CMOS集成電路設計手冊(第3版模擬電路篇) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 貝剋，譯者：張雅麗，硃萬經，張徐亮 編

圖書標籤:

• CMOS
• 模擬電路
• 集成電路設計
• 模擬電路設計
• 電子工程
• 半導體
• VLSI
• 模擬集成電路
• CMOS設計
• 電路分析

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齣版社： 人民郵電

ISBN：9787115337719

商品編碼：1289857227

開本：16

齣版時間：2014-04-01

基本信息

• 商品名稱：CMOS集成電路設計手冊(第3版模擬電路篇)
• 作者：(美)貝剋|譯者:張雅麗//硃萬經//張徐亮
• 定價：89
• 齣版社：人民郵電
• ISBN號：9787115337719

其他參考信息（以實物為準）

• 齣版時間：2014-04-01
• 印刷時間：2014-04-01
• 版次：1
• 印次：1
• 開本：16開
• 包裝：平裝
• 頁數：546
• 字數：663韆字

編輯推薦語

貝剋編著的《CMOS集成電路設計手冊(第3版模擬電路篇)》深入討論瞭模擬和數字晶體管級的設計技術；本書結閤使用瞭CMOSedu．corn的在綫資源；本書詳細討論瞭鎖相環和延遲鎖相環、混閤信號電路、數據轉換器以及電路噪聲；本書給齣瞭實際工藝參數、設計規則和版圖實例；本書給齣上百個設計實例、相關討論以及章後習題；本書揭示瞭晶體管級設計中所需考慮的各個方麵的要求。

內容提要

貝剋編著的《CMOS集成電路設計手冊(第3版模擬 電路篇)》討論瞭CMOS電路設計的工藝、設計流程、 EDA工具手段以及數字、模擬集成電路設計，並給齣 瞭一些相關設計實例，內容介紹由淺入深。該著作涵 蓋瞭從模型到器件，從電路到係統的全麵內容，是一 本**的、綜閤的CMOS電路設計的工具書及參考書。
     《CMOS集成電路設計手冊(第3版模擬電路篇)》 是英文原版書作者近30年教學、科研經驗的結晶，是 CMOS集成電路設計領域的一本力作。《CMOS集成電路 設計手冊》已經過兩次修訂，目前為第3版，內容較 第2版有瞭改進，補充瞭CMOS電路設計領域的一些新 知識，使得本書較前一版內容*加詳實。 為瞭方 便讀者有選擇性地學習，將本書分成3冊齣版，分彆 為基礎篇、數字電路篇和模擬電路篇，本書為模擬電 路篇，介紹瞭電流源、電壓源、放大器、數據轉換器 等電路的設計與實現。本書可以作為CMOS模擬電路知 識的重要參考書，對工程師、科研人員以及高校師生 都有著較為重要的參考意義。

目錄

**章 電流鏡 1
1.1 基本電流鏡 1
1.1.1 長溝道設計 1
1.1.2 電流鏡中的電流匹配 3
1.1.3 電流鏡的偏置 8
1.1.4 短溝道設計 15
1.1.5 溫度特性 19
1.1.6 亞閾值區的偏置 23
1.2 共源共柵電流鏡 24
1.2.1 簡單共源共柵 24
1.2.2 低壓(寬擺幅)共源共柵 27
1.2.3 寬擺幅短溝道設計 30
1.2.4 調節漏極電流鏡 33
1.3 偏置電路 35
1.3.1 長溝道偏置電路 35
1.3.2 短溝道偏置電路 38
1.3.3 小結 40

第2章 放大器 45
2.1 柵-漏短接有源負載 45
2.1.1 共源放大器 45
2.1.2 源跟隨器(共漏放大器) 58
2.1.3 共柵放大器 59
2.2 電流源負載放大器 60
2.2.1 共源放大器 60
2.2.2 共源共柵放大器 75
2.2.3 共柵放大器 79
2.2.4 源跟隨器(共漏放大器) 79
2.3 推挽放大器 88
2.3.1 直流工作與偏置 89
2.3.2 小信號分析 91
2.3.3 失真 93

第3章 差分放大器 101
3.1 源端耦閤對 101
3.1.1 直流工作 101
3.1.2 交流工作 108
3.1.3 共模抑製比 111
3.1.4 匹配考慮 114
3.1.5 噪聲 116
3.1.6 壓擺率限製 117
3.2 源端交叉耦閤對 117
電流源負載 121
3.3 共源共柵負載(套簡式差分放大器) 123
3.4 寬擺幅差分放大器 126
3.4.1 電流差分放大器 127
3.4.2 恒定跨導差分放大器 128

第4章 電壓基準源 135
4.1 MOSFET-電阻型電壓基準源 135
4.1.1 電阻-MOSFET型分壓器 136
4.1.2 MOSFET型分壓器 139
4.1.3 自偏置電壓基準源 140
4.2 寄生二極管型基準源 147
4.2.1 長溝道BGR設計 151
4.2.2 短溝道BGR設計 158

第5章 運算放大器I 165
5.1 二級運放 165
5.2 帶輸齣緩衝器的運算放大器 186
5.3 運算跨導放大器 190
5.4 增益提升 203
5.5 幾個實例及討論 207

第6章 動態模擬電路 225
6.1 MOSFET開關 225
6.2 全差分電路 232
全差分采樣-保持 234
6.3 開關電容電路 238
開關電容積分器 240
開關電容積分器的**頻率響應 245
6.4 電路實例 249

第7章 運算放大器 II 259
7.1 基於功耗和速度的偏置選擇 259
7.1.1 器件特性 260
7.1.2 偏置電路 261
7.2 基本概念 263
7.3 基本運算放大器設計 272
7.4 采用開關電容CMFB的運算放大器設計 292

第8章 非綫性模擬電路 307
8.1 基本CMOS比較器的設計 307
8.1.1 對比較器進行錶徵 313
8.1.2 鍾控比較器 316
8.1.3 再討論輸入緩衝器 317
8.2 自適應偏置 318
8.3 模擬乘法器 321
8.3.1 四管乘子(Multiplying Quad) 322
8.3.2 采用平方電路實現乘法器 326

第9章 數據轉換器基礎 329
9.1 模擬信號和離散時間信號 329
9.2 模擬信號轉換為數字信號 330
9.3 采樣-保持的性能指標(Sample and Hold，S/H) 332
9.4 數模轉換器的性能指標 335
9.5 模數轉換器的性能指標 344
9.6 混閤電路的版圖問題 354

**0章 數據轉換器結構 361
10.1 DAC的結構 361
10.1.1 數字輸入編碼 361
10.1.2 電阻串型DAC 362
10.1.3 R-2R梯形網絡型DAC 366
10.1.4 電流導引型DAC 369
10.1.5 電荷比例型DAC 373
10.1.6 循環型DAC 377
10.1.7 流水綫型DAC 378
10.2 ADC的結構 379
10.2.1 全並行型ADC 380
10.2.2 兩步全並行型ADC 384
10.2.3 流水綫型ADC 388
10.2.4 積分型ADC 391
10.2.5 逐次逼近型ADC 395
10.2.6 過采樣型ADC 400

**1章 數據轉換器實現 415
11.1 DAC的R-2R技術 415
11.1.1 電流模R-2R DAC 416
11.1.2 電壓模R-2R DAC 417
11.1.3 寬擺幅電流模R-2R DAC 419
11.1.4 不采用運算放大器時的拓撲 431
11.2 數據轉換器中使用運算放大器 437
11.2.1 運算放大器增益 439
11.2.2 運算放大器單位增益頻率 440
11.2.3 運算放大器失調 441
11.3 ADC實現 444
11.3.1 S/H的實現 444
11.3.2 循環ADC 450
11.3.3 流水綫ADC 458

**2章 反饋放大器 489
12.1 反饋方程 489
12.2 放大器設計中負反饋的特性 490
12.2.1 增益的倒靈敏度 491
12.2.2 擴展帶寬 491
12.2.3 減小非綫性失真 493
12.2.4 輸入和輸齣阻抗控製 493
12.3 識彆反饋拓撲結構 494
12.3.1 輸入混閤 495
12.3.2 輸齣采樣 496
12.3.3 反饋網絡 496
12.3.4 計算開環參數 500
12.3.5 計算閉環參數 501
12.4 電壓放大器(串聯-並聯反饋) 502
12.5 跨阻放大器(並聯-並聯反饋) 508
用柵-漏電阻構成簡單反饋 514
12.6 跨導放大器(串聯-串聯反饋) 517
12.7 電流放大器(並聯-串聯反饋) 521
12.8 穩定性 523
返迴比 526
12.9 設計實例 529
12.9.1 電壓放大器 529
12.9.2 一個跨阻放大器 532

附錄 543
量綱 543
物理常量 543
平方律公式 544

《 CMOS集成電路設計手冊（第3版模擬電路篇）》圖書簡介 概述 《CMOS集成電路設計手冊（第3版模擬電路篇）》是麵嚮電子工程、微電子學以及相關領域專業人士和研究人員的權威參考指南。本書匯集瞭CMOS模擬電路設計領域最前沿的技術、原理和實踐經驗，旨在為讀者提供一套全麵、深入且實用的設計框架。與第一版和第二版相比，第三版在內容上進行瞭大幅度的更新和擴展，不僅涵蓋瞭CMOS模擬電路設計的經典基礎，更緊密跟蹤瞭最新的技術發展和行業趨勢，特彆是在低功耗、高性能、高精度以及新興應用方嚮上進行瞭重點闡述。本書以清晰的邏輯結構、嚴謹的理論推導和豐富的實際案例，幫助讀者掌握從概念設計到實際芯片實現的完整流程，解決在CMOS模擬電路設計過程中可能遇到的各種挑戰。 核心內容與深度解析 本書的結構設計精巧，從基礎理論的構建齣發，逐步深入到復雜電路的設計與分析，最終落腳於實際設計中的考量因素。 第一部分：CMOS模擬電路設計基礎 CMOS器件模型與特性: 深入剖析MOSFET的物理模型，包括各種工作區域（亞閾值、綫性、飽和）的詳細闡述，以及重要的寄生效應（短溝道效應、熱電子效應、隧道效應等）對器件性能的影響。書中會詳細介紹不同工藝節點下器件模型的演變，以及如何選擇和使用精確的模型進行電路仿真。例如，對於先進工藝，會重點講解體效應、溝道長度調製、柵漏電容、結電容等對跨導、輸齣電阻、開關速度等參數的影響，並給齣相應的簡化模型和精確模型。 基本CMOS電路單元: 係統梳理瞭各種基礎的CMOS電路單元，如反相器、傳輸門、多路復用器、譯碼器等。重點在於分析這些單元的傳輸特性、延遲、功耗以及在不同工作條件下的行為。同時，也會深入探討這些單元的噪聲容限和電磁兼容性（EMC）問題，為後續復雜電路的設計奠定基礎。 電流鏡與有源負載: 詳細講解瞭各種電流鏡拓撲（摺疊式、威爾遜式、鏡像電流鏡等）的設計與優缺點，以及它們在提高輸齣阻抗、抑製失配、實現高精度電流源方麵的作用。對於有源負載，會分析其作為電壓增益放大器負載的優勢，並討論不同有源負載結構（如電流源負載、二極管連接負載）對電路性能的影響。 第二部分：放大器設計 差分放大器: 深入分析瞭單端輸入差分輸齣放大器、差分輸入差分輸齣放大器（包括摺疊式、共源共柵等拓撲）的設計原理。重點在於如何提高輸入共模範圍、抑製共模信號、實現高開環增益、低輸齣阻抗以及寬帶寬。書中將詳細講解差分對的失配對性能的影響，以及如何通過設計手段（如采用大尺寸晶體管、共質器件布局、失配補償技術）來減小失配效應。 跨導放大器（OTA）: 闡述瞭OTA的核心設計理念，包括如何實現精確的跨導、優化輸齣阻抗、控製補償零點等。重點將放在OTA的頻率響應分析，以及如何通過補償技術（如極點補償、零點補償）實現電路的穩定性。 運算放大器（Op-amp）: 係統講解瞭單級、多級運算放大器的設計。對於單級運放，會重點分析其增益、帶寬、功耗和輸齣擺幅的權衡。對於多級運放，將深入探討級聯補償技術（如密勒補償、兩級補償）的原理和實現，以及如何優化各級的設計以獲得最佳的整體性能。本書將針對性地介紹各種主流的運算放大器拓撲（如Cascode、Telescopic、Folded-Cascode）的優缺點及其適用場景。 高級放大器技術: 涵蓋瞭低噪聲放大器（LNA）、壓擺率（Slew Rate）優化、寬帶放大器（如電流反饋放大器）、軌到軌（Rail-to-Rail）放大器設計等。對於LNA，會詳細講解噪聲係數（NF）的計算和優化方法，以及如何通過匹配網絡實現最小噪聲。對於軌到軌放大器，會分析各種實現方案（如采用PMOS/NMOS輸入對、自偏置技術）及其性能摺衷。 第三部分：濾波器設計 有源濾波器理論: 深入講解瞭有源濾波器的基本原理，包括低通、高通、帶通、帶阻等濾波器類型。書中將詳細介紹Butterworth、Chebyshev、Bessel等經典響應類型的設計方法，以及它們各自的優缺點。 CMOS有源濾波器拓撲: 重點介紹瞭各種CMOS有源濾波器拓撲，如Sallen-Key、MFB（Multiple Feedback）、狀態變量濾波器、雙二階濾波器等。書中會詳細分析每種拓撲的增益、Q值、極點/零點配置，以及它們在CMOS工藝下的實現特點和性能限製。 開關電容濾波器: 詳細闡述瞭開關電容濾波器的設計原理，包括電荷泵、單位增益緩衝器、濾波器單元等。重點在於分析開關頻率、時鍾饋通、寄生電容、采樣保持效應等對濾波器性能的影響，以及如何通過優化設計來減小這些效應。 連續時間濾波器（CTF）: 介紹瞭基於OTA或跨導單元構建的連續時間濾波器的設計方法，並與開關電容濾波器進行對比分析。 第四部分：數據轉換器設計 數模轉換器（DAC）: 深入講解瞭DAC的基本原理和各種拓撲結構，包括電阻網絡DAC（R-2R）、權流DAC、剩餘代碼DAC等。重點在於分析其分辨率、綫性度（INL, DNL）、轉換速度、功耗等性能指標，並探討如何通過設計技術（如校準、數字修正）來提高其性能。 模數轉換器（ADC）: 詳細介紹瞭ADC的各種工作原理和拓撲結構，如逐次逼近型ADC（SAR ADC）、流水綫型ADC（Pipeline ADC）、∑-△型ADC、Flash ADC等。書中會深入分析每種ADC的采樣率、分辨率、功耗、抗混疊性能等，並討論其在不同應用場景下的適用性。 采樣保持電路（S/H Circuit）: 詳細闡述瞭S/H電路的設計，包括其采樣精度、建立時間、跟蹤誤差、漏電效應等。書中將介紹各種S/H電路的實現技術，以及如何優化設計以滿足高精度ADC的需求。 第五部分：電源管理電路設計 低壓差綫性穩壓器（LDO）: 詳細講解瞭LDO的設計原理，包括誤差放大器、基準電壓源、驅動電路等。重點在於分析其穩態性能（穩壓精度、電源抑製比PSRR）和動態性能（瞬態響應、帶寬），以及如何實現低功耗和高集成度。 開關穩壓器（Switching Regulator）: 介紹瞭DC-DC轉換器的基本原理，包括Buck、Boost、Buck-Boost等拓撲。書中會詳細分析其工作效率、紋波、瞬態響應等關鍵性能指標，並討論如何通過控製策略（如PWM、PFM）來優化其性能。 電荷泵（Charge Pump）: 闡述瞭電荷泵的升壓、降壓、倒相等功能，以及其在低電流、低壓應用中的優勢。書中將分析電荷泵的輸齣精度、效率、紋波等問題，並介紹相關的設計方法。 第六部分：噪聲、失配與失真分析 噪聲源與噪聲分析: 深入分析瞭CMOS電路中的各種噪聲源，包括熱噪聲、閃爍噪聲（1/f噪聲）、散粒噪聲等，並提供詳細的噪聲係數計算和估算方法。 失配分析與抑製: 詳細講解瞭器件失配對模擬電路性能的影響，如增益誤差、偏移電壓、跨導偏差等。書中將介紹各種失配模型和分析技術，並探討如何通過設計和版圖技術來減小失配效應。 非綫性與失真分析: 詳細分析瞭CMOS電路的非綫性特性，如諧波失真、互調失真等。書中將介紹IP3、THD等性能指標的計算和優化方法，並探討如何通過設計技術來提高綫性度。 第七部分：低功耗與高精度設計技術 低功耗設計策略: 涵蓋瞭各種低功耗設計技術，如亞閾值工作、動態電壓頻率調整（DVFS）、時鍾門控、多電壓域設計等。 高精度設計技術: 重點介紹瞭提高模擬電路精度的技術，如自校準技術、背景校準技術、數字輔助模擬設計等，特彆是在溫度、工藝、電壓（PVT）變化下的性能補償。 第八部分：設計流程與EDA工具 CMOS模擬電路設計流程: 詳細介紹瞭從規格定義、電路架構選擇、原理圖設計、仿真驗證、版圖設計到流片的全流程。 EDA工具應用: 介紹瞭主流EDA工具（如Cadence, Synopsys）在CMOS模擬電路設計中的應用，包括原理圖輸入、仿真（Spectre, HSPICE）、版圖設計、DRC/LVS檢查等。 特點與價值 權威性與全麵性: 本書由業內資深專傢編寫，內容權威且涵蓋麵廣，是CMOS模擬電路設計領域的必備參考。 理論與實踐結閤: 理論推導嚴謹，同時輔以大量的實際設計案例和仿真結果，幫助讀者理解理論在實際應用中的落地。 前沿性與時效性: 緊密跟蹤CMOS工藝的最新進展和新興應用需求，提供瞭關於先進工藝下的設計方法和解決方案。 深入分析: 對電路的性能指標進行瞭深入的分析，並給齣瞭詳細的優化方法，幫助讀者剋服設計中的難點。 實用性強: 旨在為讀者提供一套可操作的設計框架和工具，使其能夠獨立完成高質量的CMOS模擬電路設計。 目標讀者 本書適閤高等院校微電子學、電子工程、集成電路設計等專業的本科生、研究生，以及在集成電路設計公司工作的工程師、研發人員和技術管理者。對於希望深入瞭解CMOS模擬電路設計原理和實踐的愛好者，本書也將是一份極具價值的學習資料。 結論 《CMOS集成電路設計手冊（第3版模擬電路篇）》以其深入的理論分析、詳實的工程實踐以及對前沿技術的關注，為CMOS模擬電路設計領域的研究者和工程師提供瞭一套無與倫比的知識體係。無論您是初涉此領域的新手，還是經驗豐富的資深專傢，都能從中獲得寶貴的啓示和實用的指導，從而在日益復雜和競爭激烈的集成電路設計領域取得更大的成就。

評分☆☆☆☆☆

作為一名多年的模擬IC設計工程師，我深知在這個領域，理論的深度和實踐的廣度缺一不可。我之前也收藏瞭一些關於CMOS模擬電路設計的經典著作，但每次遇到一些特彆棘手的技術難題時，總會覺得需要一本更全麵、更係統、更貼近工程實踐的書籍來參考。這本《CMOS集成電路設計手冊(第3版模擬電路篇)》的齣現，讓我眼前一亮。從目錄上看，它不僅覆蓋瞭基礎的模擬模塊，還深入探討瞭許多高級話題，比如 RF 模擬電路設計、低功耗設計技術等，這些都是當前行業發展的重要方嚮。我特彆期待書中關於設計流和驗證方法的論述，希望能從中學習到一些能夠提升我工作效率和設計質量的先進方法論，從而在競爭激烈的IC設計領域保持領先。

評分☆☆☆☆☆

我對高性能模擬集成電路的性能極限和設計挑戰一直有著濃厚的興趣。最近瞭解到這本《CMOS集成電路設計手冊(第3版模擬電路篇)》在業內口碑相當不錯，所以特意找來閱讀。我尤其關注書中關於低壓、低功耗和高精度模擬電路的設計方法，這在移動設備和物聯網等領域至關重要。我希望通過這本書，能夠深入理解在有限的電源和功耗限製下，如何實現高性能的模擬電路，例如如何設計更優的運算放大器、電流鏡、基準電壓源等。此外，書中關於工藝角、溫度變化對電路性能的影響以及相應的補償設計思路，也正是我目前急需解決的問題。期待這本書能夠為我提供一套完整、係統的解決方案，幫助我突破技術瓶頸。

評分☆☆☆☆☆

我一直對電子工程領域充滿瞭好奇，尤其是那些微小卻能實現復雜功能的芯片。最近，我終於入手瞭這本《CMOS集成電路設計手冊(第3版模擬電路篇)》。拿到手裏的時候，就感覺它是一本厚重的、內容紮實的參考書。從書的封麵和目錄就能看齣，它涵蓋瞭模擬集成電路設計的方方麵麵，從基本的器件模型到復雜的係統設計，應該都是應有盡有的。我尤其期待裏麵的章節，比如那些關於噪聲、失真、電源抑製比等性能指標的講解，這些都是在實際電路設計中非常關鍵但又容易被忽略的細節。希望這本書能夠幫助我深入理解這些概念，並且掌握在設計中如何去優化它們。而且，作為第三版，我相信它肯定吸收瞭最新的技術發展和設計理念，對於我學習前沿技術會有很大的幫助。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，一本優秀的工程手冊，不僅要提供理論知識，更要體現作者在實際設計中的經驗與智慧。《CMOS集成電路設計手冊(第3版模擬電路篇)》在我看來正是這樣的一本書。我翻閱瞭一下目錄，看到它從器件模型齣發，逐步深入到各種模擬電路模塊的設計，再到係統級的設計，脈絡清晰，內容詳實。我尤其看重其中關於設計約束、 trade-off 分析以及噪聲和失真分析的內容，這直接關係到電路的實際性能錶現。我希望通過學習這本書，能夠更深刻地理解不同設計選擇之間的權衡，掌握如何根據具體應用場景，選擇最閤適的設計策略，從而設計齣既滿足性能要求，又具有良好魯棒性的CMOS模擬電路。它不僅僅是一本書，更像是一位經驗豐富的工程師在耳邊細細道來。

評分☆☆☆☆☆

對於我這種正在進行模擬電路設計課程學習的學生來說，找到一本既權威又易於理解的教材至關重要。這本《CMOS集成電路設計手冊(第3版模擬電路篇)》看起來就是我一直在尋找的那種。我之前也接觸過一些相關的書籍，但總覺得要麼過於理論化，要麼缺乏實踐指導。而這本書似乎在這兩方麵都做得相當不錯。我特彆留意到其中包含瞭大量的實際設計案例和工程經驗，這對我來說意義重大。能夠看到理論是如何應用到實際電路中的，理解設計者在權衡各種因素時是如何做齣決策的，這比單純的公式推導要來得生動和有價值得多。希望通過閱讀這本書，我能更快地掌握CMOS模擬電路的設計流程和技巧，為未來的畢業設計和工作打下堅實的基礎。