模拟CMOS集成电路设计 (2008 年度畅销榜NO.938 )

本书介绍模拟CMOS集成电路的分析与设计。从直观和严密的角度阐述了各种模拟电路的基本原理和概念，同时还阐述了在SOC中模拟电路设计遇到的新问题及电路技术的新发展。本书由浅入深，理论与实际结合，提供了大量现代工业中的设计实例。全书共18章。前10章介绍各种基本模块和运放及其频率响应和噪声。第11章至第13章介绍带隙基准、开关电容电路以及电路的非线性和失配的影响，第14、15章介绍振荡器和锁相环。第16章至18章介绍MOS器件的高阶效应及其模型、CMOS制造工艺和混合信号电路的版图与封装。\r\n\r\n 本书是现代模拟集成电路设计的理想教材或参考书。可供与集成电路领域有关的各电类专业的高年级本科生和研究生使用，也可供从事这一领域的工程技术人员自学和参考。\r\n
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第1章 模拟电路设计绪论 \r\n\r\n 1. 1 研究模拟电路的重要性 \r\n\r\n 1. 2 研究模拟集成电路的重要性 \r\n\r\n 1. 3 研究CMOS模拟集成电路的重要性 \r\n\r\n 1. 4 本书的特点 \r\n\r\n 1. 5 电路设计的一般概念 \r\n\r\n 1. 5. 1 抽象级别 \r\n\r\n 1. 5. 2 鲁棒模拟电路设计 \r\n\r\n 1. 5. 3 符号 \r\n\r\n \r\n\r\n 第2章 MOS器件物理基础 \r\n\r\n 2. 1 基本概念 \r\n\r\n 2. 1. 1 MOSFET开关 \r\n\r\n 2. 1. 2 MOSFET的结构 \r\n\r\n 2. 1. 3 MOS符号 \r\n\r\n 2. 2 MOS的I／V特性 \r\n\r\n 2. 2. 1 阈值电压 \r\n\r\n 2. 2. 2 I／V特性的推导 \r\n\r\n 2. 3 二级效应 \r\n\r\n 2. 4 MOS器件模型 \r\n\r\n 2. 4. 1 MOS器件版图 \r\n\r\n 2. 4. 2 MOS器件电容 \r\n\r\n 2. 4. 3 MOS小信号模型 \r\n\r\n 2. 4. 4 MOS SPICE模型 \r\n\r\n 2. 4. 5 NMOS与PMOS器件的比较 \r\n\r\n 2. 4. 6 长沟道器件与短沟道器件的比较 \r\n\r\n 附录A：用作电容器的MOS器件的特性 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n \r\n\r\n 第3章 单级放大器 \r\n\r\n 3. 1 基本概念 \r\n\r\n 3. 2 共源级 \r\n\r\n 3. 2. 1 采用电阻负载的共源级 \r\n\r\n 3. 2. 2 采用二极管连接的负载的共源级 \r\n\r\n 3. 2. 3 采用电流源负载的共源级 \r\n\r\n 3. 2. 4 工作在线性区的MOS为负载的共源级 \r\n\r\n 3. 2. 5 带源极负反馈的共源级 \r\n\r\n 3. 3 源跟随器 \r\n\r\n 3. 4 共栅级 \r\n\r\n 3. 5 共源共栅级 \r\n\r\n 3. 5. 1 折叠式共源共栅 \r\n\r\n 3. 6 器件模型的选择 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n \r\n\r\n 第4章 差动放大器 \r\n\r\n 4. 1 单端与差动的工作方式 \r\n\r\n 4. 2 基本差动对 \r\n\r\n 4. 2. 1 定性分析 \r\n\r\n 4. 2. 2 定量分析 \r\n\r\n 4. 3 共模响应 \r\n\r\n 4. 4 MOS为负载的差动对 \r\n\r\n 4. 5 吉尔伯特单元 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n \r\n\r\n 第5章 无源与有源电流镜 \r\n\r\n 5. 1 基本电流镜 \r\n\r\n 5. 2 共源共栅电流镜 \r\n\r\n 5. 3 有源电流镜 \r\n\r\n 5. 3. 1 大信号分析 \r\n\r\n 5. 3. 2 小信号分析 \r\n\r\n 5. 3. 3 共模特性 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n \r\n\r\n 第6章 放大器的频率特性 \r\n\r\n 6. 1 概述 \r\n\r\n 6. 1. 1 密勒效应 \r\n\r\n 6. 1. 2 极点与结点的关联 \r\n\r\n 6. 2 共源极 \r\n\r\n 6. 3 源跟随器 \r\n\r\n 6. 4 共栅级 \r\n\r\n 6. 5 共源共栅级 \r\n\r\n 6. 6 差动对 \r\n\r\n 附录A：密勒定理的对偶 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n \r\n\r\n 第7章 噪声 \r\n\r\n 7. 1 噪声的统计特性 \r\n\r\n 7. 1. 1 噪声谱 \r\n\r\n 7. 1. 2 幅值分布 \r\n\r\n 7. 1. 3 相关噪声源和非相关噪声源 \r\n\r\n 7. 2 噪声类型 \r\n\r\n 7. 2. 1 热噪声 \r\n\r\n 7. 2. 2 闪烁噪声 \r\n\r\n 7. 3 电路中的噪声表示 \r\n\r\n 7. 4 单级放大器中的噪声 \r\n\r\n 7. 4. 1 共源级 \r\n\r\n 7. 4. 2 共栅级 \r\n\r\n 7. 4. 3 源跟随器 \r\n\r\n 7. 4. 4 共源共栅级 \r\n\r\n 7. 5 差动对中的噪声 \r\n\r\n 7. 6 噪声带宽 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n \r\n\r\n 第8章 反馈 \r\n\r\n 8. 1 概述 \r\n\r\n 8. 1. 1 反馈电路的特性 \r\n\r\n 8. 1. 2 放大器的种类 \r\n\r\n 8. 1. 3 检测和返回机制 \r\n\r\n 8. 2 反馈结构 \r\n\r\n 8. 2. 1 电压-电压反馈 \r\n\r\n 8. 2. 2 电流-电压反馈 \r\n\r\n 8. 2. 3 电压-电流反馈 \r\n\r\n 8. 2. 4 电流-电流反馈 \r\n\r\n 8. 3 负载的影响 \r\n\r\n 8. 3. 1 二端口网络模型 \r\n\r\n 8. 3. 2 电压-电压反馈中的负载 \r\n\r\n 8. 3. 3 电流-电压反馈中的负载 \r\n\r\n 8. 3. 4 电压-电流反馈中的负载 \r\n\r\n 8. 3. 5 电流-电流反馈中的负载 \r\n\r\n 8. 3. 6 负载影响小结 \r\n\r\n 8. 4 反馈对噪声的影响 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n \r\n\r\n 第9章 运算放大器 \r\n\r\n 9. 1 概述 \r\n\r\n 9. 1. 1 性能参数 \r\n\r\n 9. 2 一级运放 \r\n\r\n 9. 3 两级运放 \r\n\r\n 9. 4 增益的提高 \r\n\r\n 9. 5 性能比较 \r\n\r\n 9. 6 共模反馈 \r\n\r\n 9. 7 输入范围限制 \r\n\r\n 9. 8 转换速率 \r\n\r\n 9. 9 电源抑制 \r\n\r\n 9. 10 运放的噪声 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n \r\n\r\n 第10章 稳定性与频率补偿 \r\n\r\n 10. 1 概述 \r\n\r\n 10. 2 多极点系统 \r\n\r\n 10. 3 相位裕度 \r\n\r\n 10. 4 频率补偿 \r\n\r\n 10. 5 两级运放的补偿 \r\n\r\n 10. 5. 1 两级运放中的转换 \r\n\r\n 10. 6 其它补偿技术 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n \r\n\r\n 第11章 带隙基准 \r\n\r\n 11. 1 概述 \r\n\r\n 11. 2 与电源无关的偏置 \r\n\r\n 11. 3 与温度无关的基准 \r\n\r\n 11. 3. 1 负温度系数电压 \r\n\r\n 11. 3. 2 正温度系数电压 \r\n\r\n 11. 3. 3 带隙基准 \r\n\r\n 11. 4 PTAT电流的产生 \r\n\r\n 11. 5 恒定Gm偏置 \r\n\r\n 11. 6 速度与噪声问题 \r\n\r\n 11. 7 实例分析 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n \r\n\r\n 第12章 开关电容电路 \r\n\r\n 12. 1 概述 \r\n\r\n 12. 2 采样开关 \r\n\r\n 12. 2. 1 MOSFETs开关 \r\n\r\n 12. 2. 2 速度问题 \r\n\r\n 12. 2. 3 精度问题 \r\n\r\n 12. 2. 4 电荷注入抵消 \r\n\r\n 12. 3 开关电容放大器 \r\n\r\n 12. 3. 1 单位增益采样器/缓冲器 \r\n\r\n 12. 3. 2 同相放大器 \r\n\r\n 12. 3. 3　精确乘2电路 \r\n\r\n 12. 4 开关电容积分器 \r\n\r\n 12. 5 开关电容共模反馈 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n \r\n\r\n 第13章 非线性与不匹配 \r\n\r\n 13. 1 非线性 \r\n\r\n 13. 1. 1 概述 \r\n\r\n 13. 1. 2 差动电路的非线性 \r\n\r\n 13. 1. 3 负反馈对非线性的影响 \r\n\r\n 13. 1. 4 电容器的非线性 \r\n\r\n 13. 1. 5　线性化技术 \r\n\r\n 13. 2 不匹配 \r\n\r\n 13. 2. 1 失调消除技术 \r\n\r\n 13. 2. 2 用失调消除来降低噪声 \r\n\r\n 13. 2. 3 CMRR的另一种定义 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n \r\n\r\n 第14章　振荡器 \r\n\r\n 14. 1 概述 \r\n\r\n 14. 2　环形振荡器 \r\n\r\n 14. 3 LC振荡器 \r\n\r\n 14. 3. 1 交叉耦合振荡器 \r\n\r\n 14. 3. 2　科尔皮兹振荡器 \r\n\r\n 14. 3. 3 单端口振荡器 \r\n\r\n 14. 4　压控振荡器 \r\n\r\n 14. 4. 1 环形振荡器调节 \r\n\r\n 14. 4. 2 LC振荡器的调节 \r\n\r\n 14. 5 VCO的数学模型 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n \r\n\r\n 第15章　锁相环 \r\n\r\n 15. 1 简单的锁相环 \r\n\r\n 15. 1. 1 鉴相器 \r\n\r\n 15. 1. 2 基本的PLL结构 \r\n\r\n 15. 1. 3 简单锁相环的动态特性 \r\n\r\n 15. 2 电荷泵锁相环 \r\n\r\n 15. 2. 1 锁定捕获的问题 \r\n\r\n 15. 2. 2 鉴相／鉴频器和电荷泵 \r\n\r\n 15. 2. 3 基本的电荷泵锁相环 \r\n\r\n 15. 3 锁相环中的非理想效应 \r\n\r\n 15. 3. 1 PFD／CP的非理想性 \r\n\r\n 15. 3. 2 锁相环中的抖动现象 \r\n\r\n 15. 4　延迟锁相环 \r\n\r\n 15. 5 应用 \r\n\r\n 15. 5. 1 频率倍增和合成 \r\n\r\n 15. 5. 2　歪斜的减小 \r\n\r\n 15. 5. 3 抖动的减小 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n \r\n\r\n 第16章 短沟道效应与器件模型 \r\n\r\n 16. 1 按比例缩小理论 \r\n\r\n 16. 2　短沟道效应 \r\n\r\n 16. 2. 1 阈值电压的变化 \r\n\r\n 16. 2. 2 垂直电场引起的迁移率退化 \r\n\r\n 16. 2. 3 速度饱和 \r\n\r\n 16. 2. 4　热载流子效应 \r\n\r\n 16. 2. 5 漏-源电压引起的输出阻抗的变化 \r\n\r\n 16. 3 MOS器件模型 \r\n\r\n 16. 3. 1 Level 1 模型 \r\n\r\n 16. 3. 2 Level 2模型 \r\n\r\n 16. 3. 3 Level 3模型 \r\n\r\n 16. 3. 4 BSIM系列模型 \r\n\r\n 16. 3. 5 其它模型 \r\n\r\n 16. 3. 6 电荷和电容模型 \r\n\r\n 16. 3. 7 温度特性 \r\n\r\n 16. 4 工艺角 \r\n\r\n 16. 5 数字世界中的模拟设计 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n \r\n\r\n 第17章 CMOS工艺技术 \r\n\r\n 17. 1 概述 \r\n\r\n 17. 2 晶片工艺 \r\n\r\n 17. 3 光刻 \r\n\r\n 17. 4 氧化 \r\n\r\n 17. 5 离子注入 \r\n\r\n 17. 6 淀积与刻蚀 \r\n\r\n 17. 7 器件制造 \r\n\r\n 17. 7. 1 有源器件 \r\n\r\n 17. 7. 2 无源器件 \r\n\r\n 17. 7. 3 互连 \r\n\r\n 17. 8 闩锁效应 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n \r\n\r\n 第18章 版图与封装 \r\n\r\n 18. 1 版图概述 \r\n\r\n 18. 1. 1 设计规则 \r\n\r\n 18. 1. 2 天线效应 \r\n\r\n 18. 2 模拟电路的版图技术 \r\n\r\n 18. 2. 1 叉指晶体管 \r\n\r\n 18. 2. 2 对称性 \r\n\r\n 18. 2. 3 参考源的分布 \r\n\r\n 18. 2. 4 无源器件 \r\n\r\n 18. 2. 5 连线 \r\n\r\n 18. 2. 6 焊盘与静电放电保护 \r\n\r\n 18. 3 衬底耦合 \r\n\r\n 18. 4 封装 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 英中词汇对照 \r\n
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集成电路已发展到系统级芯片(SOC)的阶段. 随着CMOS工艺的进步, 由于CMOS电路的低成本. 低功耗以及速度的不断提高, 由于CMOS模拟电路设计技术的不断进步, CMOS技术已被证明是实现SOC的最好选择. 模拟电路是SOC中不可缺少的部分. 由于器件尺寸不断缩小和低电源电压. 低功耗等要求, 模拟CMOS集成电路设计在不断地发展, 在SOC中变得越来越重要.

本书是加州大学洛杉矶分校(UCLA)的新教材. 该书组织严谨, 内容丰富, 循序渐进. 在阐述原理和概念时, 由浅入深, 逐步分析. 模拟电路设计需要直观. 严密和创新. 在阐述各种模拟电路的改进和新电路结构的产生时, 着重观察和分析, 不断地提出问题和解决问题, 重视这三方面能力的培养.

本书由陈贵灿组织翻译和审校. 参加本书翻译工作的有：陈贵灿. 程军. 张瑞智. 李恩铃. 潘锐. 张凌云. 杨抗. 宁勃. 宋红花. 王金富. 郝大明. 刘劫. 王法翔和李宁参与了部分整理工作. 在本书的翻译工作中, 周光父教授给予了许多帮助, 西安交通大学出版社赵丽平编审和白居宪编审在组织出版和编辑工作中给以了

很大的支持, 对他们表示衷心的感谢.

原书作者在本书的翻译过程中给予了支持和帮助, 并专门为中译本写了前言. 在此对拉扎维教授表示衷心的感谢.

译者于

西安交通大学微电子研究所

2002年10月

毕查德·拉扎维于1985年在沙里夫理工大学的电气工程系获得理学学士学位, 并分别于1988年和1992年在斯坦福大学电气工程系获得理学硕士和博士学位. 他曾在AT&T贝尔实验室工作, 随后又受聘于Hewlett—Packard实验室, 直到1996年为止.

1996年9月, 他成为加利福尼亚大学洛杉矶分校的电气工程系副教授, 随后晋升为教授. 目前他从事的研究包括无线收发. 频率合成, 高速数据通信及数据转换的锁相和时钟恢复.

拉扎维教授分别于1992年到1994年在普林斯顿大学(新泽西州普林斯顿)和1995年在斯坦福大学任副教授. 他是VLSI

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