深亞微米CMOS模擬集成電路設計9787030392176 科學齣版社 Bang-Sup pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Bang-Sup Song 著

圖書標籤:

• CMOS模擬電路
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• 集成電路設計
• 模擬集成電路
• Bang-Sup
• 科學齣版社
• 電路設計
• 模擬電路
• 低功耗設計
• CMOS技術

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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030392176

商品編碼：29453816579

包裝：平裝

齣版時間：2014-01-01

圖書基本信息
圖書名稱	深亞微米CMOS模擬集成電路設計
作者	Bang-Sup Song
定價	68.00元
齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030392176
齣版日期	2014-01-01
字數
頁碼
版次	1
裝幀	平裝
開本	16開
商品重量	0.4Kg

內容簡介

《深亞微米CMOS模擬集成電路設計》可以作為工科院校相關專業高年級本科生和研究生的參考用書，也可以供半導體和集成電路設計領域技術人員閱讀。

作者簡介

宋博士於1986年獲AT&-T貝爾實驗室DistinguishedTechnicalStaff奬，1987年獲模擬器件公司CareerDevelopmentProfessor奬，1995年獲伊利諾伊大學XeroxSeniorFacultyResearch奬。宋博士在美國電氣電子工程師協會（IEEE）的學術包括IEEE固態電路雜誌（JSSC）、IEEE電路與係統雜誌（TCAS）副主編，國際固態電路會議（ISSCC）、國際電路與係統年會（ISCAS）組委會成員。宋博士是美國電氣電子工程師學會院士（IEEEFellow）。

目錄

章放大器基礎 1.1激勵點和傳遞函數 1.2頻率響應 1.3穩定性判據 1.4運算放大器用於負反饋 1.5相位裕度 1.6瞬態響應 1.7反饋放大器 1.8反饋的作用 1.9左半平麵和右半平麵零點 1.10反饋放大器的穩定性 第2章放大器的設計 2.1晶體管的低頻抽象模型 2.1.1大信號 2.1.2小信號 2.1.3跨導g。和輸齣電阻 2.1.4小信號模型 2.1.5體效應 2.2低頻激勵點電阻 2.3電阻反射定律 2.4三種基本放大器組態 2.5九種組閤放大器 2.5.1共源一共源結構 2.5.2共源一共柵結構 2.5.3共源一共漏結構 2.5.4共柵一共源、共柵一共柵、共柵一共漏結構 2.5.5共漏一共源結構 2.5.6共漏一共柵結構 2.5.7共漏一共漏結構 2.6差分對 2.6.1共模抑製 2.6.2對稱的傳遞函數 2.7增益自舉 2.7.1零極點對的約束 2.7.2其他增益自舉的概念 2.8偏置 2.8.1大化信號擺幅的套筒結構的偏置 2.8.2電流源的匹配 2.9電壓源和電流源 2.9.1以Vcs和AVGs為參考的電流源 2.9.2帶隙參考 參考文獻 第3章運算放大器 3.1運算放大器的小信號模型 3.2運算放大器的頻率補償 3.2.1並聯補償 3.2.2極點分裂米勒補償 3.3兩級米勒補償運算放大器的相位裕度 3.4兩級運算放大器右半平麵零點的消除技術 3.4.1插入串聯電阻 3.4.2利用源極跟隨器形成反饋 3.4.3利用附加的增益級對Gm自舉 3.5負反饋運算放大器的瞬態響應 3.5.1壓擺率 3.5.2全功率帶寬 3.6運算放大器設計舉例 3.6.1三級套筒式運算放大器 …… 第4章數據轉換器基礎 第5章奈奎斯特數據轉換器 第6章過采樣數據轉換器 第7章高精度數據轉換器 第8章鎖相環基礎 第9章頻率綜閤和時鍾恢復

編輯推薦

文摘

序言

《集成電路設計實用指南：從理論到實踐》 概述 在當今信息爆炸的時代，集成電路（Integrated Circuit, IC）作為現代電子係統的核心，其重要性不言而喻。從智能手機的芯片到高性能計算機的處理器，再到物聯網設備的傳感器，集成電路無處不在，深刻地改變著我們的生活方式和工作模式。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的集成電路設計學習平颱，涵蓋瞭從基礎概念到高級技術的廣泛內容，特彆注重理論知識與實際應用相結閤，幫助讀者構建紮實的專業基礎，掌握創新性的設計思維，並具備解決實際工程問題的能力。 本書的內容組織嚴謹，邏輯清晰，循序漸進，適閤作為高等院校相關專業學生的教材，也可作為集成電路設計領域的工程師、研究人員以及對此領域感興趣的業餘愛好者的重要參考讀物。我們將係統地剖析集成電路設計的各個關鍵環節，引導讀者理解其背後的物理原理、數學模型和工程挑戰，並提供豐富的實例和實踐指導，確保讀者在理論學習的同時，能夠逐步將知識轉化為實際的設計能力。 第一篇：集成電路設計基礎 本篇將帶領讀者進入集成電路設計的宏觀世界，建立起對整個設計流程的初步認知，並理解支撐這一切的基礎理論。 第一章：集成電路概覽與發展曆程 集成電路的定義與重要性： 詳細闡述集成電路的概念，即在一個很小的半導體芯片上集成大量電子元器件，並介紹其在現代科技中的核心地位及其對社會進步的驅動作用。 集成電路的發展簡史： 迴顧集成電路從最初的真空管到晶體管，再到大規模集成電路（LSI）、超大規模集成電路（VLSI）乃至極大規模集成電路（ULSI）的發展曆程，重點介紹關鍵的技術突破和裏程碑事件，如摩爾定律的提齣與影響。 集成電路的分類與應用領域： 介紹數字集成電路、模擬集成電路和混閤信號集成電路等主要分類，並廣泛列舉集成電路在通信、計算、消費電子、汽車電子、醫療器械、航空航天等領域的廣泛應用。 集成電路産業現狀與未來趨勢： 分析當前全球集成電路産業的格局，探討設計、製造、封測等環節的最新動態，並展望未來在人工智能、5G、物聯網、量子計算等新興技術驅動下集成電路的發展方嚮，如先進工藝、異構集成、Chiplet技術等。 第二章：半導體基礎物理與器件模型 半導體材料特性： 深入講解矽（Si）、鍺（Ge）、砷化鎵（GaAs）等常見半導體材料的晶體結構、能帶理論、摻雜以及載流子（電子和空穴）的産生與輸運機製，為理解器件工作原理奠定物理基礎。 MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）： 詳細闡述MOSFET的工作原理，包括其結構（源極、漏極、柵極、襯底）、柵氧化層的作用、閾值電壓、電流-電壓特性麯綫（Ids-Vgs, Ids-Vds），以及不同工作區域（亞閾值區、綫性區、飽和區）的描述。 BJT（雙極結型晶體管）： 介紹BJT的結構、PN結特性、工作模式（截止、放大、飽和）以及電流增益等參數，並與MOSFET進行對比，理解它們的優缺點及適用場景。 其他基本器件： 簡要介紹電阻、電容、電感等無源器件在集成電路中的實現方式，以及二極管、二極管等其他有源器件的基本特性。 器件的寄生效應： 討論在實際器件中存在的寄生電阻、寄生電容、漏電流等，以及它們對電路性能的影響。 第三章：集成電路設計流程與工具鏈 集成電路設計流程概述： 詳細介紹從需求規格定義到芯片流片、測試的完整設計流程，包括係統級設計、架構設計、RTL設計（數字）、原理圖設計（模擬）、仿真驗證、邏輯綜閤、版圖設計、物理驗證、流片、封裝與測試等各個階段。 EDA（電子設計自動化）工具： 介紹在集成電路設計過程中常用的EDA工具，如仿真器（SPICE, Verilog/VHDL仿真）、邏輯綜閤工具、布局布綫工具、物理驗證工具（DRC, LVS）、形式驗證工具等，並簡要說明其在不同設計階段的作用。 工藝設計套件（PDK）： 解釋PDK（Process Design Kit）的概念，包括其包含的器件模型、設計規則（DRC）、抽取規則（LVS）等，以及PDK在版圖設計與驗證中的重要性。 設計方法的演進： 簡要介紹從全定製設計到標準單元庫設計、IP復用以及高層次綜閤等設計方法的演進，以適應日益復雜的芯片設計需求。 第二篇：模擬集成電路設計精要 本篇將聚焦於模擬集成電路的設計，這是理解和實現高性能模擬功能，如放大、濾波、信號調理等的關鍵。 第四章：模擬電路基本單元設計 MOSFET直流和交流小信號模型： 深入分析MOSFET在不同偏置下的直流特性，並推導其小信號等效電路模型，為分析綫性放大器提供基礎。 單級放大器： 設計和分析不同類型的單級放大器，包括共源極放大器、共柵放大器、共漏極放大器（源極跟隨器），重點分析它們的電壓增益、輸入阻抗、輸齣阻抗、帶寬和功耗特性。 多級放大器： 介紹多級放大器（如Cascode放大器、流體耦閤共源共柵放大器）的設計，以及如何通過多級級聯來提高增益和輸齣阻抗。 差分放大器： 深入講解差分放大器的原理、結構（單端輸入、差分輸入）、共模抑製比（CMRR）和電源抑製比（PSRR），以及其在偏置電路和運算放大器中的應用。 有源負載與電流鏡： 介紹如何利用MOSFET實現有源負載和電流鏡，它們在提供高阻抗負載和精確電流輸齣方麵的作用，以及簡單的電流鏡和更復雜的Widlar電流鏡、Wilson電流鏡。 第五章：運算放大器（Op-Amp）設計 運算放大器的基本結構與性能指標： 介紹運算放大器的核心功能，以及其關鍵性能指標，如開環增益、帶寬（單位增益帶寬）、壓擺率（Slew Rate）、輸入失調電壓、輸入偏置電流、輸齣動態範圍、功耗等。 兩級運算放大器設計： 詳細分析經典的兩級運算放大器結構（輸入差分級+增益級），討論其優缺點，並介紹補償技術（如密勒補償）以確保穩定性。 摺疊式現金放大器（Folded Cascode Op-Amp）： 介紹摺疊式現金放大器的結構和優勢，尤其是在輸齣擺幅和帶寬方麵的提升。 多極運算放大器與補償技術： 探討更復雜的運算放大器設計，以及頻率補償在保證放大器穩定工作中的核心作用，包括極點和零點的分析。 運算放大器的應用： 展示運算放大器在各種模擬電路中的典型應用，如濾波器、積分器、微分器、加法器、減法器等。 第六章：頻率響應與穩定性分析 放大器的頻率響應： 分析放大器在高頻下的增益下降和相位移動，理解其帶寬限製，並介紹波特圖（Bode Plot）等分析工具。 穩定性問題： 深入探討放大器在高增益下的穩定性問題，以及産生振蕩的原因。 Nyquist穩定判據與Bode圖穩定裕度： 介紹用於判斷放大器穩定性的Nyquist穩定判據，以及通過Bode圖分析增益裕度和相位裕度來評估穩定性。 頻率補償技術： 詳細講解在集成電路設計中常用的頻率補償技術，如密勒補償、極點分裂補償等，以實現穩定可靠的放大器設計。 第七章：噪聲分析與抑製 噪聲的來源： 詳細分析集成電路中各種噪聲的來源，包括熱噪聲（Johnson-Nyquist noise）、散粒噪聲（shot noise）、閃爍噪聲（flicker noise, 1/f noise）等。 噪聲模型與計算： 建立器件和電路的噪聲模型，學習如何計算放大器的輸齣噪聲功率譜密度，並引入噪聲係數（Noise Figure, NF）的概念。 噪聲優化設計： 探討在設計過程中如何減小噪聲的影響，如選擇閤適的器件尺寸、偏置電流、以及采用差分結構等。 低噪聲放大器（LNA）設計： 介紹LNA的設計原則和常見結構，特彆是在射頻前端等對噪聲敏感的應用中的設計考量。 第八章：偏置電路與基準源設計 偏置電路的功能與要求： 解釋偏置電路在維持電路穩定工作點、提供所需直流電流和電壓的關鍵作用，並強調其對溫度和工藝變化的魯棒性要求。 電流鏡偏置： 詳細介紹各種類型的電流鏡，如基本電流鏡、Widlar電流鏡、Wilson電流鏡，以及它們的精度和輸齣阻抗特性。 帶隙基準源（Bandgap Reference）： 深入講解帶隙基準源的設計原理，如何利用PN結的正溫度係數和電阻的負溫度係數相抵消，産生與溫度無關的基準電壓。 其他基準源類型： 簡要介紹其他類型的基準源，如MOSFET基準源等。 第九章：濾波器與振蕩器設計 濾波器基礎： 介紹濾波器的基本概念、分類（低通、高通、帶通、帶阻）以及性能指標（截止頻率、通帶紋波、阻帶衰減）。 有源濾波器設計： 重點介紹基於運算放大器和MOSFET的濾波器設計，如Sallen-Key濾波器、多反饋濾波器等，並探討低Q值和高Q值的濾波器設計。 振蕩器原理： 闡述振蕩器産生周期性信號的基本原理，包括正反饋和相位條件。 RC振蕩器與LC振蕩器： 介紹不同類型的振蕩器，如RC振蕩器（RC Phase-shift, Wien Bridge）、LC振蕩器（Colpitts, Hartley）以及晶體振蕩器。 壓控振蕩器（VCO）與鎖相環（PLL）： 簡要介紹VCO和PLL在頻率閤成、時鍾恢復等方麵的作用。 第三篇：數模混閤信號集成電路設計 本篇將觸及更復雜的數模混閤信號集成電路設計，這是現代電子係統不可或缺的一部分。 第十章：數模轉換器（ADC）與模數轉換器（DAC） ADC與DAC的基本概念： 闡述ADC（Analog-to-Digital Converter）和DAC（Digital-to-Analog Converter）在數字與模擬信號轉換中的關鍵作用。 ADC的分類與原理： 介紹不同類型的ADC，如逐次逼近型（SAR）、並行（Flash）型、積分型（Sigma-Delta）ADC，並深入分析其工作原理、優缺點和適用場景。 DAC的分類與原理： 介紹不同類型的DAC，如電阻開關網絡DAC（R-2R）、電流輸齣DAC、電荷泵DAC，並分析其轉換精度、速度和功耗。 ADC/DAC的性能指標： 解釋關鍵性能指標，如分辨率、采樣率、非綫性度（INL, DNL）、信噪比（SNR）、無雜散響應（SFDR）等。 第四篇：集成電路製造與驗證 本篇將引導讀者瞭解集成電路從設計到物理實現的製造過程，以及如何確保設計質量。 第十一章：集成電路製造工藝概覽 晶圓製造： 介紹矽晶圓的生長、切割和拋光過程。 光刻（Photolithography）： 詳細講解光刻技術在集成電路製造中的核心作用，包括掩模版、光刻膠、曝光等步驟。 刻蝕（Etching）： 介紹乾法刻蝕（等離子刻蝕）和濕法刻蝕技術，用於去除不需要的材料。 薄膜沉積（Deposition）： 講解化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）等技術，用於在晶圓錶麵形成各種薄膜（如絕緣層、導電層）。 離子注入（Ion Implantation）： 介紹離子注入技術，用於在半導體材料中摻雜，形成PN結。 互連（Interconnects）： 講解金屬層（如銅、鋁）的沉積和圖形化，用於連接芯片上的各個器件。 CMOS製造工藝流程： 綜閤介紹CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）工藝的典型製造流程，包括襯底製備、溝道形成、柵極形成、源漏形成、互連等。 第十二章：物理驗證與版圖設計 版圖設計規則（DRC - Design Rule Checking）： 詳細介紹DRC規則，這些規則是由半導體製造廠提供的，用於確保設計的幾何圖形符閤製造工藝的限製，避免製造缺陷。 版圖與原理圖一緻性檢查（LVS - Layout Versus Schematic）： 講解LVS的重要性，它通過比對版圖提取齣的器件和連接與原始原理圖是否一緻，來驗證設計的正確性。 寄生參數提取（Parasitic Extraction）： 介紹如何從版圖中提取寄生電阻和寄生電容，這些寄生參數對電路的實際性能（如速度、功耗）有重要影響。 版圖後仿真（Post-Layout Simulation）： 強調進行版圖後仿真的必要性，以考慮寄生效應，從而獲得更接近實際芯片性能的仿真結果。 第五篇：高級主題與未來展望 第十三章：低功耗設計技術 功耗的來源與分類： 分析動態功耗（開關功耗）和靜態功耗（漏電流功耗）的來源。 低功耗設計策略： 介紹各種低功耗設計技術，包括電壓/頻率縮放、時鍾門控、電源門控、多閾值電壓MOSFET（Multi-Vt MOS）、亞閾值擺幅設計（Subthreshold Design）等。 功耗估算與優化： 討論在設計過程中如何估算功耗，並采取相應的優化措施。 第十四章：先進CMOS技術與新興應用 FinFET與GAAFET： 介紹超越平麵MOSFET的FinFET（鰭式場效應晶體管）和GAAFET（Gate-All-Around FET）等三維器件結構，以及它們在剋服短溝道效應、提高性能和降低功耗方麵的優勢。 高性能互連技術： 探討如銅互連、低介電常數材料（Low-k Dielectrics）以及3D IC（三維集成電路）和Chiplet技術在提升芯片性能和集成度方麵的應用。 射頻（RF）與混閤信號SoC設計： 簡要介紹RF前端、射頻收發器以及集成瞭數字、模擬和射頻功能的SoC（System-on-Chip）設計挑戰。 人工智能與機器學習的集成電路： 探討專為AI/ML應用設計的專用集成電路（ASIC），如神經網絡處理器（NPU）和張量處理單元（TPU），以及它們在算力、能效和內存訪問方麵的創新。 結語 集成電路設計是一個充滿挑戰與機遇的領域。本書從基礎理論齣發，逐步深入到模擬與數模混閤信號設計的核心技術，並涵蓋瞭製造與驗證的關鍵環節。通過學習本書，讀者將能夠構建起堅實的知識體係，掌握實用的設計方法，並培養解決復雜工程問題的能力。我們鼓勵讀者在學習過程中勤於思考，勇於實踐，不斷探索集成電路設計的奧秘，為未來的科技發展貢獻力量。 本書旨在提供一個紮實的起點，真正掌握集成電路設計，還需要持續的學習、大量的實踐以及對最新技術動態的關注。願這本書能成為您在集成電路設計之旅中可靠的夥伴。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在模擬IC設計領域摸爬滾打多年的工程師，我深知CMOS工藝的不斷進步對模擬電路設計帶來的顛覆性影響。從早期的微米級到如今的深亞微米，每一個工藝節點的飛躍都意味著需要重新審視和掌握一係列全新的設計理念和技術。這本書的主題“深亞微米CMOS模擬集成電路設計”正是我當前最需要瞭解和深入學習的領域。我尤其關注書中對於工藝變化對模擬電路參數（如跨導、輸齣電阻、寄生電容等）的影響分析，以及如何在這種變化下設計齣魯棒性強、性能穩定的電路。書中是否會探討在深亞微米工藝下，如何平衡增益、帶寬、噪聲、功耗和綫性度之間的復雜關係？有沒有提及針對深亞微米工藝優化的器件模型和版圖設計技巧？我希望能從書中獲得一些寶貴的設計經驗和實用的指導，幫助我在麵對復雜的深亞微米設計項目時，能夠更加遊刃有餘，設計齣更具競爭力的産品。

評分☆☆☆☆☆

我是一位資深的模擬IC設計工程師，從業十餘年，見證瞭CMOS工藝從微米級彆一路發展到如今的深亞微米甚至納米級彆。我一直在努力跟進最新的技術發展和設計理念，確保自己的知識體係不落伍。這本書的齣現，對我來說無疑是一個及時雨。我非常關注在深亞微米工藝下，模擬電路設計所麵臨的新的機遇和挑戰，例如器件參數的波動性、漏電流的增加、工藝製程的復雜性等等，這些都會直接影響到電路的性能和可靠性。我希望這本書能夠提供一些更前沿、更深入的見解，特彆是關於如何在高壓、高頻、低功耗等不同應用場景下，有效地進行深亞微米CMOS模擬電路的設計和優化。我也非常期待書中能夠包含一些最新的設計技術和方法論，例如關於低壓差分信號（LVDS）、高速SerDes、射頻前端的LNA、PA等關鍵模塊的設計經驗，這些都對我日常的工作有極大的參考價值。

評分☆☆☆☆☆

我對集成電路設計領域一直充滿瞭濃厚的興趣，雖然我並非專業人士，但經常會閱讀相關的技術科普文章和行業新聞。最近看到很多關於5G、物聯網、人工智能等新興技術對芯片性能提齣瞭更高要求的新聞，這讓我意識到模擬集成電路在這些領域扮演著至關重要的角色。這本書的標題《深亞微米CMOS模擬集成電路設計》聽起來非常專業和前沿，讓我對它産生瞭極大的好奇。我希望這本書能夠用相對易懂的方式，解釋深亞微米CMOS技術在模擬電路設計中的具體應用和優勢，以及它帶來的與傳統工藝相比的獨特之處。例如，我很想知道在如此精密的製程下，設計人員是如何剋服噪聲、乾擾、功耗等方麵的挑戰，從而實現高性能的模擬功能。如果書中能夠配有一些生動的圖解或者簡潔的示例，那就更好瞭，這樣即使是初學者也能有所收獲。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛剛畢業不久的碩士研究生，方嚮是微電子學與固體電子學。在校期間，我們學習瞭很多關於CMOS器件物理和模擬電路設計的理論知識，但感覺總是有點紙上談兵，尤其是在實際的設計應用方麵，理論和實踐之間總感覺隔著一層窗戶紙。最近我的導師推薦我看一些關於深亞微米CMOS模擬電路設計的書籍，以期能為我畢業後的工作打下堅實的基礎。這本書的書名《深亞微米CMOS模擬集成電路設計》聽起來就非常契閤我的學習需求。我尤其感興趣的是書中關於“深亞微米”這一概念所帶來的具體設計挑戰和解決方案。比如，在納米尺度下，寄生效應的影響會更加顯著，溝道長度調製、短溝道效應、量子效應等等，這些都需要更精細的模型和更巧妙的設計技巧來應對。我希望能通過這本書，深入理解這些挑戰，並學習到一些業界領先的設計理念和實用方法，例如如何進行低功耗、高綫性度、寬帶寬的模擬電路設計，以及如何選擇閤適的器件模型和仿真工具。

評分☆☆☆☆☆

這本書我早就聽說過瞭，一直想找機會拜讀一下。我平常的工作主要集中在數字IC設計領域，但隨著技術的發展，模擬和數字的界限越來越模糊，很多高級的SOC設計都離不開對模擬部分，尤其是RF前端和電源管理部分的理解。這本書雖然是“深亞微米CMOS模擬集成電路設計”，這個主題本身就非常有吸引力，特彆是在追求更高性能、更低功耗的今天，深亞微米製程下的模擬電路設計麵臨著巨大的挑戰。我一直對如何處理短溝道效應、漏電流、閾值電壓漂移等問題感到好奇，也很想瞭解在如此小的尺度下，晶體管的行為模型是如何被修正和應用的。特彆是對於我這種非專業齣身的讀者，希望能從書中找到一些直觀的解釋和實用的案例，幫助我建立起對這個領域的宏觀認識，而不是僅僅停留在理論層麵。聽說這本書的作者在業界很有名氣，經驗豐富，所以對內容質量還是非常有信心的。我希望這本書能夠幫助我打通數字與模擬的知識壁壘，讓我能更全麵地理解整個芯片的設計流程和技術瓶頸。