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绪论 1

0.1 电子科学与技术的发展历史 1

0.2 电子科学与技术的应用领域 3

0.3 基本内容与学科体系 5

0.4 集成电路与应用技术的进展 7

练习题 9

第1章 电子科学与技术概述 10

1.1 物理学基础 10

1.1.1 固体物理学 10

1.1.2 半导体物理学 12

1.1.3 纳米电子学 12

1.1.4 量子力学 14

1.2 基本电磁理论 14

1.3 半导体材料 16

1.4 工程中的电子器件 17

1.4.1 有源器件 18

1.4.2 无源电子器件 23

1.5 电子器件与系统 25

1.5.1 电子系统的器件概念 25

1.5.2 系统与器件的关系 26

1.5.3 绿色电子器件与系统的基本概念 27

1.6 应用电子系统分析的基本概念 28

1.6.1 建模与分析的概念 28

1.6.2 电路分析的应用概念 29

1.6.3 系统分析 34

本章小结 35

练习题 36

第2章 半导体物理基础 37

2.1 半导体物理学的基本内容 37

2.1.1 半导体晶体材料的基本结构 37

2.1.2 半导体晶体 39

2.2 半导体器件的物理概念与分析方法 40

2.2.1 基本半导体类型 40

2.2.2 半导体物理中的量子分析理论 42

2.2.3 半导体器件结构分析方法 42

2.3 半导体材料的电学特征 43

本章小结 44

练习题 44

第3章 电子科学与技术中的数学工具 45

3.1 数学分析 45

3.2 微分方程 47

3.3 场论 48

3.4 线性代数 49

3.5 积分变换 50

3.6 复变函数 52

3.7 数理统计与概率论 53

3.8 数学工具的应用方法 53

本章小结 55

练习题 55

第4章 基本半导体器件 57

4.1 二极管 57

4.1.1 二极管基本结构与技术特性 58

4.1.2 二极管分类 59

4.2 双极三极管 60

4.3 MOS场效应管与CMOS技术 66

4.4 结型场效应管 71

4.5 晶闸管 73

4.6 半导体电阻 74

4.7 半导体电容 75

4.8 半导体器件的模型概念 76

本章小结 77

练习题 77

第5章 电子系统工程分析方法与EDA工具 79

5.1 概述 79

5.1.1 电子系统中的模型概念 79

5.1.2 电子科学与技术分析中的宏模型 84

5.1.3 电子系统常用EDA工具简介 85

5.2 电子系统工程分析的目标与内容 89

5.2.1 电子系统分析的目标 89

5.2.2 电子系统分析的基本内容 92

5.2.3 电子系统分析的基本方法 92

5.3 电子系统仿真基本原理 93

5.3.1 电路的描述 94

5.3.2 电路综合 96

5.4 数字逻辑电路设计工具 96

5.4.1 数字逻辑电路的基本特征 97

5.4.2 VHDL语言 102

5.4.3 Verilog HDL语言 104

5.5 电子系统测试技术概念 107

5.6 绿色电子系统设计基本概念 109

本章小结 109

练习题 110

第6章 应用技术概述 111

6.1 系统实现技术 111

6.2 电路设计的基本方法 112

6.2.1 应用电路结构设计与建模 112

6.2.2 电路仿真模型与参数的设计 114

6.2.3 分析和设计工具的应用特征 115

6.2.4 电子电路测试设计与分析 117

6.2.5 电子系统电源电路设计与分析 120

6.3 典型模拟信号处理电路 121

6.3.1 放大器电路 121

6.3.2 信号发生器电路 123

6.3.3 模拟信号运算电路 125

6.3.4 滤波电路 128

6.3.5 模拟信号的变换电路 131

6.4 典型数字逻辑信号处理电路 133

6.4.1 组合逻辑电路 133

6.4.2 同步时序电路 135

6.5 绿色电子系统分析基本概念 136

本章小结 137

练习题 137

第7章 集成电路 138

7.1 集成电路的基本概念 139

7.1.1 集成电路的基本特征 139

7.1.2 集成电路分类 140

7.2 集成电路的基本结构 141

7.2.1 模拟集成电路的基本结构 141

7.2.2 数字集成电路的基本结构 142

7.3 集成电路中的基本电路模块 142

7.3.1 模拟集成电子技术中的基本电路模块 143

7.3.2 数字集成电路的基本模块 145

7.4 存储器集成电路 149

7.4.1 半导体存储器的基本概念 149

7.4.2 存储单元的基本结构 151

7.5 FPGA与CPLD器件 153

7.5.1 可编程逻辑器件的基本概念 153

7.5.2 可编程逻辑器件的基本结构 154

7.5.3 CPLD器件的基本结构 156

7.5.4 FPGA器件的基本结构 157

7.6 包含CPU的集成电路 158

7.6.1 微处理器 159

7.6.2 移动通信设备专用处理器 161

7.6.3 单片机 162

7.6.4 数字信号处理器件 163

7.6.5 微处理器系统 164

本章小结 165

练习题 165

第8章 电路制造工艺 166

8.1 电子产品制造的基本概念 166

8.1.1 电子制造工艺 166

8.1.2 电子元器件的工艺特征 168

8.1.3 工艺设计与管理 169

8.2 PCB制造 170

8.2.1 PCB技术概念 170

8.2.2 PCB制造工艺 171

8.2.3 PCB电路制造工艺 173

8.3 集成电路制造中的工艺技术 174

8.3.1 晶圆处理技术 176

8.3.2 掩膜技术 177

8.3.3 刻蚀技术 178

8.3.4 沉积技术 179

8.3.5 掺杂技术 180

8.3.6 外延技术 181

8.3.7 集成电路测试 181

8.4 制造工艺对设计的影响 182

本章小结 182

练习题 183

第9章 SoC技术 184

9.1 SoC技术的基本概念 184

9.1.1 SoC技术的基本定义 184

9.1.2 SoC技术的基本内容 185

9.1.3 SoC技术的应用 188

9.1.4 SoC技术应用要点 190

9.2 SoC器件分析 191

9.2.1 SoC器件的基本结构 191

9.2.2 SoC的CPU内核 192

9.2.3 SoC器件分析的基本内容 192

9.3 SoC器件设计方法与技术 194

9.3.1 自顶向下的设计方法 194

9.3.2 交互式设计模式 194

9.4 IP核技术 195

9.4.1 IP核设计 195

9.4.2 EDA技术和相关工具 196

9.4.3 可复用IP核的验证技术 197

9.5 混合信号SoC 器件 197

9.5.1 混合信号SoC器件中的模拟电路特征 198

9.5.2 混合信号SoC器件中的数字电路特征 199

9.5.3 混合信号SoC器件的设计技术 200

9.6 SoC应用设计概念 201

9.6.1 通信技术中 的 SoC设计 201

9.6.2 控制技术中的SoC设计 203

9.6.3 虚拟系统中的SoC设计 205

本章小结 205

练习题 205

第10章 电子信息系统 207

10.1 电子信息系统概述 207

10.1.1 电子系统与信息处理系统 207

10.1.2 信号与信息处理 209

10.1.3 电子信息系统的核心技术 209

10.2 电子信息处理系统基本结构 210

10.2.1 电子信息处理系统的组成 211

10.2.2 电子信息处理系统的逻辑结构 213

10.2.3 电子信息处理系统的物理结构 214

10.3 电子信息处理系统中的软件工程 215

10.3.1 软件工程的基本概念 215

10.3.2 基本算法及其概念 216

10.3.3 电子信息处理系统软件设计 218

10.4 绿色电子信息处理系统的设计与应用 219

本章小结 220

练习题 220

参考文献 222