深亚微米CMOS模拟集成电路设计9787030392176 科学出版社 Bang-Sup pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Bang-Sup Song 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030392176

商品编码：29453816579

包装：平装

出版时间：2014-01-01

图书基本信息
图书名称	深亚微米CMOS模拟集成电路设计
作者	Bang-Sup Song
定价	68.00元
出版社	科学出版社
ISBN	9787030392176
出版日期	2014-01-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

《深亚微米CMOS模拟集成电路设计》可以作为工科院校相关专业高年级本科生和研究生的参考用书，也可以供半导体和集成电路设计领域技术人员阅读。

作者简介

宋博士于1986年获AT&-T贝尔实验室DistinguishedTechnicalStaff奖，1987年获模拟器件公司CareerDevelopmentProfessor奖，1995年获伊利诺伊大学XeroxSeniorFacultyResearch奖。宋博士在美国电气电子工程师协会（IEEE）的学术包括IEEE固态电路杂志（JSSC）、IEEE电路与系统杂志（TCAS）副主编，国际固态电路会议（ISSCC）、国际电路与系统年会（ISCAS）组委会成员。宋博士是美国电气电子工程师学会院士（IEEEFellow）。

目录

章放大器基础 1.1激励点和传递函数 1.2频率响应 1.3稳定性判据 1.4运算放大器用于负反馈 1.5相位裕度 1.6瞬态响应 1.7反馈放大器 1.8反馈的作用 1.9左半平面和右半平面零点 1.10反馈放大器的稳定性 第2章放大器的设计 2.1晶体管的低频抽象模型 2.1.1大信号 2.1.2小信号 2.1.3跨导g。和输出电阻 2.1.4小信号模型 2.1.5体效应 2.2低频激励点电阻 2.3电阻反射定律 2.4三种基本放大器组态 2.5九种组合放大器 2.5.1共源一共源结构 2.5.2共源一共栅结构 2.5.3共源一共漏结构 2.5.4共栅一共源、共栅一共栅、共栅一共漏结构 2.5.5共漏一共源结构 2.5.6共漏一共栅结构 2.5.7共漏一共漏结构 2.6差分对 2.6.1共模抑制 2.6.2对称的传递函数 2.7增益自举 2.7.1零极点对的约束 2.7.2其他增益自举的概念 2.8偏置 2.8.1大化信号摆幅的套筒结构的偏置 2.8.2电流源的匹配 2.9电压源和电流源 2.9.1以Vcs和AVGs为参考的电流源 2.9.2带隙参考 参考文献 第3章运算放大器 3.1运算放大器的小信号模型 3.2运算放大器的频率补偿 3.2.1并联补偿 3.2.2极点分裂米勒补偿 3.3两级米勒补偿运算放大器的相位裕度 3.4两级运算放大器右半平面零点的消除技术 3.4.1插入串联电阻 3.4.2利用源极跟随器形成反馈 3.4.3利用附加的增益级对Gm自举 3.5负反馈运算放大器的瞬态响应 3.5.1压摆率 3.5.2全功率带宽 3.6运算放大器设计举例 3.6.1三级套筒式运算放大器 …… 第4章数据转换器基础 第5章奈奎斯特数据转换器 第6章过采样数据转换器 第7章高精度数据转换器 第8章锁相环基础 第9章频率综合和时钟恢复

编辑推荐

文摘

序言

《集成电路设计实用指南：从理论到实践》 概述 在当今信息爆炸的时代，集成电路（Integrated Circuit, IC）作为现代电子系统的核心，其重要性不言而喻。从智能手机的芯片到高性能计算机的处理器，再到物联网设备的传感器，集成电路无处不在，深刻地改变着我们的生活方式和工作模式。本书旨在为读者提供一个全面而深入的集成电路设计学习平台，涵盖了从基础概念到高级技术的广泛内容，特别注重理论知识与实际应用相结合，帮助读者构建扎实的专业基础，掌握创新性的设计思维，并具备解决实际工程问题的能力。 本书的内容组织严谨，逻辑清晰，循序渐进，适合作为高等院校相关专业学生的教材，也可作为集成电路设计领域的工程师、研究人员以及对此领域感兴趣的业余爱好者的重要参考读物。我们将系统地剖析集成电路设计的各个关键环节，引导读者理解其背后的物理原理、数学模型和工程挑战，并提供丰富的实例和实践指导，确保读者在理论学习的同时，能够逐步将知识转化为实际的设计能力。 第一篇：集成电路设计基础 本篇将带领读者进入集成电路设计的宏观世界，建立起对整个设计流程的初步认知，并理解支撑这一切的基础理论。 第一章：集成电路概览与发展历程 集成电路的定义与重要性： 详细阐述集成电路的概念，即在一个很小的半导体芯片上集成大量电子元器件，并介绍其在现代科技中的核心地位及其对社会进步的驱动作用。 集成电路的发展简史： 回顾集成电路从最初的真空管到晶体管，再到大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）乃至极大规模集成电路（ULSI）的发展历程，重点介绍关键的技术突破和里程碑事件，如摩尔定律的提出与影响。 集成电路的分类与应用领域： 介绍数字集成电路、模拟集成电路和混合信号集成电路等主要分类，并广泛列举集成电路在通信、计算、消费电子、汽车电子、医疗器械、航空航天等领域的广泛应用。 集成电路产业现状与未来趋势： 分析当前全球集成电路产业的格局，探讨设计、制造、封测等环节的最新动态，并展望未来在人工智能、5G、物联网、量子计算等新兴技术驱动下集成电路的发展方向，如先进工艺、异构集成、Chiplet技术等。 第二章：半导体基础物理与器件模型 半导体材料特性： 深入讲解硅（Si）、锗（Ge）、砷化镓（GaAs）等常见半导体材料的晶体结构、能带理论、掺杂以及载流子（电子和空穴）的产生与输运机制，为理解器件工作原理奠定物理基础。 MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）： 详细阐述MOSFET的工作原理，包括其结构（源极、漏极、栅极、衬底）、栅氧化层的作用、阈值电压、电流-电压特性曲线（Ids-Vgs, Ids-Vds），以及不同工作区域（亚阈值区、线性区、饱和区）的描述。 BJT（双极结型晶体管）： 介绍BJT的结构、PN结特性、工作模式（截止、放大、饱和）以及电流增益等参数，并与MOSFET进行对比，理解它们的优缺点及适用场景。 其他基本器件： 简要介绍电阻、电容、电感等无源器件在集成电路中的实现方式，以及二极管、二极管等其他有源器件的基本特性。 器件的寄生效应： 讨论在实际器件中存在的寄生电阻、寄生电容、漏电流等，以及它们对电路性能的影响。 第三章：集成电路设计流程与工具链 集成电路设计流程概述： 详细介绍从需求规格定义到芯片流片、测试的完整设计流程，包括系统级设计、架构设计、RTL设计（数字）、原理图设计（模拟）、仿真验证、逻辑综合、版图设计、物理验证、流片、封装与测试等各个阶段。 EDA（电子设计自动化）工具： 介绍在集成电路设计过程中常用的EDA工具，如仿真器（SPICE, Verilog/VHDL仿真）、逻辑综合工具、布局布线工具、物理验证工具（DRC, LVS）、形式验证工具等，并简要说明其在不同设计阶段的作用。 工艺设计套件（PDK）： 解释PDK（Process Design Kit）的概念，包括其包含的器件模型、设计规则（DRC）、抽取规则（LVS）等，以及PDK在版图设计与验证中的重要性。 设计方法的演进： 简要介绍从全定制设计到标准单元库设计、IP复用以及高层次综合等设计方法的演进，以适应日益复杂的芯片设计需求。 第二篇：模拟集成电路设计精要 本篇将聚焦于模拟集成电路的设计，这是理解和实现高性能模拟功能，如放大、滤波、信号调理等的关键。 第四章：模拟电路基本单元设计 MOSFET直流和交流小信号模型： 深入分析MOSFET在不同偏置下的直流特性，并推导其小信号等效电路模型，为分析线性放大器提供基础。 单级放大器： 设计和分析不同类型的单级放大器，包括共源极放大器、共栅放大器、共漏极放大器（源极跟随器），重点分析它们的电压增益、输入阻抗、输出阻抗、带宽和功耗特性。 多级放大器： 介绍多级放大器（如Cascode放大器、流体耦合共源共栅放大器）的设计，以及如何通过多级级联来提高增益和输出阻抗。 差分放大器： 深入讲解差分放大器的原理、结构（单端输入、差分输入）、共模抑制比（CMRR）和电源抑制比（PSRR），以及其在偏置电路和运算放大器中的应用。 有源负载与电流镜： 介绍如何利用MOSFET实现有源负载和电流镜，它们在提供高阻抗负载和精确电流输出方面的作用，以及简单的电流镜和更复杂的Widlar电流镜、Wilson电流镜。 第五章：运算放大器（Op-Amp）设计 运算放大器的基本结构与性能指标： 介绍运算放大器的核心功能，以及其关键性能指标，如开环增益、带宽（单位增益带宽）、压摆率（Slew Rate）、输入失调电压、输入偏置电流、输出动态范围、功耗等。 两级运算放大器设计： 详细分析经典的两级运算放大器结构（输入差分级+增益级），讨论其优缺点，并介绍补偿技术（如密勒补偿）以确保稳定性。 折叠式现金放大器（Folded Cascode Op-Amp）： 介绍折叠式现金放大器的结构和优势，尤其是在输出摆幅和带宽方面的提升。 多极运算放大器与补偿技术： 探讨更复杂的运算放大器设计，以及频率补偿在保证放大器稳定工作中的核心作用，包括极点和零点的分析。 运算放大器的应用： 展示运算放大器在各种模拟电路中的典型应用，如滤波器、积分器、微分器、加法器、减法器等。 第六章：频率响应与稳定性分析 放大器的频率响应： 分析放大器在高频下的增益下降和相位移动，理解其带宽限制，并介绍波特图（Bode Plot）等分析工具。 稳定性问题： 深入探讨放大器在高增益下的稳定性问题，以及产生振荡的原因。 Nyquist稳定判据与Bode图稳定裕度： 介绍用于判断放大器稳定性的Nyquist稳定判据，以及通过Bode图分析增益裕度和相位裕度来评估稳定性。 频率补偿技术： 详细讲解在集成电路设计中常用的频率补偿技术，如密勒补偿、极点分裂补偿等，以实现稳定可靠的放大器设计。 第七章：噪声分析与抑制 噪声的来源： 详细分析集成电路中各种噪声的来源，包括热噪声（Johnson-Nyquist noise）、散粒噪声（shot noise）、闪烁噪声（flicker noise, 1/f noise）等。 噪声模型与计算： 建立器件和电路的噪声模型，学习如何计算放大器的输出噪声功率谱密度，并引入噪声系数（Noise Figure, NF）的概念。 噪声优化设计： 探讨在设计过程中如何减小噪声的影响，如选择合适的器件尺寸、偏置电流、以及采用差分结构等。 低噪声放大器（LNA）设计： 介绍LNA的设计原则和常见结构，特别是在射频前端等对噪声敏感的应用中的设计考量。 第八章：偏置电路与基准源设计 偏置电路的功能与要求： 解释偏置电路在维持电路稳定工作点、提供所需直流电流和电压的关键作用，并强调其对温度和工艺变化的鲁棒性要求。 电流镜偏置： 详细介绍各种类型的电流镜，如基本电流镜、Widlar电流镜、Wilson电流镜，以及它们的精度和输出阻抗特性。 带隙基准源（Bandgap Reference）： 深入讲解带隙基准源的设计原理，如何利用PN结的正温度系数和电阻的负温度系数相抵消，产生与温度无关的基准电压。 其他基准源类型： 简要介绍其他类型的基准源，如MOSFET基准源等。 第九章：滤波器与振荡器设计 滤波器基础： 介绍滤波器的基本概念、分类（低通、高通、带通、带阻）以及性能指标（截止频率、通带纹波、阻带衰减）。 有源滤波器设计： 重点介绍基于运算放大器和MOSFET的滤波器设计，如Sallen-Key滤波器、多反馈滤波器等，并探讨低Q值和高Q值的滤波器设计。 振荡器原理： 阐述振荡器产生周期性信号的基本原理，包括正反馈和相位条件。 RC振荡器与LC振荡器： 介绍不同类型的振荡器，如RC振荡器（RC Phase-shift, Wien Bridge）、LC振荡器（Colpitts, Hartley）以及晶体振荡器。 压控振荡器（VCO）与锁相环（PLL）： 简要介绍VCO和PLL在频率合成、时钟恢复等方面的作用。 第三篇：数模混合信号集成电路设计 本篇将触及更复杂的数模混合信号集成电路设计，这是现代电子系统不可或缺的一部分。 第十章：数模转换器（ADC）与模数转换器（DAC） ADC与DAC的基本概念： 阐述ADC（Analog-to-Digital Converter）和DAC（Digital-to-Analog Converter）在数字与模拟信号转换中的关键作用。 ADC的分类与原理： 介绍不同类型的ADC，如逐次逼近型（SAR）、并行（Flash）型、积分型（Sigma-Delta）ADC，并深入分析其工作原理、优缺点和适用场景。 DAC的分类与原理： 介绍不同类型的DAC，如电阻开关网络DAC（R-2R）、电流输出DAC、电荷泵DAC，并分析其转换精度、速度和功耗。 ADC/DAC的性能指标： 解释关键性能指标，如分辨率、采样率、非线性度（INL, DNL）、信噪比（SNR）、无杂散响应（SFDR）等。 第四篇：集成电路制造与验证 本篇将引导读者了解集成电路从设计到物理实现的制造过程，以及如何确保设计质量。 第十一章：集成电路制造工艺概览 晶圆制造： 介绍硅晶圆的生长、切割和抛光过程。 光刻（Photolithography）： 详细讲解光刻技术在集成电路制造中的核心作用，包括掩模版、光刻胶、曝光等步骤。 刻蚀（Etching）： 介绍干法刻蚀（等离子刻蚀）和湿法刻蚀技术，用于去除不需要的材料。 薄膜沉积（Deposition）： 讲解化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）等技术，用于在晶圆表面形成各种薄膜（如绝缘层、导电层）。 离子注入（Ion Implantation）： 介绍离子注入技术，用于在半导体材料中掺杂，形成PN结。 互连（Interconnects）： 讲解金属层（如铜、铝）的沉积和图形化，用于连接芯片上的各个器件。 CMOS制造工艺流程： 综合介绍CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）工艺的典型制造流程，包括衬底制备、沟道形成、栅极形成、源漏形成、互连等。 第十二章：物理验证与版图设计 版图设计规则（DRC - Design Rule Checking）： 详细介绍DRC规则，这些规则是由半导体制造厂提供的，用于确保设计的几何图形符合制造工艺的限制，避免制造缺陷。 版图与原理图一致性检查（LVS - Layout Versus Schematic）： 讲解LVS的重要性，它通过比对版图提取出的器件和连接与原始原理图是否一致，来验证设计的正确性。 寄生参数提取（Parasitic Extraction）： 介绍如何从版图中提取寄生电阻和寄生电容，这些寄生参数对电路的实际性能（如速度、功耗）有重要影响。 版图后仿真（Post-Layout Simulation）： 强调进行版图后仿真的必要性，以考虑寄生效应，从而获得更接近实际芯片性能的仿真结果。 第五篇：高级主题与未来展望 第十三章：低功耗设计技术 功耗的来源与分类： 分析动态功耗（开关功耗）和静态功耗（漏电流功耗）的来源。 低功耗设计策略： 介绍各种低功耗设计技术，包括电压/频率缩放、时钟门控、电源门控、多阈值电压MOSFET（Multi-Vt MOS）、亚阈值摆幅设计（Subthreshold Design）等。 功耗估算与优化： 讨论在设计过程中如何估算功耗，并采取相应的优化措施。 第十四章：先进CMOS技术与新兴应用 FinFET与GAAFET： 介绍超越平面MOSFET的FinFET（鳍式场效应晶体管）和GAAFET（Gate-All-Around FET）等三维器件结构，以及它们在克服短沟道效应、提高性能和降低功耗方面的优势。 高性能互连技术： 探讨如铜互连、低介电常数材料（Low-k Dielectrics）以及3D IC（三维集成电路）和Chiplet技术在提升芯片性能和集成度方面的应用。 射频（RF）与混合信号SoC设计： 简要介绍RF前端、射频收发器以及集成了数字、模拟和射频功能的SoC（System-on-Chip）设计挑战。 人工智能与机器学习的集成电路： 探讨专为AI/ML应用设计的专用集成电路（ASIC），如神经网络处理器（NPU）和张量处理单元（TPU），以及它们在算力、能效和内存访问方面的创新。 结语 集成电路设计是一个充满挑战与机遇的领域。本书从基础理论出发，逐步深入到模拟与数模混合信号设计的核心技术，并涵盖了制造与验证的关键环节。通过学习本书，读者将能够构建起坚实的知识体系，掌握实用的设计方法，并培养解决复杂工程问题的能力。我们鼓励读者在学习过程中勤于思考，勇于实践，不断探索集成电路设计的奥秘，为未来的科技发展贡献力量。 本书旨在提供一个扎实的起点，真正掌握集成电路设计，还需要持续的学习、大量的实践以及对最新技术动态的关注。愿这本书能成为您在集成电路设计之旅中可靠的伙伴。

评分☆☆☆☆☆

我是一位资深的模拟IC设计工程师，从业十余年，见证了CMOS工艺从微米级别一路发展到如今的深亚微米甚至纳米级别。我一直在努力跟进最新的技术发展和设计理念，确保自己的知识体系不落伍。这本书的出现，对我来说无疑是一个及时雨。我非常关注在深亚微米工艺下，模拟电路设计所面临的新的机遇和挑战，例如器件参数的波动性、漏电流的增加、工艺制程的复杂性等等，这些都会直接影响到电路的性能和可靠性。我希望这本书能够提供一些更前沿、更深入的见解，特别是关于如何在高压、高频、低功耗等不同应用场景下，有效地进行深亚微米CMOS模拟电路的设计和优化。我也非常期待书中能够包含一些最新的设计技术和方法论，例如关于低压差分信号（LVDS）、高速SerDes、射频前端的LNA、PA等关键模块的设计经验，这些都对我日常的工作有极大的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书我早就听说过了，一直想找机会拜读一下。我平常的工作主要集中在数字IC设计领域，但随着技术的发展，模拟和数字的界限越来越模糊，很多高级的SOC设计都离不开对模拟部分，尤其是RF前端和电源管理部分的理解。这本书虽然是“深亚微米CMOS模拟集成电路设计”，这个主题本身就非常有吸引力，特别是在追求更高性能、更低功耗的今天，深亚微米制程下的模拟电路设计面临着巨大的挑战。我一直对如何处理短沟道效应、漏电流、阈值电压漂移等问题感到好奇，也很想了解在如此小的尺度下，晶体管的行为模型是如何被修正和应用的。特别是对于我这种非专业出身的读者，希望能从书中找到一些直观的解释和实用的案例，帮助我建立起对这个领域的宏观认识，而不是仅仅停留在理论层面。听说这本书的作者在业界很有名气，经验丰富，所以对内容质量还是非常有信心的。我希望这本书能够帮助我打通数字与模拟的知识壁垒，让我能更全面地理解整个芯片的设计流程和技术瓶颈。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚刚毕业不久的硕士研究生，方向是微电子学与固体电子学。在校期间，我们学习了很多关于CMOS器件物理和模拟电路设计的理论知识，但感觉总是有点纸上谈兵，尤其是在实际的设计应用方面，理论和实践之间总感觉隔着一层窗户纸。最近我的导师推荐我看一些关于深亚微米CMOS模拟电路设计的书籍，以期能为我毕业后的工作打下坚实的基础。这本书的书名《深亚微米CMOS模拟集成电路设计》听起来就非常契合我的学习需求。我尤其感兴趣的是书中关于“深亚微米”这一概念所带来的具体设计挑战和解决方案。比如，在纳米尺度下，寄生效应的影响会更加显著，沟道长度调制、短沟道效应、量子效应等等，这些都需要更精细的模型和更巧妙的设计技巧来应对。我希望能通过这本书，深入理解这些挑战，并学习到一些业界领先的设计理念和实用方法，例如如何进行低功耗、高线性度、宽带宽的模拟电路设计，以及如何选择合适的器件模型和仿真工具。

评分☆☆☆☆☆

我对集成电路设计领域一直充满了浓厚的兴趣，虽然我并非专业人士，但经常会阅读相关的技术科普文章和行业新闻。最近看到很多关于5G、物联网、人工智能等新兴技术对芯片性能提出了更高要求的新闻，这让我意识到模拟集成电路在这些领域扮演着至关重要的角色。这本书的标题《深亚微米CMOS模拟集成电路设计》听起来非常专业和前沿，让我对它产生了极大的好奇。我希望这本书能够用相对易懂的方式，解释深亚微米CMOS技术在模拟电路设计中的具体应用和优势，以及它带来的与传统工艺相比的独特之处。例如，我很想知道在如此精密的制程下，设计人员是如何克服噪声、干扰、功耗等方面的挑战，从而实现高性能的模拟功能。如果书中能够配有一些生动的图解或者简洁的示例，那就更好了，这样即使是初学者也能有所收获。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在模拟IC设计领域摸爬滚打多年的工程师，我深知CMOS工艺的不断进步对模拟电路设计带来的颠覆性影响。从早期的微米级到如今的深亚微米，每一个工艺节点的飞跃都意味着需要重新审视和掌握一系列全新的设计理念和技术。这本书的主题“深亚微米CMOS模拟集成电路设计”正是我当前最需要了解和深入学习的领域。我尤其关注书中对于工艺变化对模拟电路参数（如跨导、输出电阻、寄生电容等）的影响分析，以及如何在这种变化下设计出鲁棒性强、性能稳定的电路。书中是否会探讨在深亚微米工艺下，如何平衡增益、带宽、噪声、功耗和线性度之间的复杂关系？有没有提及针对深亚微米工艺优化的器件模型和版图设计技巧？我希望能从书中获得一些宝贵的设计经验和实用的指导，帮助我在面对复杂的深亚微米设计项目时，能够更加游刃有余，设计出更具竞争力的产品。