數字邏輯設計與數字電路實驗技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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包亞萍 編

圖書標籤:

• 數字邏輯設計
• 數字電路
• 實驗技術
• 邏輯電路
• 數字係統
• 電子技術
• 高等教育
• 教材
• 電路分析
• 計算機硬件

齣版社： 中國水利水電齣版社

ISBN：9787508419015

版次：1

商品編碼：10306616

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2004-07-01

用紙：膠版紙

頁數：95

字數：154000

正文語種：中文

內容簡介

本書內容主要包括：數字集成電路基本知識、數字係統的設計、數字邏輯與數字電路基本實驗、綜閤實驗係統及常用數字芯片。 除瞭詳細介紹傳統的數字電路的基本知識、實驗方法以外，本書又適當引入瞭大規模可編程器件及其開發軟件應用方麵的內容，以便使學生初步瞭解當前先進的電子設計自動化技術。，並把先進技術引入實踐教學環節。 本書可作為大學本科和專科院校計算機、電子、通信工程類等專業的實驗教材，也可供從事相關專業的工程技術人員參考。

目錄

前言 第1章 數字集成電路 1 知識簡介 1.1 數字集成電路識彆 1.2 TTL與CMOS集成電路使用規則 2 數字集成電路測量技術 2.1 集成邏輯門電路 2.2 組閤邏輯集成電路 2.3 時序邏輯集成電路 2.4 脈衝波形的産生與整形 2.5 A/D、D/A轉換器及其應用 2.6 存儲器 2.7 現場可編程邏輯門陣弄FPGA 3 VHDL語言及數字係統的計算機輔助設計 3.1 VHDL語言 3.2 數字係統的計算機輔助設放 第2章 數字實驗 1 基礎實驗 實驗一 雙蹤示波器的使用及脈衝參數測量 實驗二 基本門電路的邏輯功能及參數測量 實驗三 集電極開路門和三態門的功能及應用 實驗四 用小規模集成電路設計組閤邏輯電路 實驗五 半加器和全加器 實驗六 數據編碼器、譯碼器和數值比較器 實驗七 集成觸發器及其應用 實驗八 集成觸發器及其應用 實驗九 寄存器及其應用 實驗十 隨機存儲器的應用和擴展 實驗十一 脈衝産生與整形電路 實驗十二 555集成定時器及其典型應用 實驗十三 集成D/A和A/D轉換器的應用 2 綜閤實驗 實驗一 搶答電路設計實驗 實驗二 電子秒錶的設計實驗 實驗三 數字計數器的軟件仿真、硬件測試 第3章 課程設計 課題一 汽車尾燈控製電路 課題二 數字溫度計 課題三 電梯控製電路設計 附錄 附錄一 數字電路實驗係統NB-3的使用 附錄二 示波器的使用 附錄三 實驗注意事項及故障的排除 附錄四 對實驗報告的要求 附錄五 GW48係統使用注意事項及相關圖錶 附錄六 常用集成電路型號及引腳圖 參考文獻

前言/序言

《現代集成電路物理學》 簡介 在這信息爆炸、技術飛速迭代的時代，半導體集成電路作為現代科技的基石，其重要性不言而喻。從智能手機到超級計算機，從醫療設備到航空航天，無處不見其身影。然而，支撐起這些精密器件的，是深邃而復雜的物理原理。本書《現代集成電路物理學》正是這樣一部旨在係統闡述集成電路核心物理學原理的著作，它將帶領讀者深入瞭解半導體材料的奧秘，理解器件的微觀行為，並最終窺探支撐現代電子信息産業的底層邏輯。 本書並非聚焦於電路的邏輯功能實現，也非側重於實驗操作的技巧，而是將目光投嚮瞭集成電路最根本的物理基礎。我們將從量子力學的基本概念齣發，逐步深入到半導體材料的能帶結構、晶體學特性以及載流子在其中的行為。讀者將在此過程中理解為何某些材料錶現齣半導體特性，以及如何通過摻雜等手段來精確調控其導電性能。 第一部分：半導體基礎物理 在本書的開篇，我們將構建堅實的半導體物理學基礎。我們將首先迴顧經典物理學中的必要概念，例如電荷、電場、磁場以及電磁相互作用。隨後，本書將引入量子力學的基本原理，包括波粒二象性、量子疊加態、量子隧穿效應等，並解釋這些概念如何應用於理解微觀粒子（如電子和空穴）的行為。 接著，我們將重點探討晶體學。固體材料的有序原子排列是其宏觀物理性質的基礎。我們將介紹晶體結構、晶格、布裏淵區等概念，並深入分析半導體材料（如矽、鍺、砷化鎵）的典型晶格結構（如金剛石結構）。理解晶體結構對於理解電子在晶體中的運動，以及載流子的輸運機製至關重要。 本書的核心內容之一將是能帶理論。我們將詳細闡述費米-狄拉剋統計、玻爾茲曼統計等統計物理學方法，並將其應用於分析導帶、價帶、禁帶寬度等概念。通過能帶圖，讀者將直觀地理解本徵半導體和外延半導體的導電機製，以及摻雜是如何改變半導體的費米能級，從而實現 P 型和 N 型半導體的特性。同時，我們還會探討載流子密度、遷移率、擴散率等關鍵參數，以及它們與溫度、電場等因素的關係。 第二部分：PN結與基本器件物理 在牢固掌握瞭半導體基礎物理之後，本書將轉嚮對構成集成電路最基本單元——PN結的深入分析。我們將從 PN 結的形成機理入手，詳細解釋擴散電流和漂移電流在 PN 結界麵處的相互作用，以及如何形成內建電場和空間電荷區。在此基礎上，我們將分析 PN 結的伏安特性麯綫，解釋正嚮偏置、反嚮偏置以及擊穿現象的物理根源。 在此基礎上，本書將進一步探討構成現代集成電路的核心器件的物理原理，包括： 二極管： 我們將深入研究不同類型的二極管，如穩壓二極管（齊納二極管）、變容二極管、肖特基二極管等，並分析它們獨特的結構和工作原理。 雙極結型晶體管 (BJT)： 我們將詳細闡述 NPN 和 PNP 型 BJT 的工作過程，包括基區注入、少數載流子擴散、集電區復閤等關鍵步驟。通過分析 BJT 的電流放大作用和輸齣特性麯綫，讀者將理解其作為開關和放大器件的原理。 場效應晶體管 (FET)： 本書將詳細講解 MOSFET（金屬-氧化物-半導體場效應晶體管）和 JFET（結型場效應晶體管）的結構和工作原理。對於 MOSFET，我們將區分增強型和耗盡型，並深入分析柵極電壓如何控製溝道中的載流子濃度，從而實現電流的調製。對於 JFET，我們將解釋柵極電勢如何控製夾斷區的形成，影響漏極電流。我們將詳細分析這些器件的跨導、輸齣電阻等關鍵參數，以及它們在各種應用中的優勢和局限性。 第三部分：集成電路中的物理現象與設計考量 本書的最後一部分將把視角從單個器件擴展到更復雜的集成電路層麵，探討在器件集成過程中齣現的關鍵物理現象以及對設計産生的重要影響。 載流子輸運與限製效應： 隨著器件尺寸的不斷縮小，量子限製效應和隧道效應在器件中的作用越來越顯著。我們將探討這些效應如何影響器件的電流-電壓特性，以及如何在器件設計中加以利用或規避。 熱效應與可靠性： 集成電路工作時會産生大量的焦耳熱，而溫度會顯著影響半導體的電學性能，甚至導緻器件失效。本書將分析熱量的産生、傳導和耗散機理，並討論熱管理在集成電路設計中的重要性，以及如何通過材料選擇和結構優化來提高器件的可靠性。 寄生效應： 在實際的集成電路中，除瞭理想的器件特性外，還存在各種寄生效應，如寄生電容、寄生電感、寄生電阻等。我們將分析這些寄生效應的來源，以及它們對電路性能（如速度、噪聲）的影響，並探討在版圖設計和器件選擇中如何減小這些不利影響。 先進器件物理： 隨著摩爾定律的推進，傳統器件正麵臨物理極限的挑戰。本書將簡要介紹一些前沿的集成電路物理研究方嚮，例如 FinFET（鰭式場效應晶體管）、GAAFET（全柵場效應晶體管）、以及新型存儲器器件（如 MRAM、RRAM）的物理基礎，為讀者瞭解未來集成電路技術的發展趨勢提供一個窗口。 本書的特色與價值 《現代集成電路物理學》以其嚴謹的學術性、深入的物理分析和前瞻性的視野，緻力於為讀者提供一個全麵、係統的集成電路物理學知識體係。本書並非一本教科書，而更像是一本深入的參考書，適閤在校學生、科研人員、以及對集成電路物理原理有深入需求的工程師閱讀。 本書的寫作風格力求清晰、邏輯性強，避免瞭冗餘的數學推導，而是注重對物理概念的直觀解釋和深入理解。通過大量圖示和類比，讀者將能夠更好地掌握抽象的物理原理。本書的價值在於，它能夠幫助讀者構建起堅實的集成電路物理學基礎，從而能夠更深入地理解現有器件的工作原理，分析電路中的復雜現象，並為未來集成電路技術的發展奠定理論基礎。 總而言之，《現代集成電路物理學》是一部內容詳實、分析深入的著作，它將帶領您穿越紛繁復雜的電路結構，直抵半導體物理學的核心，理解支撐起現代電子世界的底層奧秘。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，一本好的技術書籍，應該能夠引發讀者的思考，而不是僅僅傳遞信息。而《數字邏輯設計與數字電路實驗技術》恰恰做到瞭這一點。它最讓我印象深刻的是，在講解每一個重要的邏輯器件或設計方法時，都會引導讀者去思考它的“為什麼”和“如何改進”。例如，在介紹JK觸發器時，作者並沒有止步於解釋它的工作原理，而是會引導讀者去比較它與RS觸發器的優缺點，以及在什麼場景下應該選擇哪種觸發器。這種對比分析，讓我對不同器件的特性有瞭更深刻的理解。此外，書中對數字電路的故障排除和調試技巧的介紹，也異常詳盡。它列舉瞭許多在實際實驗中可能遇到的典型問題，並給齣瞭詳細的分析和解決思路。這對於我這樣喜歡自己動手解決問題的讀者來說，簡直是太有用瞭。我之前在做實驗時，遇到一些小問題，往往需要花費大量時間去摸索，而這本書提供的一些實用技巧，讓我能夠更快地定位問題，並找到解決方案。它讓我覺得，我不僅僅是在學習知識，更是在學習如何成為一名優秀的數字電路工程師，去應對實際工程中的各種挑戰。

評分☆☆☆☆☆

說實話，當我拿起這本書的時候，我並沒有抱太大的期望，畢竟我之前接觸過不少類似的教材，感覺都大同小異。然而，《數字邏輯設計與數字電路實驗技術》這本書，卻給瞭我巨大的驚喜。它最讓我欣賞的一點是，對於每一個概念的引入，都不是生硬的定義，而是通過一個引人入勝的故事或者一個貼近生活實際的例子來展開。例如，在講解鎖存器的時候，作者並沒有直接給齣電路圖，而是先用一個“水龍頭開關”的比喻，解釋瞭鎖存器“保持狀態”的特性，讓我瞬間就抓住瞭核心概念。這種寓教於樂的方式，極大地降低瞭學習的門檻。而且，書中對時序邏輯電路的講解，真的是做到瞭深入淺齣。當我學習到狀態機的時候，我以為會非常睏難，但作者通過對交通燈控製器、自動售貨機等具體應用的詳細分析，讓我一步步地理解瞭狀態轉移的邏輯和設計方法。讓我尤其印象深刻的是，它不僅提供瞭這些經典案例的解析，還鼓勵讀者自己去設計一些新的狀態機，這種開放式的引導，極大地激發瞭我的創造性。我感覺這本書不僅僅是一本教科書，更像是一位循循善誘的良師益友，它讓我對數字邏輯的世界充滿瞭好奇和探索的欲望。

評分☆☆☆☆☆

我是一個動手能力比較強的人，所以當我看到這本書的書名中有“實驗技術”這四個字時，立刻就被吸引住瞭。事實證明，我的選擇是正確的。這本書的實驗部分，可以說是做到瞭極緻的詳實和全麵。它不僅僅是告訴你“這樣做”，而是會詳細解釋“為什麼要這樣做”。例如，在講解如何使用示波器時，書中提供瞭不同型號示波器的操作指南，並且針對可能遇到的各種問題，給齣瞭詳細的排查和解決方案。這對於初次接觸實驗設備的學生來說，簡直是福音。我特彆喜歡書中關於FPGA開發的章節，它不僅僅是簡單地介紹瞭一下語法，而是通過一個完整的項目流程，從需求分析、模塊設計、代碼編寫、仿真調試到硬件下載，一步步地帶領讀者完成整個過程。我之前嘗試過學習FPGA，但因為缺乏係統性的指導，一直進展緩慢，而這本書的齣現，讓我看到瞭希望。書中提供的許多實用技巧，比如如何進行有效的單元測試，如何優化時序，都讓我受益匪淺。它讓我明白，數字邏輯設計不僅僅是理論推導，更是需要反復驗證和優化的工程實踐。這本書，真正讓我體會到瞭“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”的真諦。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計雖然樸實無華，但卻散發著一種嚴謹的學術氣息，正是這種沉穩的風格讓我對它充滿瞭期待。翻開第一頁，映入眼簾的是清晰的目錄，它像一張地圖，為我勾勒齣瞭數字邏輯設計的宏大版圖。從最基礎的邏輯門原理，到復雜的組閤邏輯和時序邏輯電路，再到微處理器架構的初步探索，每一個章節都承載著知識的重量。尤其是那些詳實的圖示和例題，它們不僅僅是文字的補充，更是將抽象的邏輯概念具象化，讓我能夠更直觀地理解那些“與”、“或”、“非”的奧秘。作者在講解過程中，並沒有止步於理論的陳述，而是巧妙地融入瞭大量實踐性的指導。例如，在介紹觸發器時，不僅解釋瞭其工作原理，還提供瞭詳細的實驗步驟和注意事項，仿佛一位經驗豐富的老師，手把手地帶領我進行操作。讓我印象深刻的是，書中對一些經典數字電路的設計方法進行瞭深入剖析，比如譯碼器、多路選擇器等，它會引導我思考如何從需求齣發，一步步構建齣滿足要求的電路，這種思維過程的訓練，遠比死記硬背公式來得重要。總而言之，這本書為我打開瞭數字邏輯設計的大門，它既有紮實的理論基礎，又不乏生動的實踐指導，是初學者入門的絕佳選擇。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得，學習數字電路就如同建造一座復雜的摩天大樓，而這本書，就像是那個提供所有必要藍圖和施工指南的總設計師。它不是那種會把所有事情都簡化到“你隻需要記住XXX”的教材，而是真正地引導你去理解“為什麼會是XXX”。書中對卡諾圖的講解，簡直是藝術品般的精妙，它不僅僅是教你如何簡化邏輯錶達式，更讓你體會到瞭一種數學美感和邏輯的優雅。我嘗試著書中的一個例子，用卡諾圖將一個比較復雜的邏輯函數成功化簡，那一刻的成就感，是難以言喻的。更讓我驚喜的是，這本書不僅僅停留在理論層麵，它還花費瞭相當大的篇幅來介紹數字電路的實驗技術。從基本的元器件選擇、電路焊接，到使用邏輯分析儀進行波形測量，再到使用EDA工具進行電路仿真，幾乎涵蓋瞭整個實驗流程。特彆是關於FPGA的應用，書中介紹的VHDL/Verilog語言基礎和一些實際案例，讓我看到瞭將理論電路轉化為實際可執行硬件的無限可能。我之前一直對FPGA感到神秘，但通過這本書的講解，感覺那些復雜的概念也變得觸手可及瞭。這本書的實驗部分，讓我覺得它是一個非常“接地氣”的工具書，它讓我明白，理論的魅力最終要通過實踐來檢驗和升華。