CMOS集成电路设计手册(第3版模拟电路篇) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 贝克，译者：张雅丽，朱万经，张徐亮 编

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出版社： 人民邮电

ISBN：9787115337719

商品编码：1289857227

开本：16

出版时间：2014-04-01

基本信息

• 商品名称：CMOS集成电路设计手册(第3版模拟电路篇)
• 作者：(美)贝克|译者:张雅丽//朱万经//张徐亮
• 定价：89
• 出版社：人民邮电
• ISBN号：9787115337719

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2014-04-01
• 印刷时间：2014-04-01
• 版次：1
• 印次：1
• 开本：16开
• 包装：平装
• 页数：546
• 字数：663千字

编辑推荐语

贝克编著的《CMOS集成电路设计手册(第3版模拟电路篇)》深入讨论了模拟和数字晶体管级的设计技术；本书结合使用了CMOSedu．corn的在线资源；本书详细讨论了锁相环和延迟锁相环、混合信号电路、数据转换器以及电路噪声；本书给出了实际工艺参数、设计规则和版图实例；本书给出上百个设计实例、相关讨论以及章后习题；本书揭示了晶体管级设计中所需考虑的各个方面的要求。

内容提要

贝克编著的《CMOS集成电路设计手册(第3版模拟 电路篇)》讨论了CMOS电路设计的工艺、设计流程、 EDA工具手段以及数字、模拟集成电路设计，并给出 了一些相关设计实例，内容介绍由浅入深。该著作涵 盖了从模型到器件，从电路到系统的全面内容，是一 本**的、综合的CMOS电路设计的工具书及参考书。
     《CMOS集成电路设计手册(第3版模拟电路篇)》 是英文原版书作者近30年教学、科研经验的结晶，是 CMOS集成电路设计领域的一本力作。《CMOS集成电路 设计手册》已经过两次修订，目前为第3版，内容较 第2版有了改进，补充了CMOS电路设计领域的一些新 知识，使得本书较前一版内容*加详实。 为了方 便读者有选择性地学习，将本书分成3册出版，分别 为基础篇、数字电路篇和模拟电路篇，本书为模拟电 路篇，介绍了电流源、电压源、放大器、数据转换器 等电路的设计与实现。本书可以作为CMOS模拟电路知 识的重要参考书，对工程师、科研人员以及高校师生 都有着较为重要的参考意义。

目录

**章 电流镜 1
1.1 基本电流镜 1
1.1.1 长沟道设计 1
1.1.2 电流镜中的电流匹配 3
1.1.3 电流镜的偏置 8
1.1.4 短沟道设计 15
1.1.5 温度特性 19
1.1.6 亚阈值区的偏置 23
1.2 共源共栅电流镜 24
1.2.1 简单共源共栅 24
1.2.2 低压(宽摆幅)共源共栅 27
1.2.3 宽摆幅短沟道设计 30
1.2.4 调节漏极电流镜 33
1.3 偏置电路 35
1.3.1 长沟道偏置电路 35
1.3.2 短沟道偏置电路 38
1.3.3 小结 40

第2章 放大器 45
2.1 栅-漏短接有源负载 45
2.1.1 共源放大器 45
2.1.2 源跟随器(共漏放大器) 58
2.1.3 共栅放大器 59
2.2 电流源负载放大器 60
2.2.1 共源放大器 60
2.2.2 共源共栅放大器 75
2.2.3 共栅放大器 79
2.2.4 源跟随器(共漏放大器) 79
2.3 推挽放大器 88
2.3.1 直流工作与偏置 89
2.3.2 小信号分析 91
2.3.3 失真 93

第3章 差分放大器 101
3.1 源端耦合对 101
3.1.1 直流工作 101
3.1.2 交流工作 108
3.1.3 共模抑制比 111
3.1.4 匹配考虑 114
3.1.5 噪声 116
3.1.6 压摆率限制 117
3.2 源端交叉耦合对 117
电流源负载 121
3.3 共源共栅负载(套简式差分放大器) 123
3.4 宽摆幅差分放大器 126
3.4.1 电流差分放大器 127
3.4.2 恒定跨导差分放大器 128

第4章 电压基准源 135
4.1 MOSFET-电阻型电压基准源 135
4.1.1 电阻-MOSFET型分压器 136
4.1.2 MOSFET型分压器 139
4.1.3 自偏置电压基准源 140
4.2 寄生二极管型基准源 147
4.2.1 长沟道BGR设计 151
4.2.2 短沟道BGR设计 158

第5章 运算放大器I 165
5.1 二级运放 165
5.2 带输出缓冲器的运算放大器 186
5.3 运算跨导放大器 190
5.4 增益提升 203
5.5 几个实例及讨论 207

第6章 动态模拟电路 225
6.1 MOSFET开关 225
6.2 全差分电路 232
全差分采样-保持 234
6.3 开关电容电路 238
开关电容积分器 240
开关电容积分器的**频率响应 245
6.4 电路实例 249

第7章 运算放大器 II 259
7.1 基于功耗和速度的偏置选择 259
7.1.1 器件特性 260
7.1.2 偏置电路 261
7.2 基本概念 263
7.3 基本运算放大器设计 272
7.4 采用开关电容CMFB的运算放大器设计 292

第8章 非线性模拟电路 307
8.1 基本CMOS比较器的设计 307
8.1.1 对比较器进行表征 313
8.1.2 钟控比较器 316
8.1.3 再讨论输入缓冲器 317
8.2 自适应偏置 318
8.3 模拟乘法器 321
8.3.1 四管乘子(Multiplying Quad) 322
8.3.2 采用平方电路实现乘法器 326

第9章 数据转换器基础 329
9.1 模拟信号和离散时间信号 329
9.2 模拟信号转换为数字信号 330
9.3 采样-保持的性能指标(Sample and Hold，S/H) 332
9.4 数模转换器的性能指标 335
9.5 模数转换器的性能指标 344
9.6 混合电路的版图问题 354

**0章 数据转换器结构 361
10.1 DAC的结构 361
10.1.1 数字输入编码 361
10.1.2 电阻串型DAC 362
10.1.3 R-2R梯形网络型DAC 366
10.1.4 电流导引型DAC 369
10.1.5 电荷比例型DAC 373
10.1.6 循环型DAC 377
10.1.7 流水线型DAC 378
10.2 ADC的结构 379
10.2.1 全并行型ADC 380
10.2.2 两步全并行型ADC 384
10.2.3 流水线型ADC 388
10.2.4 积分型ADC 391
10.2.5 逐次逼近型ADC 395
10.2.6 过采样型ADC 400

**1章 数据转换器实现 415
11.1 DAC的R-2R技术 415
11.1.1 电流模R-2R DAC 416
11.1.2 电压模R-2R DAC 417
11.1.3 宽摆幅电流模R-2R DAC 419
11.1.4 不采用运算放大器时的拓扑 431
11.2 数据转换器中使用运算放大器 437
11.2.1 运算放大器增益 439
11.2.2 运算放大器单位增益频率 440
11.2.3 运算放大器失调 441
11.3 ADC实现 444
11.3.1 S/H的实现 444
11.3.2 循环ADC 450
11.3.3 流水线ADC 458

**2章 反馈放大器 489
12.1 反馈方程 489
12.2 放大器设计中负反馈的特性 490
12.2.1 增益的倒灵敏度 491
12.2.2 扩展带宽 491
12.2.3 减小非线性失真 493
12.2.4 输入和输出阻抗控制 493
12.3 识别反馈拓扑结构 494
12.3.1 输入混合 495
12.3.2 输出采样 496
12.3.3 反馈网络 496
12.3.4 计算开环参数 500
12.3.5 计算闭环参数 501
12.4 电压放大器(串联-并联反馈) 502
12.5 跨阻放大器(并联-并联反馈) 508
用栅-漏电阻构成简单反馈 514
12.6 跨导放大器(串联-串联反馈) 517
12.7 电流放大器(并联-串联反馈) 521
12.8 稳定性 523
返回比 526
12.9 设计实例 529
12.9.1 电压放大器 529
12.9.2 一个跨阻放大器 532

附录 543
量纲 543
物理常量 543
平方律公式 544

《 CMOS集成电路设计手册（第3版模拟电路篇）》图书简介 概述 《CMOS集成电路设计手册（第3版模拟电路篇）》是面向电子工程、微电子学以及相关领域专业人士和研究人员的权威参考指南。本书汇集了CMOS模拟电路设计领域最前沿的技术、原理和实践经验，旨在为读者提供一套全面、深入且实用的设计框架。与第一版和第二版相比，第三版在内容上进行了大幅度的更新和扩展，不仅涵盖了CMOS模拟电路设计的经典基础，更紧密跟踪了最新的技术发展和行业趋势，特别是在低功耗、高性能、高精度以及新兴应用方向上进行了重点阐述。本书以清晰的逻辑结构、严谨的理论推导和丰富的实际案例，帮助读者掌握从概念设计到实际芯片实现的完整流程，解决在CMOS模拟电路设计过程中可能遇到的各种挑战。 核心内容与深度解析 本书的结构设计精巧，从基础理论的构建出发，逐步深入到复杂电路的设计与分析，最终落脚于实际设计中的考量因素。 第一部分：CMOS模拟电路设计基础 CMOS器件模型与特性: 深入剖析MOSFET的物理模型，包括各种工作区域（亚阈值、线性、饱和）的详细阐述，以及重要的寄生效应（短沟道效应、热电子效应、隧道效应等）对器件性能的影响。书中会详细介绍不同工艺节点下器件模型的演变，以及如何选择和使用精确的模型进行电路仿真。例如，对于先进工艺，会重点讲解体效应、沟道长度调制、栅漏电容、结电容等对跨导、输出电阻、开关速度等参数的影响，并给出相应的简化模型和精确模型。 基本CMOS电路单元: 系统梳理了各种基础的CMOS电路单元，如反相器、传输门、多路复用器、译码器等。重点在于分析这些单元的传输特性、延迟、功耗以及在不同工作条件下的行为。同时，也会深入探讨这些单元的噪声容限和电磁兼容性（EMC）问题，为后续复杂电路的设计奠定基础。 电流镜与有源负载: 详细讲解了各种电流镜拓扑（折叠式、威尔逊式、镜像电流镜等）的设计与优缺点，以及它们在提高输出阻抗、抑制失配、实现高精度电流源方面的作用。对于有源负载，会分析其作为电压增益放大器负载的优势，并讨论不同有源负载结构（如电流源负载、二极管连接负载）对电路性能的影响。 第二部分：放大器设计 差分放大器: 深入分析了单端输入差分输出放大器、差分输入差分输出放大器（包括折叠式、共源共栅等拓扑）的设计原理。重点在于如何提高输入共模范围、抑制共模信号、实现高开环增益、低输出阻抗以及宽带宽。书中将详细讲解差分对的失配对性能的影响，以及如何通过设计手段（如采用大尺寸晶体管、共质器件布局、失配补偿技术）来减小失配效应。 跨导放大器（OTA）: 阐述了OTA的核心设计理念，包括如何实现精确的跨导、优化输出阻抗、控制补偿零点等。重点将放在OTA的频率响应分析，以及如何通过补偿技术（如极点补偿、零点补偿）实现电路的稳定性。 运算放大器（Op-amp）: 系统讲解了单级、多级运算放大器的设计。对于单级运放，会重点分析其增益、带宽、功耗和输出摆幅的权衡。对于多级运放，将深入探讨级联补偿技术（如密勒补偿、两级补偿）的原理和实现，以及如何优化各级的设计以获得最佳的整体性能。本书将针对性地介绍各种主流的运算放大器拓扑（如Cascode、Telescopic、Folded-Cascode）的优缺点及其适用场景。 高级放大器技术: 涵盖了低噪声放大器（LNA）、压摆率（Slew Rate）优化、宽带放大器（如电流反馈放大器）、轨到轨（Rail-to-Rail）放大器设计等。对于LNA，会详细讲解噪声系数（NF）的计算和优化方法，以及如何通过匹配网络实现最小噪声。对于轨到轨放大器，会分析各种实现方案（如采用PMOS/NMOS输入对、自偏置技术）及其性能折衷。 第三部分：滤波器设计 有源滤波器理论: 深入讲解了有源滤波器的基本原理，包括低通、高通、带通、带阻等滤波器类型。书中将详细介绍Butterworth、Chebyshev、Bessel等经典响应类型的设计方法，以及它们各自的优缺点。 CMOS有源滤波器拓扑: 重点介绍了各种CMOS有源滤波器拓扑，如Sallen-Key、MFB（Multiple Feedback）、状态变量滤波器、双二阶滤波器等。书中会详细分析每种拓扑的增益、Q值、极点/零点配置，以及它们在CMOS工艺下的实现特点和性能限制。 开关电容滤波器: 详细阐述了开关电容滤波器的设计原理，包括电荷泵、单位增益缓冲器、滤波器单元等。重点在于分析开关频率、时钟馈通、寄生电容、采样保持效应等对滤波器性能的影响，以及如何通过优化设计来减小这些效应。 连续时间滤波器（CTF）: 介绍了基于OTA或跨导单元构建的连续时间滤波器的设计方法，并与开关电容滤波器进行对比分析。 第四部分：数据转换器设计 数模转换器（DAC）: 深入讲解了DAC的基本原理和各种拓扑结构，包括电阻网络DAC（R-2R）、权流DAC、剩余代码DAC等。重点在于分析其分辨率、线性度（INL, DNL）、转换速度、功耗等性能指标，并探讨如何通过设计技术（如校准、数字修正）来提高其性能。 模数转换器（ADC）: 详细介绍了ADC的各种工作原理和拓扑结构，如逐次逼近型ADC（SAR ADC）、流水线型ADC（Pipeline ADC）、∑-△型ADC、Flash ADC等。书中会深入分析每种ADC的采样率、分辨率、功耗、抗混叠性能等，并讨论其在不同应用场景下的适用性。 采样保持电路（S/H Circuit）: 详细阐述了S/H电路的设计，包括其采样精度、建立时间、跟踪误差、漏电效应等。书中将介绍各种S/H电路的实现技术，以及如何优化设计以满足高精度ADC的需求。 第五部分：电源管理电路设计 低压差线性稳压器（LDO）: 详细讲解了LDO的设计原理，包括误差放大器、基准电压源、驱动电路等。重点在于分析其稳态性能（稳压精度、电源抑制比PSRR）和动态性能（瞬态响应、带宽），以及如何实现低功耗和高集成度。 开关稳压器（Switching Regulator）: 介绍了DC-DC转换器的基本原理，包括Buck、Boost、Buck-Boost等拓扑。书中会详细分析其工作效率、纹波、瞬态响应等关键性能指标，并讨论如何通过控制策略（如PWM、PFM）来优化其性能。 电荷泵（Charge Pump）: 阐述了电荷泵的升压、降压、倒相等功能，以及其在低电流、低压应用中的优势。书中将分析电荷泵的输出精度、效率、纹波等问题，并介绍相关的设计方法。 第六部分：噪声、失配与失真分析 噪声源与噪声分析: 深入分析了CMOS电路中的各种噪声源，包括热噪声、闪烁噪声（1/f噪声）、散粒噪声等，并提供详细的噪声系数计算和估算方法。 失配分析与抑制: 详细讲解了器件失配对模拟电路性能的影响，如增益误差、偏移电压、跨导偏差等。书中将介绍各种失配模型和分析技术，并探讨如何通过设计和版图技术来减小失配效应。 非线性与失真分析: 详细分析了CMOS电路的非线性特性，如谐波失真、互调失真等。书中将介绍IP3、THD等性能指标的计算和优化方法，并探讨如何通过设计技术来提高线性度。 第七部分：低功耗与高精度设计技术 低功耗设计策略: 涵盖了各种低功耗设计技术，如亚阈值工作、动态电压频率调整（DVFS）、时钟门控、多电压域设计等。 高精度设计技术: 重点介绍了提高模拟电路精度的技术，如自校准技术、背景校准技术、数字辅助模拟设计等，特别是在温度、工艺、电压（PVT）变化下的性能补偿。 第八部分：设计流程与EDA工具 CMOS模拟电路设计流程: 详细介绍了从规格定义、电路架构选择、原理图设计、仿真验证、版图设计到流片的全流程。 EDA工具应用: 介绍了主流EDA工具（如Cadence, Synopsys）在CMOS模拟电路设计中的应用，包括原理图输入、仿真（Spectre, HSPICE）、版图设计、DRC/LVS检查等。 特点与价值 权威性与全面性: 本书由业内资深专家编写，内容权威且涵盖面广，是CMOS模拟电路设计领域的必备参考。 理论与实践结合: 理论推导严谨，同时辅以大量的实际设计案例和仿真结果，帮助读者理解理论在实际应用中的落地。 前沿性与时效性: 紧密跟踪CMOS工艺的最新进展和新兴应用需求，提供了关于先进工艺下的设计方法和解决方案。 深入分析: 对电路的性能指标进行了深入的分析，并给出了详细的优化方法，帮助读者克服设计中的难点。 实用性强: 旨在为读者提供一套可操作的设计框架和工具，使其能够独立完成高质量的CMOS模拟电路设计。 目标读者 本书适合高等院校微电子学、电子工程、集成电路设计等专业的本科生、研究生，以及在集成电路设计公司工作的工程师、研发人员和技术管理者。对于希望深入了解CMOS模拟电路设计原理和实践的爱好者，本书也将是一份极具价值的学习资料。 结论 《CMOS集成电路设计手册（第3版模拟电路篇）》以其深入的理论分析、详实的工程实践以及对前沿技术的关注，为CMOS模拟电路设计领域的研究者和工程师提供了一套无与伦比的知识体系。无论您是初涉此领域的新手，还是经验丰富的资深专家，都能从中获得宝贵的启示和实用的指导，从而在日益复杂和竞争激烈的集成电路设计领域取得更大的成就。

评分☆☆☆☆☆

对于我这种正在进行模拟电路设计课程学习的学生来说，找到一本既权威又易于理解的教材至关重要。这本《CMOS集成电路设计手册(第3版模拟电路篇)》看起来就是我一直在寻找的那种。我之前也接触过一些相关的书籍，但总觉得要么过于理论化，要么缺乏实践指导。而这本书似乎在这两方面都做得相当不错。我特别留意到其中包含了大量的实际设计案例和工程经验，这对我来说意义重大。能够看到理论是如何应用到实际电路中的，理解设计者在权衡各种因素时是如何做出决策的，这比单纯的公式推导要来得生动和有价值得多。希望通过阅读这本书，我能更快地掌握CMOS模拟电路的设计流程和技巧，为未来的毕业设计和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我对高性能模拟集成电路的性能极限和设计挑战一直有着浓厚的兴趣。最近了解到这本《CMOS集成电路设计手册(第3版模拟电路篇)》在业内口碑相当不错，所以特意找来阅读。我尤其关注书中关于低压、低功耗和高精度模拟电路的设计方法，这在移动设备和物联网等领域至关重要。我希望通过这本书，能够深入理解在有限的电源和功耗限制下，如何实现高性能的模拟电路，例如如何设计更优的运算放大器、电流镜、基准电压源等。此外，书中关于工艺角、温度变化对电路性能的影响以及相应的补偿设计思路，也正是我目前急需解决的问题。期待这本书能够为我提供一套完整、系统的解决方案，帮助我突破技术瓶颈。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本优秀的工程手册，不仅要提供理论知识，更要体现作者在实际设计中的经验与智慧。《CMOS集成电路设计手册(第3版模拟电路篇)》在我看来正是这样的一本书。我翻阅了一下目录，看到它从器件模型出发，逐步深入到各种模拟电路模块的设计，再到系统级的设计，脉络清晰，内容详实。我尤其看重其中关于设计约束、 trade-off 分析以及噪声和失真分析的内容，这直接关系到电路的实际性能表现。我希望通过学习这本书，能够更深刻地理解不同设计选择之间的权衡，掌握如何根据具体应用场景，选择最合适的设计策略，从而设计出既满足性能要求，又具有良好鲁棒性的CMOS模拟电路。它不仅仅是一本书，更像是一位经验丰富的工程师在耳边细细道来。

评分☆☆☆☆☆

作为一名多年的模拟IC设计工程师，我深知在这个领域，理论的深度和实践的广度缺一不可。我之前也收藏了一些关于CMOS模拟电路设计的经典著作，但每次遇到一些特别棘手的技术难题时，总会觉得需要一本更全面、更系统、更贴近工程实践的书籍来参考。这本《CMOS集成电路设计手册(第3版模拟电路篇)》的出现，让我眼前一亮。从目录上看，它不仅覆盖了基础的模拟模块，还深入探讨了许多高级话题，比如 RF 模拟电路设计、低功耗设计技术等，这些都是当前行业发展的重要方向。我特别期待书中关于设计流和验证方法的论述，希望能从中学习到一些能够提升我工作效率和设计质量的先进方法论，从而在竞争激烈的IC设计领域保持领先。

评分☆☆☆☆☆

我一直对电子工程领域充满了好奇，尤其是那些微小却能实现复杂功能的芯片。最近，我终于入手了这本《CMOS集成电路设计手册(第3版模拟电路篇)》。拿到手里的时候，就感觉它是一本厚重的、内容扎实的参考书。从书的封面和目录就能看出，它涵盖了模拟集成电路设计的方方面面，从基本的器件模型到复杂的系统设计，应该都是应有尽有的。我尤其期待里面的章节，比如那些关于噪声、失真、电源抑制比等性能指标的讲解，这些都是在实际电路设计中非常关键但又容易被忽略的细节。希望这本书能够帮助我深入理解这些概念，并且掌握在设计中如何去优化它们。而且，作为第三版，我相信它肯定吸收了最新的技术发展和设计理念，对于我学习前沿技术会有很大的帮助。