世界第一簡單半導體 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

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　　本書以漫畫來解說半導體。是從物理學、物理工程的角度，來解說半導體物質的特性，以及半導體如何活用在電子電路中。

　　由於大多數解說半導體的入門書，都著重於我們日常生活中運用半導體的電子技術，而非半導體本身的性質。結果，讀者隻能碰到半導體知識的皮毛，很難追求更上一層樓的知識。

　　本書盡量避免一般入門書中的簡單舉例，而是盡可能描繪齣現實的物質特性。

本書特色

　　一切物質的元素、原子，要如何連接在一起？物質之中的電子，又如何運送電力？半導體元素中的電子軌域是什麼？如何影響導電性？導電性又對半導體造成何種影響？瞭解這些理論，就能明白半導體真正的意義。

　　漫畫→圖解→說明

　　本書以生動有趣的漫畫及故事的串連，將抽象、復雜的半導體知識融入其中，盡量避免一般入門書的簡單舉例，而是盡可能多所描述半導體本身的性質，在少爺與女僕的搞笑漫畫中，不知不覺在看故事的過程中就能瞭解半導體復雜的相關知識。

作者簡介

澀榖道雄

　　1971年畢業於日本東海大學工學院電子工程係。

　　曾在民間醫療機構的研究所中擔任NMR等方麵之研究員，在外資半導體廠中進行MOS製品的開發、企劃、設計等，以及經曆半導體公司技術部門，目前擔任電子零件公司「三共社有限公司」董事。著作有：「用Excel學會訊號分析與數值模擬」，「用Excel學會傅立葉轉換」，「圖解傅立葉分析」（世茂齣版）等。

審訂者簡介

魏哲弘

　　大同大學機械工程係副教授，薄膜力學與微流體晶片實驗室主持人。國立颱灣大學機械工程學士，美國卡內基美隆大學機械工程碩士，賓州大學機械工程博士。專長機械固力、微機電係統、半導體製程，MEMS。相關研究領域：(1) 薄膜機械性質探討、(2) 微流體混閤晶片、(3) 應用感溫性水膠於微閥體、(4) 介電泳細胞分離生物晶片、(5) 細胞裂解生物晶片。

譯者簡介

李漢庭

　　1979年生，畢業於國立海洋大學電機係，自學日文小成。2003年進入專利事務所開始從事翻譯工作，2006年底開始從事書本翻譯。領域從電機專利文件乃至於生活小常識、醫學科技等的中日對譯，樂於在工作中吸收新知識。目前嘗試將作品觸角延伸到特殊造型與影像創作，往後仍希望能接觸更多領域，增加知識廣度，同時磨練文筆。譯有《3小時讀通奈米科技》、《圖解有趣的設計心理學》（世茂齣版）、《3年300人超速人脈養成術》（智富齣版）、《有機神話的謊言》（世潮齣版）等。

現代電子工程基礎與實踐 第一部分：基礎理論的深度剖析與應用 本書旨在為電子工程領域的初學者和希望鞏固基礎知識的專業人士提供一套全麵、深入且實用的理論框架。我們著重於從最基本的物理原理齣發，係統闡述電子元件的特性、電路分析方法，以及信號處理的基礎概念。 第一章：電子學基本定律與元件特性 本章將迴顧並深入解析構成現代電子係統的核心定律，包括歐姆定律、基爾霍夫定律（KCL和KVL）的嚴謹推導及其在復雜網絡分析中的應用。隨後，我們將詳細探討電阻、電容和電感這三種基本無源元件的物理本質、它們在時域和頻域中的行為差異。特彆地，我們將用大量實例說明電容的充放電過程以及電感在電流變化時所體現的儲能特性。此外，本章還將引入阻抗（Impedance）的概念，作為交流電路分析的強大工具，並對比分析串聯和並聯諧振電路的特性及其工程意義。 第二章：半導體物理與PN結理論 雖然本書側重於應用，但對半導體物理基礎的掌握至關重要。本章將係統介紹半導體材料的能帶理論，區分導體、絕緣體和半導體的內在區彆。我們將詳細闡述本徵半導體和摻雜（N型和P型）半導體的載流子遷移率、濃度及其溫度依賴性。核心內容在於PN結的形成、勢壘區的建立、以及在不同偏置電壓下（零偏、正偏、反偏）的電流-電壓（I-V）特性麯綫的物理機製解釋。我們將特彆關注齊納擊穿和雪崩擊穿的現象及其在穩壓器件設計中的利用。 第三章：放大電路的構建與分析 本章是模擬電子學的基礎核心。首先，我們將介紹二極管作為開關和限幅元件的應用。隨後，重點轉嚮雙極性結型晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET，包括JFET和MOSFET）。對於BJT，我們將深入分析共射極、共集電極和共基極三種基本組態的電壓增益、電流增益和輸入/輸齣阻抗的計算方法。我們將探討晶體管的直流偏置電路設計，確保其工作在閤適的Q點，並討論各種穩定偏置電路（如分壓器偏置）的優缺點。對於FET，我們將側重於其高輸入阻抗的優勢及其在電壓放大器中的應用。本章的實踐部分將包含對單級放大器頻率響應的分析，計算其低頻截止頻率和高頻截止頻率。 第四章：集成運算放大器（Op-Amp）的理想與非理想模型 運算放大器是現代電子係統中最萬能的“積木塊”之一。本章將從理想運放的五個假設齣發，推導其基本運算電路，如反相放大器、同相放大器、加法器、減法器和積分器、微分器的數學模型。隨後，我們將引入非理想特性，如有限的開環增益、輸入失調電壓、共模抑製比（CMRR）以及壓擺率（Slew Rate）的限製，並分析這些參數對實際電路性能的影響。本章還包含對有源濾波器設計（如巴特沃值、切比雪夫濾波器）的詳細講解，重點關注二階濾波器單元的實現。 第二部分：數字電子學與邏輯係統 本部分將從離散信號的世界切入，構建數字係統的基礎單元，並逐步過渡到復雜的組閤邏輯和時序邏輯電路的設計與實現。 第五章：布爾代數與組閤邏輯設計 本章建立在對二進製數係統（包括補碼錶示法）的理解之上。我們將詳細闡述布爾代數的基本公理和定理，這是所有數字邏輯的基礎。重點講解使用卡諾圖（Karnaugh Maps）和Quine-McCluskey方法進行邏輯函數的化簡，以最小化硬件資源。隨後，我們將介紹基本邏輯門（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的物理實現原理，並重點分析NAND和NOR門作為通用門的強大能力。本章的實踐部分涵蓋加法器、譯碼器、多路復用器（MUX）和數據分配器（DEMUX）的設計與應用。 第六章：時序邏輯電路與狀態機 與組閤邏輯不同，時序邏輯電路的輸齣不僅依賴於當前的輸入，還依賴於電路過去的狀態。本章首先介紹鎖存器（Latch）和觸發器（Flip-Flop，如SR, D, JK, T型）的工作原理、特性錶和狀態圖。我們將深入分析主從結構和邊沿觸發機製，以避免毛刺和競爭冒險。核心內容在於有限狀態機（FSM）的設計，我們將使用穆爾（Moore）和米利（Mealy）模型來描述係統行為，並提供完整的狀態圖到硬件描述語言（如VHDL或Verilog的初步概念，側重於結構化描述）的轉換流程，用於設計計數器和寄存器組。 第七章：半導體存儲器與可編程邏輯器件 現代計算係統的性能極大地依賴於高效的存儲結構。本章將剖析不同類型的半導體存儲器，包括靜態隨機存取存儲器（SRAM）和動態隨機存取存儲器（DRAM）的基本單元結構、讀寫時序和延遲特性。此外，也將簡要介紹隻讀存儲器（ROM, PROM, EPROM, EEPROM）的工作原理。隨後，我們將探討可編程邏輯器件（PLD）的演進，重點介紹可編程邏輯陣列（PLA）和可編程陣列邏輯（PAL）的基本架構，以及現場可編程門陣列（FPGA）的宏單元概念，為係統級設計打下基礎。 第三部分：信號處理與係統集成 本部分將目光從單個電路擴展到信號在係統中的流嚮和轉換，重點關注模擬信號嚮數字信號的轉化過程及其關鍵技術。 第八章：數據轉換技術：ADC與DAC 在物理世界和數字世界交匯之處，數據轉換器（ADC和DAC）扮演著至關重要的角色。本章首先詳細介紹數模轉換器（DAC），包括電阻梯形網絡DAC和R-2R梯形DAC的結構、分辨能力和轉換時間。隨後，我們將深入分析模數轉換器（ADC），涵蓋並聯比較型、逐次逼近型（SAR）以及積分型ADC的工作流程和優缺點。本章將重點討論量化誤差、有效位數（ENOB）和采樣定理（Nyquist-Shannon Theorem），解釋為什麼必須進行抗混疊濾波。 第九章：反饋控製係統導論 反饋是穩定和精確控製的基礎。本章將從係統框圖的繪製入手，定義開環和閉環係統的概念。我們將使用拉普拉斯變換工具來描述綫性時不變（LTI）係統的動態特性，推導齣係統的傳遞函數。核心分析工具是係統的穩定性判據，我們將通過根軌跡法和奈奎斯特圖來分析係統的極點位置和相位裕度/增益裕度，確保閉環係統的穩定性和瞬態響應的優化。本章還將引入PID控製器（比例-積分-微分）的基本結構及其在消除穩態誤差和改善動態性能中的作用。 第十章：電磁兼容性（EMC）與電路布局實踐 一個在麵包闆上工作良好的電路，在PCB上可能因輻射和耦閤問題而失效。本章聚焦於實際工程中最常遇到的挑戰之一：電磁兼容性。我們將講解電磁乾擾（EMI）的産生機製，包括串擾、電源噪聲耦閤和地綫迴流路徑問題。內容涵蓋PCB設計中的關鍵布局原則，如電源和地平麵的分割、關鍵信號綫的阻抗控製（微帶綫和帶狀綫）、以及屏蔽和濾波器的選擇與放置，旨在指導讀者設計齣低噪聲、高可靠性的電子産品。 結語 本書旨在構建一個堅實的、可應用於多種工程領域的電子係統知識體係，強調理論與實踐的緊密結閤，確保讀者不僅理解“是什麼”，更能掌握“如何做”。

第1章 什麼是半導體
第2章 類比和數字的世界
第3章 半導體零件及其材料
第4章 萬物之源──原子
第5章 混有雜質的單晶體矽
第6章 雜質半導體的應用──二極管和晶體管

评分☆☆☆☆☆

每次逛電子産品店，看到那些小巧精緻的芯片，我都會感到好奇，這麼小的東西，怎麼能承載如此強大的功能？《世界第一簡單半導體》這個名字，讓我覺得它終於能揭開這些“魔法”背後的秘密瞭。我希望這本書能從一個更貼近我們生活的角度，解釋半導體是如何工作的。比如說，我用的智能手機，裏麵的處理器是怎麼讓APP流暢運行的？電視機是如何接收信號並且顯示畫麵的？汽車裏的電子係統又是如何協同工作的？我特彆希望這本書能用生動形象的比喻，或者具體的案例，來解釋那些抽象的技術概念。比如，它會不會用“水管”來比喻電流的流動？或者用“積木”來比喻芯片的架構？我希望這本書能讓我明白，那些我們每天都在使用的電子産品，它們的“心髒”——半導體，到底是怎麼“跳動”的。如果它能讓我對身邊的科技産品産生更深的理解和欣賞，那我絕對會愛上這本書。我希望能看到那些讓我“啊，原來如此！”的瞬間，從而對科技産生更濃厚的興趣。

评分☆☆☆☆☆

哇，看到《世界第一簡單半導體》這個書名，我真的眼睛都亮瞭！作為一個對科技充滿好奇，但又常常被各種復雜名詞嚇退的普通人，這個書名簡直就像黑暗中的一道曙光。我一直覺得半導體是現代科技的基石，從我們手機的芯片到電腦的處理器，再到傢裏的各種智能電器，背後都有半導體的身影。但每次看到新聞裏提到半導體産業，總覺得雲裏霧裏的，什麼製程、晶圓、IP核，聽起來就讓人頭大。所以，當看到“世界第一簡單”這幾個字，我內心的渴望就被瞬間點燃瞭。我迫切地希望這本書能像一位耐心的老師，用最淺顯易懂的語言，一步一步地引導我理解半導體到底是什麼，它為什麼這麼重要，又是如何一步步發展到今天這個地步的。我期待這本書能讓我不再對這個神秘的領域感到畏懼，甚至能激發齣我進一步探索的興趣。我希望能瞭解半導體材料的種類，它們各自有什麼特性，以及在不同的應用場景下，為什麼會選擇某種特定的材料。而且，我也很好奇，製造一顆小小的芯片，到底需要經過多少道復雜的工序，每一步又扮演著什麼關鍵角色。這本書如果能讓我對這些問題都有一個清晰的認識，那絕對是物超所值瞭。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我一直對科技發展史蠻有興趣的，尤其是那些改變世界的重要發明。半導體絕對是其中之一，沒有它，就沒有我們現在的生活。但很多書講到半導體，動不動就是物理原理、量子力學，看得我頭暈眼花，根本跟不上節奏。所以，《世界第一簡單半導體》這個名字，就好像一位知心朋友，拍著我的肩膀說：“彆怕，我來幫你！”我特彆期待這本書能從一個更宏觀的角度，講述半導體産業的起源和發展脈絡。我想知道，最開始是誰發現瞭半導體的神奇之處？那些偉大的科學傢和工程師們，他們是如何剋服重重睏難，將理論轉化為實際産品的？有沒有一些有趣的故事或者傳奇人物，他們的經曆能讓我在學習知識的同時，也感受到一股力量？我也想瞭解，半導體産業的發展，是如何與人類社會的進步緊密相連的？它催生瞭哪些新的科技革命？又對我們的日常生活産生瞭哪些深遠的影響？如果這本書能像一部精彩的紀錄片一樣，將這些故事娓娓道來，我相信我會看得津津有味，並且對半導體這個領域産生更深刻的認同感和敬畏感。我希望它能描繪齣半導體産業從無到有、從小到大的壯麗圖景，讓我感受到人類智慧的偉大力量。

评分☆☆☆☆☆

我一直有個模糊的想法，就是想要自己設計一些簡單的小電子産品，但苦於沒有基礎知識。每次上網搜索相關的教程，看到的都是各種電路圖和專業術語，看得我心灰意冷。《世界第一簡單半導體》這個書名，簡直就是為我量身定做的！我特彆期待這本書能夠提供一些非常基礎的、實操性的知識。比如說，最簡單的半導體器件，比如二極管和三極管，它們到底有什麼用？我們怎麼用它們來構建一些簡單的電路？有沒有一些入門級的電子項目，可以讓我跟著書中的步驟一步一步完成？我希望能從最基礎的“搭建”開始，慢慢理解半導體的應用。我希望這本書能提供一些實用的建議，比如需要準備哪些工具和材料，以及在實際操作中需要注意哪些事項。如果它能讓我真正動手做齣一些小玩意兒，那將是多麼大的成就感！我希望這本書能成為我進入電子製作領域的敲門磚，點燃我的動手實踐熱情。

评分☆☆☆☆☆

我最近因為工作關係，需要瞭解一些關於科技趨勢的資訊，而半導體無疑是其中最熱門的領域之一。但作為一個非專業人士，我常常感覺信息量太大，而且很多術語都像天書一樣，根本不知道從何下手。《世界第一簡單半導體》這個書名，就完美地契閤瞭我當下最迫切的需求。我希望這本書能讓我快速建立起對半導體産業的基本認知，明白它在整個科技生態中的地位和作用。我期待它能夠清晰地解釋，什麼是“摩爾定律”？為什麼它對半導體産業如此重要？未來的半導體技術，又會朝著哪個方嚮發展？有沒有一些新興的技術，比如人工智能對芯片設計的影響，或者量子計算對傳統半導體帶來的挑戰？我希望這本書能為我提供一個清晰的行業概覽，讓我能夠理解當下熱點話題的背景，並且對未來的科技發展有一個初步的判斷。如果這本書能夠幫助我快速掌握關鍵信息，並且對半導體行業有一個更具前瞻性的認識，那麼它絕對是我需要的那一本。我希望它能幫助我跟上科技發展的步伐，並且在與人交流時，能有更深入的見解。