CMOS運算放大器和比較器的設計及應用 Roubik Gregorian pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Roubik Gregorian 著

圖書標籤:

• CMOS
• 運算放大器
• 比較器
• 模擬電路
• 集成電路設計
• Roubik Gregorian
• 電路分析
• 低功耗設計
• 高性能設計
• 射頻電路

店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030406224

商品編碼：29330745835

包裝：平裝

齣版時間：2014-07-01

基本信息

書名：CMOS運算放大器和比較器的設計及應用

定價：52.00元

作者：Roubik Gregorian

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2014-07-01

ISBN：9787030406224

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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《CMOS運算放大器和比較器的設計及應用》分為5章。章描述瞭參考源的基本原理以及模擬電路的基礎知識；第2章分析瞭參考電流源的設計，包括基本的CMOSPTAT電路和復雜的biCMOS電流源；第3章在前兩章的基礎上，講解瞭電壓參考源的設計，包含瞭從零階到高階補償電路的實現；第4章分析瞭高精度基準源設計的考慮因素，包括工藝偏差、負載效應和工作環境等；第5章從工程和應用的角度討論瞭修調、版圖設計和封裝等對電路性能的影響。《CMOS運算放大器和比較器的設計及應用》內容全麵，包含瞭從參考源設計的理論基礎到工程實踐的內容。分析深刻、實用性強，具有的指導意義。

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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超越經典的CMOS模擬集成電路設計：原理、實踐與前沿探索 在浩瀚的集成電路設計領域，模擬電路，特彆是運算放大器（Op-amp）和比較器（Comparator）的設計，一直是核心且極具挑戰性的課題。它們如同電子係統的“神經元”和“決策者”，在信號處理、數據轉換、控製係統乃至人工智能的硬件實現中扮演著至關重要的角色。本書並非是對某一特定著作的簡單復述，而是旨在從更廣闊的視角，深入剖析CMOS工藝下運算放大器和比較器的設計原理，融閤經典理論與現代實踐，並前瞻性地探討其未來的發展趨勢，以期為廣大工程師、研究者和學習者提供一個全麵、深入且富有啓發性的參考。 第一部分：CMOS運算放大器設計精要 本部分將係統地構建CMOS運算放大器設計的理論基礎，從最基礎的MOS晶體管特性講起，逐步深入到各種典型電路拓撲的分析與設計。 MOS晶體管的物理特性與模型: 我們將從PN結和MOS結構的物理原理齣發，闡述MOS晶體管（NMOS和PMOS）的電學行為。重點在於理解其亞閾值區、綫性區和飽和區的電流-電壓特性，以及溝道長度調製、短溝道效應、體效應等實際工作條件下不可忽視的因素。在此基礎上，我們將介紹各種DC模型（如平方律模型）和AC模型，強調它們在不同設計精度需求下的適用性，並為後續的電路分析打下堅實基礎。 CMOS反相器作為基本放大單元: 反相器是CMOS工藝中最基本的邏輯門，但其也蘊含瞭基本的放大原理。我們將分析反相器在非理想狀態下的增益特性，以及其作為開環增益極低的差分放大器的初步認識，為理解更復雜的差分放大器結構奠定基礎。 差分放大器：CMOS運算放大器的靈魂: 差分放大器是現代運算放大器的核心。本部分將深入探討各種差分放大器結構，包括： 雙端輸入單端輸齣差分放大器: 從最基礎的共源共柵差分對開始，分析其增益、輸入失配、噪聲等問題。 摺疊式共源共柵差分放大器: 討論其提高輸齣電壓擺幅的優勢，並分析其設計權衡。 尾電流源設計: 詳細介紹各種電流源的實現方式，如二極管連接、鏡像電流源、帶隙基準電壓的電流源等，並分析其精度、輸齣阻抗和頻率響應。 共模抑製比 (CMRR) 的分析與提升: 深入探討影響CMRR的因素，以及通過差分對、電流源設計等手段來提高CMRR的方法。 輸入失配與共模範圍 (ICMR): 分析輸入晶體管尺寸、閾值電壓失配對運算放大器性能的影響，以及如何優化設計以獲得更寬的共模輸入範圍。 增益提升技術: 為瞭實現高直流增益，往往需要多級放大。本部分將重點介紹： 共源共柵 (Cascode) 結構: 分析共源共柵結構如何顯著提高輸齣阻抗，從而提升單級增益，並討論其對帶寬的影響。 二級及多級放大器: 介紹二級運算放大器（如差分放大器+共源共柵級）和三級運算放大器的設計思路，分析各級的增益貢獻和頻率響應。 頻率響應與穩定性: 運算放大器的頻率響應對其動態性能至關重要。 零極點分析: 介紹運算放大器的零極點特性，以及它們如何影響頻率響應和穩定性。 補償技術: 重點講解實現頻率補償的方法，如密勒補償、極點分裂等，分析其原理、優缺點以及在不同應用中的選擇。 增益帶寬積 (GBW) 和壓擺率 (Slew Rate): 詳細解釋GBW和Slew Rate的定義、計算方法，以及它們與電路結構、偏置電流、負載電容等參數的關係，並給齣優化設計建議。 輸齣級設計: 輸齣級負責驅動外部負載，其設計對運算放大器的驅動能力、功耗和電壓擺幅有直接影響。 A類、AB類和B類輸齣級: 分析它們的靜態功耗、交越失真等特性，並介紹AB類輸齣級的偏置和設計技巧。 CMOS輸齣級: 探討純CMOS輸齣級的實現，如推挽式輸齣級，並分析其優缺點。 噪聲、失真與功耗: 噪聲分析: 深入分析運算放大器內部的各種噪聲源，如熱噪聲、閃爍噪聲，以及它們的組閤效應。介紹降低噪聲的設計策略，如增大晶體管尺寸、優化偏置等。 非綫性失真: 分析諧波失真（HD）和互調失真（IMD），以及影響失真的因素，如輸入信號幅度、器件非綫性特性等。 功耗優化: 討論在滿足性能要求的前提下，如何通過調整偏置電流、采用低功耗技術等手段來降低功耗。 第二部分：CMOS比較器設計精要 比較器作為判斷信號大小的器件，雖然結構上可能比運算放大器簡單，但其快速響應、高精度和低功耗的設計也充滿挑戰。 比較器的基本原理與分類: 介紹比較器的基本功能——判斷兩個輸入信號的大小關係，並輸齣高或低電平。根據輸入信號和輸齣特性，將其分為通用比較器、自適應偏置比較器、時序比較器等。 基本比較器結構: 差分放大器型比較器: 以差分放大器為核心，通過增大增益或引入正反饋來實現快速翻轉。 鎖存型比較器 (Latched Comparator): 介紹鎖存型比較器的工作原理，以及如何通過鎖存機製實現高速采樣和數據存儲。分析其預放大級、鎖存級和輸齣驅動級的構成。 多級比較器: 討論如何通過多級放大和正反饋來提高比較器的靈敏度和速度。 影響比較器性能的關鍵因素: 失調電壓 (Offset Voltage): 分析輸入失調電壓對比較精度的影響，以及降低失調電壓的設計方法，如共模反饋、均值化技術等。 傳播延遲 (Propagation Delay): 解釋傳播延遲的定義，以及影響其大小的因素，如增益、負載電容、輸入信號幅度等。討論提高速度的策略，如減小負載、增加驅動電流、優化時鍾信號等。 建立時間 (Settling Time): 介紹建立時間的概念，以及如何優化設計以縮短建立時間。 遲滯 (Hysteresis): 分析遲滯的作用，以及如何通過引入正反饋來産生遲滯，從而提高抗噪聲能力。 高精度與高速比較器設計: 高精度比較器: 側重於降低失調電壓、提高輸入阻抗和減少噪聲。 高速比較器: 側重於減小傳播延遲、提高壓擺率和優化時鍾驅動。 低功耗比較器: 介紹如何通過動態偏置、休眠模式等技術來降低功耗。 應用中的考慮: 結閤實際應用場景，討論比較器的選擇和設計要點，如ADC中的采樣保持電路、數字接口的閾值檢測、電源管理單元等。 第三部分：CMOS運算放大器與比較器的實用設計與測試 本部分將重點關注實際設計流程、EDA工具的應用以及性能驗證。 CMOS工藝特性與選擇: 簡要介紹不同CMOS工藝節點的特點（如綫寬、電壓、性能指標），以及在設計中如何選擇閤適的工藝。 EDA工具鏈的應用: 介紹常用的EDA工具（如Cadence Virtuoso, Synopsys Design Compiler, HSPICE/Spectre等）在模擬集成電路設計中的流程，包括原理圖輸入、電路仿真（DC, AC, transient, noise, distortion analysis）、版圖設計、後仿真等。 版圖設計與寄生效應: 討論版圖設計中的關鍵考慮因素，如晶體管匹配、走綫寄生參數（電阻、電容）、襯底耦閤、溫度梯度等，以及它們對電路性能的影響。介紹版圖提取和後仿真技術。 測試與驗證: 片上測試 (On-chip Testing): 介紹常用的片上測試結構和方法，如BIST（Built-in Self-Test）技術，以及如何通過測試電路來評估電路性能。 實際測試環境: 討論在實際測試設備（如示波器、頻譜分析儀、信號發生器）上進行性能測試的注意事項和技巧。 第四部分：CMOS運算放大器與比較器的前沿發展 本部分將展望CMOS模擬集成電路的未來發展趨勢。 低壓、低功耗設計: 隨著移動設備和物聯網的發展，對低壓、低功耗的需求日益增長。將探討新的低壓設計技術、亞閾值電路以及能源收集技術在運算放大器和比較器中的應用。 高頻與高性能CMOS電路: 隨著通信和高速數據傳輸的需求，對高頻、高帶寬、低噪聲的運算放大器和比較器提齣更高要求。將介紹新技術，如RF LNA設計中的某些技巧與CMOS Op-amp設計的聯係，以及新興的晶體管模型和工藝對高頻性能的影響。 智能化與自適應設計: 探索將機器學習和AI技術應用於模擬電路設計，實現自適應偏置、自校準、自動優化等功能，以應對工藝變化和工作環境變化。 新興材料與器件: 簡要介紹如FinFET、GAAFET等新型晶體管結構，以及新興材料（如III-V族半導體）在未來模擬電路設計中的潛力。 與數字和混閤信號電路的集成: 探討CMOS運算放大器和比較器如何在日益復雜的SoC（System-on-Chip）設計中與其他模塊（數字邏輯、ADC/DAC等）無縫集成，實現更強大的功能。 通過以上內容的深入剖析，本書旨在為讀者提供一個係統、全麵且富有洞察力的CMOS運算放大器和比較器設計指南。它不僅僅是理論知識的羅列，更強調瞭設計中的權衡、實踐中的技巧以及麵嚮未來的探索，希望能激發讀者在這一激動人心的領域進行更深入的研究和創新。

評分☆☆☆☆☆

翻看這本書的書名——“CMOS運算放大器和比較器的設計及應用”，立刻吸引瞭我。作為一個對微電子學領域充滿好奇心的初學者，我一直在尋找能夠係統性地引導我進入這一復雜而迷人世界的入門讀物。我希望這本書能夠以一種清晰易懂的方式，解釋CMOS技術下運算放大器和比較器的工作原理，從最基本的NMOS和PMOS器件模型講起，逐步構建起放大器和比較器的基本電路結構。我特彆期待書中能夠用大量的圖示和簡單的數學推導，來幫助我理解各種電路的 동작。在“應用”方麵，我希望能夠看到一些實際的例子，比如運算放大器在音頻放大電路中的作用，或者比較器在閾值檢測電路中的應用，能夠讓我感受到這些理論知識是如何轉化為現實世界的産品的。這本書是否能夠提供一些基礎的仿真練習，或者推薦一些學習資源，來幫助我鞏固所學知識，是我非常看重的一點。

評分☆☆☆☆☆

從一位經驗豐富的模擬電路工程師的角度來看，一本關於CMOS運算放大器和比較器設計及應用的書籍，其價值在於能否提供前沿的設計理念和實用的工程經驗。Roubik Gregorian 的這本書，其書名就預示著它將深入探討CMOS工藝下這兩類核心模擬電路的精髓。我非常希望這本書能夠詳細介紹各種先進的運算放大器和比較器架構，例如多級放大器、電流反饋放大器、電荷泵式比較器等，並分析它們的優缺點以及適用場景。同時，我期待書中能夠提供深入的性能分析方法，包括噪聲分析、失調分析、帶寬分析、功耗分析等，並給齣相應的優化策略。在應用層麵，我希望看到書中能夠結閤實際的芯片設計項目，講解如何將這些電路集成到復雜的係統中，比如高速數據采集係統、低功耗傳感器網絡、或者高性能的模擬濾波器中。這本書是否包含瞭一些關於版圖設計、工藝偏差建模以及測試驗證的章節，對我而言也是一個重要的考量因素。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我留下瞭深刻的第一印象，它傳遞齣一種嚴謹而專業的學術氛圍。封麵上“CMOS運算放大器和比較器的設計及應用”幾個字，以及作者“Roubik Gregorian”的名字，都預示著這是一本專注於特定領域、深度探討技術細節的著作。從排版和字體選擇上，我能感受到編輯團隊對細節的把控，這種專業性往往也體現在書本的內容深度和邏輯嚴謹性上。我期待這本書能係統地梳理CMOS運算放大器和比較器的設計原理，從最基礎的器件模型講起，逐步深入到電路拓撲、性能指標的分析與優化。特彆是“設計及應用”這部分，我非常希望能看到作者結閤實際的工程案例，詳細闡述這些電路在不同應用場景下的具體實現和遇到的挑戰，以及如何通過精妙的設計來剋服這些挑戰。例如，在模擬前端設計中，如何權衡增益、帶寬、噪聲和功耗；在信號調理電路中，如何選擇閤適的運算放大器和比較器來滿足特定的動態範圍和精度要求。我猜測這本書會包含大量的電路圖和仿真波形，能夠幫助讀者直觀地理解理論知識。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對模擬集成電路設計懷有濃厚興趣的在讀研究生，我在尋找一本能夠係統性、全方位介紹CMOS運算放大器和比較器設計的書籍。Roubik Gregorian 的這部作品，從書名上看，就正是我一直在尋找的寶藏。我特彆關注這本書在理論深度和實踐指導性方麵的結閤程度。我希望它不僅僅停留在概念的介紹，更能深入到CMOS工藝下各種器件的物理模型、柵長效應、短溝道效應等對電路性能的影響。更重要的是，“設計及應用”這幾個字，讓我對書中內容充滿瞭期待。我期望它能涵蓋差分放大器、跨導放大器、摺疊式輸齣級等各種經典的運算放大器拓撲的詳細設計方法，以及比較器中亞穩態、滯後等關鍵問題的處理。同時，對於實際應用，我希望書中能有關於低功耗設計、高精度設計、高速設計等方麵的專題討論，並且能結閤FPGA、ADC、DAC等典型應用，給齣具體的電路設計思路和實現技巧。這本書是否提供瞭代碼示例或者仿真平颱的指導，也是我非常好奇的一點。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，一本涵蓋“設計”與“應用”的CMOS運算放大器和比較器書籍，其內容的深度和廣度對讀者而言至關重要。Roubik Gregorian 的這本書，我從它書名中就能感受到作者在這一領域深厚的功底。我個人對於這類書籍的需求，在於能夠獲得一套係統性的設計流程和一套實用的設計工具箱。我期待書中能夠從最基礎的CMOS器件特性齣發，講解各種基本放大器和比較器單元的構建原理，以及如何通過級聯、反饋等方式構建高性能的運算放大器。更令我感興趣的是“應用”部分，我希望書中能給齣一些前沿的應用案例，比如在物聯網傳感器接口、醫療電子設備、汽車電子等領域，CMOS運算放大器和比較器是如何被巧妙設計的，用以滿足特定場景下的功耗、精度、速度等指標。我希望這本書能提供一些設計經驗和技巧，例如如何避免振蕩、如何減小噪聲、如何提高穩定性等等，這些都是在實際設計中非常寶貴的財富。