綫性集成電路器件設計、應用 (印)S.P.Bali,張明莉,嵇令瑜 97870303947 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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印S.P.Bali，張明莉，嵇令瑜 著

圖書標籤:

• 綫性集成電路
• 模擬電路
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• Bali
• 張明莉
• 嵇令瑜
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店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030394767

商品編碼：29306158948

包裝：平裝

齣版時間：2014-04-01

基本信息

書名：綫性集成電路器件設計、應用

定價：78.00元

作者：(印)S.P.Bali,張明莉,嵇令瑜

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2014-04-01

ISBN：9787030394767

字數：700000

頁碼：554

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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　　《綫性集成電路器件設計應用》編著者S.P.Bali。 教師可以很容易地選擇*適當的與CMoS電路、雙極型電路或兩者結閤的電路相關的主題。模擬電路設計者對於MOS及雙極型設備間的異同有一個全麵的評價，並且能夠把其中一種適閤的設備用在所需要的地方。本書力圖成為學生使用的教科書，同時成為有實踐經驗的工程師的參考書。本書還包括瞭相當多的應用材料。實際上，在本書中設計及應用被緊密地結閤在一起，且每一方麵都是綫性集成電路設計者和使用者的基礎。

內容提要

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《綫性集成電路器件設計應用》編著者S.P.Bali 。
《綫性集成電路器件設計應用》內容非常全麵， 基本涵蓋模擬電子技術的完整知識體係，本書從集成 電路工藝和器件人手，介紹模擬電路的基本單元、差 分放大電路、運算放大器及其綫性應用、電壓比較器 、寬帶放大器、功率放大器、調製器與解調器、非綫 性放大器及鎖相環、A／D與D／A轉換器、計時器與波 形産生電路、有源濾波器、開關電容電路、穩壓電源 以及實際應用電路。
實例豐富是本書的大亮點，與其他同類書不同 ，本書中對於每個知識點，都是先用簡短精煉的語言 介紹其主要內容，之後用大量的實例來介紹如何在不 同的情況下應用該知識點。
本書可供各級院校電子、計算機及相關專業師生 參考閱讀，同時也可作為廣大電路設計者的參考用書 。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《精密模擬電路設計與實踐：噪聲抑製、功耗優化與高頻性能提升》 引言 在日新月異的電子技術領域，模擬電路依然扮演著至關重要的角色，它們是連接物理世界與數字信號處理的橋梁，是實現高性能、低功耗和高可靠性電子係統的基石。從消費電子産品到工業自動化，再到通信和醫療設備，精密的模擬電路設計能力是工程師的核心競爭力之一。本書旨在深入探討現代模擬電路設計中的關鍵挑戰，重點關注噪聲抑製、功耗優化以及高頻性能的提升，通過理論分析與實際案例相結閤的方式，為讀者提供一套係統性的設計方法和實踐指導。 第一章：模擬電路中的噪聲分析與抑製 噪聲是模擬電路設計中最普遍也是最具挑戰性的問題之一。它會直接影響信號的保真度，降低係統的動態範圍和測量精度。本章將從噪聲的源頭開始，深入剖析各種噪聲的産生機製，包括熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲（1/f噪聲）以及外部乾擾等。我們將詳細介紹如何量化這些噪聲，並探討它們在電路中的傳播和纍積效應。 熱噪聲（Johnson-Nyquist Noise）：分析電阻、半導體材料等導電體中載流子隨機運動産生的噪聲，推導其與溫度、電阻值的關係。 散粒噪聲（Shot Noise）：研究半導體 PN 結中載流子不規則注入和復閤産生的噪聲，分析其與直流偏置電流的關係。 閃爍噪聲（Flicker Noise）：探討半導體器件錶麵缺陷、材料不均勻性等因素導緻的低頻噪聲，分析其與工作電流、器件麵積等參數的關係。 外部乾擾與耦閤：識彆並分析電磁乾擾（EMI）、電源波動、地綫噪聲等外部噪聲源，以及它們通過寄生電容、電感等途徑在電路中的耦閤方式。 在深入理解噪聲的産生機理後，本章將重點闡述多種有效的噪聲抑製技術： 器件選擇與優化：指導讀者如何根據噪聲特性選擇閤適的晶體管（如低噪聲的 JFET、MOSFET）、電阻（如金屬膜電阻）和電容。介紹如何通過優化器件尺寸、偏置點和工藝參數來降低器件本身的噪聲。 電路拓撲設計：深入分析差分電路、儀錶放大器、低噪聲放大器（LNA）等噪聲抑製型電路拓撲的原理和優勢。介紹如何通過共模抑製、接地技術和屏蔽來減少外部乾擾。 濾波技術：詳細介紹不同類型的濾波器（如低通、高通、帶通、帶阻濾波器）在噪聲抑製中的應用。探討有源濾波器與無源濾波器的設計選擇，以及如何根據噪聲頻譜特點設計最優濾波器。 接地與布綫：強調良好的接地設計和布綫規範對降低噪聲的重要性。介紹單點接地、星形接地、地麵平麵等技術，以及如何避免信號綫與噪聲源之間的耦閤。 信號處理與補償：探討數字信號處理（DSP）技術在模擬信號去噪中的應用，例如數字濾波器、卡爾曼濾波等。介紹一些模擬補償技術，如負反饋和前饋補償。 第二章：模擬電路的功耗優化策略 隨著便攜式設備和物聯網（IoT）的普及，低功耗設計已成為模擬電路設計的關鍵目標。高功耗不僅會縮短電池壽命，還會導緻散熱問題，影響器件性能和可靠性。本章將從多個維度係統地介紹功耗優化的方法。 基本功耗分析：首先，對模擬電路中的各種功耗來源進行細緻分析，包括靜態功耗（漏電流、偏置電流）和動態功耗（開關損耗、充電/放電損耗）。 降低靜態功耗： 偏置電流優化：探討如何根據電路功能需求，在保證性能的前提下，將偏置電流降至最低。介紹亞閾值工作模式、高輸齣阻抗設計等技術。 漏電流控製：分析漏電流的産生原因，並介紹通過器件選擇（如使用柵氧化層較厚的 MOSFET）、版圖設計（如采用淺溝道或深溝道工藝）等方法來減小漏電流。 降低動態功耗： 電壓縮減技術：研究如何通過降低供電電壓來顯著減少動態功耗。討論電壓縮減對電路性能的影響，以及如何通過優化電路設計來彌補電壓降低帶來的損耗。 開關速度優化：分析不必要的快速開關會浪費能量。介紹如何通過優化驅動電路、減小寄生電容等方法，使信號的開關速度與實際需求相匹配。 事件驅動式設計：探討如何采用事件驅動（event-driven）的設計理念，使電路僅在必要時纔工作，從而最大限度地減少不必要的功耗。 低功耗電路模塊設計： 低功耗運算放大器（Op-Amp）：介紹摺疊式共源共柵、電流鏡偏置等低功耗運放設計技術。 低功耗數模/模數轉換器（DAC/ADC）：分析各種 DAC/ADC 架構的功耗特性，並介紹針對低功耗優化的設計技巧。 低功耗濾波器：研究如何設計低功耗的 RC 濾波器、開關電容濾波器等。 電源管理技術： 低壓差綫性穩壓器（LDO）：介紹 LDO 的工作原理，以及如何選擇低壓差、高效率的 LDO。 開關電源（SMPS）：探討 DC-DC 轉換器在功耗優化中的作用，並介紹不同拓撲（如 Buck、Boost、Buck-Boost）的功耗特性。 動態電壓與頻率調整（DVFS）：介紹根據實際計算負載動態調整電壓和頻率的技術，以實現能源效率的最大化。 第三章：高頻模擬電路設計與性能提升 隨著通信帶寬的不斷增加和數據傳輸速率的提高，高頻模擬電路的設計變得越來越重要。在 GHz 甚至 THz 級彆，電路的寄生效應、器件的非綫性以及信號的傳播延遲都將對性能産生顯著影響。本章將聚焦於高頻模擬電路設計的關鍵挑戰與解決方案。 高頻器件模型與特性： 晶體管的高頻參數：深入分析 BJTs 和 MOSFETs 的高頻參數，如截止頻率 ($f_T$)、最大振蕩頻率 ($f_{max}$)、寄生電容（$C_{gs}$、$C_{gd}$、$C_{ds}$ 等）以及它們如何影響電路性能。 電感、電容、電阻在高頻下的錶現：研究高頻下無源元件的寄生效應，如等效串聯電阻（ESR）、等效串聯電感（ESL）以及介電損耗。 高頻電路寄生效應的分析與抑製： 寄生電容與電感：分析走綫、引腳、器件封裝等引入的寄生電容和電感，以及它們在高頻下引起的信號失真、振蕩和串擾。 接地與布綫技術：強調在高頻設計中，接地和布綫是抑製寄生效應的關鍵。介紹使用地麵平麵、短而寬的走綫、差分布綫等技術。 去耦與旁路：詳細講解如何通過適當的去耦電容和旁路電容來抑製電源綫上的高頻噪聲和瞬態電壓。 高頻放大器設計： 匹配網絡設計：介紹輸入和輸齣匹配技術，以實現最大功率傳輸或最大電壓增益。討論史密斯圓圖在匹配網絡設計中的應用。 穩定性分析：研究在高頻放大器中可能齣現的寄生振蕩問題，並介紹 K 因子、B1 因子等穩定性判據，以及如何通過反饋和元件選擇來提高穩定性。 噪聲係數（NF）優化：在高頻應用中，噪聲係數是衡量放大器性能的重要指標。分析輸入匹配、器件選擇對噪聲係數的影響。 高頻振蕩器設計： 振蕩器基本原理：介紹正弦振蕩器（如 Colpitts、Hartley、Clapp 振蕩器）和弛豫振蕩器（如 RC 振蕩器）的工作原理。 相位噪聲分析與抑製：相位噪聲是衡量振蕩器性能的關鍵指標。分析影響相位噪聲的因素，並介紹提高相位噪聲性能的設計方法，如使用高 Q 值諧振器、優化偏置點等。 高頻混頻器與倍頻器設計： 混頻器基本原理：介紹平衡混頻器、雙平衡混頻器等混頻器拓撲，以及它們在頻率轉換中的應用。 倍頻器設計：分析各種倍頻器（如肖特基二極管倍頻器、MOSFET 倍頻器）的工作原理和性能特點。 電磁兼容性（EMC）設計： 輻射與傳導乾擾：在高頻電路設計中，EMC 是一個重要考量。介紹如何分析和控製電路的電磁輻射和傳導乾擾，以滿足相關標準。 屏蔽與濾波技術：介紹有效的屏蔽方法和高頻濾波器設計，以保護電路免受外部電磁乾擾，並減少自身對外部環境的乾擾。 第四章：實例分析與設計流程 本章將通過一係列典型的模擬電路設計案例，將前幾章的理論知識與實際設計緊密結閤。我們將詳細剖析這些案例的設計流程、遇到的挑戰以及解決方案。 案例一：低噪聲前置放大器設計 需求分析：闡述一個典型的低噪聲前置放大器（如用於生物信號采集或射電天文接收機）的設計目標，包括增益、帶寬、噪聲係數、輸入阻抗等。 方案選擇與器件評估：選擇閤適的晶體管類型（如 JFET、BJT、MOSFET），並評估其噪聲參數。 電路拓撲設計：設計差分放大器、跨導放大器等低噪聲拓撲。 噪聲分析與優化：使用仿真工具進行噪聲分析，並調整電路參數以達到設計目標。 PCB 布綫與布局：強調低噪聲布綫技術的重要性。 案例二：超低功耗電壓基準源設計 需求分析：設定一個超低功耗電壓基準源的設計要求，例如用於電池供電設備，要求輸齣精度高，溫度係數小，且功耗極低。 原理選型：介紹不同類型的電壓基準源（如帶隙基準源、二極管基準源）的原理及功耗特性，並選擇最適閤的方案。 電路設計與優化：設計並仿真電壓基準源電路，重點關注如何通過減小偏置電流、采用亞閾值工作模式等技術來降低功耗。 版圖設計與封裝考量：討論版圖設計對漏電流和熱效應的影響。 案例三：高頻低噪聲放大器（LNA）設計 需求分析：設定一個高頻 LNA 的設計目標，例如用於無綫通信接收機，要求在高頻段（如 GHz 級彆）具有高增益、低噪聲係數和良好的阻抗匹配。 器件建模與仿真：使用高頻模型對器件進行精確仿真，並考慮寄生效應。 匹配網絡設計：使用史密斯圓圖設計輸入和輸齣匹配網絡，以優化增益、噪聲係數和迴波損耗。 穩定性分析與驗證：進行穩定性分析，確保放大器在高頻下不會振蕩。 PCB 布局與電磁兼容性：強調高頻 PCB 布局的特殊要求，以及如何進行屏蔽和去耦。 結論 通過本書的學習，讀者將能夠係統地掌握模擬電路設計中的噪聲抑製、功耗優化和高頻性能提升等核心技術。本書強調理論與實踐相結閤，通過深入的分析和豐富的案例，幫助工程師們應對現代電子設計中的復雜挑戰，設計齣更優、更高效、更可靠的模擬電路係統。掌握這些精深的技能，將有助於工程師在競爭日益激烈的科技領域脫穎而齣，成為傑齣的模擬電路設計專傢。

評分☆☆☆☆☆

這本《綫性集成電路器件設計、應用》給我一種“厚積薄發”的感覺。我隨意翻到關於“模擬濾波器”設計的那一章，裏麵提到瞭“巴特沃斯濾波器”、“切比雪夫濾波器”等不同類型的濾波器。我之前在信號處理課程上學過這些概念，但始終覺得它們離實際應用還有一段距離。這本書的獨特之處在於，它似乎能將這些抽象的理論，通過具體的電路實現方式，變得更加具象化。我看到瞭書中可能包含瞭很多關於濾波器的傳輸函數、幅頻特性、相頻特性等分析，並且有可能給齣不同類型濾波器的設計步驟和元器件選擇的建議。我很好奇，作者是如何在介紹理論的同時，又兼顧到實際設計的可行性和器件的選型，讓讀者能夠真正將學到的知識應用到實踐中去。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的紙張手感和印刷質量都挺不錯的，拿在手裏很有分量。我隨意翻到一章，看到裏麵講到瞭“差分放大器”和“電流源”的設計。我之前在一些零散的資料裏接觸過這些內容，但總覺得不夠係統。這本書的優點在於，它似乎能把這些看似獨立的單元電路，通過某種邏輯串聯起來，形成一個完整的講解體係。我特彆注意到它在介紹“運算放大器”的非理想特性時，用瞭很多篇幅去分析“輸入失調電壓”、“輸入偏置電流”以及“開環增益”等參數對電路性能的影響。這些參數在實際的模擬電路設計中，往往是決定電路精度和穩定性的關鍵。我很好奇，作者是如何將這些理論性的參數，通過具體的計算公式和設計流程，最終落實到實際的電路圖上的。我感覺這本書可能會包含很多實用的設計技巧，對於那些想要深入理解模擬集成電路設計原理的讀者來說，應該是個不錯的選擇。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計確實是一門藝術，簡約而不失格調。我翻閱到其中有關“電源管理集成電路”的部分，看到瞭諸如“LDO”、“DC-DC轉換器”等字樣。我對這些概念很感興趣，因為它們直接關係到我們日常使用的各種電子設備續航能力和工作穩定性。書中的一些插圖，雖然我沒仔細看內容，但看樣子是電路的原理圖，綫條清晰，標注也很明確。我猜測，這本書在講解這些電源管理芯片的設計時，會從最基礎的晶體管模型開始，一步步推導齣更高級的電路結構。而且，我看到它提到瞭“低功耗設計”和“噪聲耦閤”等技術，這些都是在設計高性能、低功耗電子産品時繞不開的話題。這本書的深度和廣度，似乎能滿足不同層次讀者的需求，無論是初學者還是有一定經驗的工程師，都能從中找到自己需要的信息。

評分☆☆☆☆☆

從這本書的外觀來看，它就透露齣一種紮實的內容感。我隨意翻到關於“傳感器接口電路”的部分，看到瞭“信號調理”、“放大”、“濾波”等關鍵詞。我理解，在很多應用場景下，傳感器輸齣的信號往往是微弱的，或者帶有大量的噪聲，需要經過復雜的電路處理纔能被後續的係統識彆。這本書似乎就在講解如何設計這樣的接口電路，使得傳感器信號能夠以最高精度和最小失真地傳輸。我看到瞭書中可能涉及到瞭各種運放電路的配置，比如跨阻放大器、儀錶放大器等，以及如何根據傳感器的特性選擇閤適的放大增益和濾波帶寬。我感覺這本書在強調理論的同時，也很注重實際的應用，可能會包含很多關於如何根據具體的應用需求，來設計和優化傳感器接口電路的案例分析。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計倒是挺吸引人的，那種深邃的藍色背景，搭配著銀灰色的立體字體，整體給人一種嚴謹而又專業的視覺感受。我翻瞭幾頁，感覺它更像是一本工具書，那種厚重感和目錄的條理性，都讓人覺得它涵蓋瞭相當廣泛的內容。我特彆留意瞭一下它在索引部分提到的那些關鍵詞，比如“高斯噪聲”、“散粒噪聲”、“熱噪聲”等等，這些詞匯本身就讓我聯想到在實際的電路設計中，如何去抑製或者利用這些噪聲，讓信號的純淨度達到一個理想的狀態。而且，它提到瞭“集成電路的可靠性”這個概念，這在電子産品日益普及的今天，確實是至關重要的一環，畢竟誰也不希望自己辛辛苦苦設計的電路，用著用著就齣問題。我猜這本書在講解這些概念的時候，應該會有不少的圖示和錶格，用來幫助讀者更直觀地理解那些復雜的理論。