模擬CMOS集成電路設計 電子與通信 書籍 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302489856

商品編碼：29659012822

商品基本信息，請以下列介紹為準
商品名稱：	模擬CMOS集成電路設計 電子與通信 書籍
作者：	(美)Behzad Razavi著
定價：	128.0
齣版社：	清華大學齣版社
齣版日期：
ISBN：	9787302489856
印次：
版次：	2
裝幀：
開本：	16開

內容簡介

本書講述模擬CMOS集成電路的分析與設計方法，闡述當前産業背景下學生和一綫工作的工程師需要掌握的基本原理和新理念新方法。

《微電子器件物理與製造工藝》 本書旨在深入探討構成現代集成電路基石的微電子器件的物理原理以及其復雜的製造工藝。對於電子工程、微電子學、材料科學等相關領域的學生、研究人員及工程師而言，本書提供瞭一個全麵而係統的知識體係，幫助讀者理解從原子尺度到宏觀器件的轉化過程，並洞悉驅動半導體産業發展的核心技術。 第一部分：半導體材料基礎 本部分首先迴顧和深入講解瞭半導體材料的晶體結構、能帶理論、載流子統計以及電輸運現象。我們將從量子力學的角度齣發，剖析矽、鍺等元素半導體以及砷化鎵、氮化鎵等化閤物半導體在晶體生長、晶格缺陷、同質結和異質結特性方麵的物理基礎。重點將放在理解價帶、導帶、禁帶寬度、費米能級等關鍵概念，以及它們如何決定半導體的導電行為。 晶體結構與生長： 詳細介紹單晶矽的生長技術，如直拉法（CZ法）和區熔法，分析不同晶嚮對材料性能的影響。探討晶界、位錯等缺陷對器件性能的潛在影響，並介紹減少和控製這些缺陷的方法。 能帶理論與載流子統計： 深入闡述本徵半導體和摻雜半導體的能帶結構，以及不同溫度下電子和空穴濃度的變化規律。講解麥剋斯韋-玻爾茲曼統計、費米-狄拉剋統計在描述載流子行為中的應用，並介紹載流子遷移率、擴散係數等關鍵參數。 電輸運現象： 詳細分析半導體中的漂移和擴散電流，以及霍爾效應在材料特性錶徵中的作用。探討量子限域效應在納米尺度器件中的重要性，為後續討論量子效應器件奠定基礎。 第二部分：關鍵微電子器件模型與特性 本部分將聚焦於集成電路中最基本也最重要的幾類器件：MOS（金屬-氧化物-半導體）晶體管和雙極結型晶體管（BJT）。本書將詳細介紹它們的物理結構、工作原理、電學特性以及各種寄生效應。 MOS晶體管（MOSFET）： 結構與工作原理： 詳細解析NMOS和PMOS晶體管的結構，包括柵極、源極、漏極、溝道和襯底。深入講解閾值電壓的形成機理，以及在亞閾值區、綫性區和飽和區的工作特性。 短溝道效應與量子效應： 隨著器件尺寸的縮小，傳統的長溝道模型不再適用。本書將詳細闡述短溝道效應，如閾值電壓降低、漏感應勢壘降低（DIBL）、溝道長度調製等，並介紹解決這些問題的設計技術。同時，將初步引入量子隧穿、量子限製等在納米MOSFET中的影響。 寄生效應與噪聲： 分析MOSFET中的寄生電阻、寄生電容，以及柵控電容、結電容等對器件性能的影響。探討熱噪聲、閃爍噪聲等在MOSFET中的産生機理及其對電路的影響。 雙極結型晶體管（BJT）： 結構與工作原理： 詳細介紹NPN和PNP型BJT的結構，包括發射區、基區、集電區和基區寬度。深入講解載流子注入、擴散、復閤等過程，以及電流增益（β）的産生機製。 特性麯綫與擊穿現象： 分析BJT的輸入輸齣特性麯綫，討論基區寬度調製效應、早期效應等。詳細介紹各種擊穿機製，如雪崩擊穿和齊納擊穿。 寄生效應與模型： 講解BJT中的寄生電阻和寄生電容，以及它們對高頻性能的影響。介紹Ebers-Moll模型、Gummel-Poon模型等用於描述BJT特性的常用模型。 第三部分：半導體器件製造工藝 本部分將帶領讀者穿越現代半導體製造的每一個關鍵環節，從晶圓製備到最終的封裝測試，揭示微觀世界的“鬼斧神工”。我們將詳細介紹各種工藝技術，以及它們在器件製造中的作用和相互關係。 矽晶圓製備： 詳細介紹單晶矽錠的生長，以及晶圓的切割、研磨、拋光等過程，重點關注晶圓的錶麵質量、平整度和潔淨度要求。 氧化工藝： 講解濕氧化和乾氧化在矽錶麵形成高質量二氧化矽薄膜的機理。分析氧化速率、氧化層厚度均勻性、界麵質量等關鍵參數，以及它們對MOS器件閾值電壓和柵介質可靠性的影響。 光刻技術： 作為集成電路製造的核心工藝，本書將詳細介紹光刻的原理，包括光源、光刻膠、掩模版、對準係統和曝光。深入探討不同世代的光刻技術，如g綫、i綫、KrF、ArF以及EUV（極紫外光刻）技術，分析其分辨率極限和工藝挑戰。 刻蝕工藝： 詳細介紹乾法刻蝕（等離子刻蝕）和濕法刻蝕。重點分析乾法刻蝕中的反應離子刻蝕（RIE）和深度反應離子刻蝕（DRIE），討論刻蝕速率、選擇比、各嚮異性以及對器件結構的控製。 薄膜沉積技術： 講解化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）、原子層沉積（ALD）等技術，用於沉積多晶矽、氮化矽、金屬等關鍵薄膜。分析不同技術的優缺點，以及薄膜的厚度、均勻性、緻密性對器件性能的影響。 摻雜技術： 詳細介紹離子注入和擴散兩種摻雜方式。重點闡述離子注入的能量、劑量、傾角等參數對摻雜濃度和深度分布的影響。介紹高溫退火對摻雜激活和擴散的影響。 金屬化與互連： 講解多晶矽柵極、鋁和銅互連的形成過程。介紹濺射、電鍍等金屬沉積技術，以及化學機械拋光（CMP）在實現平坦化和銅互連中的作用。 器件隔離與錶麵處理： 介紹淺溝道隔離（STI）等器件隔離技術，以及其對器件性能和密度提升的重要性。討論錶麵處理技術，如清洗、鈍化等在提高器件良率和可靠性中的作用。 封裝與測試： 簡要介紹芯片的鍵閤、封裝過程，以及電學測試、可靠性測試等在確保産品質量中的環節。 第四部分：現代器件發展趨勢與挑戰 本部分將對當前和未來微電子器件的發展方嚮進行展望，並探討麵臨的關鍵挑戰。 新材料與新結構： 介紹高介電常數（high-k）柵介質、金屬柵極、 FinFET（鰭式場效應晶體管）、GAA（Gate-All-Around）FET（全柵晶體管）等新型器件結構，以及碳納米管、二維材料（如石墨烯、MoS2）等在下一代半導體器件中的應用前景。 功耗問題與低功耗設計： 深入分析漏電功耗、動態功耗等問題，以及各種降低功耗的技術，如閾值電壓工程、亞閾值擺幅優化、低功耗電路設計技術等。 可靠性問題： 討論電遷移、柵介質擊穿、熱載流子效應等可靠性問題，以及如何通過材料選擇、工藝優化和設計來提高器件的長期穩定性。 先進封裝技術： 介紹三維集成、扇齣型封裝（Fan-Out WLP）等先進封裝技術，以及它們如何突破傳統二維封裝的限製，提升芯片性能和功能集成度。 本書力求在理論深度和實踐應用之間取得平衡，通過大量的插圖、圖錶和實例，幫助讀者直觀地理解復雜的概念。我們相信，通過學習本書，讀者將能夠建立起紮實的微電子器件知識體係，為從事相關領域的研究和開發工作奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實吸引人眼球，那種深邃的藍色調，配上清晰的電路圖綫條，一下子就能讓人感受到它蘊含的專業深度。我拿到手時，首先被它的厚度震住瞭，這絕不是那種走馬觀花式的入門讀物，而是真材實料的“磚頭書”。翻開第一頁，就能感受到作者在內容組織上的匠心。它並非簡單地堆砌公式和概念，而是構建瞭一個清晰的知識脈絡。比如，在介紹MOS管的基本工作原理時，作者沒有直接拋齣復雜的數學模型，而是先用形象的比喻將復雜的半導體物理現象類比成日常生活中容易理解的“水流控製”機製，這對於初學者來說簡直是福音。隨後，纔是嚴謹地引入二級管方程和跨導參數的推導，邏輯銜接得非常自然。尤其贊賞的是，書中對於不同工藝節點下器件特性的微小變化也有所涉及，這使得內容不僅僅停留在理論層麵，更能指導實際的電路設計決策，避免瞭那種“紙上談兵”的尷尬。讀完前幾章，我感覺自己對模擬電路的底層邏輯有瞭更紮實、更具象的認識，而不是僅僅停留在“記住這個公式”的層麵，這對我後續深入學習其他模擬模塊打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我嘗試用這本書來輔導一位剛接觸模擬集成電路設計的本科生，結果發現它的難度梯度設置得非常科學閤理。最初幾章對基礎元件特性的講解深入淺齣，即便是隻有數字電路背景的學生也能快速跟上節奏。隨著章節深入，內容難度開始穩步爬升，例如在討論反饋網絡的穩定性與補償技巧時，開始引入史密斯圓圖和根軌跡分析的概念。但即便是引入瞭這些更偏嚮控製論的工具，作者也巧妙地將它們的應用場景聚焦在模擬電路的具體問題上，比如如何選擇補償電容來確保相位裕度。最讓我驚喜的是，書中對一些經典電路拓撲（如摺疊共源共柵、OTA等）的分析，不僅僅停留在單個電路單元的性能評估，而是上升到瞭係統級的權衡。比如，在某個章節討論電源抑製比（PSRR）時，它會對比不同輸入級結構對PSRR的貢獻差異，並說明這種差異在不同供電電壓下的動態變化。這種宏觀與微觀相結閤的分析視角，極大地拓寬瞭讀者的視野。

評分☆☆☆☆☆

這本書的精髓，我認為在於它對實際設計流程的還原度極高。很多教材往往將設計步驟切得支離破碎，讀完後依然感覺無從下手，不知道如何將各個模塊串聯起來形成一個完整的係統。然而，這本書的編排邏輯非常貼近一位工程師從需求分析到最終版圖實現的完整周期。它會先提齣一個典型的應用場景，比如一個低噪聲放大器（LNA）的設計挑戰，然後一步步引導讀者去選擇拓撲結構、進行參數估算、處理噪聲和失真指標，最後甚至提到瞭版圖布局的某些關鍵考量——比如如何處理熱效應和串擾。這種“帶著項目走”的學習方式，極大地提升瞭學習的主動性和成就感。我個人特彆喜歡其中關於“失配（mismatch）”的討論部分，作者沒有用過於晦澀的統計學語言，而是結閤實際的工藝偏差，說明瞭為什麼在差分對中需要引入額外的冗餘結構，以及如何通過反饋機製來抑製這種隨機性帶來的影響。這體現瞭作者深厚的行業經驗，讓讀者學到的不隻是“怎麼做”，更是“為什麼非得這麼做”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的配套資源和習題設置也值得大書特書一番。作為一本厚重的技術參考書，如果缺乏有效的自我檢驗環節，學習效果往往會大打摺扣。這本書的每一章末尾都精心設計瞭不同層次的練習題。有些是概念性的迴顧，用於鞏固基礎知識；而另一些則是偏嚮於設計計算的綜閤題，需要讀者綜閤運用前麵學到的多項技能來求解。我特彆喜歡其中一些“陷阱”題，它們往往模擬瞭實際設計中很容易被忽略的非理想因素，比如溝道長度調製效應在飽和區的影響被誇大瞭，迫使讀者去重新審視自己對理想模型的依賴程度。如果能認真完成這些習題，特彆是那些需要用到軟件仿真輔助的部分，讀者不僅能檢驗自己的理解程度，更能提前體驗到“Debug”的樂趣和挫敗感。總的來說，這本書提供的遠不止是知識的傳遞，更是一套完整的、可操作的設計方法論訓練體係，對於希望從“知道”走嚮“做到”的設計師來說，這是一筆非常值得的投資。

評分☆☆☆☆☆

從排版和圖錶的質量來看，這本書無疑是業界的一流水準。很多技術書籍的圖錶印刷齣來後，綫條模糊不清，關鍵參數難以辨認，讓人閱讀體驗大打摺扣。這本書的插圖則完全沒有這個問題，無論是晶體管的截麵圖還是復雜的電路示意圖，都做到瞭綫條銳利、層次分明。特彆是那些用於說明頻率響應和瞬態特性的麯綫圖，坐標軸的刻度和單位標注得非常清晰，使得我們能準確地從圖形中提取信息，而不是猜測作者想錶達的意思。此外，書中的公式推導過程保留瞭大量的中間步驟，這對於我們這些需要“追根溯源”的讀者來說至關重要。不像有些“高冷”的參考書，直接從A跳到Z，讓人摸不著頭腦，這本書就像一位耐心的導師，每一步的邏輯跳躍都給你留下瞭思考和驗證的空間。這種對細節的極緻追求，反映瞭齣版社和作者對學術嚴謹性的高度重視。