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
定價: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
這本書帶給我的震撼,在於它將看似枯燥的基準源電路,講述得如此生動且富有哲理。作者從最根本的半導體物理原理齣發,層層遞進地構建起一個關於基準源電路的知識體係。我尤其欣賞書中對“補償”的深刻剖析,無論是簡單的二極管鉗位,還是復雜的帶隙基準源,作者都將其中的補償機製講解得深入淺齣,讓我明白瞭為什麼這些電路能夠實現如此高的精度和穩定性。書中對不同溫度補償方法的比較分析,讓我對如何根據具體應用場景選擇最優方案有瞭更清晰的認識。此外,書中還涉及到瞭許多關於噪聲抑製和電源抑製比優化的技術,這些都是決定一個基準源性能好壞的關鍵因素。作者還分享瞭許多在實際設計中容易遇到的“坑”,比如工藝參數的偏差、版圖的對稱性等,並給齣瞭相應的規避方法。這本書的價值在於,它不僅提供瞭豐富的設計知識,更重要的是培養瞭我一種“全局觀”的思維方式,讓我能夠從宏觀到微觀,全麵地考慮一個基準源電路的設計。
評分這本書在基準源電路設計領域的深度和前瞻性,是我之前從未遇到過的。它不僅僅是羅列各種現有的基準源電路,更是深入剖析瞭每一種設計的“哲學”和“藝術”。我最欣賞的是作者對“補償”的深刻理解。無論是簡單的二極管鉗位,還是復雜的帶隙基準源,作者都將其中的補償機製剖析得淋灕盡緻,讓我明白瞭為什麼這些電路能夠實現如此高的精度和穩定性。書中對不同溫度補償方法的比較分析,讓我對如何根據具體應用場景選擇最優方案有瞭更清晰的認識。此外,書中還涉及到瞭許多關於噪聲抑製和電源抑製比優化的技術,這些都是決定一個基準源性能好壞的關鍵因素。作者還分享瞭許多在實際設計中容易遇到的“坑”,比如工藝參數的偏差、版圖的對稱性等,並給齣瞭相應的規避方法。這本書的價值在於,它不僅提供瞭豐富的設計知識,更重要的是培養瞭我一種“全局觀”的思維方式,讓我能夠從宏觀到微觀,全麵地考慮一個基準源電路的設計。
評分讀完這本書,我感覺自己對“穩定”的理解不再是停留在錶麵的一個固定值,而是真正理解瞭其背後的復雜性和精妙之處。書中從最基礎的二極管的PN結特性入手,循序漸進地講解瞭各種基準源電路的設計原理。我特彆喜歡書中對溫度補償的詳細闡述,它不僅僅是給齣幾個補償電路的例子,而是深入分析瞭不同補償方式的優劣,以及它們在不同溫度範圍內的錶現。這讓我明白瞭為什麼帶隙基準源能夠達到如此高的精度。此外,書中關於噪聲和電源抑製比的分析也讓我受益匪淺,這些都是決定一個基準源實際性能的關鍵因素。作者還分享瞭許多在實際工程設計中非常重要的細節,比如版圖設計對性能的影響,以及如何進行參數的優化以達到最優的性能。這本書的價值在於,它不僅僅是傳授知識,更重要的是培養瞭我一種嚴謹的工程思維,讓我能夠以更深入的視角去理解和設計基準源電路。
評分這本書的講解方式非常“接地氣”,雖然內容涉及到瞭非常高深的半導體物理和電路設計理論,但作者卻能夠用清晰易懂的語言將其闡述齣來,讓我這個非專業齣身的讀者也能夠逐漸領會其中的精髓。從最初的齊納二極管基準源,到後來更加復雜的帶隙基準源,書中的每個章節都像是為我量身定製的課程。我尤其對書中關於如何“理解”器件特性的部分印象深刻。作者並沒有簡單地給齣公式,而是通過深入淺齣的講解,讓我明白瞭為什麼這些特性會隨溫度、電壓等因素而變化,以及這些變化對基準源性能的影響。對於高階帶隙基準源的設計,書中提供瞭非常係統化的方法論,從最初的思路構建,到具體的電路實現,再到最後的性能分析,每一個步驟都講解得非常到位。我發現,這本書不僅僅是傳授知識,更重要的是培養瞭我一種解決問題的能力,讓我能夠用更嚴謹的邏輯去分析和設計復雜的電路。這本書絕對是我近期閱讀過的最有價值的技術書籍之一。
評分這本書對我來說,簡直是一次“重新認知”基準源電路的旅程。我之前對基準源的理解,大多停留在“輸齣一個固定的電壓”的層麵,卻很少去思考這個“固定”是如何實現的,以及在何種條件下會“不固定”。這本書就像一把鑰匙,打開瞭我對精密模擬電路設計的新視角。作者從最基礎的二極管伏安特性開始,詳細分析瞭其溫度係數,然後逐步引齣各種補償技術,最終將讀者帶入到高階帶隙基準源的世界。我特彆喜歡書中對於“零溫係數”點設計的講解,這不僅僅是一個理論概念,更是實際設計中追求極緻穩定的目標。它清晰地闡述瞭如何通過不同的器件組閤,在特定的工作點實現溫度係數的最小化。此外,書中對於噪聲和PSRR的分析也十分透徹,讓我明白瞭為什麼一個看似簡單的基準源,在實際應用中卻可能麵臨如此多的挑戰。作者還分享瞭許多在實際工程中容易被忽視但卻至關重要的細節,比如版圖設計對性能的影響,以及如何進行參數的微調以達到最優的性能。這本書絕對是模擬IC設計工程師的必備工具書。
評分這本書給我帶來的最大感受就是,它不僅僅是一本技術手冊,更像是一堂關於“精確”的哲學課。在設計基準源電路時,每一個微小的參數選擇,每一個工藝點的偏差,都可能對最終的性能産生巨大的影響。作者恰恰抓住瞭這一點,並且用極其嚴謹的邏輯,層層剝繭地揭示瞭其中的奧秘。從最基礎的二極管基準源,到後來我們常說的帶隙基準源,再到更高級的二階、三階補償,書中對每一種結構都進行瞭深入的分析,不僅解釋瞭它的工作原理,更重要的是,它教會瞭我如何去“衡量”和“優化”它的性能。比如,在討論帶隙基準源的溫度係數時,書中會詳細分析不同補償方式對不同溫度區間的性能影響,以及如何權衡在不同溫度下所需的精度。我還非常欣賞書中關於噪聲的討論,它不僅僅是給齣一個公式,而是解釋瞭噪聲的來源,以及如何通過電路結構和版圖設計來降低噪聲。對於一個想要做齣高性能基準源電路的工程師來說,這本書提供的知識和思路是無價的。我每次重讀,都能從中發現新的亮點,感覺自己對基準源電路的理解又上瞭一個颱階。
評分這本書的內容讓我對“穩定”這兩個字有瞭全新的理解。在設計任何集成電路時,穩定都是最基礎也是最重要的一環,而基準源作為整個電路的“心髒”,其穩定性的重要性不言而喻。這本書將“穩定”的概念拆解到最細微的物理層麵,從 PN 結的伏安特性,到 BJT 的發射結電壓,再到MOSFET 的閾值電壓,無一不被深入剖析。我印象最深刻的是關於溫度漂移的章節,作者詳細講解瞭正溫度係數和負溫度係數是如何産生的,以及如何通過巧妙的組閤來達到相互抵消的目的。這讓我明白瞭為什麼帶隙基準源能夠如此穩定。此外,書中對於老化效應的討論也同樣精彩,這往往是許多工程師容易忽略卻又至關重要的問題。作者不僅指齣瞭老化效應的産生機製,還給齣瞭相應的解決方案,這對於延長器件壽命和保證長期性能的穩定性具有指導意義。我非常喜歡書中那種循序漸進的講解方式,從簡單的二極管模型開始,一步步引齣更復雜的帶隙基準源,讓人感覺學習過程是流暢且充滿成就感的。這本書絕對是提升模擬電路設計功底的絕佳教材。
評分這本書在講解基準源電路時,非常注重從“源頭”齣發,也就是從最基本的半導體器件物理特性入手,一步步推導齣復雜的基準源電路。我之前學習相關知識時,總覺得很多地方似懂非懂,尤其是一些補償電路的設計,感覺很神秘。但讀瞭這本書,我纔恍然大悟。作者在講解每個電路之前,都會先迴顧相關的器件特性,然後通過數學推導,清晰地展示齣該基準源的工作原理和優勢。對於二極管基準源,它剖析瞭其隨溫度變化的特性,並解釋瞭為什麼它不適用於高精度應用。接著,它引齣瞭帶隙基準源,詳細講解瞭如何通過負溫度係數的Vbe和正溫度係數的ΔVbe來補償溫度漂移。我特彆喜歡書中關於高階帶隙基準源的介紹,它不僅僅是簡單地堆砌晶體管,而是通過巧妙的設計,進一步提高瞭基準源的穩定性和精度。書中關於版圖設計的建議也十分實用,如何減小噪聲,如何避免串擾,這些都是在實際流片過程中非常關鍵的細節。這本書的價值在於,它不僅教會瞭我“怎麼做”,更重要的是教會瞭我“為什麼這麼做”。
評分最近終於讀完瞭這本《集成基準源電路設計——從二極管到高階帶隙基準源》,老實說,這本書帶給我的震撼是前所未有的。我之前接觸過一些模擬電路設計的書籍,但大多都停留在比較基礎的層麵,對於像基準源這樣核心卻又極其微妙的電路,總是覺得不夠深入。這本書就像是一扇通往精密世界的大門,它並沒有直接拋給你一堆公式和圖紙,而是從最根本的物理原理齣發,一步步引導你去理解不同類型基準源的“靈魂”。從最簡單的二極管鉗位,到後來復雜的二階、三階帶隙基準源,作者都娓娓道來,仿佛一位經驗豐富的老師傅,手把手地教你如何“雕刻”齣穩定可靠的電壓或電流。我特彆喜歡它在分析每一個電路時,都會深入剖析其背後的物理機製,比如為什麼某個電效應會導緻溫度漂移,又是什麼樣的補償機製能夠有效地抑製它。這種“知其然,更知其所以然”的學習方式,讓我擺脫瞭死記硬背的睏境,真正將這些知識內化。書中的圖示也非常精煉,雖然不多,但每一張都恰到好處,能夠精準地傳達電路的精髓。特彆是關於各種誤差源的分析,寫得非常透徹,讓我對實際電路設計中可能遇到的問題有瞭更清晰的認識,也學會瞭如何預判和規避。這本書絕對是任何一個想要在模擬IC設計領域深耕的工程師的必備寶典,它不僅傳授瞭知識,更重要的是培養瞭一種嚴謹的工程思維。
評分這本書的深度和廣度簡直令人驚嘆,我花費瞭不少時間纔消化完。一開始我以為會是一本偏嚮理論的書籍,但讀下來發現它在理論的深度之外,更注重實際應用層麵的考量。作者在講解不同類型基準源時,不僅僅停留在理想模型的層麵,而是非常細緻地討論瞭在實際製造過程中會遇到的各種非理想效應,比如溝道長度調製、寄生效應、以及各種工藝角的影響。這對於我們這些在實際項目中需要反復驗證和調試電路的工程師來說,簡直是雪中送炭。書中關於溫度補償的章節,我尤其覺得受益匪淺。它詳細闡述瞭零溫係數(ZTC)點的設計原理,以及如何通過引入PMOS、NMOS和PNP管的組閤,來精確地抵消基準源輸齣電壓隨溫度變化的趨勢。我之前總是對這些復雜的補償電路感到頭疼,但讀完這本書,我纔真正理解瞭其中的巧妙之處。作者還分享瞭很多關於噪聲分析和電源抑製比(PSRR)優化的經驗,這些都是決定一個基準源性能好壞的關鍵指標。書中提供的許多設計技巧,都來源於作者在實際項目中的寶貴經驗,這使得這本書不僅僅是一本教科書,更像是一本“秘籍”。我強烈推薦給所有對精密模擬電路設計有追求的同行,這本書一定會讓你受益匪淺。
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