高頻CMOS模擬集成電路基礎 9787030315199 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Duran Leblebici 著

圖書標籤:

• CMOS模擬電路
• 模擬集成電路
• 高頻電路
• 射頻電路
• 集成電路設計
• 模擬電路設計
• CMOS
• 射頻集成電路
• 電子工程
• 微電子學

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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030315199

商品編碼：29657951545

包裝：平裝

齣版時間：2011-06-01

基本信息

書名:高頻CMOS模擬集成電路基礎

定價：60.00元

售價：40.8元,便宜19.2元,摺扣68

作者:Duran Leblebici

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2011-06-01

ISBN：9787030315199

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

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編輯推薦

萊布萊比吉編著的《高頻CMOS模擬集成電路基礎（影印版）》是“國外電子信息精品著作”係列之一，係統地介紹瞭高頻集成電路體係的構建與運行，重點講解瞭晶體管級電路的工作體係，設備性能影響及伴隨響應，以及時域和頻域上的輸入輸齣特性。

內容提要

萊布萊比吉編著的《高頻CMOS模擬集成電路基礎（影印版）》以設計為核心理念從基礎模擬電路講述到射頻集成電路的研發。係統地介紹瞭高頻集成電路體係的構建與運行，重點講解瞭晶體管級電路的工作體係，設備性能影響及伴隨響應，以及時域和頻域上的輸入輸齣特性。
《高頻CMOS模擬集成電路基礎（影印版）》適閤電子信息專業的高年級本科生及研究生作為RFCMOS電路設計相關課程的教材使用，也適閤模擬電路及射頻電路工程師作為參考使用。

目錄

Preface1 Components of analog CMOS ICs 1.1 MOS transistors 1.1.1 Current-voltage relations of MOS transistors 1.1.1.1 The basic current-voltage relations without velocitysaturation 1.1.1.2 Current-voltage relations under velocity saturation 1.1.1.3 The sub-threshold regime 1.1.2 Determination of model parameters and related secondaryeffects 1.1.2.1 Mobility 1.1.2.2 Gate capacitance 1.1.2.3 Threshold voltage 1.1.2.4 Channel length modulation factor 1.1.2.5 Gate length （L） and gate width （W） 1.1.3 Parasitics of MOS transistors 1.1.3.1 Parasitic capacitances 1.1.3.2 The high-frequency figure of merit 1.1.3.3 The parasitic resistances 1.2 Passive on-chip ponents 1.2.1 On-chip resistors 1.2.2 On-chip capacitors 1.2.2.1 Passive on-chip capacitors 1.2.2.2 Varactors 1.2.3 On-chip inductors2 Basic MOS amplifiers: DC and low-frequency behavior 2.1 Common source （grounded source） amplifier 2.1.1 Biasing 2.1.2 The small-signal equivalent circuit 2.2 Active transistor loaded MOS amplifier（CMOS inverter asanalog amplifier） 2.3 Common-gate （grounded-gate） amplifier 2.4 Common-drain amplifier （source follower） 2.5 The long tailed pair 2.5.1 The large signal behavior of the long tailed pair 2.5.2 Common-mode feedback3 High-frequency behavior of basic amplifiers 3.1 High-frequency behavior of a mon-source amplifier 3.1.1 The R-C load case 3.2 The source follower amplifier at radio frequencies 3.3 The mon-gate amplifier at high frequencies 3.4 The cascode amplifier 3.5 The CMOS inverter as a transimpedance amplifier 3.6 MOS transistor with source degeneration at high frequencies 3.7 High-frequency behavior of differential amplifiers 3.7.1 The R-C loaded long tailed pair 3.7.2 The fully differential, current-mirror loaded amplifier 3.7.3 Frequency response of a single-ended output long tailedpair 3.7.4 On the input and output admittances of the long tailedpair 3.8 Gain enhancement techniques for high-frequency amplifiers 3.8.1 Additive approach: distributed amplifiers 3.8.2 Cascading strategies for basic gain stages 3.8.3 An example: the Cherry-Hooper amplifier4 Frequency-selective RF circuits 4.1 Resonance circuits 4.1.1 The parallel resonance circuit 4.1.1.1 The quality factor of a resonance circuit 4.1.1.2 The quality factor from a different point of view 4.1.1.3 The Q enhancement 4.1.1.4 Bandwidth of a parallel resonance circuit 4.1.1.5 Currents of L and C branches of a parallel resonancecircuit 4.1.2 The series resonance circuit 4.1.2.1 Component voltages in a series resonance circuit 4.2 Tuned amplifiers 4.2.1 The mon-sot/rce tuned amplifier 4.2.2 Thi tuned cascode amplifier 4.3 Cascaded tuned stages and the staggered tuning 4.4 Amplifiers loaded with coupled resonance circuits 4.4.1 Magic coupling 4.4.2 Capacitive coupling 4.5 The gyrator: a valuable tool to realize high-value on-chipinductances 4.5.1 Parasitics of a non-ideal gyrator 4.5.2 Dynamic range of a gyrat0r-based inductor 4.6 The low-noise amplifier （LNA） 4.6.1 Input impedance matching 4.6.2 Basic circuits suitable for LNAs 4.6.3 Noise in amplifiers 4.6.3.1 Thermal noise of a resistor 4.6.3.2 Thermal noise of a MOS transistor 4.6.4 Noise in LNAs 4.6.5 The differential LNA5 L-C oscillators 5.1 The negative resistance approach to L-C oscillators 5.2 The feedback approach to L-C oscillators 5.3 Frequency stability of L-C oscillators 5.3.1 Crystal oscillators 5.3.2 The phase-lock technique 5.3.3 Phase noise in oscillators6 Analog-digital interface and system-level design considerations 6.1 General observations 6.2 Discrete-time sampling 6.3 Influence of sampling clock jitter 6.4 Quantization noise 6.5 Converter specifications 6.5.1 Static specifications 6.5.2 Frequency-domain dynamic specifications 6.6 Additional observations on noise in high-frequency ICsAppendix A Mobility degradation due to the transversal fieldAppendix B Characteristic curves and parameters of AMS 0.35 micronNMOS and PMOS transistorsAppendix C BSIM3-v3 parameters of AMS 0.35 micron NMOS and PMOStransistorsAppendix D Current sources and current mirrors D.1 DC current sources D.2 Frequency characteristics of basic current mirrors D.2.1 Frequency characteristics for normal saturation D.2.2 Frequency characteristics under velocity saturationReferencesIndex

作者介紹

文摘

序言

《高性能模擬電路設計：原理與實踐》 內容簡介 《高性能模擬電路設計：原理與實踐》是一本深入探討現代模擬集成電路設計核心理論與實踐技術的專著。本書旨在為讀者提供一個全麵、係統的學習框架，幫助他們深刻理解模擬電路的設計思想、關鍵器件模型、電路拓撲以及係統級設計方法，最終掌握設計齣高性能、低功耗、高精度模擬集成電路的能力。全書內容嚴謹，邏輯清晰，兼具理論深度與工程實踐指導意義，是從事模擬集成電路設計、研究和教學人員的寶貴參考。 第一章 緒論：模擬電路設計概覽 本章首先迴顧瞭模擬集成電路在現代電子係統中的關鍵地位和發展趨勢，強調瞭高性能模擬電路在通信、消費電子、工業控製、醫療器械等領域的不可替代性。接著，係統性地介紹瞭模擬電路設計所麵臨的挑戰，包括器件非理想性、噪聲、功耗、綫性和速度的權衡，以及版圖效應等。最後，概述瞭本書的整體結構和學習路徑，為讀者構建起學習模擬電路設計的宏觀視野。 第二章 CMOS器件模型與特性 深入剖析瞭MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）在模擬電路設計中的關鍵特性。本章詳細介紹瞭MOSFET的幾種基本工作區（亞閾值區、綫性區、飽和區）的電流-電壓關係，並在此基礎上，引入瞭更精確、更適用於高級工藝節點的器件模型，如BSIM模型等。重點闡述瞭體效應、短溝道效應、溝道長度調製效應、柵漏電容、體漏電容等非理想因素對器件性能的影響，並給齣瞭相應的參數提取方法和建模技巧。此外，還討論瞭CMOS器件的寄生參數、閾值電壓的變化以及各種工藝變異對電路性能的影響，為後續的電路設計打下堅實的器件基礎。 第三章 CMOS放大器設計基礎 本章是模擬電路設計的中堅力量——放大器的核心原理與設計方法。首先，詳細講解瞭單位增益緩衝器（Voltage Follower）和共源放大器（Common Source Amplifier）的增益、輸入阻抗、輸齣阻抗、帶寬等基本性能指標的推導與分析。在此基礎上，引入瞭共柵放大器（Cascode Amplifier）和源極跟隨器（Source Follower）等典型電路結構，分析瞭它們的優缺點以及在提升性能方麵的作用。重點討論瞭各種單級和多級放大器的設計，包括如何通過調整偏置電流、器件尺寸、負載以及采用級聯等技術來優化增益、帶寬、輸齣擺幅和功耗。 第四章 差分放大器與運算放大器 差分放大器作為模擬集成電路中最常用、最基礎的電路之一，在本章得到瞭詳細的闡述。分析瞭差分放大器的共模抑製比（CMRR）、差模增益、輸入阻抗和輸齣阻抗等關鍵性能指標，並介紹瞭各種差分輸入對的實現技術，如共源共柵差分對、摺疊式共柵差分對等。在此基礎上，深入探討瞭運算放大器（Op-Amp）的設計。詳細分析瞭單級和多級運算放大器的拓撲結構，如兩級CMOS運算放大器、摺疊式共柵運算放大器等。重點講解瞭運算放大器補償技術，包括零極點補償、Miller補償、自補償等，以及這些技術如何影響運算放大器的穩定性和頻率響應。此外，還詳細討論瞭運算放大器的輸齣擺幅、輸入共模範圍、功耗等關鍵性能的權衡與優化。 第五章 偏置電路設計 穩定的偏置是模擬電路正常工作的前提。本章係統介紹瞭各種CMOS偏置電路的設計技術，包括電流鏡（Current Mirror）的種類、精度和帶寬分析，以及如何實現高精度、寬範圍的電流源。重點講解瞭電流開關（Current Steering）電路的設計，以及如何實現溫度無關、電源電壓無關的偏置電流。此外，還討論瞭自偏置電路的設計，以及如何利用負反饋原理來穩定偏置點。本章的內容對於設計各類模擬電路，保證其性能的穩定性和可重復性至關重要。 第六章 頻率響應與穩定性分析 模擬電路的頻率響應直接決定瞭其信號處理能力和應用範圍。本章從理論上深入分析瞭CMOS電路的頻率響應特性，包括極點和零點的概念及其對電路增益和相位的影響。詳細講解瞭各種補償技術，如Miller補償、極零點對補償、饋電補償等，並分析瞭這些技術在不同電路拓撲中的應用。重點闡述瞭電路的穩定性分析方法，如Nyquist判據、Bode圖法、根軌跡法等，並給齣瞭如何通過調整補償元件和偏置參數來確保電路的穩定性。 第七章 噪聲分析與抑製 噪聲是限製模擬電路性能的關鍵因素之一。本章係統介紹瞭模擬電路中的各種噪聲源，包括熱噪聲、閃爍噪聲、散粒噪聲等，並詳細推導瞭這些噪聲在電路中的錶現形式。重點分析瞭各種電路拓撲中的噪聲係數（Noise Figure），並給齣瞭低噪聲放大器（LNA）的設計原則和技巧，如器件尺寸的選擇、偏置電流的優化、輸入匹配等。此外，還討論瞭如何在電路設計中抑製噪聲，例如采用差分結構、差分濾波、多級噪聲優化等方法。 第八章 濾波器設計 濾波器在信號調理中扮演著至關重要的角色。本章首先迴顧瞭濾波器設計的基本概念，如通帶、阻帶、過渡帶、幅度響應和相位響應。詳細介紹瞭各種濾波器類型，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、貝塞爾（Bessel）等，並分析瞭它們的特性和應用場景。在此基礎上，深入探討瞭CMOS有源濾波器（Active Filter）的設計，包括電阻-電容（RC）濾波器、連續時間（Continuous-Time）濾波器和開關電容（Switched-Capacitor）濾波器。詳細講解瞭如何利用運算放大器和電阻、電容等元件構建濾波器，以及如何利用跨導-電容（Gm-C）結構設計高性能濾波器。 第九章 數模混閤電路接口 現代電子係統往往包含數字和模擬兩部分。本章專注於數模混閤電路（Mixed-Signal Circuit）中的接口技術。詳細介紹瞭數模轉換器（ADC）和模數轉換器（DAC）的基本原理、分類和性能指標。重點講解瞭不同類型的ADC，如逐次逼近型ADC、流水綫型ADC、Σ-Δ型ADC，以及不同類型的DAC，如電阻梯形DAC、電流開關DAC等。討論瞭ADC和DAC在設計中需要考慮的關鍵問題，如量化噪聲、失真、綫性度、功耗和速度。 第十章 高性能模擬電路係統級設計 在掌握瞭基本電路單元的設計之後，本章將視角提升到係統級，探討如何設計齣高性能的模擬集成電路係統。重點介紹瞭射頻（RF）前端設計、鎖相環（PLL）設計、低壓差分信號（LVDS）傳輸等典型的高性能模擬係統。詳細分析瞭這些係統在設計中麵臨的挑戰，如阻抗匹配、信號完整性、功耗優化、抗乾擾能力等，並介紹瞭相應的係統級設計方法和優化策略。 第十一章 版圖設計與可靠性 模擬集成電路的性能在很大程度上受到版圖設計的影響。本章深入探討瞭模擬電路的版圖設計原則和技巧，包括器件匹配、寄生參數的控製、信號隔離、熱效應的考慮等。重點介紹瞭如何通過閤理的版圖布局來減小器件的失配，降低寄生電容和電感，提高電路的性能和魯棒性。此外，還討論瞭模擬集成電路的可靠性問題，如電遷移、柵氧化擊穿、ESD（靜電放電）保護等，並介紹瞭相應的可靠性設計方法。 《高性能模擬電路設計：原理與實踐》不僅是一本理論教材，更是一本實用的設計手冊。本書的編寫力求嚴謹、全麵，涵蓋瞭當前模擬集成電路設計領域的熱點和難點問題，並提供瞭豐富的工程實例和設計技巧，能夠幫助讀者深入理解模擬電路設計的精髓，提升實際設計能力，為設計齣滿足嚴苛要求的現代高性能模擬集成電路奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

最近入手瞭一本關於模擬集成電路的書，叫《高速CMOS模擬集成電路設計方法》，這本在行業裏評價挺高的，但說實話，對我這個初學者來說，裏麵的內容深度有點超乎想象。它花瞭大量篇幅在講解那些非常底層的器件物理和噪聲模型上，比如MOS管在不同工作區的非理想效應，還有二級管的寄生效應分析，感覺像是直接把博士階段的論文給精簡瞭一下塞進去瞭。我原本期待能看到更多針對實際電路設計的“配方”和“技巧”，比如如何快速搭建一個滿足特定帶寬和失真指標的運放結構，但這本書更偏嚮於“為什麼會這樣”的理論推導，而不是“如何做到那個效果”的工程實踐。比如，關於失配和工藝角對電路性能的影響分析，它給齣的數學模型非常嚴謹，各種參數的微積分推導讓人頭皮發麻，對於想快速上手項目的人來說，可能需要反復閱讀纔能真正消化其中的物理內涵，不然很容易變成“知道公式但不知道怎麼用”的尷尬境地。總而言之，這是一本理論紮實到令人敬畏的參考書，但絕對不適閤作為入門的第一本教材。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭周末的時間仔細研讀瞭《模擬IC設計工藝與器件建模詳解》，這本書的側重點似乎完全跑偏瞭，它對電路拓撲的介紹少得可憐，反倒是花瞭大篇幅去剖析不同CMOS製造工藝節點（比如從0.18微米到28納米）對有源器件特性的影響，讀起來更像是一本半導體物理的進階讀物。書中詳細描述瞭深亞微米工藝下載流子遷移率的退化效應，以及對短溝道效應的精細處理，這對於芯片流片工程師來說或許是寶典，但對於我這種主要關注電路設計算法的讀者來說，信息密度過高且關聯性不強。我特彆想瞭解的那些關於低噪聲放大器（LNA）的輸入級匹配策略，或者是高精度ADC的開關電容網絡設計中的時序約束問題，在書中都隻是蜻蜓點水地帶過。整本書的語言風格非常學術化，充滿瞭各種希臘字母和復雜的下標，感覺作者是想把所有已知的理論都塞進去，導緻重點不夠突齣，讀完後感覺腦子裏裝滿瞭“知識點”，但就是串不成一個清晰的“設計流程圖”。

評分☆☆☆☆☆

最近在找一本關於高精度、低功耗ADC設計的書籍，結果翻到瞭《CMOS數據轉換器係統級設計與優化》。坦白講，這本書的係統級思考倒是挺到位，對整個ADC架構的選擇和流程噪聲的預算分配講解得非常清楚，讓人能建立起宏觀的視野。但是，當我深入到關鍵模塊的實際電路實現層麵時，它就顯得力不從心瞭。比如，書中對高階Sigma-Delta調製器的反饋結構討論得很好，可是一旦涉及到實際的DAC的非綫性校準技術，比如單元開關的匹配優化、校準算法的硬件實現復雜度，它就一筆帶過瞭，隻是簡單地說“采用XXX技術可以改善綫性度”。我需要的不是一個概念上的介紹，而是具體的晶體管級電路圖和布局布綫上的注意事項。這種“隻談思想不給細節”的處理方式，讓這本書更適閤給係統工程師做架構選型參考，而不是給電路設計工程師作為工具書來查閱具體實現難點。如果能把其中關於開關抖動（Jitter）對采樣保持電路（S/H）影響的分析，從理論推導擴展到實際仿真和版圖約束的層麵，那價值會高齣好幾倍。

評分☆☆☆☆☆

我收到瞭一本新書，叫做《射頻與毫米波電路設計前沿》。這本書最大的特點是其對封裝和PCB對高頻信號影響的關注，這在很多傳統的CMOS模擬書裏是很少見的。它專門劃分瞭一個章節來講解引綫鍵閤電感、過孔電容如何惡化LNA的輸入匹配網絡，並且提供瞭很多使用EM仿真工具（如HFSS）來提取寄生參數的案例。這一點確實很新穎，也體現瞭現代IC設計中跨領域的復雜性。然而，它對CMOS模擬設計本身的核心——運算放大器的頻率補償、功耗控製和失真最小化——的論述顯得非常單薄，甚至可以說是不夠深入。例如，對於摺疊式運放的第二級偏置電流如何影響閉環帶寬和瞬態響應的權衡，書中隻是用瞭一個簡單的綫性模型帶過，缺乏對器件限幅效應的深入探討。感覺這本書更像是一本“高頻IC的周邊環境與乾擾分析指南”，而不是一本“CMOS模擬電路核心設計方法論”。如果你是做基帶或者低頻部分的工程師，這本書對你的幫助可能非常有限。

評分☆☆☆☆☆

偶然翻到一本關於低壓、低功耗設計策略的專著，書名是《麵嚮物聯網的超低壓模擬電路技術》。這本書的齣發點非常明確，就是如何榨乾電池壽命，在低於500mV的電壓下維持基本的電路功能。它確實提供瞭一些非常巧妙的電路技巧，比如如何利用亞閾值偏置、或者使用自舉技術來獲得比電源電壓更高的“虛擬”擺幅。這種針對極端約束條件下的創新設計思路非常引人入勝。但美中不足的是，它似乎為瞭追求極低的功耗，而犧牲瞭對電路動態性能的考量。書中展示的那些超低壓濾波器和放大器，其帶寬都非常狹窄，相位裕度也普遍偏低，對瞬態響應的分析幾乎沒有提及。這讓我産生一種感覺，這本書教你如何“點亮”電路，但沒有教你如何讓它“跑得快”或“跑得穩”。如果我的應用場景對速度和穩定性有基本要求，這本書提供的解決方案很可能需要進行大量的修改和迭代，它更像是一個特殊場景下的“可行性報告”，而非通用的設計手冊。