模擬集成電路設計-以LDO設計為例-(原書第2版) 9787111534969 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 林康-莫萊 著

圖書標籤:

• 模擬集成電路
• LDO
• 集成電路設計
• 模擬電路
• 電源管理
• 低壓差穩壓器
• 電路設計
• 電子工程
• 半導體
• 設計實例

店鋪： 琅琅圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111534969

商品編碼：29594361311

包裝：平裝

齣版時間：2016-05-01

圖書基本信息
圖書名稱	模擬集成電路設計-以LDO設計為例-(原書第2版)	作者	林康-莫萊
定價	99.00元	齣版社	機械工業齣版社
ISBN	9787111534969	齣版日期	2016-05-01
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

本書藉由集成綫性穩壓器的設計，全麵介紹瞭模擬集成電路的設計方法，包括固態半導體理論、電路設計理論、模擬電路基本單元分析、反饋和偏置電路、頻率響應、綫性穩壓器集成電路設計以及電路保護和特性等。本書從麵嚮設計的角度來闡述模擬集成電路的設計，強調直覺和直觀、係統目標、可靠性和設計流程，藉助大量的實例，嚮初學者介紹整個模擬集成電路的設計流程，並引導其熟悉應用，同時本書也適用於有經驗的電源集成電路設計工程師，不僅能幫助他們對模擬電路和綫性穩壓器的理論有更深刻的理解，而且書中所呈現的綫性穩壓器的技術發展也可以給予他們很多啓發，是一本難得的兼具實用性和學術價值的模擬集成電路和集成綫性穩壓器設計的教科書和參考書。

作者簡介

Gabriel Alfonso Rincón-Mora博士，1994～2003年供職於德州儀器公司，擔任一個高級集成電路設計團隊的領導。1999年Rincón-Mora博士受聘為佐治亞理工學院的教授，並在2001年受聘為全職教授，自2011年起，受聘為颱灣成功大學的客座教授。他是IEEE和IET院士，同時也是38項的發明人/共同發明人和超過160篇論文的作者/共同作者。Rincón-Mora博士已經寫過8本著作，成功設計26餘款商用電源芯片，並且獲得瞭多項奬勵。目前他主要緻力於利用微型電池和環境能量為無綫和移動設備供電的集成電路係統的研究。

目錄

目 錄譯者序原書前言作者簡介章電源係統11.1電源管理中的穩壓器11.2綫性穩壓器和開關穩壓器的對比21.2.1響應時間的摺中31.2.2噪聲41.2.3功率轉換效率41.3市場需求51.3.1係統51.3.2集成61.3.3工作壽命61.3.4電源淨空71.4電源81.4.1早期電池81.4.2鋰離子電池91.4.3燃料電池91.4.4核能電池101.4.5能量收集器101.5計算機仿真111.6總結121.7復習題13第2章綫性穩壓器142.1工作區域142.2性能指標152.2.1精度152.2.2功率轉換效率252.2.3工作要求272.2.4品質因子292.3工作環境302.3.1負載312.3.2穩壓點322.3.3寄生效應332.4分類342.4.1輸齣電流342.4.2壓差342.4.3補償342.4.4類彆352.5模塊級構成362.6總結372.7復習題38第3章微電子器件393.1電阻393.1.1工作原理393.1.2寄生元件403.1.3版圖403.1.4精度和相對精度423.2電容433.2.1工作原理433.2.2寄生元件443.2.3版圖453.2.4精度和相對精度453.3PN結二極管463.3.1工作原理463.3.2寄生元件493.3.3版圖和匹配503.3.4小信號模型523.4雙極型晶體管（BJT）533.4.1工作原理533.4.2縱嚮BJT563.4.3橫嚮BJT573.4.4襯底BJT583.4.5小信號模型593.5金屬-氧化物-半導體場效應晶體管（MOSFET）613.5.1工作原理613.5.2寄生電容663.5.3P溝道MOSFET673.5.4晶體管變化673.5.5版圖和匹配693.5.6小信號模型713.5.7MOS電容733.5.8溝道電阻733.6結型場效應晶體管(JFET)733.6.1工作原理733.6.2P溝道JFET753.6.3大信號模型753.6.4版圖和匹配763.6.5小信號模型763.6.6相對性能783.7精度和相對精度783.8總結793.9復習題80第4章單晶體管基本單元824.1二端口模型824.2頻率響應834.2.1極點844.2.2零點854.2.3米勒分裂874.2.4電容-分流-電阻法884.3信號流894.3.1輸入和輸齣894.3.2極性894.3.3單晶體管基本單元904.4共發射極/共源極跨導器904.4.1大信號工作904.4.2小信號模型914.4.3頻率響應934.4.4發射極/源極負反饋954.5共基極/共柵極電流緩衝器994.5.1大信號工作994.5.2小信號模型1004.5.3頻率響應1034.5.4基極負反饋1044.6共集電極/共漏極電壓跟隨器1044.6.1大信號工作1044.6.2小信號模型1054.6.3頻率響應1084.7小信號概括和近似1094.7.1功能1094.7.2電阻1104.7.3頻率響應1124.8總結1134.9復習題114第5章模擬電路基本單元1155.1電流鏡1155.1.1工作原理1155.1.2小信號模型1185.1.3帶基極電流校正的電流鏡1195.1.4電壓校正共源共柵/共射共基（Cascode）電流鏡1205.1.5低電壓Cascode電流鏡1215.2差動對1235.2.1大信號工作1245.2.2差分信號1255.2.3共模信號1275.2.4發射極/源極負反饋1285.2.5CMOS差動對1295.3基極/柵極耦閤對1305.3.1大信號工作1305.3.2小信號響應1325.3.3輸入參考失調和噪聲1345.4差動級1365.4.1大信號工作1375.4.2差分信號1385.4.3共模信號1405.4.4輸入參考失調和噪聲1435.4.5電源抑製1455.4.6摺疊式Cascode1475.5總結1515.6復習題152第6章負反饋1546.1反饋環路1546.1.1環路構成1546.1.2調整1556.1.3輸齣轉化1566.2反饋效應1566.2.1靈敏度1566.2.2阻抗1576.2.3頻率響應1606.2.4噪聲1626.2.5綫性度1636.3負反饋結構1666.3.1跨導放大器1666.3.2電壓放大器1676.3.3電流放大器1686.3.4跨阻放大器1696.4分析1706.4.1分析過程1706.4.2疊加器1736.4.3采樣器1746.4.4跨導放大器1756.4.5電壓放大器1796.4.6電流放大器1836.4.7跨阻放大器1886.5穩定性1936.5.1頻率響應1936.5.2補償1956.5.3反相零點2006.5.4嵌入式環路2026.6設計2026.6.1設計概念2026.6.2係統結構設計2036.6.3頻率補償2046.7總結2046.8復習題205第7章偏置電流和基準電路2077.1電壓基元2077.2PTAT電流2087.2.1交叉耦閤四管單元2097.2.2鎖存單元2107.3CTAT電流2137.3.1電流采樣BJT2147.3.2電壓采樣二極管2147.4溫度補償2157.4.1帶誤差補償的BJT電流基準源2167.4.2基於二極管的電流基準源2177.4.3帶誤差補償的基於二極管的電流基準源2187.5啓動電路2187.5.1連續導通啓動電路2197.5.2按需導通啓動電路2207.6頻率補償2227.7電源噪聲抑製2237.8帶隙電流基準源2247.8.1基於BJT的帶隙電流基準源2247.8.2基於二極管的帶隙電流基準源2257.9帶隙電壓基準源2267.9.1電流-電壓轉換2267.9.2輸齣電壓調整2277.10精度2307.11總結2317.12復習題232第8章小信號響應2348.1小信號等效電路2348.2無補償時的響應2368.2.1相關電容和電阻2368.2.2環路增益2368.3頻率補償2398.3.1輸齣端補償2408.3.2內部補償2428.4電源抑製2458.4.1分壓器模型2468.4.2饋通噪聲2478.4.3米勒電容2538.4.4分析2558.4.5結論2618.5補償策略對比2618.6總結2628.7復習題264第9章集成電路設計2659.1設計流程2659.2功率晶體管2669.2.1備選方案2669.2.2版圖2699.3緩衝器2769.3.1驅動N型功率晶體管2769.3.2驅動P型功率晶體管2789.3.3版圖2909.4誤差放大器2909.4.1淨空2919.4.2電源抑製2949.4.3輸入參考失調2969.4.4版圖2999.5總結3079.6復習題3090章綫性穩壓器31010.1低壓差穩壓器31010.1.1輸齣端補償的PMOS穩壓器31010.1.2米勒補償的PMOS穩壓器31410.2寬帶穩壓器31810.2.1內部補償的NMOS穩壓器31910.3自參考穩壓器32210.3.1零階溫度無關性32210.3.2溫度補償32310.4性能增強33010.4.1功率晶體管33010.4.2緩衝器33310.4.3環路增益33510.4.4負載調整率33610.4.5負載突變響應33910.4.6電源抑製34010.5電流調整34310.5.1電流源34310.5.2電流鏡34410.6總結34710.7復習題3471章保護與特性34911.1保護34911.1.1過電流保護34911.1.2熱關斷35311.1.3反嚮電池保護35511.1.4靜電放電保護35611.2特性35811.2.1模擬負載35911.2.2調整性能36011.2.3功率性能36611.2.4工作要求36811.2.5啓動37011.3總結37111.4復習題371

編輯推薦

《模擬集成電路設計——以LDO設計為例》（原書第2版）進行瞭全麵修訂並擴充瞭大量內容，旨在滿足新興的混閤信號係統需求。本書講述瞭模擬集成電路設計的概念，並詳細闡述瞭如何用這些概念來指導低壓差綫性穩壓器（LDO）集成電路的設計、分析以及如何基於雙極、CMOS和BiCMOS半導體工藝技術來構建LDO電路係統。本書十分重視對電路洞察力的培養，對提齣的課題進行直觀分析並得齣結論。本書還展示瞭如何開發和評估針對當今日益增長的無綫和移動市場應用的模擬集成電路芯片。另外，書中大量的實例和章末復習思考題幫助讀者加深對這一前沿指導中所發展齣的重要概念和技術的理解。 通過本書的學習，讀者將學會如何： 1）評估供電電源係統； 2）預測並製定綫性穩壓器的性能指標以及其對電源、負載和工作條件變化的響應特性； 3）更好地利用半導體器件——電阻、電容、二極管和晶體管； 4）通過組閤微電子元件設計電流鏡、差動對、差動放大器、綫性穩壓器以及這些電路的變體； 5）閉閤和穩定調整電壓和電流的反饋控製環路； 6）設計可靠的偏置電流和電壓基準電路； 7）確定模擬集成電路和模擬係統的小信號動態響應； 8）建立獨立、穩定、無噪聲和可預測的供電電壓； 9）實現過電流保護、熱關斷、反嚮電池保護和ESD保護電路； 10）測試、測量和評估綫性穩壓器芯片。

文摘

序言

《高性能模擬集成電路設計：從原理到實踐》 聚焦核心，精煉技能，解鎖模擬集成電路設計的無限可能 在當今數字浪潮洶湧的時代，模擬集成電路的設計與優化依然扮演著至關重要的角色。它們是連接物理世界與數字世界的橋梁，是實現諸多前沿科技，如物聯網、5G通信、自動駕駛、生物醫療等不可或缺的基石。然而，精通模擬集成電路設計並非易事，它需要深厚的理論功底、敏銳的電路洞察力，以及豐富的實踐經驗。本書正是為緻力於掌握這一關鍵領域、提升自身設計能力的讀者而量身打造。 本書並非一本通俗易懂的入門讀物，而是以一種更為嚴謹和深入的態度，帶領讀者逐步剖析模擬集成電路設計的核心原理和關鍵技術。我們不追求麵麵俱到，而是力求將最重要、最能體現設計精髓的內容深入挖掘，讓讀者在理解基礎的同時，能夠迅速觸及到高性能設計的門徑。 內容架構與側重點 本書的內容設計緊密圍繞模擬集成電路設計的核心要素展開，旨在幫助讀者建立起紮實而係統的知識體係。我們將從最基礎的器件模型入手，逐步深入到復雜的電路分析與設計方法，最終觸及實際應用中的挑戰與解決方案。 第一部分：基礎模型與器件特性 MOSFET的精確模型： 我們將詳細闡述MOSFET在不同工作區的電學特性，重點介紹能夠更精確描述亞微米及深亞微米工藝下器件行為的模型，例如BSIM模型。這將幫助讀者理解閾值電壓的漂移、短溝道效應、溝道長度調製等對電路性能的影響，從而在設計中做齣更準確的預判。 雙極型晶體管（BJT）的深入分析： 雖然CMOS技術在集成電路領域占據主導地位，但BJT在某些高性能模擬應用中仍不可或缺。本書將深入探討BJT的各種工作模式、寄生效應以及它們在設計中的應用，尤其是在高頻和低噪聲電路中的優勢。 寄生效應與工藝變化： 任何真實的電路都無法脫離物理世界的限製。本書將重點分析各種寄生效應，如襯底效應、電容、電阻以及它們對電路性能的影響。同時，我們還將探討不同工藝批次、溫度、電壓等變化對器件參數的影響，並介紹如何在設計中進行工藝角分析，確保設計的魯棒性。 第二部分：核心模擬電路模塊設計 差分對與輸入級： 差分對是幾乎所有模擬電路的基本構建塊。我們將深入分析差分對的各種配置（如NMOS差分對、PMOS差分對、以及混閤型差分對），討論它們的輸入阻抗、共模抑製比（CMRR）、增益等關鍵性能指標。同時，還會介紹共模反饋電路的重要性及其實現方法。 電流鏡與偏置電路： 精確的偏置是模擬電路正常工作的前提。本書將詳細講解各種電流鏡的實現技術，包括簡單的電流鏡、威爾遜電流鏡、二極管連接電流鏡等，並分析它們的精度、輸齣阻抗和動態範圍。我們將重點介紹如何設計低壓、高精度、高性能的偏置電路，以滿足不同應用場景的需求。 運放（Operational Amplifier）設計： 運放是模擬電路設計中最具挑戰性也最核心的模塊之一。本書將係統性地介紹單級、多級運放的設計原理。我們將深入分析不同架構的優劣，例如摺疊式共源共柵運放、兩級運放、摺疊式輸齣級運放等。重點在於如何權衡增益、帶寬、功耗、輸齣擺幅、穩定性以及噪聲等相互製約的性能指標。我們將詳細討論補償技術，如密勒補償、極點零點配置等，確保電路的穩定性。 電流源與電壓源： 精確的電流源和電壓源是模擬係統穩定運行的保障。我們將探討如何設計高精度、低噪聲、寬動態範圍的電流源和電壓源，重點關注其在偏置、參考電壓生成等方麵的應用。 第三部分：高級主題與性能優化 噪聲分析與抑製： 噪聲是模擬電路設計中最令人頭疼的問題之一。本書將深入講解各種噪聲源（熱噪聲、閃爍噪聲、散粒噪聲等）的産生機理，並教授如何進行精確的噪聲分析。我們將重點介紹降噪技術，包括器件選擇、電路拓撲優化、噪聲濾波等，指導讀者如何設計低噪聲的模擬電路。 頻率響應與穩定性分析： 任何放大器在一定頻率下都會齣現增益下降和相位延遲。本書將深入剖析放大器的頻率響應特性，包括單位增益帶寬、增益裕度、相位裕度等。我們將詳細講解伯德圖（Bode Plot）的應用，並介紹各種穩定性判據（如Nyquist判據、根軌跡法）以及如何通過補償技術來保證電路的穩定性。 高頻電路設計考慮： 隨著通信技術的飛速發展，高頻模擬電路的設計變得越來越重要。本書將探討在高頻電路設計中需要特彆關注的問題，如寄生參數的影響、傳輸綫效應、互阻抗放大器（TIA）、低噪聲放大器（LNA）的設計要點等。 電源抑製比（PSRR）與共模抑製比（CMRR）： 良好的PSRR和CMRR是模擬電路抗乾擾能力的重要體現。本書將深入分析影響PSRR和CMRR的因素，並介紹如何通過電路設計來提高這些性能指標。 功耗優化： 在移動設備和低功耗應用中，功耗是一個至關重要的指標。本書將探討各種降低模擬電路功耗的設計策略，包括低壓差設計、亞閾值設計、動態功耗管理等。 第四部分：設計流程與驗證 仿真工具的使用： 本書將穿插介紹業界主流的仿真工具，如Cadence Spectre、Synopsys HSPICE等，以及如何利用它們進行電路的搭建、仿真和調試。 版圖設計與寄生參數提取： 仿真結果與實際性能之間往往存在差異，這很大程度上源於版圖設計中引入的寄生效應。本書將介紹版圖設計的原則，以及如何進行寄生參數提取，並在仿真中進行考慮。 測試與調試： 理論設計完成後，實際的測試與調試是驗證設計成功與否的關鍵環節。本書將提供一些實用的測試與調試技巧，幫助讀者在實際操作中遇到的問題。 本書特色與價值 1. 深入本質，拒絕浮泛： 本書不以“例子”為導嚮，而是深入剖析模擬集成電路設計的底層原理。我們不迴避復雜性，而是通過清晰的邏輯和嚴謹的推導，幫助讀者建立起深刻的理解。 2. 聚焦核心，提升技能： 本書精選瞭模擬電路設計中最具代錶性、最能體現設計智慧的模塊進行深入講解，確保讀者掌握的知識是真正有價值、可遷移的。 3. 理論與實踐並重： 在講解理論知識的同時，本書將穿插實際設計中的考量和技巧，讓讀者在理解“為什麼”的同時，也能掌握“怎麼做”。 4. 麵嚮挑戰，應對未來： 本書關注現代模擬集成電路設計麵臨的挑戰，如低壓、低功耗、高頻、高性能等，為讀者應對未來的設計需求打下堅實基礎。 5. 啓發式講解，培養洞察力： 本書的講解方式旨在啓發讀者的思考，培養其電路分析和設計的洞察力，而不僅僅是傳授具體的設計方法。 適閤讀者 集成電路設計工程師： 無論是初學者還是有一定經驗的工程師，本書都能幫助你深化對模擬集成電路設計的理解，提升設計能力。 高等院校相關專業的學生： 本書是學習和研究模擬集成電路設計的優秀參考資料，能夠幫助你構建紮實的理論基礎。 對模擬集成電路設計感興趣的技術人員： 如果你希望深入瞭解模擬集成電路設計的奧秘，本書將為你提供一條清晰的學習路徑。 掌握模擬集成電路設計，就是掌握瞭連接現實世界與數字世界的關鍵技術。本書將是你在這條道路上不可或缺的夥伴，助你自信地應對復雜的設計挑戰，創造齣高性能、高可靠性的模擬集成電路。

評分☆☆☆☆☆

從排版和插圖質量上來看，這本書也達到瞭專業齣版物應有的水準。清晰的圖錶、規範的符號標記，極大地減輕瞭閱讀時的認知負荷。對於涉及復雜電路拓撲和反饋結構的部分，作者提供的示意圖往往一目瞭然，能迅速抓住電路的核心功能和信號流嚮。我發現，當我試圖嚮團隊中的新人解釋一個復雜的反饋迴路時，我常常會直接引用書中的某一個特定圖例，因為那種可視化錶達的效率遠超我自己的口頭描述。總而言之，這本書不僅在內容深度上做到瞭極緻，連帶著閱讀體驗也優化得非常到位。它不是一本速成手冊，而是一部需要投入時間和精力的“武功秘籍”，但隻要你肯下功夫去鑽研，它迴報給你的設計能力和問題解決的思維框架，絕對是物超所值的。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，剛翻開這本書的時候，我有點被它龐大的信息量和密集的公式嚇到。它絕對不是那種適閤咖啡館裏輕鬆閱讀的讀物，更像是一本需要你泡在實驗室裏，對照著仿真波形和實際測試數據纔能真正消化的專業工具書。對於初學者來說，可能會覺得門檻有點高，畢竟它默認讀者已經對半導體器件物理和基礎電路理論有瞭一定的掌握。然而，正是這種毫不妥協的專業度，使得它在行業內獲得瞭極高的聲譽。我個人最喜歡的部分是它對設計流程中“迭代”和“驗證”環節的強調。作者清晰地展示瞭從概念到量産過程中，每一個設計決策背後的權衡取捨，比如在速度、功耗和芯片麵積之間的博弈。閱讀過程中，我無數次停下來，不是因為沒看懂，而是因為想立刻打開EDA工具，將書中的理論模型應用到我手頭的項目中去驗證一下，那種“學以緻用”的即時滿足感是其他教材無法比擬的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的講解深度真是讓人驚嘆，對於一個在模擬IC設計領域摸爬滾打瞭幾年的人來說，它依然能提供許多新的視角和深入的洞察。我尤其欣賞作者在闡述基本原理時所展現齣的那種毫不含糊的嚴謹性，沒有走那些花裏鬍哨的捷徑，而是紮紮實實地從晶體管的物理特性開始，層層遞進地構建起復雜的係統級概念。比如，在討論噪聲分析那一部分時，它不僅羅列瞭各種噪聲源的公式，更重要的是，它深入剖析瞭不同架構下，這些噪聲是如何相互耦閤、相互影響的，以及如何在實際版圖中進行權衡和優化。很多教科書隻是簡單地介紹“做什麼”，而這本書卻細緻地講解瞭“為什麼必須這麼做”，以及“如果不這麼做會有什麼後果”。這種對設計哲學和底層物理機製的深刻理解，對於想從“會搭電路”進階到“能創新設計”的工程師來說，是無價之寶。它不僅僅是一本參考手冊，更像是一位經驗豐富的設計大師在你耳邊細語，引導你避開那些常見的陷阱。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構組織非常有條理，它的敘事邏輯清晰得像一條精心鋪設的管道係統。作者似乎非常懂得如何引導讀者的思維，從宏觀的概念入手，逐步深入到微觀的實現細節。我特彆欣賞它在處理那些看似枯燥的數學推導時所采用的策略——它沒有把數學公式當作目的，而是將其視為描述物理現象的精確語言。每當引入一個新的數學工具時，作者總會緊接著解釋這個工具在實際電路分析中的具體用途和限製。這使得復雜的理論不再是孤立存在的知識點，而是成為瞭解決實際工程問題的有力武器。例如，在探討匹配和失配問題時，它不僅僅是給齣瞭統計模型，還結閤瞭製造工藝的實際偏差，討論瞭如何通過版圖設計來緩解這些限製。這種高度的實用性和理論深度完美結閤，讓這本書成為瞭我工具箱裏不可或缺的一員。

評分☆☆☆☆☆

老實說，市麵上關於模擬電路的書籍汗牛充棟，但真正能讓人感覺像是被“點醒”的卻寥寥無幾。這本書的獨特之處在於，它成功地架起瞭一座溝通理論與實踐之間鴻溝的橋梁。很多教材側重於推導漂亮的綫性化模型，但一旦電路進入非綫性區或者受到工藝變化的影響，這些模型就顯得蒼白無力瞭。而這本書卻敢於直麵這些“不完美”的現實世界挑戰。它沒有迴避那些讓人頭疼的二階效應、寄生電容帶來的相位裕度問題，以及工藝角的極端變化。更棒的是，作者似乎深諳我們這些設計者的痛點，經常在關鍵章節後附帶一些“經驗之談”或者“陷阱警告”，這些小貼士往往是花費數月乃至數年時間纔能從血淚教訓中總結齣來的寶貴財富，如今卻被係統地歸納在瞭書頁之中，讓人感嘆其作者的匠心獨到。