集成基準源電路設計——從二極管到高階帶隙基準源 (美)林康-莫萊 978703036714 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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美林康-莫萊 著

圖書標籤:

• 模擬電路
• 基準源
• 集成電路設計
• 電子工程
• 模擬集成電路
• 電源管理
• 林康-莫萊
• 高階帶隙基準源
• 二極管
• 電路設計

店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030367143

商品編碼：29300145431

包裝：平裝

齣版時間：2013-04-01

基本信息

書名：集成基準源電路設計——從二極管到高階帶隙基準源

定價：32.00元

作者：(美)林康-莫萊

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2013-04-01

ISBN：9787030367143

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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內容提要

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本書是集成電壓基準源（VoltageReference）設計的經典參考書籍和教程，闡述瞭集成電壓基準源大量設計實例背後蘊藏的理念以及更多的思考。全書共分為5章，詳細介紹瞭基準源設計相關的基礎知識、電流基準源設計、電壓基準源設計、高精度基準源電路設計，以及係統和應用環境分析等方麵的內容。
全書以理論分析作為基礎，結閤工程産品開發的實際情況，從産品的性能、成本和應用多方麵討論産品開發過程中的細節問題。書中各章節具有較強的獨立性，可以滿足讀者不同方麵的需求，對於剛入門的數字和模擬電路設計師以及經驗豐富的工程師均具有重要的藉鑒意義。
本書可作為高等院校電氣工程、微電子和集成電路設計等相關專業師生的參考用書，也可以供相關科研工作者和工程人員參考閱讀。

目錄

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緒論
Chapter 1 基礎知識
1.1 二極管
1.1.1 擊穿區域
1.1.2 正嚮偏置區域
1.2 電流鏡
1.2.1 簡單電流鏡
1.2.2 共源共柵電流鏡
設計實例 1.1
1.2.3 調整型共源共柵電流鏡
1.3 小結
附錄 二極管電壓的溫度特性
參考文獻
Chapter 2 電流基準源
2.1 PTAT電流基準源
2.1.1 雙極工藝實現方式
2.1.2 CMOS實現方式
2.2 啓動電路和頻率補償
2.2.1 連續導通啓動電路
2.2.2 與電路狀態有關的啓動電路
2.2.3 頻率補償
2.3 CTAT電流基準源
2.4 與溫度無關的電流基準源
2.5 PTAT²電流源産生電路
2.5.1 雙極工藝實現方式
2.5.2 CMOS工藝實現方式
設計實例 2.1
2.6 小結
參考文獻
Chapter 3 電壓基準源
3.1 零階基準源
3.1.1 正嚮偏置二極管基準源
3.1.2 齊納電壓基準源
設計實例 3.1
3.2 一階基準源
3.2.1 正嚮偏置二極管基準源
3.2.2 齊納基準源
設計實例 3.2
3.3 二階電壓基準源(麯率校正)
3.4 麯率校正技術當前的發展情況
3.4.1 與溫度相關電阻比例技術
3.4.2 二極管環路技術
3.4.3 β補償技術
3.4.4 分段綫性電流模技術
3.4.5 非綫性匹配校正(Matched-Nonlinear Correction)
3.4.6 補償方法
3.5 小結
參考文獻
Chapter 4 高精度基準源電路的設計
4.1 誤差來源
4.1.1 定性的影響
設計實例 4.1
4.2 輸齣級
4.2.1 電壓模式輸齣級
4.2.2 電流模式輸齣級
4.2.3 混閤模式輸齣級
4.2.4 穩壓基準源和未穩壓基準源
設計實例 4.2
4.3 電源電壓抑製和綫性調整性能的設計
4.3.1 共源共柵技術
4.3.2 僞電源電壓技術
設計實例 4.3
4.4 小結
附錄1 典型一階帶隙基準源的誤差來源
附錄2 電阻溫度係數對電流模式輸齣級基準源的影響
參考文獻
Chapter 5 係統和應用環境分析
5.1 修調網絡的設計
5.1.1 修調範圍
5.1.2 修調技術
設計實例 5.1
5.2 封裝應力的影響
5.3 係統相關的問題
5.3.1 電路設計考慮
5.3.2 版圖設計考慮
設計實例 5.2
5.4 特徵描述
5.5 小結
附錄1 帶有混閤模式(同時具有電壓和電流模式)輸齣級的帶隙基準源的修調流程
附錄2 封裝應力對帶隙基準源電路的影響
附錄3 基準源電路對輸入階躍信號的有限衝激響應所需時間的討論
參考文獻

作者介紹

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Gabriel AlfonsoRincón-Mora（B.S.,M.S.,Ph.D.）博士,1994年加入業界的德州儀器公司（TexasInstruments,TI）,1999年被聘任為佐治亞理工學院（GeorgiaTech）教授,並且在2001年受聘為全職教授,其間仍在TI,作為原來所屬部門和TI公司的技術顧問。其學術成就包括5本著作、1本書的部分章節（onebook chapter）、26個和超過100篇學術論文,而且他還成功設計瞭26款商用功率管理芯片,在全世界銷售。他是IEEECASS的傑齣演講人（Distinguished Lecturer）,IEEE TCASII的副主編（AssociateEditor）和IEEE SSCS-CASS分部的主席,並獲得多項奬勵。

文摘

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序言

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集成基準源電路設計：解鎖精密仿真的基石 在當今電子係統的飛速發展中，對信號的精確度要求日益嚴苛，尤其是在模擬信號處理、數據采集以及各類傳感器應用領域。這些高精度應用的核心，離不開一個穩定、可靠的參考電壓源——即基準源。它如同電子係統中的“尺子”，為後續的信號處理和測量提供精確的基準，其性能的優劣直接決定瞭整個係統的精度和穩定性。 《集成基準源電路設計》一書，正是深入剖析這一關鍵電子模塊的權威指南。本書以集成電路設計為視角，係統地闡述瞭從最基礎的二極管基準源，到復雜的高階帶隙基準源等各類主流基準源電路的原理、設計與實現。它不僅梳理瞭基準源電路發展的曆史脈絡，更聚焦於當前最前沿的設計理念與技術手段，為讀者提供瞭全麵而深入的專業知識。 探索基準源的起源與演進 本書首先帶領讀者迴到基準源的起點，從最簡單的二極管開始，探討其作為基準源的可能性。盡管二極管基準源在精度和溫度穩定性方麵存在顯著局限，但其結構簡單、易於理解的特點，為後續更復雜的基準源設計奠定瞭概念基礎。通過分析二極管的伏安特性麯綫，讀者將理解溫度變化對其輸齣電壓的影響，以及由此産生的非理想性。 隨後，本書將筆鋒轉嚮瞭更具實用價值的齊納二極管基準源。齊納二極管的擊穿特性使其成為早期實現穩定電壓源的常用選擇。本書將詳細講解不同類型的齊納二極管，如普通齊納二極管和雪崩擊穿二極管，以及它們在集成電路中實現的具體方法。同時，也會深入探討齊納基準源在溫度漂移、噪聲以及動態響應方麵的挑戰，並介紹一係列提高其性能的設計技巧，例如利用串聯和並聯結構來補償溫度效應，以及通過濾波來降低噪聲。 剖析帶隙基準源的精髓 真正讓集成基準源技術邁上新颱階的，無疑是帶隙基準源（Bandgap Reference，BGR）。本書投入瞭大量的篇幅，對帶隙基準源進行瞭細緻入微的講解。它首先從半導體物理學的角度，深入剖析瞭PN結的溫度特性，以及産生負溫度係數（NTC）的機製。在此基礎上，本書詳細闡述瞭互補到互補（Complementary to Complementary）原理，即利用NTC特性與由電阻産生的一階正溫度係數（PTC）信號進行疊加，從而實現補償，得到幾乎與溫度無關的輸齣電壓。 本書會詳細解析多種經典的帶隙基準源拓撲結構，例如最基礎的伯吉斯（Burgess）型帶隙基準源，以及在此基礎上發展齣的各種改進型設計。讀者將學習到如何通過精密的電阻比和晶體管參數匹配來優化補償效果，實現極低的溫度係數。此外，本書還會深入探討高階補償技術，例如利用更高階的溫度多項式來進一步消除殘餘的溫度效應，以及如何設計能夠抵禦電源電壓波動、負載變化和工藝偏差的基準源。 深入掌握設計細節與實現工藝 《集成基準源電路設計》不僅僅停留在理論層麵，更強調實際的設計與實現。本書將引導讀者學習如何在集成電路設計流程中，對基準源電路進行建模、仿真和優化。它會詳細介紹常用的電路仿真工具，如SPICE及其各種變種，並展示如何利用這些工具對基準源電路進行靜態和動態性能分析，包括直流工作點、AC增益、瞬態響應、噪聲以及溫度漂移等關鍵參數的評估。 在工藝方麵，本書也會觸及集成電路製造過程中對基準源設計的影響。例如，不同製造工藝（如CMOS、Bipolar、BiCMOS）對基準源性能的差異，以及如何根據具體的工藝特性來選擇和優化電路設計。此外，還會討論工藝偏差（Process Variation）對基準源性能的影響，以及如何通過設計冗餘、差分結構或自適應補償等手段來提高電路的魯棒性。 掌握關鍵性能指標與優化策略 本書對基準源電路的關鍵性能指標進行瞭全麵而深入的闡述，並提供瞭相應的優化策略。 溫度穩定性： 作為基準源最核心的指標之一，本書將從原理上剖析溫度漂移的來源，並詳細介紹如何通過不同階的溫度補償技術來降低其水平，例如使用PTAT（Proportional to Absolute Temperature）和CTAT（Complementary to Absolute Temperature）電流/電壓的組閤，以及利用多項式擬閤和電路結構來實現零溫度係數。 精度與綫性度： 讀者將瞭解到如何通過精密的電阻匹配、晶體管參數匹配以及高增益的誤差放大器來提高基準源的靜態精度和動態綫性度。 噪聲性能： 噪聲是模擬電路中的一個普遍問題，本書將分析基準源電路中的噪聲來源，包括熱噪聲、閃爍噪聲以及電源噪聲耦閤，並介紹如何通過濾波、差分結構以及低噪聲設計技術來抑製噪聲。 電源抑製比（PSRR）： 良好的PSRR意味著基準源對電源電壓的波動不敏感。本書將探討如何設計高PSRR的基準源，包括使用二階濾波器、差分放大器以及優化電源去耦策略。 功耗與麵積： 在便攜式設備和低功耗應用中，功耗和芯片麵積是重要的設計考量。本書將介紹如何在保證性能的前提下，通過電路結構的選擇、晶體管尺寸的優化以及低功耗設計技巧來降低功耗和芯片麵積。 啓動特性： 某些基準源電路在首次上電時需要一個穩定的啓動過程。本書將討論啓動電路的設計，以及如何避免啓動過程中的振蕩或進入非理想狀態。 聚焦前沿與應用 除瞭傳統的帶隙基準源，本書還將觸及一些前沿的基準源設計技術，以滿足日益增長的復雜應用需求。例如，針對低壓供電係統，本書將探討如何設計能夠在極低電壓下工作的基準源。對於對功耗有極緻要求的應用，如物聯網（IoT）設備，本書將介紹超低功耗基準源的設計方法。 本書的講解貫穿瞭實際應用案例，幫助讀者理解基準源在不同領域的應用價值。例如，在模數轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC）中，高精度基準源是保證轉換精度的關鍵；在傳感器接口電路中，穩定的基準源能夠提高測量精度；在電源管理單元（PMU）中，基準源是調節和穩定輸齣電壓的基礎。 誰將受益於本書 《集成基準源電路設計》是為所有緻力於深入理解和掌握集成電路基準源設計的工程師、研究人員和高級學生量身打造的。無論您是正在從事模擬IC設計、混閤信號IC設計，還是對高性能傳感器、數據采集係統等領域感興趣，本書都將是您不可或缺的參考。它能夠幫助您： 快速入門： 為初學者提供清晰的原理講解和設計思路。 深入鑽研： 為有經驗的工程師提供精深的理論分析和先進的設計方法。 解決實際問題： 提供實用的設計技巧和優化策略，幫助您應對實際設計中的挑戰。 拓展視野： 瞭解基準源技術的發展趨勢和前沿方嚮。 總而言之，《集成基準源電路設計》一書，以其嚴謹的學術態度、豐富的工程實踐經驗和清晰的邏輯結構，為您打開瞭一扇通往精密電子世界的大門。通過對本書的學習，您將能夠深刻理解基準源電路的設計精髓，並具備獨立設計和優化各類高性能基準源電路的能力，從而為您的電子係統設計項目奠定堅實的性能基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔而專業，深藍色的背景搭配燙金的書名，散發著一種嚴謹的技術氣息。我一直對模擬電路設計，尤其是各種基準源電路的實現原理和優化方法非常感興趣。在學習過程中，我發現市麵上關於這個主題的中文書籍相對較少，或者內容不夠深入、體係不夠完整。所以，當我看到這本書的標題時，立刻被它所吸引。 “集成基準源電路設計”——光是這個標題，就點明瞭本書的核心內容，並且“從二極管到高階帶隙基準源”的副標題，則進一步勾勒齣瞭本書的知識廣度和深度，預示著它將涵蓋從最基礎的二極管基準源，到復雜且高性能的高階帶隙基準源，這其中涉及到的技術跨度很大，理論和實踐都充滿挑戰。 我個人認為，一本優秀的技術書籍，不僅需要有紮實的理論基礎，更需要有清晰的邏輯結構和豐富的案例分析，能夠引導讀者循序漸進地掌握復雜的技術。這本書的翻譯作者也是一位在集成電路領域有豐富經驗的專傢，這讓我對這本書的翻譯質量和內容準確性充滿瞭期待。 我希望這本書能夠係統地介紹各種基準源電路的設計理念、電路結構、性能分析以及實際應用中的注意事項。例如，對於基礎的齊納二極管基準源，我希望能看到關於其噪聲、溫度漂移以及穩定性等方麵的深入探討；對於更復雜的帶隙基準源，我則期待能夠學習到不同拓撲結構（如一階、二階、高階）的優缺點，以及如何通過設計來優化其綫性和溫度特性。

評分☆☆☆☆☆

我一直對模擬集成電路設計充滿熱情，尤其是對於那些能夠提供穩定、精準參考電壓的基準源電路。在我的學習和工作過程中，我深刻體會到，一個優秀的基準源不僅僅是電路中的一個小模塊，更是整個集成電路係統性能的基石。從我個人的經驗來看，市麵上關於基準源設計的中文書籍，有些內容過於理論化，缺乏實際的設計指導；有些則過於淺顯，無法滿足對高性能基準源的需求。這本書的標題“集成基準源電路設計——從二極管到高階帶隙基準源”恰恰擊中瞭我的痛點。它清晰地錶明瞭本書的覆蓋範圍，從最基礎的二極管基準源，到更復雜的帶隙基準源，並強調瞭“集成”的特點，這錶明它將關注在實際IC設計中會遇到的問題。我希望這本書能夠深入淺齣地講解各種基準源的設計原理，包括其物理基礎、電路拓撲、性能指標的定義和分析方法，以及各種影響因素（如溫度、電源電壓、工藝偏差）的補償技術。我尤其期待書中能夠詳細介紹高階帶隙基準源的設計，包括如何實現更好的綫性和溫度補償，以及如何在低功耗和低噪聲之間做齣權衡。同時，我希望書中能包含一些實際的設計案例和仿真結果，以幫助我更好地理解設計思路和驗證設計效果。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，第一印象是它厚重且內容紮實。作為一名在模擬IC設計領域摸爬滾打多年的工程師，我深知一個穩定、精確的基準源對於整個芯片性能的重要性，尤其是在ADC、DAC、PLL等精密模擬模塊中，基準源的品質直接決定瞭係統的動態範圍和分辨率。過去，我主要通過閱讀國外的技術論文和參加各種研討會來學習基準源的設計，但這種方式往往零散且不夠係統。而這本書的齣現，仿佛填補瞭我知識體係中的一個重要空白。它不僅僅是關於“基準源”這個概念的介紹，而是深入到瞭“設計”的層麵，這意味著它會提供具體的電路圖、分析方法以及設計流程。我特彆關注的是“集成”這個詞，它暗示瞭本書將側重於在CMOS等主流工藝下的基準源設計，這與分立元件的設計有本質區彆。如何在有限的工藝條件下，通過巧妙的電路設計實現高性能的基準源，是每個模擬IC設計者都麵臨的挑戰。我對書中關於如何處理工藝偏差（PVT variations）、如何提高基準源的抗乾擾能力、以及如何設計低功耗基準源等內容充滿瞭好奇。我相信，這本書能夠為我提供一套係統性的設計思路和實用的設計技巧，幫助我更好地應對實際項目中的設計難題。

評分☆☆☆☆☆

對於本書的期望，我更側重於它在理論深度和實踐指導上的結閤。我希望它不僅僅是停留在理論公式的推導，而是能夠將理論與實際的電路實現緊密聯係起來。比如，對於帶隙基準源，我希望書中能夠詳細解釋如何通過補償技術來抑製溫度漂移，以及不同補償策略（如PMOS跨導、二極管連接MOS管等）的原理和優缺點。同時，我也期待書中能包含一些典型的設計案例，展示如何根據具體應用的需求，選擇閤適的基準源拓撲結構，並進行參數設計和版圖實現。 版圖設計是集成電路設計的關鍵環節，它直接影響到電路的性能和功耗。因此，我希望書中能夠提供關於基準源版圖設計的指導，例如如何進行器件匹配、如何減小寄生效應、以及如何進行襯底噪聲的隔離等。這些細節往往是決定一個基準源能否成功的關鍵因素。此外，我個人對低壓、低功耗基準源的設計也特彆感興趣，因為在移動設備和物聯網應用中，電源的限製越來越嚴格。我希望書中能夠探討如何設計能夠在極低電壓下工作的基準源，以及如何優化其功耗。

評分☆☆☆☆☆

這本書以其深入的標題吸引瞭我。作為一名在模擬射頻領域工作的工程師，我對基準源的穩定性、精度和功耗有著極高的要求。我知道，一個設計精良的基準源是許多高端模擬電路的基礎，例如高性能ADC、DAC、PLL以及各種傳感器接口。然而，要設計齣滿足嚴格要求的基準源，需要紮實的理論基礎和豐富的實踐經驗。我常常在思考，如何纔能有效地剋服工藝變化、溫度漂移以及電源噪聲對基準源性能的影響。我希望這本書能夠提供一套清晰的設計框架，從理解不同類型基準源的物理原理開始，逐步深入到電路拓撲的設計、性能的分析和優化。尤其是“高階帶隙基準源”這個部分，我非常期待能學習到如何設計更復雜的補償電路，以達到納伏級彆的低噪聲和極低的溫度係數。此外，書中關於基準源的功耗優化和低電壓設計也是我非常關注的方麵，這對於我們設計功耗敏感的射頻前端和移動通信芯片至關重要。我希望書中能提供一些創新的設計思路和實用的技巧，幫助我們設計齣更具競爭力的産品。