微电子学导论（英文版） [An Introduction to Microelectronics] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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赵策洲，方舟，陆骐峰 著

图书标签:

• 微电子学
• 集成电路
• 电子学
• 半导体
• 电路分析
• 器件物理
• 模拟电路
• 数字电路
• VLSI
• 电子工程

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030397751

版次：1

商品编码：11865419

包装：平装

外文名称：An Introduction to Microelectronics

开本：16开

出版时间：2014-01-01

用纸：胶版纸

页数：488

正文语种：英文

内容简介

　　《微电子学导论（英文版）》包括：半导体材料、半导体器件、微电子工艺及制造、以及IC设计等的基础和基本知识。《微电子学导论（英文版）》力图以比较浅显易懂的方式来介绍半导体物理和器件的基础知识，介绍了微电子制造的基本工艺知识和半导体器件，如IC电阻、二极管、MOSFETs和双极晶体管的工艺流程，也介绍了简单MOS数字集成电路和模拟集成电路的概论、电路分析和版图设计。

内页插图

目录

Preface
Chapter1Introduction
1.1HistoryofsemiconductordevicesandICs
1.2Moore'sLaw--transistorscaling
1.3Dieyieldanddiecost
References
Chapter2Semiconductormaterialfundamentals
2.1Atomicstructures
2.1.1Elementsandelementperiodictable
2.1.2Bohr'stheory--orbits
2.1.3Distributionofelectrons--valenceelectrons
2.1.4Chemicalbonds
2.2Crystalstructures
2.2.1Generalmaterialstructures
2.2.2Crystallography--diamondstructureandzincblendestructure
2.2.3Crystallographicnotation
2.2.4Bohr'stheory--energylevelandenergyband
2.3Energybandtheory
2.3.1Insulator,semiconductorandconductor
2.3.2Electronsandholes
2.3.3Generationandrecombination
2.4Dopingofsemiconductors
2.4.1Dopingelements
2.4.2Doping:n-type
2.4.3Doping:p-type
2.4.4Counterdoping
2.5Carriersdistribution
2.5.1FermifunctionandFermilevel
2.5.2Densityofstates
2.5.3Electronandholeconcentrations
2.6Carrierdriftanddiffusion
2.6.1Carrierscattering
2.6.2Carrierdrift--driftcurrentsandmobility
2.6.3Electricfieldandenergybandbending
2.6.4Carrierdiffusion--diffusioncurrentsandEinsteinrelation
References
Chapter3Semiconductordevicefundamentals
3.1PNjunction
3.1.1Formationofdepletionregion
3.1.2Built-inpotential
3.1.3Distributionofelectricfieldandelectricpotential
3.1.4Effectofappliedvoltage
3.1.5Depletioncapacitance
3.2Metal-semiconductorcontactsandMOScapacitors
3.2.1SchottkydiodeandOhmiccontact
3.2.2MOScapacitanceandmeasurement
3.2.3MOSenergybanddiagram
3.2.4Capacitance--voltagecharacteristics
3.3MOSFETs
3.3.1Current--voltagecharacteristics
3.3.2TypesandcircuitsymbolsofMOSFETs
3.3.3SwitchmodelofMOSFETs
3.4Bipolarjunctiontransistors
3.4.1PNjunction--abriefreview
3.4.2BJTstructureandcircuitsymbols
3.4.3NPNBJToperation--aqualitativeanalysis
3.4.4NPNBJToperation--aquantitativeanalysis
References
Chapter4Semiconductorfabricationfundamentals
4.1ICfabricationtechniques
4.1.1Thinfilmformation
4.1.2Photolithographyandetching
4.1.3Doping
4.2ICresistoranddiodeprocess
4.2.1ICresistor--masksandprocesssteps
4.2.2Designrules
4.2.3Sheetresistance
4.2.4LayoutdesignofanICresistor
4.2.5Diode--masksandprocesssteps
4.3MOSFETprocess
4.3.1NMOSFETprocessflowandlayout
4.3.2Localoxidationofsilicon
4.3.3CMOSnwellprocessflow
4.4BJTprocess
4.4.1BJTprocesssteps
4.4.2LayoutofanNPNBJTIC
References
Chapter5Integratedcircuits--conceptsanddesign
5.1NMOSdigitalcircuits
5.1.1NMOSdigitalcircuitsanalysis--logicandcalculation
5.1.2MOSISdesignrulesforNMOSICs
5.1.3LayoutsofNMOSlogicfamilies
5.2CMOSdigitalcircuits
5.2.1CMOSdigitalcircuitsanalysis
5.2.2MOSISdesignrulesforCMOSICs
5.2.3MOStransistorsinseries/parallelconnection
5.2.4CMOSinverter,NORgatesandNANDgates
5.2.5Ratioedlogicandcombinationalequivalentcircuit
5.2.6Dynamiccircuits
5.3MOSanalogcircuits
5.3.1MOSFETactiveresistorsandpotentialdividers
5.3.2MOSFETcommon-sourcestages
5.3.3CMOSpush-pullamplifiers
5.3.4MOSFETcurrentmirrors
5.3.5MOSFETdifferentialamplifiers
References
AppendixIPropertiesofsemiconductormaterials
AppendixIISymbolsandconstant
AppendixIIIL-EditQuickGuide

前言/序言

探索微观世界的奥秘：深入理解电子设备的核心原理 你是否曾好奇过，那些每天陪伴在我们身边的智能手机、电脑、甚至复杂的医疗设备，是如何如此精确而高效地工作的？它们内部那颗颗微小的芯片，隐藏着怎样的智慧与技术？《微电子学导论》（An Introduction to Microelectronics）这本书，正是为你揭开这层神秘面纱的钥匙，它将带领你踏上一段深入微电子学世界的精彩旅程，从最基础的原理出发，逐步构建起对现代电子科技核心的深刻理解。 这本书并非一本浅尝辄止的科普读物，而是以严谨的学术态度，系统地阐述了微电子学这一关键学科的基石。它面向的对象广泛，无论是对电子工程充满热情的初学者，还是希望系统梳理微电子学知识体系的学生，抑或是希望了解这一领域发展前沿的专业人士，都能从中获得宝贵的知识和启发。作者以其深厚的学识和清晰的逻辑，将复杂的概念层层剥离，用引人入胜的方式呈现，让你在学习过程中充满探索的乐趣。 从基础粒子到复杂集成电路：构建知识体系的基石 《微电子学导论》的开篇，便以最根本的物理原理为起点。它将带领你回顾并深入理解物质的微观结构，特别是半导体材料的独特属性。你将学习到为什么硅（Silicon）如此重要，它的原子结构是如何赋予它导电与绝缘之间微妙平衡的特性的。书中会详细讲解载流子的概念，包括电子（electrons）和空穴（holes），以及它们如何在半导体材料中运动。你还会接触到掺杂（doping）这一关键工艺，理解如何通过引入杂质来精确控制半导体的导电能力，从而为构建各种电子器件奠定基础。 在此基础上，本书将系统地介绍微电子学领域最基本的构建单元——晶体管（transistor）。你将深入了解不同类型的晶体管，例如双极结型晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。通过详尽的原理剖析和清晰的图示，你将理解晶体管是如何作为电子开关和放大器的，它们是如何通过控制电压或电流来操纵另一个电路的信号的。理解晶体管的工作原理，是理解所有现代电子设备功能的核心，这本书将为你打下坚实的基础。 深入剖析半导体器件：从二极管到集成电路的演进 在掌握了晶体管的基本原理后，本书将继续深入，剖析更复杂和更高级的半导体器件。你将学习到二极管（diode）的原理，理解它如何实现单向导电，并在整流、限幅等应用中发挥重要作用。随后，你将进入集成电路（Integrated Circuit, IC）的世界。这是一项革命性的技术，它允许将成千上万甚至数十亿个晶体管和其他电子元件制造在一个微小的芯片上。 书中会详细介绍各种类型的集成电路，包括模拟集成电路（Analog ICs）和数字集成电路（Digital ICs）。你将了解到运算放大器（operational amplifier）等模拟电路模块是如何被设计和应用的，它们在信号放大、滤波、比较等方面的关键作用。在数字集成电路方面，本书将深入讲解逻辑门（logic gates）——构成所有数字系统的基本逻辑单元。通过学习与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、异或门（XOR）等基本逻辑门的工作原理，你将能够理解它们是如何实现布尔代数的运算，并最终构建出复杂的组合逻辑电路（combinational logic circuits）和时序逻辑电路（sequential logic circuits），例如触发器（flip-flops）和计数器（counters），它们是构建处理器、存储器等核心数字系统的基石。 制造工艺的奥秘：从硅片到功能芯片的诞生 任何电子器件的实现，都离不开精密的制造工艺。《微电子学导论》并未止步于理论原理，而是将目光投向了芯片是如何从无到有诞生的。书中会为你揭示半导体制造过程中至关重要的环节，包括光刻（photolithography）——这是将电路设计图形转移到硅片上的关键步骤，以及刻蚀（etching）——用于去除不需要的材料，形成微小的导线和器件结构。 你还将了解到薄膜沉积（thin-film deposition）、扩散（diffusion）和离子注入（ion implantation）等工艺，它们是如何精确地改变半导体材料的电学特性，以及如何构建出复杂的器件结构。本书会让你对现代半导体制造的微观精度和复杂流程有一个直观而深刻的认识，理解为何芯片制造是当今世界上最具挑战性、也是技术最先进的产业之一。 理解电路设计与分析：从抽象到实现的桥梁 仅仅了解器件原理是不足以设计出功能的电子系统的。《微电子学导论》将为你提供分析和设计电子电路所需的工具和方法。你将学习到电路分析的基本定律和定理，例如基尔霍夫定律（Kirchhoff's laws）和欧姆定律（Ohm's law），以及如何应用它们来计算电路中的电压和电流。 本书还会介绍各种电路分析技术，包括节点分析（nodal analysis）和网孔分析（mesh analysis），让你能够系统地解决复杂的电路问题。在电路设计方面，你将接触到如何根据系统需求，选择合适的器件，并将其组合起来，构建出满足特定功能的电路。从简单的滤波器到更复杂的逻辑单元，你将逐步掌握将理论转化为实际电路的能力。 现代微电子学的展望：前沿技术与未来发展 随着科技的飞速发展，微电子学领域也在不断演进。《微电子学导论》的结尾，通常会触及一些当前和未来的前沿技术。这可能包括微处理器（microprocessor）的设计与架构，它们是计算机的“大脑”；存储器（memory）技术，如SRAM和DRAM，它们是数据存储的关键；以及一些正在兴起的新兴技术，例如纳米电子学（nanoelectronics）——探索在纳米尺度下工作的电子器件，或者新型半导体材料的应用。 本书将为你勾勒出微电子学领域的宏大图景，让你了解到这个学科是如何支撑起人工智能、物联网（IoT）、5G通信等一系列颠覆性技术的。它将激发你对这个充满活力和创新精神的领域的进一步探索欲望。 阅读《微电子学导论》，你将获得的不仅仅是知识，更是一种思维方式。 你将学会如何从微观层面去理解宏观世界的运作，如何用严谨的逻辑去分析复杂的问题，以及如何拥抱不断变化的技术前沿。这本书将是你进入微电子学精彩世界的理想起点，为你打开一扇通往无限可能的大门。无论你未来的职业道路指向何方，对微电子学的深刻理解，都将成为你不可或缺的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

我最近正在学习关于数字电路设计的部分，对于CMOS器件的开关特性和逻辑门的设计原理有些困惑。我希望这本书能够在这方面提供更深入的讲解，或许能通过一些实际的电路图示和仿真例子，来帮助我理解这些概念是如何在实际中应用的。如果书中能包含一些经典的数字逻辑电路的设计案例，那将非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，我对这本书的期望值是它能成为我学习微电子学过程中的一个可靠伙伴。我希望它不仅仅是一本理论书籍，更能激发我对这个领域的兴趣，甚至为我未来的学习和研究提供一些启示。一本好的教材，应该能够让读者在掌握知识的同时，也能感受到探索未知领域的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

我一直对电子设备内部的运作原理感到好奇，尤其是那些微小的芯片是如何完成如此复杂的计算和控制的。这本书在初次翻阅时，给我的整体印象是比较系统和全面的。它似乎涵盖了微电子学领域的基础概念，从半导体的物理特性到各种元器件的构成，再到集成电路的设计流程，都应该有涉及。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺吸引人的，深邃的蓝色背景搭配着银色的电路板纹路，给人一种科技感十足的感觉。我当初选择这本书，很大程度上是被这个封面所打动，觉得它能够代表着微电子学那种精妙复杂的内在世界。拿到书后，纸张的触感也相当不错，厚实而有质感，翻阅起来不会轻易撕裂，这对于一本要经常翻阅的教科书来说，是很重要的考量。

评分☆☆☆☆☆

对于一个初学者来说，找到一本能够清晰解释复杂概念的书籍至关重要。我期待这本书能够用通俗易懂的语言，配合恰当的图示和例子，来引导读者一步步深入了解微电子学的奥秘。我希望它不会上来就抛出大量的专业术语，而是能够循序渐进，让没有相关背景的读者也能逐渐建立起对这个领域的认知。