數位邏輯設計（第四版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本書由如何設計數位電路開始講解，到讓讀者能實際設計數位電路為止。也就是利用最淺顯的原理，將理論和實際應用連係在一起，使讀者能將所學應用在日常生活當中，即使在撰寫程式時，也會利用到本書的邏輯設計觀念。

　　作者在本書中不斷灌輸思考邏輯，揭示簡單扼要而意義深遠的法則，使讀者真正能學以緻用。以簡約的單純來啓動大腦的連結，精通數位邏輯的設計與應用，進而提升讀者在數位領域中的設計技能。

　　全書共9章，分為五大部分：第一部分為數位邏輯的基礎，第1章先為讀者建立進製演算的基礎，第2章闡述邏輯閘及其應用；第二部分為數位邏輯的設計，第3章講述布林代數，第4章介紹加法器與減法器，第5章說明編碼與多工的設計；第三部分為計數的電路分析與設計，在第6章介紹各種正反器，設計齣同步計數器、時脈邊緣觸發電路；第四部分第7章講述布林代數化簡法則與利用狀態變遷工具設計電路之方法，是FPGA的基本概念，第8章介紹移位暫存器的應用，並闡述多項式的概念；第五部分以第9章討論數位邏輯的最高境界次序網路，這對於實際電梯升降控製、機器人動作執行以及相關的自動控製領域上均十分重要，希望能帶給讀者廣泛的應用視野。

　　各章章末均有作業題，供讀者讀完該章之後自行演練。除瞭章末作業之外，作者考量教學需求，也在適當章節之間安排瞭兩次段考模擬考題，讓讀者學習一段落之後可以總結復習。本書中所設計的題目均非常實用，期待對邏輯設計的讀者有更大的助益。作業及段考題的解答均附在書中，方便自學讀者自行研讀。

　　第四版新增第8章，並更新部份章末作業及段考試題。

 

電子學基礎原理與實踐：麵嚮現代工程應用的係統設計指南 本書聚焦於構成現代電子係統的核心基礎理論與實用工程技術，旨在為電氣工程、計算機工程及相關領域的學生與專業人士提供一本全麵、深入且與時俱進的參考手冊。全書內容嚴格圍繞電子係統從基礎元件到復雜集成電路的實現路徑展開，不涉及數字邏輯設計（如布爾代數、組閤與時序邏輯電路設計等）的特定內容。 本書的編撰秉持嚴謹的科學態度和強烈的應用導嚮，緻力於構建一個堅實的模擬與混閤信號電路設計知識體係，這是所有高性能電子産品得以實現的關鍵。我們相信，對半導體物理、器件特性、反饋理論以及噪聲控製的深刻理解，是創新電子係統設計的基石。 --- 第一部分：半導體器件的物理基礎與特性分析 本部分詳細闡述瞭構成現代電子係統的核心有源器件——半導體結型晶體管（BJT）和場效應晶體管（MOSFET）的物理工作原理及其在電路層麵的建模與特性分析。 第一章：半導體基礎物理迴顧 本章首先迴顧瞭固體物理學的基本概念，重點討論瞭晶體結構、能帶理論在半導體中的體現。深入分析瞭本徵半導體、N型和P型摻雜的機製及其載流子（電子和空穴）的遷移率、漂移和擴散電流。重點講解瞭PN結的形成、勢壘電位、以及在不同偏置條件下（平衡、正嚮、反嚮）的電流-電壓（I-V）特性，這是所有後續器件分析的基礎。 第二章：雙極性結型晶體管（BJT）的深入研究 本章專注於BJT的結構、工作原理及其在電路中的應用。詳細分析瞭載流子在基區、發射區和集電區的輸運過程，推導齣Ebers-Moll模型和簡化混閤π模型。對BJT的放大區、截止區和飽和區的工作點進行瞭詳盡的數學描述。特彆強調瞭BJT的非理想效應，如歐姆區、早期效應（Early Effect）的影響以及高頻特性（$eta$滾降）。本章通過大量的實例，指導讀者如何利用BJT構建基礎的電流源、電壓基準和初步的放大電路。 第三章：金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET） MOSFET是現代集成電路設計中應用最為廣泛的器件。本章從MOS結構開始，係統闡述瞭其工作機理。深入分析瞭溝道形成、閾值電壓的確定及其對柵氧厚度和襯底摻雜的依賴性。詳細討論瞭MOSFET的“亞閾值”、“綫性區”（歐姆區）和“飽和區”的I-V特性方程。本章對MOSFET的寄生參數——包括柵極輸入電容、源/漏端結電容、溝道長度調製效應——進行瞭量化分析，為高速電路設計奠定基礎。 --- 第二部分：模擬電路基礎與性能分析 本部分將基礎器件轉化為可用的放大單元，並探討瞭如何精確分析和優化模擬電路的性能指標。 第四章：單級和多級放大器 本章從最基本的共源極（CS）、共射極（CE）組態齣發，係統講解瞭不同放大器配置的輸入阻抗、輸齣阻抗、電壓增益和相位關係。著重分析瞭差分對（Differential Pair）的設計原理，包括其共模抑製比（CMRR）的計算和實現方法，這是高精度模擬前端的關鍵。隨後，擴展到兩級及多級放大器的級聯，討論瞭中間級耦閤（直耦、RC耦閤）對整體帶寬和功耗的影響。 第五章：頻率響應與反饋理論 理解電路在不同頻率下的行為至關重要。本章引入瞭頻率響應的概念，通過 Bode 圖分析瞭放大器在低頻（由耦閤電容和直流偏置引起）和高頻（由器件寄生電容引起）下的滾降特性。推導瞭增益帶寬積（GBW）。緊接著，本章詳細闡述瞭負反饋理論，包括反饋拓撲結構（電壓-電壓、電流-電壓等）的識彆。運用波德穩定性判據（Bode Stability Criterion）和相角裕度分析電路的穩定性，並指導讀者如何使用反饋機製來綫性化增益、控製輸入/輸齣阻抗和展寬帶寬。 第六章：運算放大器（Op-Amp）的設計與應用 本章深入探究瞭集成電路中運算放大器的內部結構，從輸入級（通常是高增益差分對）、偏置電路到輸齣級。重點講解瞭實現高開環增益和低輸齣阻抗的關鍵技術，如米勒補償（Miller Compensation）的應用以保證反饋係統的穩定性。隨後，本章展示瞭如何利用理想和非理想的運放構建精密綫性電路模塊，包括有源濾波器（如Sallen-Key拓撲）、精確的加法器、積分器和微分器，以及電壓跟隨器。 --- 第三部分：電源管理、電流鏡與數據轉換基礎 本部分側重於模擬電路中的關鍵實用技術，包括偏置電路、綫性穩壓技術以及模擬信號與數字信號交匯處的處理。 第七章：偏置電路與電流鏡技術 在本章中，詳細研究瞭如何為晶體管電路提供穩定、獨立於電源電壓和溫度的直流工作點。重點講解瞭各種偏置技術的對比，如分壓器偏置、恒流源偏置等。電流鏡（Current Mirror）作為實現精確電流分配和高輸齣阻抗的基石，被進行瞭詳盡的分析，包括基本的二管電流鏡、Widlar電流鏡以及鏡像誤差的分析與抑製。 第八章：綫性穩壓器與低噪聲設計 本章關注如何為敏感的模擬電路提供乾淨、穩定的電源。深入分析瞭串聯型和並聯型綫性穩壓器（LDO）的工作原理，特彆是誤差放大器在維持精確輸齣電壓中的作用。重點討論瞭紋波抑製比（PSRR）的計算和優化。此外，本章還引入瞭噪聲分析，探討瞭熱噪聲（Johnson Noise）、散粒噪聲（Shot Noise）的來源，並指導工程師如何通過器件選擇和電路拓撲設計（如低噪聲放大器LNA的輸入級設計）來最小化係統噪聲。 第九章：基礎混閤信號接口 本章為進入高級數模/模數轉換領域做準備，專注於基礎的信號調理和接口技術。講解瞭采樣與保持（Sample-and-Hold, S/H）電路的設計，強調瞭其毛刺（Aperture Jitter）和建立時間對後續量化精度的影響。同時，詳細分析瞭理想ADC和DAC的基本工作原理，包括量化誤差、微分非綫性（DNL）和積分非綫性（INL）的概念，為理解更高階的數據轉換器打下堅實的模擬基礎。 --- 本書特點總結： 強調物理現實： 所有理論推導均緊密結閤半導體器件的物理特性和實際的工藝限製。 注重性能量化： 深入分析增益、帶寬、阻抗、噪聲和穩定性等關鍵性能指標的相互權衡。 工程應用驅動： 每一章都配有豐富的實例和仿真驗證指導，確保讀者能將理論知識轉化為可實現的電路方案。 覆蓋模擬核心： 專注於模擬和混閤信號設計的基石，為設計高性能傳感器接口、射頻前端和功率管理模塊提供必要的理論支撐。

Ch 01 進製演算
1-1 進製係統觀念
1-2 數字觀念
1-3 進製間的轉換
1-4 基底轉換下之數字錶示法
1-5 補數數學運算

Ch 02 邏輯閘及其應用
2-1 NOT邏輯
2-2 AND邏輯
2-3 NAND邏輯
2-4 OR邏輯
2-5 NOR邏輯
2-6 XOR邏輯
2-7 信號緣偵測器(Edge detector)
2-8 漢明碼(Hamming code)
2-9 格雷碼
2-10 錯誤檢測電路

Ch 03 布林代數(Boolean algebra)
3-1 引言
3-2 Venn圖(Venn diagram)
3-3 布林代數的化簡
3-4 最大項與最小項
3-5 布林代數之補數運算
3-6 標準積項之和(SOP)與標準和項之積(POS)之互換
3-7 卡諾圖

Ch 04 加法器與減法器
4-1 半加器
4-2 全加器
4-3 半減器
4-4 全減器
4-5 以全加器設計全減器之電路
4-6 BCD加法器
4-7 前瞻進位加法器 (Look-ahead carry adder)
4-8 轉碼器(Code converter)
4-9 減半電路
4-10 加倍電路

Ch 05 編碼與多工
5-1 解碼器
5-2 編碼器
5-3 優先編碼器
5-4 多工器
5-5 以多工器執行布林代數式之電路設計
5-6 多工顯示電路設計
5-7 多工數位顯示係統
5-8 解多工器(DEMUX: Demultiplexer)
5-9 比較器
5-10 定址

Ch 06 正反器
6-1 SR正反器
6-2 JK正反器
6-3 D型正反器
6-4 T型正反器
6-5 狀態變化
6-6 同步計數器
6-7 移位暫存器
6-8 非同步計數器
6-9 延遲電路
6-10 微分電路
6-11 時脈上緣觸發vs.下緣觸發
6-12 用計數器設計平方數産生器
6-13 分頻器
6-14 碼錶的設計

Ch 07 布林代數化簡法則與利用狀態變遷工具設計電路之方法
7-1 Quine-McCluskey方法
7-2 Patrick’s Method
7-3 ASM (Algorithm State Machine)

Ch 08 移位暫存器的應用
8-1 重復碼
8-2 漢明碼(Hamming code)
8-3 循環碼(cycle codes)
8-4 捲積碼(convolution codes)
8-5 多項式錶示移位暫存器

Ch 09 次序網路概論
9-1 密雷電路
9-2 摩爾電路
9-3 時脈型次序網路
9-4 脈波型次序網路
9-5 階梯型次序網路

 

评分☆☆☆☆☆

這本《數位邏輯設計（第四版）》給我最深刻的印象是它豐富的補充資源。除瞭課本本身的講解外，書中還穿插瞭很多「設計提示」、「注意事項」以及「常見錯誤」等額外資訊，這些小細節往往是課堂上老師們不會特別強調，但卻非常關鍵的。例如，在講解如何化簡邏輯函數時，書中不僅提供瞭各種化簡方法，還提醒瞭一些容易忽略的細節，讓我避免瞭不少錯誤。我之前在學習時，總是覺得自己理解瞭，但實際練習時卻會齣錯，這本書的補充提示就像是一位經驗豐富的導師，在我迷茫時及時給予指引。而且，書末的習題解答也提供瞭詳細的解題思路，而不是單純的答案，這讓我能夠反思自己的解題過程，從錯誤中學習。我認為，這本書不僅僅是一本教科書，更像是一本學習工具書，它能幫助我們更有效率、更深入地掌握數位邏輯設計的知識。

评分☆☆☆☆☆

這本《數位邏輯設計（第四版）》真的太讓我驚豔瞭！我之前為瞭準備研究所考試，找瞭很多數位邏輯的參考書，但這本絕對是我的首選。它深入淺齣的講解方式，讓原本我認為很抽象的觀念，變得清晰易懂。尤其是書中大量的圖例和範例，不僅能幫助我們理解理論，更能實際應用到解題上。我記得有一次遇到一個複雜的組閤邏輯電路設計問題，翻瞭翻這本書，裡麵的範例就跟我遇到的情況非常相似，照著書中的步驟一步步推導，竟然就迎刃而解瞭！而且，作者在講解卡諾圖、時序邏輯等核心概念時，都非常細膩，不會放過任何一個可能讓初學者感到睏惑的細節。書本的編排也很流暢，從最基礎的邏輯閘開始，逐步引導到更複雜的電路和係統設計，完全不用擔心會有銜接不上的問題。對於正在學習數位邏輯的學生來說，這本書無疑是一本不可多得的寶藏，絕對值得投資。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，一開始我對這本《數位邏輯設計（第四版）》並沒有抱持太高的期望，畢竟市麵上這類書籍實在太多瞭。但實際翻閱之後，我完全改觀瞭。它最讓我印象深刻的是，作者並沒有拘泥於傳統的講解方式，而是巧妙地融入瞭許多現代設計的思維和工具。例如，在介紹FPGA的應用時，書中不僅提供瞭理論的講解，還附帶瞭一些實際的程式碼範例，這對於我們這些想將理論與實務結閤的讀者來說，是非常有價值的。我過去的經驗總是停留在紙上談兵，但這本書讓我看到瞭將數位邏輯知識實際應用於晶片設計的可能性。書中的習題設計也相當多元，從基本的計算題到需要動腦設計的實作題都有，每一題都緊扣課文內容，能有效地檢驗我們的學習成果。我認為，這本書不僅適閤大學生，對於有誌於往硬體工程領域發展的專業人士，也能提供很棒的啟發和參考。

评分☆☆☆☆☆

對於我這種已經在業界工作一段時間，但想迴頭鞏固數位邏輯基礎的人來說，《數位邏輯設計（第四版）》提供瞭一個非常紮實的起點。書中的內容涵蓋瞭數位邏輯設計的各個麵嚮，從最基礎的布林代數、邏輯閘，到進階的狀態機設計、微處理器架構都有涉獵。我特別欣賞作者對於不同設計方法的比較和權衡，例如在介紹電路實現時，會討論到硬體描述語言（HDL）和傳統邏輯閘網路的優缺點，這對於我們在實際專案中選擇閤適的設計方案非常有幫助。書中的例子都非常貼近實際應用，能夠讓我們理解理論知識是如何轉化為實際的電路功能的。此外，這本書的排版清晰，使用的術語也相當標準，閱讀起來非常順暢。如果正在尋找一本能夠幫助你重新認識或深入瞭解數位邏輯設計的書籍，這本絕對是個不錯的選擇，它能讓你重新建立起紮實的理論基礎。

评分☆☆☆☆☆

這本《數位邏輯設計（第四版）》絕對是我大學生涯中最實用的教科書之一。相較於其他動輒上韆頁、講解起來枯燥乏味的書籍，這本的篇幅適中，而且內容組織得非常有條理。作者在每個章節的開頭都會先點齣本章的學習目標，讓讀者心中有數，接著再循序漸進地深入探討。我特別喜歡書中對於時序邏輯電路，像是正反器、計數器、暫存器等的講解。作者會先從最基本的結構開始介紹，然後逐步說明它們的功能和應用，並透過大量的圖示來輔助說明，這對於理解狀態轉移和時脈同步等概念非常有幫助。我過去在理解這些部分時總是感到很吃力，但這本書的引導讓我豁然開朗。此外，書末的附錄也相當實用，包含瞭常用的邏輯閘符號、真值錶等，方便隨時查閱。總之，這是一本兼具廣度與深度的入門書籍，強烈推薦給所有正在學習數位邏輯的同學們！