電子工藝與EDA(徐連成) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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徐連成 編

圖書標籤:

• 電子工藝
• EDA
• 集成電路
• 半導體
• 設計自動化
• 工藝集成
• 電路設計
• 模擬電路
• 數字電路
• 微電子學

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122315618

版次：1

商品編碼：12326881

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2018-05-01

用紙：膠版紙

頁數：181

字數：296000

正文語種：中文

內容簡介

本書共分四個項目，包括原理圖設計基礎、原理圖元件庫的設計、層次原理圖設計、印製電路闆設計基礎、印製電路闆編輯、PCB封裝庫的封裝設計、電路仿真、裝配工藝卡編製、印製電路闆抄闆的方法及步驟、製作印製電路闆的方法及步驟。
本書圖文並茂，實用性強,可作為職業學校、技工學校的教材，也可作為相關人員的培訓教材，還可作為技術人員學習用書。
由於職業學校、技工學校的學生英語水平較弱,為方便學習,書中英文部分做瞭譯釋。

目錄

項目一原理圖設計/1
任務一原理圖設計基礎1
任務二原理圖元件庫的設計17

項目二電路仿真和層次原理圖設計/27
任務一電路仿真27
任務二層次原理圖設計44

項目三印製電路闆設計/58
任務一印製電路闆設計基礎58
任務二印製電路闆編輯92
任務三PCB封裝庫的封裝設計124

項目四電子工藝卡與EDA/142
任務一裝配工藝卡編製142
任務二印製電路闆抄闆的方法及步驟152
任務三製作印製電路闆的方法及步驟164

參考文獻/181

前言/序言

泰安技師學院“電氣自動化設備安裝與維修專業群”是山東省首批技工院校省級示範專業群建設項目。按照省級示範專業群建設項目要求,學院省級示範專業群建設領導小組組織編寫《電子工藝與EDA》一書，本書為示範專業群建設項目教材建設內容之一。
《電子工藝與EDA》是針對職業院校電子類、電氣類、機電類等專業編寫的一體化教材。本書結閤電子廠電子産品設計和改進、升級時，要繪製電路原理圖，設計、製作電路印製綫路闆的實踐需求，以“理論夠用，重視操作”為原則，係統地介紹瞭Altium Designer13的中文設計環境，結閤大量工作項目重點講述瞭電路原理圖和印製電路闆的設計方法和技巧，同時對電路原理圖的仿真、印製電路闆生産製造文件的輸齣等也進行瞭論述。
本書具有以下特點。
1.以任務驅動:將完成項目任務作為目的精選教學內容，知識點分布由淺入深，從簡到繁。
2.以案例導入：通過案例導入對涉及的知識點進行闡述。
3.理論-實踐一體化：做到“教、學、做”一體化。本書框架上由知識目標、技能目標、項目概述、任務描述、任務分析、知識準備、任務實施、拓展訓練組成。
4.以學習過程為綫索：圖文並茂，對話框式教學。
本書由徐連成任主編，孟憲雷、劉福祥、孔憲林任副主編。孟憲雷編寫項目一的任務一，劉福祥編寫項目一的任務二，孔憲林編寫項目二的任務二，徐連成編寫項目二的任務一,項目三的任務一、任務二、任務三，郭剛編寫項目四的任務二，硃倩倩編寫項目四的任務一，郭剛、劉明偉、王靜、王娜共同編寫項目四的任務三。配套課件：項目一任務一,項目二任務一、任務二,項目三任務一、任務三由徐連成製作，項目一任務二、項目四任務一由硃倩倩製作，項目四任務二、任務三由郭剛製作，項目三任務二由王娜製作。
本書在編寫過程中，得到瞭泰安技師學院專業群建設領導小組的大力支持，實習部和專業教研組的同誌提齣瞭許多寶貴意見，在此一並緻謝。
由於編者經驗不足，水平有限，書中難免存在不足之處，敬請廣大讀者和同行批評指正。

編者

《集成電路設計與製造：從原理到實踐》 內容簡介 本書是一本麵嚮電子工程、微電子學、計算機科學等專業領域學生和從業人員的綜閤性教程，旨在係統性地介紹集成電路（IC）的設計、製造過程以及相關的EDA（電子設計自動化）工具和方法。內容涵蓋瞭從基礎的半導體物理和器件模型，到復雜的數字邏輯設計、模擬電路設計，再到芯片的物理實現和製造工藝，以及EDA工具在各個設計環節的應用。本書力求理論與實踐相結閤，幫助讀者深入理解集成電路的內在機製，掌握現代IC設計流程，並能熟練運用EDA工具解決實際問題。 第一篇：集成電路設計基礎 第一章：半導體物理與器件模型 1.1 晶體管基礎： 詳細闡述MOS（金屬-氧化物-半導體）晶體管和Bipolar（雙極）晶體管的基本工作原理，包括其結構、能帶理論、載流子輸運機製。深入分析MOSFET的閾值電壓、跨導、漏電流等關鍵參數，以及BJT的電流增益、飽和區特性等。 1.2 少數載流子注入與復閤： 探討PN結和半導體材料中的少數載流子行為，包括注入、擴散、漂移和復閤過程。理解這些過程對器件性能的影響，例如二極管的迴復時間、晶體管的開關速度。 1.3 器件 SPICE 模型： 介紹SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）模型在IC設計中的重要性。詳細講解BSIM（Berkeley Short-channel IGFET Model）等標準MOSFET模型，以及Gummel-Poon模型等BJT模型。解釋模型參數的物理意義以及如何通過測量提取模型參數。 1.4 互補金屬氧化物半導體 (CMOS) 技術： 深入剖析CMOS工藝的核心，包括NMOS和PMOS晶體管的構建，以及它們如何協同工作。重點介紹CMOS反相器、傳輸門等基本邏輯單元的工作原理和電路特性。 1.5 寄生效應分析： 討論在實際IC設計中不可避免的寄生效應，包括寄生電阻、寄生電容、襯底噪聲、串擾等。分析這些寄生效應對電路性能的影響，例如信號延遲、功耗、時序違規。 第二章：數字邏輯設計與驗證 2.1 邏輯門和組閤邏輯： 從最基本的邏輯門（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR）齣發，構建復雜的組閤邏輯電路，如加法器、多路選擇器、譯碼器。講解邏輯函數簡化方法（卡諾圖、奎因-麥剋拉斯基法）和可綜閤硬件描述語言（HDL，如Verilog和VHDL）在描述組閤邏輯中的應用。 2.2 時序邏輯電路： 介紹觸發器（D觸發器、JK觸發器、SR觸發器）和鎖存器的原理，以及它們如何構建時序邏輯電路，如寄存器、計數器、狀態機。重點討論時鍾信號的作用，以及建立時間和保持時間的概念。 2.3 有限狀態機 (FSM)： 詳細講解Mealy和Moore兩種FSM模型，包括狀態轉換圖、狀態錶的設計。介紹如何用HDL描述FSM，以及FSM在控製邏輯、序列發生器等設計中的應用。 2.4 可綜閤HDL設計： 重點講解Verilog和VHDL語言在IC設計中的可綜閤子集。介紹如何編寫能夠被綜閤工具轉化為門級網錶的高效HDL代碼，包括過程賦值、並發賦值、端口聲明、模塊實例化等。 2.5 邏輯綜閤： 闡述邏輯綜閤工具的工作原理，如何將HDL代碼映射到目標庫中的標準單元（Standard Cells），並根據麵積、時序、功耗等約束進行優化。介紹優化的主要目標和算法。 2.6 功能仿真和形式驗證： 講解功能仿真在驗證設計邏輯正確性中的作用，包括測試平颱（Testbench）的編寫。引入形式驗證的概念，如等價性檢查（Equivalence Checking）和模型檢查（Model Checking），介紹其在確保設計正確性方麵的優勢。 第三章：模擬電路設計基礎 3.1 基本模擬電路單元： 深入研究差分對、共源放大器、共集放大器、共漏放大器等基本模擬電路的結構、工作原理和性能指標（增益、帶寬、輸入阻抗、輸齣阻抗）。 3.2 運算放大器 (Op-Amp)： 詳解運算放大器的內部結構，包括差分輸入級、增益級、輸齣級。分析其關鍵參數，如開環增益、帶寬、壓擺率、共模抑製比（CMRR）、電源抑製比（PSRR）。介紹運算放大器的各種應用電路，如同相放大器、反相放大器、積分器、微分器。 3.3 濾波器設計： 介紹低通、高通、帶通、帶阻濾波器，以及它們的Butterworth、Chebyshev、Bessel等逼近函數。講解有源和無源濾波器設計的基本原理和電路實現。 3.4 電源管理電路： 討論綫性穩壓器（LDO）和開關穩壓器（Switching Regulators）的工作原理、優缺點和設計考量。介紹它們在功耗管理和電源穩定性方麵的重要性。 3.5 數模混閤電路概述： 簡要介紹ADC（模數轉換器）和DAC（數模轉換器）的基本結構和工作原理，以及它們在連接數字和模擬域中的作用。 第二篇：集成電路實現與製造 第四章：物理設計與版圖 4.1 布局（Placement）： 介紹如何將邏輯綜閤生成的標準單元放置在芯片區域內，並考慮其相互連接和性能約束。討論不同布局算法的優缺點，以及對後續布綫的影響。 4.2 布綫（Routing）： 詳細講解將單元之間的連接綫（Net）通過金屬層進行連接的過程。介紹全局布綫（Global Routing）和詳細布綫（Detailed Routing）的區彆，以及布綫過程中可能遇到的問題，如擁塞、綫延遲、串擾。 4.3 版圖設計規則（DRC）： 闡述物理設計規則的重要性，這些規則由半導體工藝決定，用於確保芯片的可製造性。介紹常見的DRC項，如最小綫寬、最小間距、過孔大小和間距等。 4.4 寄生參數提取（Parasitic Extraction）： 講解如何從物理版圖中提取寄生電阻和寄生電容，這些參數對於準確的後仿真至關重要。介紹提取工具的工作原理。 4.5 後仿真（Post-Layout Simulation）： 介紹利用提取的寄生參數進行仿真，以驗證芯片在實際物理實現後的性能，包括時序、功耗和功能。 4.6 功耗分析與優化： 討論靜態功耗和動態功耗的來源。介紹在物理設計階段進行的功耗分析方法，以及相應的優化技術，如門控時鍾（Clock Gating）、電源門控（Power Gating）。 第五章：半導體製造工藝 5.1 晶圓製備： 介紹矽晶圓的生長、拋光過程，以及晶圓的錶麵處理。 5.2 光刻（Photolithography）： 詳細闡述光刻是IC製造中最關鍵的步驟之一，用於在晶圓上轉移設計圖案。介紹光刻機的原理、光刻膠的使用、掩模版（Mask）的作用。 5.3 刻蝕（Etching）： 講解乾法刻蝕（如等離子刻蝕）和濕法刻蝕，用於去除不需要的材料，形成器件結構。 5.4 薄膜沉積（Thin Film Deposition）： 介紹物理氣相沉積（PVD）和化學氣相沉積（CVD）等技術，用於在晶圓錶麵形成各種絕緣層、導電層和半導體層。 5.5 摻雜（Doping）： 闡述離子注入（Ion Implantation）和擴散（Diffusion）等摻雜技術，用於改變半導體材料的導電類型和導電率，形成PN結。 5.6 金屬互連： 介紹多層金屬互連技術，用於連接芯片上的各個器件，形成完整的電路。 5.7 封裝與測試： 簡述芯片製造完成後的封裝過程，以及最終的芯片測試，包括電學測試和功能測試，以確保芯片的可靠性和性能。 第三篇：EDA工具與方法 第六章：EDA工具概覽與應用 6.1 EDA工具鏈： 介紹IC設計流程中涉及的各類EDA工具，包括HDL仿真器、邏輯綜閤器、靜態時序分析（STA）工具、布局布綫工具、物理驗證工具、寄生參數提取工具、後仿真器等。 6.2 仿真工具： 重點介紹主流的HDL仿真器，如Cadence Xcelium, Synopsys VCS, Mentor Graphics Questa。講解仿真流程，包括代碼編寫、測試平颱搭建、波形查看。 6.3 邏輯綜閤工具： 介紹Synopsys Design Compiler, Cadence Genus等邏輯綜閤工具的使用。講解輸入文件（HDL代碼、庫文件、約束文件）的準備，以及綜閤結果的分析。 6.4 靜態時序分析 (STA) 工具： 闡述STA在驗證芯片時序裕度（Timing Margin）中的關鍵作用。介紹STA工具（如Synopsys PrimeTime, Cadence Tempus）如何分析路徑延遲，並檢測時序違規。 6.5 布局布綫工具： 介紹Cadence Innovus, Synopsys Fusion Compiler等工具在版圖物理實現中的應用。講解其自動布局、自動布綫功能，以及用戶如何進行手動調整和優化。 6.6 物理驗證工具： 介紹DRC、LVS（Layout Versus Schematic）等物理驗證工具（如Synopsys IC Validator, Cadence Pegasus）在確保版圖與電路原理圖一緻性、符閤工藝規則方麵的作用。 6.7 IP核（Intellectual Property Cores）： 介紹IP核的概念，包括硬核、軟核、固核。講解IP核在IC設計中的復用，以及如何在設計中集成和驗證IP核。 第七章：設計流程與項目實踐 7.1 標準IC設計流程： 詳細梳理從需求分析、架構設計、RTL編碼、邏輯綜閤、物理設計、驗證到流片（Tape-out）的完整IC設計流程。 7.2 驗證方法學： 介紹現代IC設計中的關鍵驗證方法，包括自頂嚮下驗證、事務級建模（TLM）、約束隨機驗證（CV）和覆蓋率驅動驗證（Coverage-Driven Verification）。 7.3 驗證工具與語言： 介紹SystemVerilog等高級驗證語言（AVL）在編寫復雜的測試平颱和驗證組件中的應用。 7.4 FPGA原型驗證： 講解利用FPGA（現場可編程門陣列）對ASIC（專用集成電路）設計進行早期驗證的優勢，以及FPGA綜閤和下載流程。 7.5 案例研究： 通過一個或多個小型IC設計項目實例，演示從RTL設計到物理實現的全過程，包括代碼編寫、仿真、綜閤、布局布綫、物理驗證等環節，並講解在實際操作中遇到的典型問題及解決方法。 本書旨在為讀者提供一個堅實的理論基礎和必要的實踐指導，使讀者能夠理解現代集成電路的復雜性，掌握通用的設計和實現技術，並為進一步深入研究或從事相關工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期在電子設計領域摸爬滾打的從業者，我一直都在尋找能夠幫助我提升設計效率和深化理解的優質書籍。這本書無疑滿足瞭我的需求。徐連成老師的文字功底和專業知識的結閤，使得這本書在理論性和實踐性之間取得瞭完美的平衡。他不僅講解瞭EDA工具的功能，更重要的是，他分享瞭大量在實際設計中積纍的“訣竅”和“套路”，例如如何根據項目需求選擇閤適的EDA工具，如何在設計初期就規避潛在的問題，以及如何有效地進行設計驗證和調試。書中穿插的許多案例分析，都源於真實的項目，這讓我在閱讀過程中能夠産生強烈的代入感，並且能夠從中汲取到寶貴的經驗。特彆是關於模擬與數字混閤信號設計的部分，其講解的深入程度和對細節的關注，讓我受益匪淺。這本書真正地做到瞭“授人以漁”，讓我不僅學會瞭如何操作，更理解瞭“為什麼”以及“如何做得更好”。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的理論深度和廣度都讓我感到非常震撼。徐連成老師對於電子元器件的物理特性、器件模型以及集成電路設計流程的講解，可以說是鞭闢入裏，將復雜的理論知識梳理得井井有條。我尤其對書中關於半導體物理和器件原理的介紹印象深刻，它不僅僅是簡單地羅列公式，而是深入淺齣地解釋瞭這些公式背後所代錶的物理意義，讓我對電子世界的微觀層麵有瞭更深層次的理解。在EDA工具的應用方麵，書中也詳細介紹瞭各種設計流程，包括邏輯綜閤、布局布綫、時序約束等等，這些都對於我全麵理解和掌握EDA工具的應用起到瞭關鍵作用。我之前在學習過程中遇到的很多睏惑，在這本書中都得到瞭解答，甚至是一些我從未想過的問題，也得到瞭啓發。這本書提供瞭一個非常係統和完整的電子設計知識體係，對於想要深入研究電子工程領域的讀者來說，絕對是不可多得的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來瞭意想不到的驚喜，雖然我並不是電子工程專業的科班齣身，但徐連成老師的講述方式卻異常清晰易懂。我之前對電子元件的瞭解僅限於“電阻”、“電容”這些模糊的概念，更彆提什麼“EDA”瞭，簡直是天書。然而，書中從最基礎的晶體管原理講起，循序漸進，用大量形象的比喻和實際案例，將那些抽象的電子信號和電路行為描繪得活靈活現。我仿佛能看到電流在電路中奔跑，一個個元器件在協同工作。尤其印象深刻的是關於數字電路的設計部分，書中並沒有直接丟給你復雜的邏輯門符號，而是先從簡單的開關邏輯講起，一步步引導讀者理解“與”、“或”、“非”這些基本邏輯是如何構建齣復雜的計算能力的。讓我這個電子“小白”也能逐漸建立起對整個電子係統工作流程的宏觀認知，明白瞭為什麼手機、電腦裏的那些小芯片能夠實現如此神奇的功能。這種由淺入深、層層遞進的講解方式，極大地降低瞭學習門檻，也讓我對電子世界産生瞭濃厚的興趣，甚至開始嘗試在仿真軟件上搭建一些簡單的電路，體驗設計帶來的樂趣。

評分☆☆☆☆☆

對於有一定電子基礎的讀者來說，這本書同樣具有很高的參考價值。徐連成老師在書中對於一些進階概念的闡述，比如時序分析、功耗優化等方麵，都給齣瞭非常深入且富有洞察力的分析。我尤其贊賞書中對實際工程中遇到的常見問題及其解決方案的探討，這遠遠超齣瞭理論教學的範疇。書中通過大量的實際案例，展示瞭如何將理論知識應用於解決復雜工程問題，例如在高速信號設計中如何避免串擾和反射，如何在低功耗設計中權衡性能和能耗等等。這對於想要提升實際工程能力的讀者來說，無疑是一筆寶貴的財富。而且，書中對EDA工具的講解，並非簡單的“點這裏”、“點那裏”，而是深入到瞭工具背後所依賴的算法和原理，這對於理解EDA工具的強大之處以及如何更好地駕馭它們，有著至關重要的作用。我從中學習到瞭許多以前從未接觸過的設計流程和驗證方法，相信這些知識在未來的工作和學習中會派上大用場。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受是它徹底顛覆瞭我之前對電子設計枯燥乏味的刻闆印象。以往總覺得電子工程是工程師們埋頭苦乾、與冰冷的電路闆打交道的枯燥職業，但這本書卻讓我看到瞭電子設計中蘊含的創造力和藝術性。徐連成老師在講解EDA工具的使用時，不僅介紹瞭操作步驟，更深入地闡述瞭設計理念和優化技巧。例如，在PCB布局布綫的部分，他不僅僅強調瞭信號完整性和電源完整性等技術指標，還從美學和易於調試的角度齣發，分享瞭不少實用經驗，讓人感覺像是在聽一位經驗豐富的工匠在傳授秘訣。書中的圖示和範例都非常精美，即使是復雜的電路原理圖，也能夠清晰地展示齣其結構和功能。我特彆喜歡其中關於模擬電路設計的部分，雖然我對模擬電路的理解還比較初步，但書中對各種元器件的特性分析以及如何利用它們構建齣特定功能的電路，都讓我大開眼界。那種仿佛能“聽懂”信號在電路中“對話”的感覺，實在是太奇妙瞭。它讓我意識到，電子設計不僅僅是技術活，更是一種將想法轉化為現實的創造過程，充滿瞭挑戰與成就感。