微电子概论/高职高专电子信息类“十三五”规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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肖国玲 著

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出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560645940

版次：1

商品编码：12252416

包装：平装

丛书名： 高职高专电子信息类“十三五”规划教材

开本：16开

出版时间：2017-10-01

用纸：胶版纸

内容简介

　　随着微电子产业的快速发展以及国家对微电子产业的高度重视，促使更多高职毕业生投身微电子产业。本书提供微电子技术的入门级知识，全书共分为七章，具体包括微电子产业介绍、半导体分立器件和集成电路、集成电路(IC)设计、微电子制造工艺概述、微机电系统(MEMS)、光电器件以及新型半导体材料。针对微电子产业专业术语多的特点，书后附录有集成电路常用缩略语，便于读者及时查阅。
　　本书结构清晰，语言通俗易懂，非常适用于教学、培训和自学。本书可作为高职微电子技术专业学生的专业教材，或其他非微电子专业学生的物联网平台教材，也可作为其他微电子从业人员的参考书。

现代电子技术前沿：从纳米尺度到智能互联 在信息时代飞速发展的今天，电子技术已经渗透到我们生活的方方面面，从掌中的智能手机，到遍布城市的智能交通系统，再到深刻改变医疗、工业、通信等领域的尖端技术，无不依赖于日新月异的电子技术发展。本书旨在为读者提供一个全面、深入且与时俱进的现代电子技术概览，勾勒出从微观的器件原理到宏观的系统应用的全景图，特别关注当前和未来电子信息领域的发展趋势与核心技术。 第一部分：微纳世界的基石——半导体器件与集成电路 电子技术的核心离不开半导体材料及其构成的微观世界。本部分将带领读者走进半导体器件的奇妙领域，解析其工作原理，并在此基础上深入探讨集成电路（IC）的发展历程、制造工艺以及各类典型集成电路的功能与应用。 半导体物理基础与器件原理： 我们将从原子结构、能带理论出发，解释本征半导体和杂质半导体的导电特性，重点讲解 PN 结的形成原理和二极管的单向导电性。在此基础上，深入剖析双极型晶体管（BJT）和金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）的工作机制，阐述其放大和开关特性，这是现代电子电路的基础。我们将比较不同器件的优劣，分析它们在不同应用场景下的适用性。 集成电路的诞生与演进： 从分立元件到集成电路，这是一场革命性的飞跃。本书将追溯集成电路从发明到大规模集成的历史脉络，介绍集成电路的分类（模拟集成电路、数字集成电路、混合信号集成电路），以及不同集成度的概念（小规模、中规模、大规模、超大规模集成电路）。我们将详细讲解半导体制造工艺的核心环节，包括光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入等，让读者了解如何将数百万甚至数十亿个晶体管集成在一块小小的芯片上。 典型集成电路及其应用： 本部分将聚焦一些对现代电子技术至关重要的集成电路类型。例如，我们将讲解运算放大器（Op-amp）作为模拟信号处理核心的原理和应用，以及其在信号放大、滤波、信号生成等方面的广泛用途。对于数字集成电路，我们将重点介绍逻辑门电路、触发器、计数器、寄存器等基本数字电路模块，以及它们如何构成复杂的数字系统，如微处理器（MPU）和微控制器（MCU）。此外，我们还会触及存储器芯片（RAM、ROM、Flash Memory）的结构与原理，它们是信息存储的基石。 第二部分：信号的捕捉、处理与传输——现代通信与信息处理 电子技术的核心在于对信息的获取、处理、传输和存储。本部分将聚焦于现代通信系统和信息处理技术，揭示电子技术如何赋能信息的无处不在。 模拟与数字信号处理： 尽管数字技术占据主导地位，但模拟信号的处理依然重要。我们将介绍模拟信号的采样、量化、编码过程，以及数字信号的处理技术，如数字滤波、快速傅里叶变换（FFT）等，它们在音频、视频、图像处理等领域扮演着关键角色。我们将探讨模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的工作原理及其在信号链中的重要性。 现代通信系统原理： 从无线电波的传播到光纤通信的飞速发展，通信技术一直是电子技术的重要应用领域。我们将概述通信系统的基本组成部分（信源、信道、调制解调、接收端），并深入讲解调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）等模拟调制技术，以及幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）、相移键控（PSK）和正交幅度调制（QAM）等数字调制技术。我们将介绍多址技术（FDMA, TDMA, CDMA, OFDMA）如何实现多用户共享通信资源，以及编码技术（纠错码）如何提高通信的可靠性。 无线通信技术： 随着移动通信的普及，无线通信技术的研究和应用尤为突出。我们将介绍蜂窝网络（2G, 3G, 4G, 5G）的技术演进，分析其在数据速率、延迟、连接密度等方面的提升。我们将深入探讨射频（RF）电路的关键技术，包括低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）、混频器、锁相环（PLL）等，它们是无线通信设备的核心。此外，我们将关注Wi-Fi、蓝牙等短距离无线通信技术的发展及其在物联网（IoT）中的应用。 光通信技术： 光纤通信以其高带宽、低损耗的优势，成为现代高速通信的主干。我们将介绍光信号的产生（激光器、LED）、传输（光纤）和接收（光电探测器）原理，以及光调制、光解复用等关键技术。我们将探讨光网络架构，如无源光网络（PON）和密集波分复用（DWDM），它们支撑着互联网的骨干。 第三部分：智能的触角——嵌入式系统、传感器与物联网 当今世界正朝着智能化、互联化的方向迈进，电子技术在其中扮演着不可或缺的角色。本部分将聚焦于嵌入式系统、各类传感器以及蓬勃发展的物联网，探讨它们如何构建起智能世界的基石。 嵌入式系统设计与应用： 嵌入式系统是集成在特定设备中，用于实现特定功能的计算系统。我们将深入剖析嵌入式系统的硬件组成（微处理器/微控制器、存储器、外设接口）和软件组成（操作系统、驱动程序、应用软件），并介绍嵌入式系统开发流程，包括硬件选型、软件编程、调试和集成。我们将分析嵌入式系统在汽车电子、工业控制、消费电子、医疗器械等领域的广泛应用。 各类传感器技术： 传感器是感知世界的“眼睛”和“耳朵”。本部分将系统介绍各类常用传感器的工作原理及其应用，包括： 温度传感器： 热敏电阻、热电偶、集成温度传感器等。 压力传感器： 压阻式、电容式、压电式等。 位移与接近传感器： 光电传感器、霍尔传感器、超声波传感器、电感式、电容式接近传感器等。 加速度与陀螺仪传感器： MEMS 加速度计、角速度传感器（陀螺仪）在姿态测量、运动捕捉中的应用。 图像传感器： CCD、CMOS 图像传感器的成像原理及其在数码相机、安防监控中的应用。 环境传感器： 气体传感器、湿度传感器、光照传感器等。 生物传感器： 在医疗健康领域的应用，如血糖传感器。 物联网（IoT）的架构与关键技术： 物联网是连接物理世界与数字世界的桥梁。我们将详细介绍物联网的典型架构，包括感知层（传感器、执行器）、网络层（通信协议、网络设备）和应用层（数据处理、平台服务）。我们将重点探讨物联网中的通信协议，如MQTT、CoAP、LoRaWAN等，以及数据采集、边缘计算、云计算在物联网中的作用。我们将分析物联网在智慧家居、智慧城市、工业物联网（IIoT）、智能农业等领域的应用场景和发展前景。 第四部分：计算的智慧——微处理器、FPGA与人工智能硬件 现代电子技术的发展离不开强大的计算能力，微处理器、FPGA以及针对人工智能的专用硬件正在不断突破计算的极限。 微处理器（MPU）与微控制器（MCU）： 我们将深入剖析微处理器的架构，包括指令集、流水线、缓存等，以及微控制器（MCU）的特点，它通常集成了CPU、存储器和各种外设接口，适合于嵌入式应用。我们将介绍它们在个人电脑、服务器、手机、家用电器等领域的应用。 现场可编程门阵列（FPGA）： FPGA 提供了一种高度灵活的硬件设计平台，允许用户在芯片上配置逻辑电路。我们将介绍 FPGA 的基本结构、配置原理，以及它在高速信号处理、定制化硬件加速、通信设备、航空航天等领域的优势。 人工智能（AI）硬件加速： 随着深度学习的兴起，对高性能计算的需求空前高涨。我们将介绍图形处理器（GPU）在并行计算方面的强大能力，以及其在深度学习训练中的关键作用。我们还将探讨张量处理单元（TPU）、神经网络处理器（NPU）等专门为 AI 计算设计的硬件架构，分析它们在推理和训练任务中的优势，以及它们如何推动 AI 技术的落地应用。 展望未来：电子技术的挑战与机遇 本书的最后一章将带领读者展望电子技术的未来发展方向，包括： 摩尔定律的挑战与延续： 探讨传统硅基半导体技术的物理极限，以及量子计算、新材料（如石墨烯、二维材料）等前沿技术在下一代计算和电子器件中的潜力。 更高集成度与更低功耗： 分析三维集成、异构集成等先进封装技术如何实现更高的集成度和更优异的性能，同时探讨低功耗设计在日益增长的移动设备和物联网中的重要性。 AI 与电子技术的深度融合： 探讨 AI 如何反哺电子设计自动化（EDA）工具，实现更高效的芯片设计；AI 如何驱动新型传感器和执行器；以及 AI 如何在边缘设备上实现更智能的本地处理。 可持续发展与绿色电子： 关注电子产品的环境影响，探讨绿色设计、可再生能源在电子设备中的应用，以及电子废弃物的回收与处理。 通过本书的学习，读者将对现代电子技术有一个系统、深入的认识，理解当前电子信息类技术的核心原理、发展现状以及未来的发展趋势。这不仅是理论知识的积累，更是为投身于电子信息领域的研究、开发、设计与创新奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找一本能够帮助我理解现代电子设备“心脏”——微处理器的书籍，而这本书给我带来了惊喜。它不仅仅是简单介绍CPU的结构，而是从更基础的半导体器件原理讲起，如晶体管是如何工作的，为何它们能实现开关功能，进而如何构建逻辑门，最终堆叠成复杂的处理器。书中对半导体物理的解释，虽然简练，但抓住了核心要点，让我对材料的导电性、能带结构等有了基本的概念。让我印象深刻的是关于CMOS工艺的介绍，它解释了为什么CMOS技术如此普及，以及它在低功耗、高集成度方面的优势。此外，书中对不同类型的存储器，如DRAM和NAND Flash的原理和应用也进行了介绍，这让我对手机、电脑等设备的数据存储有了更深的理解。这本书的优点在于，它能够将看似庞杂的微电子技术，通过合理的结构和清晰的讲解，整合成一个易于理解的整体。对于想要了解电子产品核心技术，或者希望在这个领域找到自己发展方向的人来说，这本书无疑提供了一个很好的起点。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在电子信息技术行业摸爬滚打了多年的从业者，一直以来，总感觉自己的知识体系在微电子这个核心领域有些薄弱。市面上有很多技术书籍，但要么过于理论化，要么太偏重某一细分领域。这本书的出现，恰恰填补了我在这方面的空白。它以一种宏观的视角，系统地梳理了微电子技术的发展脉络和核心内容，从半导体物理基础到器件原理，再到集成电路的制造与设计，讲解得既有深度又不失广度。特别是关于工艺流程的部分，详细介绍了光刻、刻蚀、薄膜沉积等关键步骤，以及它们对器件性能的影响，这对于我理解生产中的瓶颈和优化工艺非常有帮助。书中对不同类型集成电路的介绍，如模拟集成电路和数字集成电路，以及它们各自的特点和应用场景，也让我对整个行业有了更清晰的认知。我尤其欣赏作者在讲解过程中，能够将理论知识与实际应用紧密结合，例如在介绍功耗管理时，引用了实际芯片的设计案例，这让我能够更直观地理解抽象的概念。总的来说，这本书对于想深入了解微电子技术，或者希望在现有基础上拓展微电子知识体系的从业者来说，是非常有价值的参考书。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书时，我最看重的是它是否能帮助我建立起对微电子领域的系统性认知，而不是零散的知识点堆砌。这本书在这方面做得非常出色。它从材料入手，讲到器件，再到电路，最后是系统，整个脉络非常清晰。我尤其赞赏作者在讲解过程中，能够将不同概念之间的联系梳理得井井有条，比如如何从PN结的形成引申到晶体管的工作原理，再如何利用晶体管搭建逻辑电路，最终实现复杂的计算功能。书中对于集成电路制造工艺的介绍，虽然不至于深入到每一个化学反应，但却精准地描绘出了整个流程的关键环节，让我能够理解为什么芯片的制造成本如此之高，以及每一个步骤的精度要求。同时，书中也探讨了微电子技术在通信、能源、医疗等各个领域的重要应用，这让我看到了这个学科的广阔前景和实际价值。这本书的语言风格非常专业且严谨，但又不失可读性，即使是初次接触微电子领域的人，也能在细心研读后有所收获。它不仅是一本教材，更像是一次关于微电子世界的精彩导览。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对电子技术充满好奇心的学生，我一直渴望能有一本书，能够系统而全面地介绍微电子技术。这本书正好满足了我的需求。它的编排逻辑非常清晰，从最基础的半导体概念入手，逐步深入到更复杂的集成电路原理。书中大量的图例和流程图，帮助我理解了那些抽象的技术概念，比如二极管和三极管的伏安特性曲线，CMOS电路的逻辑门实现等等，都通过生动的图示变得直观易懂。我特别喜欢书中关于集成电路设计的部分，详细介绍了版图设计、逻辑综合、时序分析等关键流程，这让我第一次了解到“芯片”是如何被创造出来的。此外，书中还穿插了一些历史发展和未来趋势的介绍，让我对微电子技术的发展有了更宏观的认识，也激发了我对这个领域未来研究方向的兴趣。这本书的语言风格也很适合学生阅读，不会过于晦涩难懂，但又能保证内容的严谨性。我感觉通过阅读这本书，我对电子元器件的认识不再停留在表面，而是能够理解其内在的工作原理，这对于我后续深入学习其他电子信息类课程打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的让我受益匪浅！我之前对微电子领域一直是一知半解，总觉得它高深莫测。但这本书的讲解方式简直太棒了，作者用非常通俗易懂的语言，把复杂的概念一一剖析开来，就像剥洋葱一样，层层递进，让我逐渐领略到微电子世界的奥妙。从最基础的半导体材料特性讲起，到PN结、MOSFET等关键器件的工作原理，再到集成电路的设计流程，每一个环节都讲得特别细致，而且配有大量的图示和实例，让我能清晰地看到每一个原理在实际中的应用。尤其让我印象深刻的是关于CMOS技术的部分，作者花了相当大的篇幅来解释其优越性以及在现代集成电路中的核心地位，这让我对手机、电脑等电子产品背后的技术有了更深的认识。此外，书中还涉及了一些前沿的微电子技术，例如MEMS和光电子技术，虽然篇幅不多，但足以激起我对这些领域的兴趣，让我知道未来的微电子发展方向。这本书对于初学者来说，绝对是一本不可多得的入门宝典，它不仅传授了知识，更重要的是培养了我对微电子学的兴趣和信心，感觉自己真的打开了新世界的大门。