基本信息
書名:集成基準源電路設計——從二極管到高階帶隙基準源
:32.00元
作者:(美)林康-莫萊
齣版社:科學齣版社
齣版日期:2013-04-01
ISBN:9787030367143
字數:
頁碼:
版次:1
裝幀:平裝
開本:16開
商品重量:0.241kg
編輯推薦
內容提要
本書是集成電壓基準源(VoltageReference)設計的經典參考書籍和教程,闡述瞭集成電壓基準源大量設計實例背後蘊藏的理念以及更多的思考。全書共分為5章,詳細介紹瞭基準源設計相關的基礎知識、電流基準源設計、電壓基準源設計、高精度基準源電路設計,以及係統和應用環境分析等方麵的內容。
全書以理論分析作為基礎,結閤工程産品開發的實際情況,從産品的性能、成本和應用多方麵討論産品開發過程中的細節問題。書中各章節具有較強的獨立性,可以滿足讀者不同方麵的需求,對於剛入門的數字和模擬電路設計師以及經驗豐富的工程師均具有重要的藉鑒意義。
本書可作為高等院校電氣工程、微電子和集成電路設計等相關專業師生的參考用書,也可以供相關科研工作者和工程人員參考閱讀。
目錄
緒論
Chapter 1 基礎知識
1.1 二極管
1.1.1 擊穿區域
1.1.2 正嚮偏置區域
1.2 電流鏡
1.2.1 簡單電流鏡
1.2.2 共源共柵電流鏡
設計實例 1.1
1.2.3 調整型共源共柵電流鏡
1.3 小結
附錄 二極管電壓的溫度特性
參考文獻
Chapter 2 電流基準源
2.1 PTAT電流基準源
2.1.1 雙極工藝實現方式
2.1.2 CMOS實現方式
2.2 啓動電路和頻率補償
2.2.1 連續導通啓動電路
2.2.2 與電路狀態有關的啓動電路
2.2.3 頻率補償
2.3 CTAT電流基準源
2.4 與溫度無關的電流基準源
2.5 PTAT2電流源産生電路
2.5.1 雙極工藝實現方式
2.5.2 CMOS工藝實現方式
設計實例 2.1
2.6 小結
參考文獻
Chapter 3 電壓基準源
3.1 零階基準源
3.1.1 正嚮偏置二極管基準源
3.1.2 齊納電壓基準源
設計實例 3.1
3.2 一階基準源
3.2.1 正嚮偏置二極管基準源
3.2.2 齊納基準源
設計實例 3.2
3.3 二階電壓基準源(麯率校正)
3.4 麯率校正技術當前的發展情況
3.4.1 與溫度相關電阻比例技術
3.4.2 二極管環路技術
3.4.3 β補償技術
3.4.4 分段綫性電流模技術
3.4.5 非綫性匹配校正(Matched-Nonlinear Correction)
3.4.6 補償方法
3.5 小結
參考文獻
Chapter 4 高精度基準源電路的設計
4.1 誤差來源
4.1.1 定性的影響
設計實例 4.1
4.2 輸齣級
4.2.1 電壓模式輸齣級
4.2.2 電流模式輸齣級
4.2.3 混閤模式輸齣級
4.2.4 穩壓基準源和未穩壓基準源
設計實例 4.2
4.3 電源電壓抑製和綫性調整性能的設計
4.3.1 共源共柵技術
4.3.2 僞電源電壓技術
設計實例 4.3
4.4 小結
附錄1 典型一階帶隙基準源的誤差來源
附錄2 電阻溫度係數對電流模式輸齣級基準源的影響
參考文獻
Chapter 5 係統和應用環境分析
5.1 修調網絡的設計
5.1.1 修調範圍
5.1.2 修調技術
設計實例 5.1
5.2 封裝應力的影響
5.3 係統相關的問題
5.3.1 電路設計考慮
5.3.2 版圖設計考慮
設計實例 5.2
5.4 特徵描述
5.5 小結
附錄1 帶有混閤模式(同時具有電壓和電流模式)輸齣級的帶隙基準源的修調流程
附錄2 封裝應力對帶隙基準源電路的影響
附錄3 基準源電路對輸入階躍信號的有限衝激響應所需時間的討論
參考文獻
作者介紹
Gabriel AlfonsoRincón-Mora(B.S.,M.S.,Ph.D.)博士,1994年加入業界的德州儀器公司(TexasInstruments,TI),1999年被聘任為佐治亞理工學院(GeorgiaTech)教授,並且在2001年受聘為全職教授,其間仍在TI,作為原來所屬部門和TI公司的技術顧問。其學術成就包括5本著作、1本書的部分章節(onebook chapter)、26個和超過100篇學術論文,而且他還成功設計瞭26款商用功率管理芯片,在全世界銷售。他是IEEECASS的傑齣演講人(Distinguished Lecturer),IEEE TCASII的副主編(AssociateEditor)和IEEE SSCS-CASS分部的主席,並獲得多項奬勵。
文摘
序言
當我翻開《集成基準源電路設計——從二極管到高階帶隙基準源》這本書時,我首先被它嚴謹的標題所吸引。基準源在模擬和混閤信號集成電路設計中扮演著至關重要的角色,它們是整個係統的“血壓計”和“體溫計”,確保著後續電路的精確工作。這本書的結構,從基礎的二極管特性齣發,逐步攀升到復雜的高階帶隙基準源,這無疑為讀者提供瞭一個係統學習的路徑。 我特彆期待書中能夠對不同的基準源拓撲進行深入的比較和分析。比如,基於PN結的二極管基準源,其溫度穩定性如何?如何利用其負溫度係數?而帶隙基準源(Bandgap Reference,BGR)又是如何通過結閤具有正溫度係數的信號(PTAT)來抵消PN結的負溫度係數,從而實現更低的溫度漂移?我對這些補償機製的細節非常感興趣,希望能看到清晰的數學推導和電路原理圖。 同時,書中如果能探討不同工藝下的基準源設計挑戰,例如CMOS、Bipolar以及BiCMOS工藝對基準源性能的影響,那就更具價值瞭。半導體器件的特性在不同工藝下會有顯著差異,這直接影響到基準源的精度、功耗和穩定性。希望作者能分享一些在實際設計中針對特定工藝優化基準源性能的經驗。 此外,我一直認為,一本優秀的工程技術書籍,除瞭理論深度,還應該具備足夠的實踐指導意義。這本書是否會包含實際電路設計的步驟,例如如何進行參數計算,如何選擇閤適的電阻和電容值,以及如何進行AC/DC仿真來驗證設計的性能?一些關於版圖設計時需要注意的事項,比如如何減少寄生效應和噪聲耦閤,如果能有所提及,將對我在實際項目中非常有幫助。 我也希望這本書能提供一些關於現代基準源設計的最新進展。例如,在片上係統(SoS)和物聯網(IoT)日益普及的今天,對低功耗、小尺寸基準源的需求越來越高。書中是否會介紹一些超低功耗基準源的設計方法,或者如何設計具有更好動態響應的基準源,以應對快速變化的電源電壓?這些都是我非常關心的問題。
評分《集成基準源電路設計——從二極管到高階帶隙基準源》這個書名,一看就知道這是一本內容非常紮實的教科書,適閤那些想要深入理解基準源電路設計的讀者。基準源是現代電子設備中不可或缺的核心模塊,它們為後續的模擬和數字電路提供瞭穩定可靠的參考信號。 我尤其期待這本書能夠清晰地闡述不同基準源設計背後的物理原理。例如,為何二極管的正嚮壓降會隨著溫度變化,以及這種變化是如何利用的。更重要的是,對於帶隙基準源,我希望能夠詳細瞭解其如何巧妙地利用具有正溫度係數(PTAT)和負溫度係數(CTAT)的信號來相互補償,從而實現一個幾乎不受溫度影響的參考電壓。 “高階”帶隙基準源部分,我推測可能涉及到一些更復雜的補償技術,例如利用更高階的補償麯綫來進一步降低溫度漂移,或者采用更精密的結構來提高電源抑製比(PSRR)和降低噪聲。書中如果能提供這些先進設計方法的詳細分析和電路實現,將非常有吸引力。 從讀者的角度齣發,我希望能看到書中包含一些實際設計中的考量。例如,在不同半導體工藝(如CMOS、Bipolar)下,基準源的性能錶現會有何不同?在進行版圖設計時,有哪些必須注意的規則,以確保基準源的穩定性和精度?如果書中能提供一些設計流程和注意事項,那將極大地提升其實用性。 最後,我也關心這本書是否能夠引導我理解當前和未來的基準源設計趨勢。在功耗敏感的應用日益增多的今天,如何設計更低功耗的基準源?在對噪聲要求極高的應用中,如何設計低噪聲基準源?這些都是我希望能在書中找到答案的問題。
評分《集成基準源電路設計——從二極管到高階帶隙基準源》這個書名,光是聽著就讓人感覺到一股嚴謹而紮實的學術氣息。基準源,作為模擬電路設計的“定海神針”,其重要性不言而喻。這本書從最基本的二極管入手,這讓我覺得它並不是那種隻講高屋建瓴概念的書,而是真正會從根源上剖析問題。 我最想瞭解的,是作者是如何將二極管的簡單特性,一步步“升級”到復雜的高階帶隙基準源的。這中間必然涉及大量的理論推導和電路拓撲的演進。比如,二極管的漏電流和跨導隨溫度的變化,以及如何利用這些變化來構建基準源。然後,帶隙基準源是如何巧妙地結閤PTAT(Proportional To Absolute Temperature)和CTAT(Complementary To Absolute Temperature)信號,最終實現溫度補償的,我非常期待在這本書裏看到詳盡的講解。 而且,對於“高階”這個詞,我腦海中會浮現齣很多可能性:是更低的溫度係數?更高的電源抑製比(PSRR)?更低的噪聲?還是更寬的工作電壓範圍?我希望書中能夠詳細介紹這些“高階”基準源所帶來的性能提升,以及為瞭實現這些性能所采用的獨特電路設計技巧和補償策略。 我個人對實際電路的實現細節非常感興趣。書裏會不會涉及不同半導體工藝(如CMOS、Bipolar)下基準源設計的特點和限製?以及在實際版圖設計中,為瞭提高精度和穩定性,需要特彆注意哪些問題,比如寄生電阻、寄生電容的影響,以及如何進行器件匹配?這些貼近實際操作的內容,對於工程師來說非常有價值。 最後,一本好的參考書,應該能夠引領讀者思考未來的發展方嚮。這本書是否會討論到當前基準源設計中的一些前沿挑戰,比如如何設計更低功耗的基準源以滿足物聯網設備的需求,如何提高基準源的抗乾擾能力,或者如何實現具有自適應功能的基準源?我非常期待能從中獲得一些啓發,瞭解這個領域未來的發展趨勢。
評分《集成基準源電路設計——從二極管到高階帶隙基準源》這個書名,一下子就抓住瞭我對於精密模擬電路設計中最核心的幾個概念。基準源,無處不在,無論是數字係統的時鍾,還是模擬信號鏈的量化精度,都離不開它們。這本書的副標題“從二極管到高階帶隙基準源”,給我一種從基礎到深入、由淺入深的學習體驗。 我非常期待書中能夠係統地講解不同類型的基準源原理。從最簡單的二極管正嚮壓降齣發,分析其固有的溫度漂移問題,以及利用半導體材料特性的基本方法。然後,逐步過渡到帶隙基準源,深入剖析其PTAT(Proportional To Absolute Temperature)和CTAT(Complementary To Absolute Temperature)信號的生成機製,以及如何通過巧妙的組閤實現溫度補償,從而達到非常低的溫度係數。 “高階”基準源部分更是讓我充滿好奇。這通常意味著更高的精度、更低的噪聲、更好的電源抑製比,以及更寬的工作溫度和電壓範圍。我希望能看到書中詳細介紹實現這些高性能指標所采用的復雜電路拓撲、補償技術,甚至是一些先進的噪聲抑製和穩壓策略。 在實際設計層麵,我希望這本書能夠提供一些實用的指導。例如,如何根據具體的應用需求(如功耗、精度、成本)來選擇閤適的基準源類型;如何進行參數計算和器件選擇;以及如何通過仿真工具(如SPICE)來驗證設計的性能。此外,關於版圖設計時需要注意的一些細節,比如如何減小寄生效應、如何進行器件匹配以提高一緻性,如果能有所涵蓋,將非常有價值。 最後,我希望這本書能為我提供一些關於未來基準源設計趨勢的洞察。例如,在功耗日益成為關鍵因素的今天,如何設計超低功耗基準源;在需要更高精度和穩定性的應用中,如何進一步優化基準源的性能;以及在集成度越來越高的SoC(System on Chip)設計中,基準源的集成和優化思路。
評分這本書的標題《集成基準源電路設計——從二極管到高階帶隙基準源》一開始就吸引瞭我。我一直對模擬電路設計,特彆是那些構成現代電子係統基石的元件很感興趣。基準源,顧名思義,是提供穩定、精確參考電壓或電流的關鍵模塊,無論是數字電路的閾值設定,還是模擬信號鏈的精度保證,都離不開它們。這本書的副標題“從二極管到高階帶隙基準源”則預示著它涵蓋瞭從最基礎的半導體器件原理齣發,逐步深入到更復雜、性能更優越的基準源設計。 我非常期待這本書能夠細緻地講解不同類型的基準源電路,比如基於二極管的溫漂特性,以及如何通過補償技術來改善。更讓我好奇的是“高階帶隙基準源”的部分,這通常意味著更先進的設計理念和更高的精度要求,也許會涉及到如何處理半導體工藝的非理想性,如何優化功耗,以及如何在寬溫度範圍和電源電壓範圍內保持極低的輸齣誤差。對於我這種希望深入理解電路背後原理的人來說,能夠看到理論推導、電路結構分析以及實際電路的實現細節,將是非常寶貴的。 此外,我希望這本書能在實際設計方麵提供一些指導。在集成電路設計領域,理論與實踐的結閤至關重要。瞭解一個基準源電路的性能參數固然重要,但更重要的是知道如何根據具體的應用需求來選擇閤適的拓撲結構,如何進行元件選型,以及如何進行仿真和版圖設計。如果書中能包含一些實際設計案例,或者分享一些在實際流片過程中遇到的挑戰和解決方案,那將極大地提升這本書的實用價值。 我尤其看重的是,作者是否能夠清晰地解釋這些基準源電路背後的物理原理。理解二極管的正嚮壓降隨溫度的變化,以及如何利用這種負溫度係數(NTC)和材料本身的某種參數(如BGR中的PTAT - Proportional To Absolute Temperature)的組閤來形成溫度補償,是掌握基準源設計的關鍵。這本書如果能深入淺齣地剖析這些基礎物理現象,並將其與具體的電路實現聯係起來,那將是一次令人受益匪淺的學習體驗。 最後,我希望這本書能夠提供一些關於現代基準源設計趨勢的視角。例如,在功耗日益重要的今天,低功耗基準源的設計方法;在噪聲敏感的應用中,如何設計低噪聲基準源;以及在移動設備等領域,對小型化和集成度的需求。如果作者能夠觸及這些前沿話題,並提供相關的設計思路和技術,那麼這本書將不僅是一本理論教科書,更是一本能夠指導未來設計的實踐指南。
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