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刘伟 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121341328

商品编码：29321619830

包装：平装

出版时间：2018-05-01

基本信息

书名：集成电路原理及应用(第4版)

：45.00元

作者：刘伟

出版社：电子工业出版社

出版日期：2018-05-01

ISBN：9787121341328

字数：

页码：288

版次：4

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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适读人群 ：本书内容丰富，实用性强，可作为高等院校电气与电子信息类专业的教材，也可作为电子与电气类科研人员和工程技术人员的参考书。

提供电子课件、实验指导。

内容提要

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本书较系统地介绍了各类集成电路的原理及其应用，内容包括：集成运放的基础知识、模拟集成电路的线性应用、模拟集成电路的非线性应用、集成变换器及其应用、集成信号发生器、集成有源滤波器、集成稳压电源、语音和图像集成电路、可编程逻辑器件和实验部分。 本书对各类集成电路的基本特点、基本原理和基本分析方法做了简明扼要的论述，结合每部分内容，理论联系实际，精选介绍了许多实际应用电路。每章后附有思考题与习题。 本书内容丰富，实用性强，可作为高等院校电气与电子信息类各专业的教材，也可作为电子与电气类科研人员和工程技术人员的参考书。

目录

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第1章 集成运放的基础知识
1．1 集成运放的基本组成电路
1．1．1 差动输入电路
1．1．2 恒流源电路
1．1．3 有源负载电路
1．1．4 双端变单端电路
1．1．5 直流电平位移电路
1．1．6 互补推挽输出电路
1．2 集成运放的基本构成和表示符号
1． 2．1 集成运放的表示符号及其引出端
1． 2．2 集成运放的基本构成
1．3 集成运放的主要参数和分类
1． 3．1 集成运放的主要直流参数
1． 3．2 集成运放的主要交流参数
1． 3．3 集成运放的分类
1． 3．4 通用型集成运放内部电路简介
1．4 集成运放的等效模型
1．4．1 集成运放的实际等效模型
1．4．2 理想集成运放的等效模型
1．5 实际运放与理想运放的误差
1．5．1 Ad为有限值时实际运放和理想运放的误差
1．5．2 Ac为有限值时实际运放和理想运放的误差
1．5．3 Uos不为零时实际运放和理想运放的误差
1．6 运放电路的稳定性及其判断
1．6．1 闭环自激振荡产生的条件
1．6．2 集成运放闭环稳定性判据
1．7 集成运放的相位补偿技术
1．7．1 滞后相位补偿
1．7．2 超前相位补偿
1．7．3 引起集成运放闭环工作不稳定的其他因素
思考题与习题
第2章 模拟集成电路的线性应用
2．1 模拟集成电路的基本放大电路
2．1．1 反相放大器
2．1．2 同相放大器
2．1．3 差动放大器
2．2 积分电路
2．2．1 基本积分电路及其理想特性
2．2．2 Uos，IiB及其漂移对积分电路的影响
2．2．3 集成运放的增益和带宽对积分电路的影响
2．2．4 积分电路的保持误差
2．2．5 几种典型的积分电路
2．3 微分电路
2．3．1 基本微分器及其理想微分特性
2．3．2 微分器的实际微分特性
2．3．3 几种典型的微分电路
2．4 集成仪用放大器
2．4．1 集成仪用放大器的工作原理
2．4．2 集成仪用放大器的特性及其应用
2．5 动态校零型斩波放大器
2．5．1 动态校零型斩波放大器的一般技术
2．5．2 动态校零型斩波放大器的工作原理
2．5．3 HA2900型动态校零型斩波集成运放介绍
思考题与习题
第3章 模拟集成电路的非线性应用
3．1 对数器和指数器
3．1．1 对数器
3．1．2 指数器
3．1．3 集成化的对数器和指数器
3．2 乘法器及其应用
3．2．1 乘法器的基础知识
3．2．2 乘法器的工作原理
3．2．3 模拟乘法器的应用电路
3．3 二极管检波器和值变换器
3．3．1 二极管检波器
3．3．2 值检波电路
3．4 限幅器
3．4．1 二极管并联式限幅器
3．4．2 二极管串联式限幅器
3．5 二极管函数变换器
3．5．1 串联限幅型二极管函数变换器
3．5．2 并联限幅型二极管函数变换器
3．5．3 线性检波型二极管函数变换器
3．6 电压比较器及其应用
3．6．1 电压比较器的性能
3．6．2 单限电压比较器
3．6．3 迟滞电压比较器
3．6．4 窗口电压比较器
3．6．5 电压比较器的应用举例
思考题与习题
第4章 集成变换器及其应用
4．1 阻抗变换器
4．1．1 负阻抗变换器
4．1．2 阻抗模拟变换器
4．1．3 模拟电感器
4．1．4 电容倍增器
4．2 U/I变换器和I/U变换器
4．2．1 接地负载的U/I变换器
4．2．2 精密U/I变换器
4．2．3 精密I/U变换器
4．3 U/F变换器和F/U变换器
4．3．1 VFC100同步型U/F，F/U变换器
4．3．2 LMx31系列U/F，F/U变换器
4．4 精密T/I和T/U变换器
4．4．1 AD590 T/I变换器
4．4．2 LM135/235/335 T/U变换器
4．5 D/A转换器
4．5．1 D/A转换器的特性与技术指标
4．5．2 12位串行D/A转换器DAC7512
4．5．3 16位D/A转换器PCM54
4．6 A/D转换器
4．6．1 A/D转换器的主要技术指标
4．6．2 并行A/D转换器AD574
4．6．3 16位串行A/D转换器MAX195
思考题与习题
第5章 集成信号发生器
5．1 模拟集成函数发生器
5．1．1 由集成运放构成的方波和三角波发生器
5．1．2 由ICL8038构成的集成函数发生器
5．1．3 由MAX038构成的集成函数发生器
5．2 直接数字频率合成技术
5．2．1 DDS的基本原理
5．2．2 DDS的基本参数计算公式
5．2．3 DDS各部分的具体参数
5．2．4 DDS芯片AD9852
5．2．5 由AD9852构成的信号发生器
5．3 基于FPGA的DDS任意波形发生器
思考题与习题
第6章 集成有源滤波器
6．1 概述
6．1．1 滤波器的分类
6．1．2 集成有源滤波器的特点
6．1．3 典型滤波器的传递函数
6．1．4 传递函数的幅度近似
6．1．5 有源滤波器的设计步骤
6．2 低通滤波器
6．2．1 一阶低通滤波器
6．2．2 二阶低通滤波器
6．2．3 高阶低通滤波器
6．2．4 低通滤波器的应用电路
6．3 高通滤波器
6．3．1 一阶高通滤波器
6．3．2 二阶高通滤波器
6．3．3 高通滤波器的应用电路
6．4 带通滤波器
6．4．1 无限增益多反馈环型带通滤波器
6．4．2 宽带滤波器
6．4．3 带通滤波器的应用电路
6．5 带阻滤波器
6．5．1 窄带阻滤波器（或陷波器）
6．5．2 宽带阻滤波器
6．5．3 带阻滤波器的应用电路
6．6 开关电容滤波器和状态变量滤波器
6．6．1 S的基本工作原理
6．6．2 开关电容滤波器
6．6．3 开关电容滤波器的应用及限制
6．6．4 状态变量滤波器
6．7 可编程滤波器
6．7．1 可编程滤波器MAX260系列芯片简介
6．7．2 采用MAX260系列芯片设计滤波器的流程
6．7．3 基于MAX262的程控滤波器设计实例
思考题与习题
第7章 集成稳压电源
7．1 线性集成稳压器
7．1．1 线性集成稳压器的基本结构
7．1．2 集成稳压器的参数
7．1．3 集成稳压器的分类及使用注意事项
7．1．4 三端集成稳压器
7．1．5 三端可调输出稳压器
7．2 新型低压差集成稳压器
7．2．1 新型低压差78系列/MIC5156的应用
7．2．2 单片机用低压差稳压器
7．3 开关型稳压电源
7．3．1 开关电源的基本原理和类型
7．3．2 脉宽调制式开关电源原理
7．3．3 笔记本电脑中的开关稳压电源
7．3．4 大屏幕彩色电视机开关电源
7．4 新型单片开关电源
7．4．1 单片开关电源的基本原理
7．4．2 单片开关电源的典型应用
思考题与习题
第8章 语音和图像集成电路
8．1 收音机集成电路
8．1．1 收音机的基础知识
8．1．2 AM收音机集成电路
8．1．3 FM收音机集成电路
8．1．4 FM/AM收音机集成电路
8．2 语音集成电路
8．2．1 语音录放集成电路
8．2．2 语音识别集成电路
8．3 功放集成电路
8．3．1 小功率音频功放集成电路
8．3．2 双声道功放集成电路
8．3．3 新型“傻瓜”功放模块
8．4 数字电视图像处理集成电路
8．4．1 平板电视（FPD）接收机的组成
8．4．2 数字信号接收处理集成电路SiI9021 HDMI
8．5 家庭影院集成电路
8．5．1 家庭影院的基础知识
8．5．2 高品质音调均衡集成电路
8．5．3 虚拟杜比环绕声解码集成电路
8．5．4 高保真BBE音质增强集成电路
思考题与习题
第9章 可编程逻辑器件
9．1 可编程逻辑器件基础
9．1．1 可编程逻辑器件的基本结构
9．1．2 可编程逻辑器件的分类及特点
9．1．3 PLD的电路结构及其表示方法
9．2 可编程阵列逻辑PAL和GAL的原理与应用
9．2．1 PAL器件的基本结构
9．2．2 PAL的输出和反馈结构
9．2．3 GAL器件的基本结构
9．3 复杂可编程逻辑器件(CPLD)
9．3．1 CPLD的基本结构
9．3．2 CPLD常用器件型号
9．4 现场可编程逻辑器件(FPGA)
9．4．1 FPGA的基本结构
9．4．2 FPGA常用器件型号
9．5 CPLD/FPGA器件的编程与开发
9．5．1 CPLD/FPGA器件的开发过程
9．5．2 CPLD/FPGA器件的配置方法
9．5．3 CPLD/FPGA应用举例
思考题与习题
第10章 实验
10．1 “集成电路原理及应用”实验箱使用说明
10．2 实验指导
实验1――积分器和微分器（μA741）
实验2――仪用放大器和差动放大器（OPA2111、INA106）
实验3――电压比较器（LM311）
实验4――U/F变换器和F/U变换器（LM331）
实验5――函数信号发生器（ICL8038）
实验6――集成有源滤波器（MAX275）
实验7――集成稳压电源（LM78XX、LM79XX、LM317）
实验8――集成音频功率放大器（TDA2822）
参考文献

作者介绍

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刘伟，山东理工大学电气与电子工程学院硕士生导师。讲授研究生课程：DSP原理与应用，电能质量分析与控制；本科生课程：数字信号处理，信号与系统。

文摘

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序言

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《集成电路原理及应用（第4版）》是一本深入探讨集成电路（IC）核心技术与广泛应用的权威著作。本书旨在为读者构建扎实的集成电路理论基础，并全面介绍当前集成电路设计、制造与实际应用的前沿知识。 内容概述： 全书共分为若干章节，层层递进，从最基础的概念入手，逐步深入到复杂的系统设计。 第一部分：集成电路基础理论 半导体物理基础： 章节将从物质的导电性讲起，深入剖析本征半导体和杂质半导体的特性，介绍载流子的产生与复合机制，以及 PN 结的形成与伏安特性。晶体管的形成原理，如 BJT（双极结型晶体管）和 MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）的工作原理、结构特点、以及其作为放大器和开关的基本功能，都将得到详尽的阐述。我们会着重讲解这两种最基本也是最关键的半导体器件的物理行为，帮助读者理解它们为何能够承载信息并实现各种电子功能。 基本放大器与反馈电路： 聚焦于集成电路中最核心的放大功能。本书将详细分析不同类型的放大器电路，包括单级放大器（如共射、共集、共基放大器）和多级放大器（如达林顿结构、卡 gêmeini 结构等）。每种放大器在增益、输入阻抗、输出阻抗、带宽等方面的特性都会进行深入的对比分析。此外，反馈在放大器设计中的作用至关重要，本书将详细介绍正反馈和负反馈的概念，以及它们对放大器性能（如稳定性、线性度、带宽、失真等）的影响。读者将学习如何设计和分析具有稳定增益和良好动态响应的反馈放大器。 振荡器与信号发生器： 振荡器是产生周期性信号的关键电路，本书将介绍多种经典的振荡器电路，如 RC 振荡器（移相振荡器、文氏电桥振荡器）、LC 振荡器（哈特莱振荡器、科尔皮兹振荡器）以及晶体振荡器。对于每种振荡器，我们将分析其工作原理、振荡条件，并探讨影响输出频率稳定性和波形质量的因素。同时，本书还将介绍一些简单的信号发生器电路，它们能够产生不同形状（正弦波、方波、三角波等）和频率的信号，是电子系统调试和测试的必备工具。 有源滤波器： 滤波器是用于选择或抑制特定频率信号的电路。本书将重点介绍有源滤波器，它利用运算放大器等有源器件来实现滤波功能，相比无源滤波器，有源滤波器具有增益可调、易于集成等优点。读者将学习到低通、高通、带通和带阻等基本滤波器类型的设计方法，包括巴特沃斯、切比雪夫等不同逼近特性。我们将详细推导滤波器设计公式，并给出实际电路设计示例。 第二部分：数字集成电路与逻辑设计 组合逻辑电路： 这一部分将深入到数字集成电路的世界。我们将从最基本的逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR）开始，讲解它们的逻辑功能和实现方式。在此基础上，读者将学习如何利用这些基本门构建更复杂的组合逻辑电路，如编码器、译码器、多路选择器、数据分配器等。卡诺图和布尔代数简化法也将作为重要的工具被介绍，以帮助读者优化逻辑设计，减少门电路的数量，从而提高电路的性能和集成度。 时序逻辑电路： 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还与电路的“记忆”（即状态）有关。本书将详细介绍各种触发器（SR 触发器、D 触发器、JK 触发器、T 触发器）的工作原理和状态转换。在此基础上，我们将讲解如何利用触发器构建移位寄存器、计数器（同步计数器、异步计数器）等重要的时序逻辑模块。读者将理解这些模块在数据存储、处理和生成序列信号中的作用。 可编程逻辑器件（PLD）： 随着集成电路技术的飞速发展，可编程逻辑器件（PLD）已成为现代数字系统设计的重要组成部分。本书将介绍不同类型的 PLD，包括 PLA、GAL、CPLD 和 FPGA。我们将深入分析它们的内部结构、工作原理和设计流程。读者将学习如何利用硬件描述语言（HDL），如 VHDL 或 Verilog，来描述数字逻辑功能，并通过 PLD 来实现复杂的数字系统。 第三部分：模拟集成电路的进阶应用 运算放大器（Op-amp）的深入分析： 运算放大器是模拟集成电路中最基础也是最重要的器件之一。本书将从理想运放模型出发，深入探讨实际运放的各种非理想特性，如输入失调电压、输入偏置电流、有限的开环增益、有限的带宽、压摆率等。这些非理想特性对电路性能的影响将进行详细的分析和讨论。基于这些深入的理解，我们将介绍各种高性能的运放应用电路，包括精密放大器、仪表放大器、差分放大器、有源积分器和微分器等。 数据转换器（ADC & DAC）： 数据转换器是连接模拟世界和数字世界的桥梁，在现代电子系统中扮演着至关重要的角色。本书将详细介绍模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的工作原理。我们将剖析不同类型的 ADC，如逐次逼近型 ADC、双积分型 ADC、Σ-Δ 调制器等，并分析它们的转换速度、分辨率和功耗等关键指标。同样，对于 DAC，也将介绍电阻网络型 DAC、电流舵型 DAC 等结构。读者将学习到如何根据具体的应用需求选择合适的 ADC 和 DAC，并理解它们在信号采集、数据处理和控制系统中的关键作用。 电源管理集成电路（PMIC）： 随着移动设备和物联网的普及，高效的电源管理变得越来越重要。本书将介绍各种电源管理集成电路，包括线性稳压器、开关稳压器（Buck、Boost、Buck-Boost 转换器）以及电荷泵。我们将详细分析它们的拓扑结构、工作原理、效率、纹波抑制能力和保护功能。此外，还将涉及电池充电管理 IC、电源监控 IC 等，为读者提供构建高效、稳定电源系统的全面知识。 第四部分：集成电路的设计与制造 集成电路的设计流程： 本章将带读者走进集成电路的实际设计过程。我们将介绍从需求分析、系统级设计、逻辑设计（RTL 编码）、综合、布局布线（Place & Route）、时序分析、功耗分析到最终的物理验证等一系列流程。读者将了解现代EDA（电子设计自动化）工具在集成电路设计中所扮演的关键角色。 集成电路的制造工艺： 为了更好地理解集成电路的性能和局限性，本书还将简要介绍集成电路的制造工艺。我们将概述半导体材料的提纯、晶圆的制备、光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入等关键工艺步骤。虽然本书不是一本专门的半导体制造技术书籍，但对这些工艺的了解将有助于读者理解不同器件的结构特性和设计约束。 应用领域： 本书的理论知识与实际应用紧密结合，涵盖了集成电路在以下领域的广泛应用： 通信系统： 包括射频前端、基带信号处理、调制解调器等。 计算机硬件： CPU、GPU、内存控制器、I/O 接口等。 消费电子： 智能手机、电视、音频设备、智能家居等。 汽车电子： 控制单元、传感器接口、信息娱乐系统等。 工业控制： 传感器接口、驱动电路、微控制器等。 医疗设备： 生物传感器、信号采集、图像处理等。 本书特色： 理论深度与工程实践相结合： 既有严谨的理论推导，又不乏贴近实际应用的工程实例。 循序渐进的教学结构： 从基础概念到高级应用，逻辑清晰，便于读者逐步掌握。 丰富的图示与表格： 大量精美的电路图、波形图、性能对比表，帮助读者直观理解。 前沿技术追踪： 关注最新的集成电路技术发展趋势，如低功耗设计、高速接口、新兴材料等。 《集成电路原理及应用（第4版）》是电子工程、微电子学、计算机科学等相关专业学生、研究人员以及从事集成电路设计、开发、应用的工程师的宝贵参考资料。通过学习本书，读者将能够深刻理解集成电路的奥秘，并为在瞬息万变的电子技术领域取得成功打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常简洁大气，白色的底色搭配烫金的标题，给人一种专业而又不失典雅的感觉。拿到手里，纸张的质感也相当不错，厚实且光滑，翻阅起来手感很好。目录部分清晰明了，每一章节的标题都概括了其核心内容，让人一眼就能对全书的知识体系有一个大概的了解。从目录的编排来看，这本书似乎是从基础概念入手，逐步深入到复杂的集成电路设计和应用，这对于初学者来说无疑是一个福音，可以帮助我们建立起扎实的理论基础，避免一开始就接触过于晦涩难懂的内容。而且，书中的插图和图示也相当丰富，这对于理解抽象的电路原理非常有帮助。我特别期待书中关于实际应用部分的讲解，了解这些理论知识如何在现实世界中发挥作用，例如在我们日常生活中常见的电子产品中，集成电路是如何工作的，它们扮演着怎样的角色，这会让我觉得学习的知识更有意义和价值。同时，作为一本“第4版”，相信它一定吸收了最新的技术发展和行业动态，能够提供更前沿的知识和更实用的案例，而不是陈旧的过时信息。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书后，我感觉自己对集成电路这个领域的认知提升了一个全新的高度。书中的内容非常系统化，从最基础的半导体材料特性讲起，一直到复杂的数字逻辑电路设计，再到各种模拟集成电路的应用，简直涵盖了集成电路的方方面面。尤其是在数字电路部分，作者对各种逻辑门、组合逻辑、时序逻辑的设计原理和实现方法都进行了深入浅出的讲解，并且通过大量的实例，演示了如何利用这些基本单元构建出复杂的系统。我最感兴趣的部分是关于FPGA（现场可编程门阵列）的设计和应用，书中详细介绍了FPGA的架构、编程语言（如Verilog和VHDL）以及如何利用FPGA实现高性能的数字信号处理。这对我来说是一个非常大的突破，因为我一直对硬件描述语言和可编程逻辑器件非常感兴趣，但苦于没有系统性的学习资源。这本书正好满足了我的需求，它不仅教会了我理论知识，还提供了实践指导，让我能够尝试自己设计和实现一些简单的FPGA项目。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性是它最大的亮点之一。作者非常注重理论与实践的结合，书中穿插了大量的工程实例和设计案例，这些案例不仅来源于真实的工业应用，而且涵盖了各种不同的应用领域，从消费电子到通信系统，再到工业自动化。在讲解每一个知识点时，作者都会联系实际的应用场景，让我们明白这些理论知识是如何被应用到实际产品中的，以及它们在解决实际问题时所起到的作用。我尤其喜欢书中关于PCB（印刷电路板）布局和布线的一些建议，这些细节虽然看似微小，但对于保证电路的稳定性和性能却至关重要。书中还提供了关于电路仿真和测试的指导，这让我对整个集成电路的设计流程有了更全面的认识。总而言之，这本书不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师，它不仅传授了集成电路的知识，更教会了我们如何去思考、去设计、去解决工程问题，这对于我未来的学习和工作来说，无疑是一笔宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都让我印象深刻。作者在讲解集成电路设计中的一些高级主题时，并没有回避其复杂性，而是选择了直面挑战，通过清晰的逻辑和严谨的数学推导，将复杂的概念分解成易于理解的部分。例如，在关于CMOS电路的讲解中，书中详细分析了各种寄生效应以及它们对电路性能的影响，并提出了相应的解决策略。这对于理解高性能集成电路的设计至关重要。同时，书中还涉及到了许多当前集成电路领域的热点技术，例如低功耗设计、射频集成电路以及片上系统（SoC）等。这些内容让我能够了解到集成电路技术的发展趋势，以及未来可能的发展方向，这对于我规划未来的学习和职业发展非常有启发。值得一提的是，书中还提供了一些参考文献和进一步阅读的建议，这使得这本书成为一个学习资源的起点，能够引导我继续深入探索更广阔的集成电路领域。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者在讲解一些关键概念时，运用了很多生动的比喻和生活中的例子，这让我感觉学习过程不再枯燥乏味。比如，在介绍晶体管的工作原理时，作者将其比作一个“水龙头”，通过控制“水流”（电流）的大小，来达到控制的目的。这种方式极大地降低了理解门槛，让我这个初学者也能很快抓住核心要点。此外，书中对于一些公式的推导过程也讲解得非常详尽，并且提供了多种推导方法，这不仅能够帮助我理解公式的来源，还能从不同的角度加深对概念的理解。我尤其欣赏的是，书中并没有仅仅停留在理论层面，而是花费了大量篇幅去讨论实际的电路设计和调试过程中的常见问题以及解决方法。这对于我们这些想要将理论付诸实践的人来说，简直是宝藏。例如，在介绍模拟电路设计时，作者详细讲解了噪声抑制、信号完整性等关键问题，并提供了具体的电路设计技巧和优化方案，这在其他同类书籍中是比较少见的。这本书仿佛是一位经验丰富的工程师，手把手地教你如何搭建和调试电路，让你在学习过程中就能够积累宝贵的实践经验。