數字電子技術及應用教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郭宏，武國財 著

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店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115219503

商品編碼：29692104625

包裝：平裝

齣版時間：2010-03-01

基本信息

書名：數字電子技術及應用教程

定價：32.00元

作者：郭宏,武國財

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2010-03-01

ISBN：9787115219503

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.440kg

編輯推薦

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內容提要

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本書從應用的角度齣發，全麵介紹瞭數字電子技術的基本概念、基礎理論和基本分析方法。全書共分10章，主要內容包括邏輯代數、集成門電路、組閤邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、脈衝信號的産生與整形、模擬量和數字量的轉換、半導體存儲器和可編程邏輯器件、可編程邏輯器件的應用和數字電路應用設計舉例。 　　
　　本書將理論與實踐相結閤，注重體現知識的實用性和前沿性。本書可作為應用型本科院校和高等職業技術院校電子、通信、機電、自動化和計算機等專業學習數字電子技術課程的教材或參考書，也可供工程技術人員參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《微電子器件的物理基礎與工藝集成》 簡介 本書深入探討瞭構成現代電子器件的微觀世界，揭示瞭半導體材料的獨特屬性如何在原子層麵被賦予電學功能，以及這些功能如何通過精密的製造工藝轉化為我們日常生活中不可或缺的電子産品。本書的寫作並非為瞭介紹數字電路的邏輯功能或應用，而是將目光聚焦於支撐這一切的物理原理和工程實踐。 第一篇：半導體材料的電子特性 第一章：晶體結構與帶理論 本章首先從原子層麵齣發，闡述瞭半導體材料（如矽、鍺、砷化鎵等）的晶體結構，包括常見的立方晶格結構（如金剛石結構）。我們會詳細解析原子鍵閤的性質，特彆是共價鍵的形成如何塑造瞭材料的宏觀電學特性。核心內容將圍繞能帶理論展開，深入講解價帶、導帶和禁帶的概念。我們將通過能帶圖直觀地展示不同材料（導體、半導體、絕緣體）在電子行為上的根本差異。對於半導體，我們將重點分析其固有帶隙的大小對導電能力的影響。此外，本章還會討論載流子（電子和空穴）的概念，它們是如何在晶體中産生、移動和復閤的，以及不同溫度對載流子濃度的影響。我們還將初步接觸到費米能級，並闡述其在理解半導體電學性質中的重要性。 第二章：雜質半導體與摻雜效應 本章將聚焦於如何通過“摻雜”這一關鍵工藝，賦予本徵半導體可控的導電特性。我們將詳細區分n型半導體和p型半導體，解釋施主雜質（如磷、砷）如何提供多餘的電子，使得電子成為多數載流子；以及受主雜質（如硼、鎵）如何“吸收”電子，導緻空穴成為多數載流子。本章將深入分析摻雜濃度對載流子濃度的影響，以及由此帶來的電導率的變化。我們還將討論雜質能級在禁帶中的位置，以及它們在低溫和室溫下的行為差異。此外，本章還會初步介紹熱平衡和穩態下的載流子分布，為後續章節的器件模型建立奠定基礎。 第三章：PN結的形成與特性 PN結是構成幾乎所有半導體器件的核心結構。本章將詳細闡述PN結的形成過程，包括在摻雜過程中，不同類型半導體材料接觸後，載流子如何擴散並形成耗盡區。我們將深入分析耗盡區內存在的空間電荷區和內建電場，以及它們如何抑製載流子的進一步擴散，達到熱平衡狀態。本章的重點將放在PN結在外加電壓下的行為：正嚮偏置如何減小耗盡區的寬度和內建電場，從而允許大量載流子通過，産生正嚮電流；反嚮偏置如何擴大耗盡區的寬度和內建電場，嚴重阻礙載流子流動，形成微弱的反嚮飽和電流。我們還會討論PN結的擊穿現象（齊納擊穿和雪崩擊穿），以及其在器件設計中的重要性。 第二篇：關鍵微電子器件的物理原理 第四章：二極管的基本類型與應用 基於第三章對PN結特性的深入理解，本章將介紹幾種重要的二極管類型及其工作原理。我們將詳細講解普通PN結二極管，以及其在整流、限幅、鉗位等電路中的基本應用。隨後，我們將重點介紹肖特基二極管，闡述其金屬-半導體接觸的特性，以及為何它比PN結二極管具有更低的導通電壓和更快的開關速度。本章還將討論發光二極管（LED），解釋其電緻發光機製，以及不同材料和結構如何産生不同顔色的光。此外，我們還將觸及穩壓二極管（齊納管）的工作原理，以及它如何利用反嚮擊穿特性實現穩壓功能。 第五章：雙極型晶體管（BJT）的工作原理 本章將深入剖析雙極型晶體管（BJT）的工作原理，揭示其如何實現電流放大。我們將從PNP和NPN兩種結構入手，詳細解釋晶體管的三個區域：發射區、基區和集電區。核心內容將圍繞載流子的注入、傳輸和收集過程展開。我們將分析在不同偏置條件下（如發射結正偏、集電結反偏），基區載流子的擴散和漂移，以及它們如何被集電區收集，從而産生集電極電流。本章將詳細推導BJT的電流放大係數（β）和共發射極電流增益（α），並解釋它們與器件物理參數的關係。我們還將討論BJT的放大區、飽和區和截止區，以及其作為放大器和開關的基本應用。 第六章：場效應晶體管（FET）的類型與操作 本章將轉嚮另一大類重要的半導體器件——場效應晶體管（FET）。我們將首先介紹結型場效應晶體管（JFET），闡述其通過柵極電壓控製溝道導電區域（耗盡區）寬度的原理，從而控製漏極電流。隨後，我們將重點講解金屬-氧化物-半導體場效應晶體管（MOSFET），包括其NMOS和PMOS兩種類型。我們將深入分析MOSFET的工作原理，包括閾值電壓、柵極電壓對溝道電荷的影響，以及載流子在溝道中的漂移。本章將詳細討論MOSFET的三個工作區域：截止區、綫性區（或稱歐姆區）和飽和區，並給齣相應的電流-電壓特性方程。我們將強調MOSFET作為放大器和數字電路基本開關單元的巨大優勢。 第三篇：微電子器件的製造工藝與集成 第七章：半導體材料的生長與晶圓製備 本章將把我們帶入微電子製造的實際生産環境，介紹半導體器件製造的源頭——高質量半導體材料的製備。我們將詳細講解單晶矽的生長技術，如柴可拉斯基法（CZ法）和區熔法（FZ法），以及如何獲得具有特定晶嚮和純度的矽棒。隨後，我們將介紹如何將矽棒切割、拋光成光滑的矽晶圓，這是後續所有製造過程的基礎。本章還將簡要介紹其他半導體材料（如GaAs）的生長技術，以及它們在特定應用中的優勢。 第八章：光刻、刻蝕與薄膜沉積 本章將深入剖析微電子製造中最核心、最復雜的工藝步驟。我們將詳細講解光刻技術，包括光刻膠的選擇、曝光（紫外光、深紫外光、EUV光）和顯影過程，它是將電路圖案精確轉移到晶圓錶麵的關鍵。隨後，我們將介紹刻蝕技術，包括乾法刻蝕（如等離子刻蝕）和濕法刻蝕，它們如何根據光刻圖案選擇性地去除不需要的材料。本章還將詳細講解薄膜沉積技術，如化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）等，以及如何在此過程中形成各種導電、絕緣和半導體薄膜，為器件的構建提供材料基礎。 第九章：擴散、離子注入與金屬化 本章將繼續深入介紹實現器件功能所需的關鍵工藝。我們將詳細講解擴散工藝，包括選擇性地將雜質原子引入半導體材料中，形成PN結等關鍵結構。隨後，我們將重點介紹離子注入技術，這是一種更精確、更可控的摻雜方法，通過加速離子轟擊矽片來改變其導電性。本章的最後部分將專注於金屬化過程，介紹如何通過物理氣相沉積或濺射等方法，在器件錶麵形成導電金屬層（如鋁、銅），用於連接各個器件單元，並最終形成多層互連結構。 第十章：器件的封裝與測試 本章將聚焦於完成的半導體器件如何從晶圓上分離齣來，並封裝成最終可供使用的産品。我們將介紹晶圓切割（劃片）技術，以及如何將單個芯片從晶圓上分離。隨後，我們將詳細講解各種封裝形式，如引綫框架封裝（DIP、SOP）、芯片級封裝（BGA、QFN）等，以及它們對器件性能、可靠性和散熱的影響。本章還將介紹器件的測試過程，包括電學參數測試、可靠性測試等，以確保每個齣廠的器件都符閤設計規範和質量標準。 結論 本書旨在為讀者構建一個關於微電子器件物理基礎和製造工藝的全麵認識。通過深入理解半導體材料的電子特性、各種基本器件的工作原理，以及支撐這些器件産生的復雜工藝流程，讀者將能更深刻地體會到現代電子科技的精妙之處，以及其中蘊含的物理和工程智慧。本書並非介紹邏輯門、時序電路等數字電路的功能層麵，而是著力於揭示那些構成電子世界基石的微觀機製和宏觀實現。

評分☆☆☆☆☆

說實話，剛拿到這本《數字電子技術及應用教程》時，我有點擔心它會過於學術化，畢竟教程類的書籍常常顯得枯燥乏味。但我驚喜地發現，它的敘事風格極其流暢自然，仿佛一位經驗豐富的老師在跟你娓娓道來，而不是冷冰冰地羅列知識點。我尤其欣賞作者在介紹一些經典電路如加法器、比較器時所采用的“模塊化”講解思路。 他們不是把所有東西揉在一起講，而是先把基礎單元拆分，講透每一個單元的輸入輸齣特性和內部結構，然後再把它們像搭積木一樣組閤起來，構建齣更復雜的係統。這種由簡入繁、層層遞進的講解方式，極大地減輕瞭讀者的認知負擔。每次學習一個新的章節，我都能清晰地看到它與前麵章節知識的聯係，這使得知識點之間形成瞭一個強大的網絡，而不是孤立的碎片。此外，書中對不同邏輯係列（如TTL和CMOS）的性能對比和應用場閤的分析也十分到位，這對於我們選擇閤適的器件來搭建原型係統至關重要。這種注重實踐指導的寫作手法，使得理論學習過程充滿瞭樂趣和目標感。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字電子技術及應用教程》的編排簡直是為我們這些初學者量身定做的，那種循序漸進的感覺，讓人覺得學習數字電路不再是高不可攀的學問瞭。我記得我剛接觸這門課的時候，對各種邏輯門、布爾代數這些概念一頭霧水，感覺就像在看外星語。但是這本書的作者顯然非常懂得如何引導小白入門。他們沒有一上來就拋齣復雜的公式和晦澀的理論，而是先從最基本的概念講起，用大量的實例和圖示來輔助說明。 比如，在講解組閤邏輯電路時，書裏不僅清晰地介紹瞭譯碼器、多路復用器這些基礎模塊的功能，更重要的是，它把這些模塊在實際應用場景中是如何協同工作的講得非常透徹。我特彆喜歡它在講解時那種務實的態度，總是把理論和實際的電路闆聯係起來。讀完相關章節，我甚至能對著一塊開發闆上的芯片，大緻猜齣它的功能和連接方式。這種將抽象概念具象化的能力，是很多教材所欠缺的。而且，書中的習題設計也很有層次感，從簡單的判斷題到需要動手計算和分析的綜閤題，難度逐步攀升，讓你在做題的過程中不斷鞏固和發現自己的薄弱環節。這本教程真正做到瞭“授人以漁”，不僅僅是教會你知識點，更是培養瞭你分析和解決數字係統問題的思維模式。我強烈推薦給所有想紮紮實實打好數字電子基礎的朋友們。

評分☆☆☆☆☆

這本書在結構布局上的考量非常人性化，完全站在一個學習者的角度來組織內容的節奏感。我發現它在每一個關鍵知識點轉換的節點處，都巧妙地穿插瞭一些曆史背景或者經典案例分析，這讓原本可能顯得枯燥的章節變得生動起來。比如，在討論集成電路的發展曆程時，作者簡要迴顧瞭早期的SSI、MSI到後來的LSI、VLSI的技術演進，這使得我們能更好地理解為什麼現今的數字係統會是現在這個樣子。 更重要的是，書中對抽象概念的描述總是伴隨著一個“虛擬實驗”的引導。例如，在講解鎖相環（PLL）或延遲綫（Delay Line）時，雖然我們沒有實際動手搭建復雜的模擬電路部分，但書中的邏輯圖示和功能框圖已經把信號流嚮和反饋機製描繪得一清二楚，讓你可以在腦海中完成一次完整的仿真過程。這種“心智模型”的構建，比死記硬背電路圖有效得多。對於那些動手實踐機會有限的學習者來說，這本書無疑是提供瞭最優質的“虛擬實踐平颱”。它成功地將理論的嚴謹性與應用的直觀性完美地融閤在瞭一起，絕對是一部值得反復研讀的佳作。

評分☆☆☆☆☆

我是一名已經工作瞭幾年但技術棧需要更新的工程師，這次重拾《數字電子技術及應用教程》，主要是想係統梳理一下現代數字係統設計中的核心思想。坦率地說，市麵上講解基礎理論的書很多，但真正能把理論與現代FPGA、微處理器等前沿技術進行有效銜接的卻為數不多。這本書的精彩之處恰恰在於它的“應用”二字。它並沒有止步於講解基本的CMOS邏輯門或TTL係列，而是很快地將討論提升到瞭係統層麵。 書中對時序邏輯，尤其是狀態機的設計與實現部分，講解得尤為深入和精闢。作者沒有僅僅停留在JK觸發器、D觸發器的基本功能上，而是用非常清晰的狀態轉移圖和卡諾圖化簡方法，演示瞭如何將一個復雜的邏輯需求轉化為一個穩定可靠的硬件描述。更讓我印象深刻的是，它對異步電路中的競爭與冒險現象進行瞭詳盡的分析，這一點在實際工程中是極其關鍵的，很多初級設計師正是因為忽略瞭這些細節而導緻係統不穩定。它提供的不僅僅是“怎麼做”的步驟，更是“為什麼這麼做”的底層邏輯支撐。對於有一定基礎，希望從“會用”邁嚮“精通”的讀者來說，這本書提供瞭不可多得的深度和廣度。它讓我對如何構建高可靠性的數字係統有瞭全新的認識。

評分☆☆☆☆☆

我是一位自學數字電路的愛好者，最大的睏擾就是教材往往要麼過於偏重理論推導，讓人望而生畏，要麼就是隻停留在錶麵的“會用”而缺乏對原理深究。這本《數字電子技術及應用教程》在這方麵找到瞭一個近乎完美的平衡點。它沒有迴避深層次的理論，比如半導體器件基礎對邏輯門性能的影響，但解釋得非常剋製且精煉，讓你知道“為什麼”某個技術參數是那個數值，而不是強迫你記住復雜的物理公式。 最為稱贊的是它對數字係統中的“規範性”的強調。書中對標準器件庫的介紹，對時序約束的講解，都體現齣一種嚴謹的工程文化。在介紹RAM和ROM的結構時，它不僅解釋瞭它們的讀寫機製，還詳細描繪瞭存儲器的擴展方式，比如如何通過片選信號構建更大容量的存儲陣列。這些內容對於想要深入理解計算機底層架構的人來說，簡直是寶貴的“內幕消息”。這種深入到硬件實現細節的講解，遠超齣瞭普通入門教材的範疇，讓我的學習體驗非常充實，感覺自己不僅僅是在學習一門課程，更是在學習一種工程思維。