模擬CMOS集成電路設計(國外名校新教材精選) 9787560516066 西安交通大學齣 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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美畢查德拉紮維作 陳貴燦程軍張瑞智者 著

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齣版社： 西安交通大學齣版社

ISBN：9787560516066

商品編碼：29424984761

包裝：平裝

齣版時間：2014-06-01

基本信息

書名：模擬CMOS集成電路設計(國外名校新教材精選)

定價：75.00元

作者：(美)畢查德？拉紮維作 陳貴燦程軍張瑞智者

齣版社：西安交通大學齣版社

齣版日期：2014-06-01

ISBN：9787560516066

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.922kg

編輯推薦

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內容提要

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畢查德·拉紮維編著的這本《模擬CMOS集成電路設計》介紹模擬CMOS集成電路的分析與設計。從直觀和嚴密的角度闡述瞭各種模擬電路的基本原理和概念，同時還闡述瞭在SOC中模擬電路設計遇到的新問題及電路技術的新發展。《模擬CMOS集成電路設計》由淺入深，理論與實際結閤，提供瞭大量現代工業中的設計實例。全書共18章。前10章介紹各種基本模塊和運放及其頻率響應和噪聲。1章至3章介紹帶隙基準、開關電容電路以及電路的非綫性和失配的影響，4、15章介紹振蕩器和沒相環。6章至18章介紹MOS器件的高階效應及其模型、CMOS製造工藝和混閤信號電路的版圖與封裝。
《模擬CMOS集成電路設計》是現代模擬集成電路設計的理想教材或參考書。可供與集成電路領域有關的各電類專業的高年級本科生和研究生使用，也可供從事這一領域的工程技術人員自學和參考。

目錄

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作者簡介中文版前言譯者序序緻謝章 模擬電路設計緒論第2章 MOS器件物理基礎第3章 單級放大器第4章 差動放大器第5章 無源與有源電流鏡第6章 放大器的頻率特性第7章 噪聲第8章 反饋第9章 運算放大器0章 穩定性與頻率補償1章 帶隙基準2章 開關電容電路3章 非綫性與不匹配4章 振蕩器5章 鎖相環6章 短溝道效應與器件模型7章 CMOS工藝技術8章 版圖與封裝英漢詞匯對照

作者介紹

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畢查德·拉紮維於1985年在沙裏夫理工大學的電氣工程係獲得理學學士學位，並分彆於1988年和1992年在斯坦福大學電氣工程係獲得理學碩士和博士學位。他曾在AT＆T貝爾實驗室工作，隨後又受聘於Hewlett—Packard實驗室，直到1996年為止。1996年9月，他成為加州大學洛杉磯分校的電氣工程係副教授，隨後晉升為教授。目前他從事的研究包括無綫收發、頻率閤成、高速數據通信及數據轉換的鎖相和時鍾恢復。 拉紮維教授分彆於1992年到1994年在普林斯頓大學(新澤西州普林斯頓)和1995年在斯坦福大學任副教授。他是VLSI電路專題討論會的技術程序委員會和國際固體電子協會(ISSCC)的成員，在其中擔任模擬小組委員會的主席。此外，他還分彆擔任IEEE固體電路雜誌、IEEE電路和係統雜誌及高速電子學國際雜誌的特邀編輯和副編輯。 拉紮維教授於1994年因為的編輯能力獲ISSCC的Beatrice奬，1994年在歐洲固體電子會議上獲*論文奬，1995年和1997年ISSCC的*專題小組奬，1997年TRw創新教學奬，1998年IEEE定製集成電路會議*論文奬。他是《數據轉換係統設計原理》(IEEE齣版，1995)和《RF微電子學》(Prentice Hall齣版，1998)的作者，以及《單片鎖相環和時鍾恢復電路》(IEEE齣版，1996)的編者。

文摘

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序言

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模擬CMOS集成電路設計：理論、實踐與前沿探索 引言 電子信息技術的飛速發展，離不開集成電路的不斷革新。作為現代電子設備的“大腦”，集成電路的設計與製造一直是科技競爭的核心領域。其中，模擬集成電路以其在信號處理、放大、濾波、電源管理等關鍵應用中的不可替代性，占據著舉足輕重的地位。本書旨在深入探討模擬CMOS集成電路設計的理論基礎、核心技術、實用方法以及未來發展趨勢，為讀者提供一個全麵而深入的認知框架。本書內容嚴謹，邏輯清晰，兼顧理論深度與實踐指導，適閤高等院校電子工程、微電子學、通信工程等相關專業的學生，以及從事集成電路設計、研發的工程師閱讀參考。 第一部分：模擬CMOS集成電路設計的基礎理論 本部分將為讀者構建堅實的理論基石，為後續深入的學習奠定基礎。 1. CMOS器件物理與模型： MOSFET 工作原理迴顧: 詳細闡述金屬-氧化物-半導體場效應晶體管（MOSFET）的結構、工作原理、電荷傳輸機製，包括溝道形成、閾值電壓、跨導、輸齣電阻等關鍵參數的物理根源。 理想MOSFET 模型: 介紹零級、一級和二級（Shichman-Hodges、Sakurai-Newton）等一係列簡化模型，分析其在不同偏置區（截止區、綫性區、飽和區）的特性，以及這些模型在電路分析中的應用與局限性。 非理想效應: 深入剖析引起器件性能下降的各種非理想效應，包括短溝道效應（DIBL、閾值電壓降低）、溝道長度調製、體效應、熱電子效應、柵氧化物擊穿等，並探討其對電路設計的影響。 CMOS 器件建模: 介紹Spice等仿真軟件中常用的DC、AC、瞬態等模型，重點講解BSIM係列模型（如BSIM3, BSIM4）的物理基礎、參數提取與應用。強調模型精度與計算效率之間的權衡。 2. CMOS 反相器與基本邏輯門： CMOS 反相器: 詳細分析CMOS反相器的結構、工作原理、靜態特性（電壓傳輸特性VTC）、動態特性（延遲時間、功耗）。探討不同尺寸的PMOS和NMOS晶體管如何影響反相器的性能。 基本邏輯門 (NAND, NOR): 闡述CMOS NAND和NOR門的結構、工作原理，分析其VTC以及與反相器在性能上的差異。 多輸入邏輯門: 介紹CMOS多輸入AND、OR、XOR、XNOR門的實現方式，討論其在麵積、功耗和延遲方麵的設計考量。 傳輸門與多路選擇器: 講解傳輸門的基本原理及其作為開關的應用，在此基礎上設計CMOS多路選擇器。 3. CMOS 電源和接地： 電源分配網絡 (PDN): 深入分析片上電源分配網絡的設計，包括片上低阻抗電源綫的設計、去耦電容的選擇與布局、電源噪聲的抑製方法。 接地設計: 強調良好接地的重要性，討論共享接地、差分接地等技術，以及接地迴流對信號完整性的影響。 電源和接地噪聲的建模與仿真: 介紹如何利用Spice等工具對電源和接地噪聲進行建模和仿真，並提供相應的優化建議。 第二部分：模擬CMOS集成電路設計中的核心模塊 本部分將聚焦於模擬電路設計中的關鍵功能模塊，深入解析其設計原理、電路結構和性能優化。 1. CMOS 差分放大器: 差分放大器基本原理: 闡述差分信號、共模信號的概念，以及差分放大器抑製共模乾擾、放大差模信號的原理。 共源共柵差分放大器: 介紹其結構、工作原理，分析其高增益、高輸齣阻抗的特性。 摺疊式共源共柵差分放大器: 探討其結構優勢，如減小輸齣電壓擺幅，提高輸入動態範圍。 尾電流源: 詳細介紹各種CMOS電流源的實現方式，包括簡易電流鏡、共源共柵電流源、源極退化電流源等，以及其對差分放大器性能的影響。 輸入失調電壓與共模抑製比 (CMRR): 分析差分放大器輸入失調電壓的産生原因，以及如何通過器件尺寸匹配、尾電流源設計等方法來減小失調。深入講解CMRR的定義、測量以及影響因素。 2. CMOS 運算放大器 (Op-Amp): 基本運算放大器結構: 介紹單級、雙級、多級運算放大器的基本拓撲結構。 雙級運算放大器: 重點講解最常見的兩級CMOS運放設計，包括輸入差分級、增益級和輸齣緩衝級。 補償技術: 詳細闡述頻率補償的必要性，介紹零極點分離、密勒補償、極點補償等技術，分析補償元件（如電容）的選擇與取值對穩定性、帶寬和功耗的影響。 增益、帶寬、壓擺率、輸齣擺幅: 分析影響運放性能的關鍵參數，並探討如何通過電路設計與器件優化來滿足各項指標要求。 功耗優化: 討論低功耗運放的設計策略，如使用亞閾值晶體管、動態功耗管理等。 3. CMOS 濾波器: 濾波器分類與應用: 介紹低通、高通、帶通、帶阻等基本濾波器類型，以及其在信號調理、抗混疊等方麵的應用。 連續時間濾波器 (CTF) 與離散時間濾波器 (DTF): 區分兩種濾波器類型，並介紹其設計理念。 有源濾波器的實現: 講解如何利用運放、電阻、電容等元件實現濾波器功能，如Sallen-Key濾波器、MFB濾波器。 開關電容濾波器 (SCF): 深入分析SCF的工作原理，包括時鍾信號控製、電荷傳輸等。講解其在降低占用的矽麵積、提高精度方麵的優勢。 GM-C 濾波器: 介紹跨導-電容（GM-C）濾波器的設計，分析其結構、工作原理以及與SCF的對比。 4. CMOS 采樣與保持電路: 采樣與保持電路的基本功能: 闡述采樣與保持電路在模擬數字轉換（ADC）係統中的作用，即在特定時刻對輸入模擬信號進行采樣並將其值保持一段時間。 開關和電容選擇: 討論采樣開關（如NMOS、PMOS、CMOS傳輸門）的選擇對精度和速度的影響，以及保持電容的電荷注入、漏電效應等對保持精度的影響。 輸入阻抗與輸齣阻抗: 分析采樣保持電路的輸入阻抗要求和輸齣阻抗特性，以及如何通過緩衝器來滿足要求。 非理想效應: 探討采樣時鍾饋通、電荷注入、漏電等對采樣精度的影響，並提齣相應的減小方法。 5. CMOS 穩定性分析與補償: 穩定性分析: 深入講解頻率域的穩定性分析方法，如Bode圖、Nyquist圖，以及伯德斜率定理、增益裕度、相位裕度等概念。 反饋迴路分析: 分析負反饋迴路的工作原理，以及在放大電路中反饋對穩定性的影響。 補償技術的應用: 結閤運放設計，詳細講解各種補償技術（如密勒補償、極點補償）如何在反饋迴路中引入零極點，以改善相位裕度，確保電路在有載或無載情況下的穩定性。 第三部分：模擬CMOS集成電路設計的先進技術與前沿 本部分將帶領讀者瞭解模擬CMOS設計中的一些先進技術，並展望未來的發展趨勢。 1. 低功耗設計技術: 功耗分類: 區分靜態功耗和動態功耗，分析其産生機理。 低功耗設計策略: 介紹各種低功耗設計方法，如降低工作電壓、減小晶體管尺寸、采用亞閾值工作區域、動態電壓與頻率調節（DVFS）、體偏置技術等。 低功耗數據轉換器: 探討在ADC/DAC設計中實現低功耗的關鍵技術。 2. 噪聲分析與抑製: 噪聲源: 詳細分析CMOS電路中的主要噪聲源，包括熱噪聲、閃爍噪聲（1/f噪聲）等，並介紹其功率譜密度。 噪聲建模: 學習如何利用Spice等工具對器件噪聲和電路噪聲進行建模與計算。 噪聲性能優化: 探討如何通過器件尺寸、電流偏置、電路拓撲等來優化電路的噪聲性能，如提高信噪比（SNR）。 3. 高速CMOS電路設計: 寄生效應的影響: 分析寄生電容、寄生電感、寄生電阻對高速信號傳輸和電路性能的影響。 高速互連綫設計: 探討高速差分信號綫的設計、阻抗匹配、信號完整性分析。 高速電路拓撲: 介紹一些適用於高速應用的電路結構，如電流驅動型電路、前饋放大器等。 4. 數模混閤電路設計: ADC/DAC: 深入介紹不同類型的ADC（如逐次逼近型SAR, 流水綫Pipeline, sigma-delta）和DAC（如電壓開關型、電流開關型）的設計原理、結構和性能權衡。 電源管理集成電路 (PMIC): 探討DC-DC轉換器（LDO, 開關電源）、基準電壓源、電荷泵等PMIC核心模塊的設計。 混閤信號IP設計: 介紹在SoC係統中，如何有效地集成模擬和數字模塊，以及IP核的復用與驗證。 5. 先進工藝與新材料: 先進CMOS工藝: 介紹FinFET, GAAFET等新型晶體管結構對模擬電路設計的影響，以及高K介質、金屬柵等工藝技術的進步。 新材料的應用: 探討如MEMS、壓電材料等在傳感器與集成電路結閤中的潛力。 可靠性設計: 討論在先進工藝下，靜電放電（ESD）、熱應力、化學腐蝕等對電路可靠性的影響，以及相應的防護設計。 結論 模擬CMOS集成電路設計是一門融閤瞭物理學、電子工程學和計算機科學的交叉學科。本書通過對基礎理論的深入講解，對核心模塊的細緻分析，以及對前沿技術的探索，旨在幫助讀者建立起全麵而係統的知識體係。掌握這些知識和技能，將為讀者在未來的學術研究或工程實踐中，設計齣高性能、低功耗、高可靠性的模擬集成電路産品奠定堅實的基礎，從而推動電子信息技術不斷嚮前發展。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀瞭市麵上不少關於模擬CMOS設計的書籍之後，這本書給我留下瞭非常深刻的印象。它不同於那些過於理論化或者僅僅羅列公式的書籍，而是將理論與實踐緊密結閤，為讀者提供瞭一個非常全麵的學習框架。書中對各種基本電路單元的講解，如MOSFET模型、共源共柵放大器、差分放大器等，都非常透徹，並且配有大量的圖示和仿真結果，讓讀者能夠直觀地理解電路的工作原理和性能錶現。我特彆喜歡書中對不同設計拓撲的比較分析，以及對各種設計挑戰的深入探討，比如穩定性、綫性度、功耗以及版圖效應等。這些內容對於我這樣一個初學者來說，非常有啓發性，讓我能夠更全麵地認識到模擬電路設計的復雜性和挑戰性。此外，這本書的排版和印刷質量都非常好，閱讀體驗十分舒適。總而言之，這本書是一本非常優秀的入門和進階教材，對於任何想要深入瞭解模擬CMOS集成電路設計的讀者來說，都非常有價值。

評分☆☆☆☆☆

我一直對集成電路設計領域充滿興趣，尤其是在微電子技術飛速發展的今天。這本書為我打開瞭一個全新的視角。它不像某些教材那樣，僅僅堆砌公式和理論，而是非常注重電路的物理實現和性能指標的優化。書中對寄生效應的討論，以及如何在高頻下處理這些效應，給我留下瞭深刻的印象。我記得有一章詳細講解瞭開關電容電路的設計，書中不僅給齣瞭理論模型，還分析瞭在實際應用中可能遇到的各種問題，比如采樣精度、時鍾饋通等，並提供瞭相應的解決方案。這種貼近實際的講解方式，讓我對電路設計的復雜性和精妙之處有瞭更深的體會。而且，這本書的語言風格也非常嚴謹而清晰，邏輯性極強。閱讀過程中，我仿佛置身於一個經驗豐富的工程師的指導之下，一步步地學習和領悟。書中的插圖和圖錶也非常豐富，清晰地展示瞭電路結構和仿真波形，這對於理解抽象的理論非常有幫助。讀完這本書，感覺自己對模擬CMOS電路設計的理解又上瞭一個颱階，充滿瞭信心去應對更復雜的挑戰。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，學習一門技術，最重要的是理解其背後的“為什麼”。這本書在這方麵做得非常齣色。它不僅僅告訴我們“如何”設計一個模擬CMOS電路，更重要的是，它深入剖析瞭“為什麼”要這樣做。比如，在講解噪聲分析時，它不僅給齣瞭噪聲模型，還詳細解釋瞭不同噪聲源的來源以及如何通過電路設計來抑製它們。讀到這裏，我纔真正理解瞭為什麼有些看似簡單的電路，在實際設計中卻需要花費大量精力去優化。書中對各種二階效應的討論，以及它們對電路性能的影響，也讓我對集成電路設計的復雜性有瞭更深刻的認識。此外，這本書的語言風格非常流暢，即使是對於一些相對復雜的概念，也能用清晰易懂的方式進行闡述。讀起來一點也不枯燥，反而充滿瞭探索的樂趣。感覺這本書就像一位經驗豐富的老教授，循循善誘地引導著我一步步深入到模擬CMOS設計的殿堂。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是讓我眼前一亮！拿到手的時候，就被它厚實的質感和精美的封麵所吸引。我一直在尋找一本能夠深入淺齣講解模擬CMOS集成電路設計的書籍，市麵上確實不少，但很多要麼過於理論化，要麼又過於淺顯，難以真正掌握核心精髓。而這本教材，恰恰在兩者之間找到瞭絕佳的平衡點。它以一種非常係統化的方式，從最基礎的MOSFET器件模型開始，逐步深入到各種模擬電路模塊的設計，比如跨導放大器、電流鏡、電壓基準源等等。更難得的是，它不僅僅停留在理論推導，而是大量地結閤瞭實際的設計案例和仿真結果，讓讀者能夠清晰地看到理論是如何轉化為實際電路的。我特彆欣賞書中對不同設計選項的權衡和分析，比如在設計一個放大器時，會詳細討論噪聲、功耗、帶寬、增益等指標之間的取捨，以及如何根據具體應用場景做齣最優選擇。這種實用的分析方法，對於我這樣一個正在學習和實踐的讀者來說，簡直是醍醐灌頂。它教會瞭我不僅僅是“怎麼做”，更是“為什麼這麼做”。即使是對CMOS設計完全沒有基礎的初學者，也能通過這本書打下堅實的基礎，而對於已經有所瞭解的工程師，也能從中獲得更深刻的理解和更開闊的思路。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深的電子工程從業者，我深知一本優秀的教材對於技術人員成長的關鍵作用。這本書無疑就是這樣一本卓越的著作。它以其高度的學術嚴謹性和鮮明的實踐導嚮性，在眾多同類書籍中脫穎而齣。書中對各種CMOS工藝的特性進行瞭詳盡的闡述，並以此為基礎，分析瞭不同電路結構在不同工藝下的性能錶現。我特彆贊賞其對設計流程的係統性介紹，從規格定義、電路架構選擇，到具體模塊設計、仿真驗證，再到版圖設計和流片過程中的注意事項，都進行瞭深入淺齣的講解。對於我這樣一個經常需要權衡各種設計約束的工程師來說，這些內容具有極高的參考價值。書中所提及的一些高級設計技巧，比如低功耗設計、高精度基準源設計等，更是讓我受益匪淺。它不僅提供瞭理論基礎，更重要的是，它傳授瞭一種“工程思維”，教會我們如何在有限的資源下，設計齣滿足性能要求的集成電路。這本書絕對是任何想在模擬CMOS設計領域深入發展的工程師的必備之選。