意的平衡點。它沒有迴避那些業界公認的難點，反而將其作為重點攻剋的對象。比如，在講解靜態隨機存儲器（SRAM）單元的設計時，它深入到瞭晶體管級數的詳細分析，解釋瞭如何通過調整不同晶體管的寬長比來優化保持能力和訪問速度，這在其他入門書籍中是很少能看到的深度。同時，它也緊跟時代步伐，對一些前沿的低功耗設計技術和高速接口電路的基本原理也進行瞭初步的介紹，雖然篇幅有限，但為讀者指明瞭後續深入研究的方嚮。這本書更像是為“想成為專傢”的人準備的，它為你搭建瞭一個堅實的地基，然後鼓勵你嚮上搭建屬於自己的知識大廈。每次讀完一個章節，都會有一種豁然開朗的感覺，仿佛自己對“數字”世界的理解又上升瞭一個層次。

評分☆☆☆☆☆

這本厚重的書，拿到手裏就感受到沉甸甸的知識分量。封麵設計簡潔明瞭，直奔主題，讓人一看就知道是那種深入鑽研型的教材。我個人對數字電路一直抱有濃厚的興趣，但總覺得市麵上很多資料要麼過於淺顯，蜻蜓點水，要麼就是充斥著晦澀難懂的數學公式，讓人望而卻步。這本書的齣現，簡直就像在迷霧中找到瞭燈塔。從目錄的編排就能看齣作者在邏輯上的嚴謹性，從最基礎的邏輯門開始，層層遞進，把復雜的集成電路設計原理娓娓道來。特彆是對於CMOS工藝的講解，簡直細緻入微，那種對細節的把控能力，體現瞭作者深厚的學術功底和豐富的實踐經驗。我花瞭大量時間去研讀其中關於時序邏輯和組閤邏輯電路的部分，發現作者的解釋方式非常貼閤初學者的認知習慣，很多關鍵概念的闡述都配有形象的比喻或圖示，極大地降低瞭理解門檻。雖然內容深度足夠，但行文風格卻不失親切，讀起來一點都不枯燥，感覺就像有一位經驗豐富的前輩在身邊耐心指導。這本書絕對是想在數字集成電路領域有所建樹的工程師和學生的必備良冊。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我一開始接觸這類專業書籍，內心是抗拒的，總覺得裏麵充滿瞭各種我不熟悉的縮寫和參數，讀起來就像在啃石頭。然而，這本書徹底顛覆瞭我的印象。它最讓我欣賞的一點是，它沒有停留在理論的空中樓閣，而是緊密結閤瞭實際應用場景來講解。比如在討論亞穩態問題時，作者不僅清晰地描繪瞭問題的成因，還給齣瞭多種實際電路設計中規避這種風險的有效策略，這一點對於工程實踐來說是至關重要的。我注意到書中對不同設計範式的對比分析非常到位，無論是關於功耗、速度還是麵積的權衡，都有詳盡的論述和量化指標的比較。這使得讀者在麵對實際項目需求時，能夠迅速判斷哪種設計思路更具性價比。書中的習題設計也很有匠心，它們往往不是簡單的公式套用，而是需要綜閤運用前麵章節知識的綜閤題，強迫讀者進行深入的思考和推導。我感覺這本書不僅僅是在傳授知識，更是在培養一種係統的、麵嚮工程的電路設計思維，這一點比單純記住幾個公式要有價值得多。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和印刷質量也值得稱贊，畢竟是專業書籍，閱讀體驗同樣重要。紙張的選用很好，反光度適中，長時間閱讀眼睛也不會感到疲勞。我特彆喜歡它在圖錶呈現上的處理方式。很多教科書上的電路圖畫得密密麻麻，綫條糾纏不清，看著頭疼。但這本書中的示意圖，無論是邏輯圖、時序圖還是物理布局圖，都繪製得極為清晰、規範，布局疏朗有緻，關鍵節點和信號流嚮標注得一目瞭然。尤其是那些復雜的版圖和工藝流程圖，作者似乎非常擅長用最簡潔的視覺語言來錶達最復雜的技術細節。這對於理解半導體器件的工作原理和集成過程中的物理限製，起到瞭不可替代的輔助作用。此外，書中的術語錶和索引做得非常詳盡，當我需要快速迴顧某個特定概念時，查找起來非常方便快捷，大大提高瞭我的學習效率。對於一個需要頻繁查閱資料的讀者來說，這種細緻入微的“用戶體驗”設計，是衡量一本好書的重要標準之一。