HJ CMOS集成電路設計手冊(第3版 基礎篇) 9787115337726 人民郵電齣 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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R. Jacob Baker 著

圖書標籤:

• CMOS集成電路設計
• 集成電路
• 模擬電路
• 數字電路
• VLSI
• 半導體
• 電子工程
• 電路設計
• 人民郵電齣版社
• HJ

店鋪： 曉月草堂圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115337726

商品編碼：29291248048

包裝：平裝

齣版時間：2014-02-01

基本信息

書名：CMOS集成電路設計手冊(第3版 基礎篇)

定價：69.00元

作者：R. Jacob Baker

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2014-02-01

ISBN：9787115337726

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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CMOS集成電路設計手冊(第3版 基礎篇)榮獲美國工程教育協會奬
CMOS集成電路設計手冊(第3版 基礎篇)是CMOS集成電路設計領域的書籍，有著以下的優點
1. 專門討論瞭CMOS集成電路設計的基礎知識。
2. 詳細討論瞭CMOS集成電路的結構、工藝以及相關的電參數知識。
3. 理論知識的討論深入淺齣，有利於讀者理解。
4. 對書中涵蓋的內容，作者做瞭較為詳細的描述，細緻入微，有助於讀者打下堅實的理論的基礎。

內容提要

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《CMOS集成電路設計手冊》討論瞭CMOS電路設計的工藝、設計流程、EDA工具手段以及數字、模擬集成電路設計，並給齣瞭一些相關設計實例，內容介紹由淺入深。該著作涵蓋瞭從模型到器件，從電路到係統的全麵內容，是一本、綜閤的CMOS電路設計的工具書及參考書。
《CMOS集成電路設計手冊》英文原版書是作者近30年教學、科研經驗的結晶，是CMOS集成電路設計領域的一本力作。《CMOS集成電路設計手冊》已經過兩次修訂，目前為第3版，內容較第2版有瞭改進，補充瞭CMOS電路設計領域的一些新知識，使得本書較前一版內容更加詳實。
為瞭方便讀者有選擇性地學習，此次將《CMOS集成電路設計手冊》分成3冊齣版，分彆為基礎篇、數字電路篇和模擬電路篇。本書作為基礎篇，介紹瞭CMOS電路設計的工藝及基本電參數知識。本書可以作為CMOS基礎知識的重要參考書，對工程師、科研人員及高校師生都有著較為重要的參考意義。

目錄

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章 CMOS設計概述
1.1 CMOS集成電路的設計流程
製造
1.2 CMOS背景
1.3 SPICE概述

第2章 阱
2.1 圖形轉移
n阱的圖形轉移
2.2 n阱版圖設計
n阱的設計規則
2.3 電阻值計算
n阱電阻
2.4 n阱/襯底二極管
2.4.1 PN結物理學簡介
2.4.2 耗盡層電容
2.4.3 存儲或擴散電容
2.4.4 SPICE建模
2.5 n阱的RC延遲
2.6 雙阱工藝

第3章 金屬層
3.1 焊盤
焊盤版圖設計
3.2 金屬層的版圖設計
3.2.1 metal1和via1
3.2.2 金屬層的寄生效應
3.2.3 載流極限
3.2.4 金屬層設計規則
3.2.5 觸點電阻
3.3 串擾和地彈
3.3.1 串擾
3.3.2 地彈
3.4 版圖舉例
3.4.1 焊盤版圖II
3.4.2 金屬層測試結構版圖設計

第4章 有源層和多晶矽層
4.1 使用有源層和多晶矽層進行版圖設計
工藝流程
4.2 導綫與多晶矽層和有源層的連接
4.3 靜電放電(ESD)保護

第5章 電阻、電容、MOSFET
5.1 電阻
5.2 電容
5.3 MOSFET
5.4 版圖實例

第6章 MOSFET工作原理
6.1 MOSFET的電容迴顧
6.2 閾值電壓
6.3 MOSFET的IV特性
6.3.1 工作在綫性區的MOSFET
6.3.2 飽和區
6.4 MOSFET的SPICE模型
6.4.1 SPICE仿真實例
6.4.2 亞閾值電流
6.5 短溝道MOSFET
6.5.1 MOSFET縮比
6.5.2 短溝道效應
6.5.3 短溝道CMOS工藝的SPICE模型

第7章 CMOS製備
7.1 CMOS單元工藝步驟
7.1.1 晶圓的製造
7.1.2 熱氧化
7.1.3 摻雜工藝
7.1.4 光刻
7.1.5 薄膜去除
7.1.6 薄膜沉積
7.2 CMOS工藝集成
7.2.1 前道工藝集成
7.2.2 後道工藝集成
7.3 後端工藝
7.4 總結

第8章 電噪聲概述
8.1 信號
8.1.1 功率和能量
8.1.2 功率譜密度
8.2 電路噪聲
8.2.1 電路噪聲的計算和建模
8.2.2 熱噪聲
8.2.3 信噪比
8.2.4 散粒噪聲
8.2.5 閃爍噪聲
8.2.6 其他噪聲源
8.3 討論
8.3.1 相關性
8.3.2 噪聲與反饋
8.3.3 有關符號的一些後說明

第9章 模擬設計模型
9.1 長溝道MOSFET
9.1.1 平方律方程
9.1.2 小信號模型
9.1.3 溫度效應
9.2 短溝道MOSFET
9.2.1 通用設計(起始點)
9.2.2 專用設計(討論)
9.3 MOSFET噪聲模型

0章 數字設計模型
10.1 數字MOSFET模型
10.1.1 電容效應
10.1.2 工藝特徵時間常數
10.1.3 延遲時間與躍遷時間
10.1.4 通用數字設計
10.2 MOSFET單管傳輸門電路
10.2.1 單管傳輸門的延遲時間
10.2.2 級聯的單管傳輸門的延遲時間
10.3 關於測量的後說明
附錄

作者介紹

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R. Jacob (Jake) Baker是一位工程師、教育傢以及發明傢。他有超過20年的工程經驗並在集成電路設計領域擁有超過200項的（包括正在申請中的）。Jake也是多本電路設計圖書的作者。

文摘

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序言

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《現代半導體器件與集成電路原理》 引言 在信息技術飛速發展的今天，半導體器件和集成電路（IC）無疑是支撐起整個數字世界的基石。從智能手機、高性能計算機到通信基站、自動駕駛汽車，每一個尖端科技的背後，都離不開精密設計的半導體芯片。理解半導體器件的基本原理，掌握集成電路的設計流程，是每一位電子工程、微電子學領域從業者和學習者必須掌握的核心知識。本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且易於理解的現代半導體器件和集成電路設計基礎框架，幫助讀者建立紮實的理論根基，為進一步的學習和實際應用打下堅實的基礎。 第一部分：半導體物理基礎與器件模型 本部分將帶領讀者從最基礎的半導體物理知識齣發，逐步構建對各類半導體器件工作原理的認知。 晶體結構與能帶理論： 我們將從原子層麵開始，介紹半導體材料（如矽、鍺）的晶體結構，理解原子鍵閤方式及其對電子行為的影響。 深入探討能帶理論，包括價帶、導帶、禁帶寬度以及費米能級。通過理解能帶結構，讀者可以清晰地認識到導體、絕緣體和半導體的本質區彆，以及摻雜如何改變半導體的導電性能。 重點講解不同溫度下載流子的行為，以及載流子的産生與復閤機製。 PN結的形成與特性： PN結是所有半導體二極管和三極管的基礎。我們將詳細闡述PN結的形成過程，包括擴散電流和遷移電流的平衡，以及內建電場的形成。 深入分析PN結在不同偏置下的特性：正嚮偏置下的電流導通機製、反嚮偏置下的漏電流産生以及擊穿現象。 介紹PN結的電容效應，包括擴散電容和結電容，這對於理解高頻器件特性至關重要。 雙極型晶體管（BJT）原理： BJT的結構（NPN和PNP）及其工作原理是模擬電路設計的基礎。我們將詳細解析BJT在放大區、飽和區和截止區的工作狀態。 重點講解BJT的電流放大係數（β）和跨導（gm）等關鍵參數，以及它們如何影響電路的性能。 分析BJT的輸入輸齣特性麯綫，並介紹不同工作點下的等效電路模型。 金屬-氧化物-半導體場效應晶體管（MOSFET）原理： MOSFET是現代集成電路中最核心的器件之一。我們將詳細介紹MOSFET的結構（NMOS和PMOS），並深入剖析其閾值電壓（Vt）、導通電阻（Ron）以及跨導（gm）等關鍵參數。 講解MOSFET在增強型和耗盡型模式下的工作原理，以及溝道電流的形成與控製機製。 詳細闡述MOSFET的電容模型，包括柵氧化層電容、結電容等，理解這些電容對器件高頻性能的影響。 對比BJT和MOSFET的優缺點，以及它們在不同應用場景下的選擇依據。 其他重要半導體器件簡介： 簡要介紹其他重要的半導體器件，如肖特基二極管、齊納二極管、光電器件（光二極管、LED）、功率器件（IGBT、DMOS）等，為讀者提供更廣闊的視野。 第二部分：集成電路設計基礎 在理解瞭半導體器件的基本原理後，本部分將引導讀者進入集成電路的設計領域，掌握IC設計的核心概念和流程。 集成電路的分類與發展： 介紹數字集成電路、模擬集成電路和混閤信號集成電路的區彆與聯係。 簡要迴顧集成電路的發展曆程，包括摩爾定律以及不同工藝節點的演進。 數字集成電路設計入門： 邏輯門與基本邏輯功能： 講解AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR等基本邏輯門的原理和實現方式。 組閤邏輯電路設計： 介紹如何使用邏輯門構建更復雜的組閤邏輯電路，如加法器、譯碼器、多路選擇器等。 時序邏輯電路設計： 講解觸發器（D觸發器、JK觸發器、SR觸發器）的原理和應用，以及如何構建寄存器、計數器等時序邏輯電路。 有限狀態機（FSM）設計： 介紹Mealy型和Moore型狀態機的設計方法，以及如何將其應用於控製邏輯的設計。 硬件描述語言（HDL）簡介： 簡要介紹Verilog或VHDL等HDL語言的基本語法和用途，理解它們在IC設計中的重要性，以及如何用HDL描述數字電路。 模擬集成電路設計基礎： 基本模擬電路模塊： 介紹差分放大器、共源放大器、共柵放大器、共集電極放大器等基本放大電路的原理和設計考量。 運算放大器（Op-Amp）的理想模型與實際特性： 講解理想運放的特性，以及實際運放中的輸入失調電壓、輸入偏置電流、輸齣電壓範圍、頻率響應等參數對電路性能的影響。 濾波器設計基礎： 介紹低通、高通、帶通、帶阻濾波器的基本概念，以及Butterworth、Chebyshev等幾種典型濾波器特性。 振蕩器與鎖相環（PLL）基礎： 簡要介紹振蕩器産生特定頻率信號的原理，以及PLL在頻率閤成和時鍾管理中的作用。 集成電路設計流程概述： 需求分析與規格定義： 明確芯片的功能和性能要求。 係統級設計： 將整個芯片的功能分解為不同的模塊，並進行接口定義。 前端設計（RTL設計）： 使用HDL語言描述電路的邏輯功能。 邏輯綜閤： 將RTL代碼轉換為門級網錶。 布局布綫（Physical Design）： 將門級網錶映射到實際的芯片版圖上，包括放置元器件和連接導綫。 物理驗證： 檢查版圖是否符閤設計規則（DRC）和連接性（LVS）。 時序分析： 驗證芯片在目標時鍾頻率下的時序是否滿足要求。 流片與測試： 將設計提交給晶圓廠製造，並在生産後進行功能和性能測試。 CMOS工藝基礎與設計規則： 簡要介紹CMOS製造工藝的幾個關鍵步驟，如光刻、刻蝕、摻雜、金屬沉積等。 介紹設計規則（Design Rule）的重要性，以及它們如何影響芯片的性能、成本和可靠性。理解設計規則是實現可製造性的關鍵。 第三部分：高級主題與應用展望 本部分將對一些更高級的主題進行介紹，並展望集成電路設計的未來發展方嚮。 混閤信號集成電路設計要點： ADC（模數轉換器）和DAC（數模轉換器）的基本原理和不同類型（如逐次逼近型、Δ-Σ型）。 混閤信號係統中數字和模擬部分的相互影響以及隔離技術。 低功耗設計技術： 介紹動態功耗和靜態功耗的産生原因。 講解時鍾門控、電源門控、動態電壓頻率調整（DVFS）等低功耗設計策略。 可測試性設計（DFT）基礎： 理解可測試性對於確保芯片質量的重要性。 簡要介紹掃描鏈、內建自測試（BIST）等DFT技術。 現代集成電路麵臨的挑戰與趨勢： 摩爾定律的瓶頸與後摩爾時代： 介紹工藝節點的縮小帶來的挑戰，如量子效應、功耗牆、互連瓶頸等，以及未來可能的技術方嚮，如三維集成、新材料、新器件架構等。 人工智能與機器學習在IC設計中的應用： 探討AI如何加速設計流程、優化電路性能。 物聯網（IoT）與邊緣計算對IC設計的影響： 分析這些新興應用對低功耗、高集成度、高性價比IC的需求。 結論 本書力求為讀者構建一個清晰、係統且全麵的集成電路設計知識體係。從基礎的半導體物理原理，到核心的器件模型，再到數字和模擬集成電路的設計流程與方法，每一個環節都力求深入淺齣，易於理解。我們相信，通過對本書內容的學習，讀者能夠對集成電路設計有一個紮實的認識，並為未來深入探索這一日新月異的領域打下堅實的基礎。集成電路設計是一個充滿挑戰與機遇的領域，其發展不僅推動著科技的進步，也深刻地影響著我們的生活。希望本書能成為您探索這一精彩世界的一盞明燈。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我拿到這本書的初衷是想找一些關於模擬集成電路設計的實操經驗，這本書恰好滿足瞭我的需求。我一直覺得理論知識很重要，但沒有實踐的理論就像空中樓閣。這本書在這方麵做得相當齣色，它不僅僅停留在概念層麵，而是深入到電路設計的具體實現。比如，書中關於運放的設計部分，從差分對的偏置、多級放大器的增益實現，到頻率響應的補償，都有非常詳細的講解和設計實例。我特彆喜歡它對各種設計權衡的討論，例如在設計一個低功耗運放時，如何在增益、帶寬、噪聲和功耗之間找到最佳平衡點。書中的SPICE仿真案例也很實用，我嘗試著自己去搭建電路並進行仿真，對比書中的結果，受益匪淺。它讓我明白，集成電路設計並非一蹴而就，需要反復的迭代和優化。此外，書中關於版圖設計的一些基本原則和注意事項也讓我大開眼界，這部分內容通常在很多理論書籍中會被忽略，但對於實際的芯片製造至關重要。整體來說，這本書的實踐性非常強，適閤想要從理論走嚮實踐的讀者。

評分☆☆☆☆☆

我一直在尋找一本能夠係統性梳理數字集成電路設計流程的書籍，而這本書給我帶來瞭驚喜。它將整個數字IC設計的流程，從前端的邏輯設計到後端的物理實現，都進行瞭非常詳盡的闡述。我尤其欣賞它對Verilog HDL語言的講解，不僅僅是語法層麵，更側重於如何利用HDL進行高效的RTL設計，以及如何編寫可綜閤的代碼。書中的時序分析部分也讓我印象深刻，它詳細解釋瞭建立時間和保持時間的概念，以及如何進行時序約束和時序收斂。這些都是數字IC設計中至關重要的環節。讓我覺得非常有價值的是，書中還討論瞭常見的陷阱和優化技巧，比如如何避免亞穩態，如何優化門級網錶以提高性能和降低功耗。它還涉及瞭一些關於FPGA和ASIC設計的區彆和適用場景，這對於我選擇閤適的設計平颱非常有幫助。讀完這本書，我對數字IC設計的整體概念和關鍵技術有瞭更清晰的認識，感覺自己離掌握一門實用的設計技能又近瞭一步。

評分☆☆☆☆☆

這本書的視角非常全麵，它不僅僅關注於具體的電路設計，更將目光投嚮瞭整個集成電路設計和製造的生態係統。我從這本書中瞭解到，除瞭基礎的器件原理和電路設計，還有很多其他關鍵的環節，比如工藝流程、測試驗證、封裝以及可靠性工程等等。它讓我認識到，一個成功的芯片不僅僅是電路設計的勝利，更是整個鏈條協同工作的成果。我尤其對書中關於版圖設計和布局布綫的講解印象深刻，它解釋瞭如何將電路圖轉化為物理版圖，以及如何考慮寄生效應、串擾和設計規則檢查（DRC）。這部分內容通常在其他基礎教材中很少提及，但對於實際的流片成功至關重要。此外，書中還討論瞭EDA工具在IC設計中的作用，以及一些行業發展趨勢，這讓我對這個領域有瞭更宏觀的認識。總的來說，這本書提供瞭一個非常完整的視角，幫助我理解集成電路設計是一個多麼復雜而精密的工程。

評分☆☆☆☆☆

這本書我真的買來很久瞭，一直想深入學習CMOS集成電路設計，所以毫不猶豫地入手瞭這本《HJ CMOS集成電路設計手冊(第3版 基礎篇)》。拿到手後，它的厚重感和精美的排版就讓我眼前一亮，紙質也很好，拿在手裏很有分量。我尤其喜歡它從最基礎的概念講起，比如MOSFET的工作原理、SPICE模型等等，這些都是理解後續復雜電路設計的基礎。書中的插圖非常清晰，有些甚至是動態模擬圖的靜態展示，對於我這種視覺型學習者來說，簡直是福音。它並沒有直接跳到那些讓人望而生畏的復雜設計，而是循序漸進，一步一步地帶領讀者構建紮實的理論基礎。我記得其中有一個章節詳細介紹瞭各種襯底類型和它們的特性，以及不同的工藝流程對器件性能的影響，這讓我對CMOS器件的製造有瞭更深刻的認識。而且，書中舉的例子都非常貼閤實際，不僅僅是理論的堆砌，還能看到實際應用中的考量。雖然是基礎篇，但它所涵蓋的內容深度和廣度都超齣瞭我的預期，讓我覺得這筆投資非常值得。每次翻開都能學到新的東西，感覺自己的知識體係正在一點點地被搭建起來。

評分☆☆☆☆☆

這本書對於我這樣初涉模擬IC設計領域的新手來說，簡直是一盞指路明燈。我之前對很多模擬電路的原理隻是略知一二，但具體到如何設計一個高性能的放大器、濾波器或者ADC，就感到束手無策。這本書的講解非常有條理，它首先從MOS晶體管的二級管連接、共源、共漏、共柵等基本電路結構入手，然後逐步過渡到更復雜的放大器電路。我特彆喜歡它對各種性能指標的推導和分析，比如增益帶寬積、相位裕度、輸齣阻抗等等，這些分析都非常透徹。書中的例子非常貼切，講解瞭如何根據具體的設計指標來選擇閤適的電路拓撲和器件參數。我嘗試著去理解書中介紹的各種補償技術，比如密勒補償和極點-零點補償，這讓我對穩定性的重要性有瞭更深刻的理解。它不僅僅是知識的傳遞，更是一種解決問題思路的引導，讓我學會如何從需求齣發，一步步推導齣滿足要求的電路設計。