正版新書--CMOS集成電路設計手冊(第3版 基礎篇) R. Jacob Baker pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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R. Jacob Baker 著

圖書標籤:

• CMOS集成電路設計
• 模擬電路設計
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• Jacob Baker
• CMOS
• 電路設計
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齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115337726

商品編碼：29343114418

包裝：平裝

齣版時間：2014-02-01

基本信息

書名：CMOS集成電路設計手冊(第3版 基礎篇)

定價：69.00元

作者：R. Jacob Baker

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2014-02-01

ISBN：9787115337726

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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CMOS集成電路設計手冊(第3版 基礎篇)榮獲美國工程教育協會奬
CMOS集成電路設計手冊(第3版 基礎篇)是CMOS集成電路設計領域的書籍，有著以下的優點
1. 專門討論瞭CMOS集成電路設計的基礎知識。
2. 詳細討論瞭CMOS集成電路的結構、工藝以及相關的電參數知識。
3. 理論知識的討論深入淺齣，有利於讀者理解。
4. 對書中涵蓋的內容，作者做瞭較為詳細的描述，細緻入微，有助於讀者打下堅實的理論的基礎。

內容提要

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《CMOS集成電路設計手冊》討論瞭CMOS電路設計的工藝、設計流程、EDA工具手段以及數字、模擬集成電路設計，並給齣瞭一些相關設計實例，內容介紹由淺入深。該著作涵蓋瞭從模型到器件，從電路到係統的全麵內容，是一本、綜閤的CMOS電路設計的工具書及參考書。
《CMOS集成電路設計手冊》英文原版書是作者近30年教學、科研經驗的結晶，是CMOS集成電路設計領域的一本力作。《CMOS集成電路設計手冊》已經過兩次修訂，目前為第3版，內容較第2版有瞭改進，補充瞭CMOS電路設計領域的一些新知識，使得本書較前一版內容更加詳實。
為瞭方便讀者有選擇性地學習，此次將《CMOS集成電路設計手冊》分成3冊齣版，分彆為基礎篇、數字電路篇和模擬電路篇。本書作為基礎篇，介紹瞭CMOS電路設計的工藝及基本電參數知識。本書可以作為CMOS基礎知識的重要參考書，對工程師、科研人員及高校師生都有著較為重要的參考意義。

目錄

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章 CMOS設計概述
1.1 CMOS集成電路的設計流程
製造
1.2 CMOS背景
1.3 SPICE概述

第2章 阱
2.1 圖形轉移
n阱的圖形轉移
2.2 n阱版圖設計
n阱的設計規則
2.3 電阻值計算
n阱電阻
2.4 n阱/襯底二極管
2.4.1 PN結物理學簡介
2.4.2 耗盡層電容
2.4.3 存儲或擴散電容
2.4.4 SPICE建模
2.5 n阱的RC延遲
2.6 雙阱工藝

第3章 金屬層
3.1 焊盤
焊盤版圖設計
3.2 金屬層的版圖設計
3.2.1 metal1和via1
3.2.2 金屬層的寄生效應
3.2.3 載流極限
3.2.4 金屬層設計規則
3.2.5 觸點電阻
3.3 串擾和地彈
3.3.1 串擾
3.3.2 地彈
3.4 版圖舉例
3.4.1 焊盤版圖II
3.4.2 金屬層測試結構版圖設計

第4章 有源層和多晶矽層
4.1 使用有源層和多晶矽層進行版圖設計
工藝流程
4.2 導綫與多晶矽層和有源層的連接
4.3 靜電放電(ESD)保護

第5章 電阻、電容、MOSFET
5.1 電阻
5.2 電容
5.3 MOSFET
5.4 版圖實例

第6章 MOSFET工作原理
6.1 MOSFET的電容迴顧
6.2 閾值電壓
6.3 MOSFET的IV特性
6.3.1 工作在綫性區的MOSFET
6.3.2 飽和區
6.4 MOSFET的SPICE模型
6.4.1 SPICE仿真實例
6.4.2 亞閾值電流
6.5 短溝道MOSFET
6.5.1 MOSFET縮比
6.5.2 短溝道效應
6.5.3 短溝道CMOS工藝的SPICE模型

第7章 CMOS製備
7.1 CMOS單元工藝步驟
7.1.1 晶圓的製造
7.1.2 熱氧化
7.1.3 摻雜工藝
7.1.4 光刻
7.1.5 薄膜去除
7.1.6 薄膜沉積
7.2 CMOS工藝集成
7.2.1 前道工藝集成
7.2.2 後道工藝集成
7.3 後端工藝
7.4 總結

第8章 電噪聲概述
8.1 信號
8.1.1 功率和能量
8.1.2 功率譜密度
8.2 電路噪聲
8.2.1 電路噪聲的計算和建模
8.2.2 熱噪聲
8.2.3 信噪比
8.2.4 散粒噪聲
8.2.5 閃爍噪聲
8.2.6 其他噪聲源
8.3 討論
8.3.1 相關性
8.3.2 噪聲與反饋
8.3.3 有關符號的一些後說明

第9章 模擬設計模型
9.1 長溝道MOSFET
9.1.1 平方律方程
9.1.2 小信號模型
9.1.3 溫度效應
9.2 短溝道MOSFET
9.2.1 通用設計(起始點)
9.2.2 專用設計(討論)
9.3 MOSFET噪聲模型

0章 數字設計模型
10.1 數字MOSFET模型
10.1.1 電容效應
10.1.2 工藝特徵時間常數
10.1.3 延遲時間與躍遷時間
10.1.4 通用數字設計
10.2 MOSFET單管傳輸門電路
10.2.1 單管傳輸門的延遲時間
10.2.2 級聯的單管傳輸門的延遲時間
10.3 關於測量的後說明
附錄

作者介紹

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R. Jacob (Jake) Baker是一位工程師、教育傢以及發明傢。他有超過20年的工程經驗並在集成電路設計領域擁有超過200項的（包括正在申請中的）。Jake也是多本電路設計圖書的作者。

文摘

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序言

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《現代電路係統設計：原理與應用》 第一部分：模擬電路設計基礎 在當今高度互聯的電子世界中，理解和設計高效、可靠的模擬電路是構建復雜電子係統的基石。本書的這一部分將深入探討模擬電路設計的核心原理，為讀者奠定堅實的理論基礎。 章節 1：半導體器件物理基礎 本章將從最基本的半導體材料特性入手，逐步解析PN結的形成、二極管的伏安特性以及其在整流、穩壓等基本應用中的原理。我們將詳細介紹雙極結型晶體管（BJT）和金屬-氧化物-半導體場效應晶體管（MOSFET）的結構、工作原理、電流-電壓特性麯綫以及跨導、輸齣電阻等關鍵參數的推導。重點將放在MOSFET的溝道形成、亞閾值區和飽和區的行為分析，並討論其在不同偏置條件下的等效電路模型。同時，也將簡要介紹襯底效應、短溝道效應等影響MOSFET性能的關鍵因素。 章節 2：放大器基本原理與配置 放大器是模擬電路設計的靈魂。本章將係統講解各種基本放大器拓撲結構，包括共射極、共集電極（射極跟隨器）和共基極放大器。我們將分析它們在電壓增益、電流增益、輸入阻抗和輸齣阻抗等方麵的特性，並探討它們各自的適用場景。此外，本章還將介紹差分放大器的基本原理、共模抑製比（CMRR）及其重要性。多級放大器的設計理念，如級聯以實現高增益、補償以提高穩定性等，也將得到深入闡述。 章節 3：頻率響應與補償 任何實際電路都存在頻率響應特性，理解和優化這一特性至關重要。本章將介紹頻率響應的基本概念，包括單位增益頻率、帶寬、上升時間和階躍響應等。我們將深入分析放大器中的極點和零點對頻率響應的影響，並詳細講解伯德圖（Bode Plot）的繪製和解讀方法。為瞭保證放大器的穩定性，補償技術是必不可少的。本章將重點介紹頻率補償的原理，包括極點補償和零點補償，以及補償電路的設計方法。例如，我們將討論密勒補償（Miller Compensation）及其在運算放大器設計中的應用。 章節 4：反饋放大器 反饋是提高電路性能、擴展動態範圍、降低失真的關鍵技術。本章將深入剖析負反饋和正反饋的工作原理。我們將詳細介紹四種基本的負反饋組態：電壓串聯負反饋、電流串聯負反饋、電壓並聯負反饋和電流並聯負反饋。對於每種組態，我們將分析其對放大器輸入阻抗、輸齣阻抗、增益和帶寬的影響。此外，本章還將探討反饋對穩定性的影響，以及在使用反饋時需要注意的問題，如振蕩的産生和抑製。 章節 5：運算放大器（Op-Amp）及其應用 運算放大器是現代模擬電路設計中最重要的集成電路之一。本章將詳細介紹理想運算放大器的特性，如無窮大的開環增益、無窮大的輸入阻抗和零輸齣阻抗。在此基礎上，我們將分析實際運算放大器的非理想特性，如輸入失調電壓、輸入偏置電流、有限的開環增益、有限的帶寬和有限的輸齣電壓擺幅。我們將通過一係列經典的運算放大器應用電路，如反相比例器、同相比例器、加法器、減法器、積分器和微分器，來展示運算放大器的強大功能。 章節 6：濾波器設計 濾波器在信號處理和通信係統中扮演著至關重要的角色，用於選擇特定頻率範圍的信號。本章將介紹濾波器設計的基本概念，包括通帶、阻帶、截止頻率、過渡帶和滾降率。我們將詳細講解幾種常見的濾波器類型，如低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器。重點將放在巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和貝塞爾（Bessel）濾波器等近似響應的特性分析和設計。本書還將介紹有源濾波器和無源濾波器的設計方法，並討論它們在不同應用中的優缺點。 第二部分：數字電路設計基礎 隨著信息技術的飛速發展，數字電路已成為現代電子係統的核心。本部分將係統介紹數字電路的設計原理、邏輯門電路、組閤邏輯電路和時序邏輯電路的設計方法，為讀者掌握數字係統設計打下堅實基礎。 章節 7：邏輯門與布爾代數 本章將從最基本的邏輯門電路入手，介紹與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門和同或門等邏輯門的功能、符號和真值錶。我們將詳細講解布爾代數的公理和定理，並運用這些工具來化簡邏輯錶達式，實現邏輯功能的最小化。卡諾圖（Karnaugh Map）作為一種直觀的邏輯化簡工具，也將得到重點介紹，並展示如何利用卡諾圖化簡復雜邏輯函數。 章節 8：組閤邏輯電路設計 組閤邏輯電路的輸齣僅取決於當前的輸入。本章將講解組閤邏輯電路的設計流程，包括從規格說明到真值錶、邏輯錶達式的推導，以及最終的電路實現。我們將深入分析編碼器、解碼器、多路選擇器（MUX）和分路選擇器（DEMUX）等基本組閤邏輯模塊的功能和設計。此外，加法器（半加器、全加器）、減法器、比較器等算術邏輯電路的設計也將得到詳細講解。 章節 9：時序邏輯電路設計 時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前輸入，還取決於電路過去的狀態，即具有“記憶”功能。本章將介紹觸發器（Flip-Flop）的基本類型，包括SR觸發器、D觸發器、JK觸發器和T觸發器，並詳細分析它們的邏輯功能、狀態轉移圖和時序圖。基於觸發器，我們將講解寄存器（Register）和計數器（Counter）的設計，包括移位寄存器、同步計數器和異步計數器。狀態機的設計，包括有限狀態機（FSM）的建模（如Moore和Mealy模型）、狀態圖和狀態錶的繪製，以及硬件描述語言（HDL）在時序邏輯設計中的初步應用也將得到介紹。 章節 10：半導體存儲器 存儲器是數字係統的重要組成部分。本章將介紹各種半導體存儲器的基本結構和工作原理。我們將詳細講解隨機存取存儲器（RAM）的分類（SRAM和DRAM）及其讀寫操作。隻讀存儲器（ROM）的類型，如掩膜ROM（MROM）、可編程ROM（PROM）、可擦寫可編程ROM（EPROM）和電可擦可編程ROM（EEPROM）也將得到介紹。閃存（Flash Memory）作為一種重要的非易失性存儲技術，也將重點講解其工作原理和應用。 第三部分：集成電路設計流程與工藝 本部分將帶領讀者瞭解集成電路（IC）從概念到最終産品的完整設計流程，並介紹當前主流的半導體製造工藝。 章節 11：集成電路設計流程 本章將詳細闡述集成電路的設計流程，從需求分析、係統規格定義開始，逐步深入到架構設計、邏輯設計（RTL編碼）、仿真驗證、綜閤、布局布綫（Place and Route）、物理驗證（DRC/LVS）以及最終的芯片製造和封裝測試。我們將介紹設計流程中各個環節所使用的關鍵工具和技術，以及它們之間的相互關係。 章節 12：半導體製造工藝基礎 集成電路的實現離不開精密的製造工藝。本章將介紹半導體製造的基本流程，包括晶圓製備、氧化、光刻、刻蝕、薄膜沉積、離子注入和金屬互連等關鍵步驟。我們將重點講解光刻技術在微小特徵尺寸製造中的作用，以及乾法刻蝕和濕法刻蝕的原理和區彆。互連綫的形成和多層金屬布綫技術也是本章的重要內容。 章節 13：設計自動化工具（EDA） 現代集成電路設計高度依賴電子設計自動化（EDA）工具。本章將介紹EDA工具在IC設計流程中的作用，包括邏輯綜閤工具、布局布綫工具、仿真工具、物理驗證工具和形式驗證工具。我們將簡要介紹幾種主流的EDA工具及其功能，並強調EDA工具在提高設計效率、降低設計成本和確保設計質量方麵的重要性。 第四部分：可靠性與功耗設計 隨著電子設備的小型化和性能的提升，集成電路的可靠性和功耗問題日益突齣，成為設計中不可忽視的重要方麵。 章節 14：集成電路可靠性 本章將探討影響集成電路可靠性的各種因素，包括材料失效、工藝缺陷、過壓、過流、高溫和輻射等。我們將介紹幾種常見的失效機製，如熱載流子注入（Hot Carrier Injection）、電遷移（Electromigration）和擊穿（Breakdown）。可靠性設計方法，如冗餘設計、容錯設計和時序裕度分析等，也將得到介紹。 章節 15：低功耗集成電路設計 功耗是移動設備、可穿戴設備以及大規模數據中心等應用場景的關鍵製約因素。本章將深入探討低功耗集成電路設計策略。我們將從係統級、架構級、電路級和器件級等多個層麵介紹降低功耗的方法。重點將講解動態功耗和靜態功耗的來源，以及如何通過降低工作電壓、優化時鍾門控（Clock Gating）、電源門控（Power Gating）、動態電壓和頻率調整（DVFS）等技術來減小功耗。 通過對以上各個部分的係統學習，讀者將能夠全麵掌握現代集成電路設計的理論基礎、設計方法和實現技術，為進行實際的模擬、數字和混閤信號集成電路設計打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在校的電子工程專業的學生，我一直為如何找到一本真正適閤學習CMOS集成電路設計的經典教材而苦惱。市麵上相關的書籍很多，但要麼過於理論化，要麼過於偏重某個特定領域，難以形成完整的知識體係。《CMOS集成電路設計手冊(第3版 基礎篇)》這個書名，簡直是為我量身定做的。我一直在尋找一本能夠從根本上理解CMOS器件工作原理，並且能夠掌握基本電路設計方法學的書籍，而這本書的齣現，無疑給我帶來瞭巨大的希望。我特彆看重作者 R. Jacob Baker 的學術背景和在該領域的聲譽，這讓我相信這本書的內容一定是經過精心打磨，並且具有很高的學術價值。我希望這本書能夠幫助我理清復雜的概念，建立起堅實的理論基礎，為我未來更深入的學習和研究打下堅實的基礎。我計劃在接下來的學習中，將這本書作為我的主要參考書，希望它能夠幫助我真正掌握CMOS集成電路設計的核心精髓，為我未來的職業生涯做好準備。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀質量真的沒話說，封麵設計簡潔大方，紙張厚實，印刷清晰，拿在手裏沉甸甸的，感覺非常紮實，一看就是用心製作的。我一直對集成電路設計這個領域充滿好奇，雖然不是科班齣身，但一直想深入瞭解一下。偶然的機會看到瞭這本書的推薦，名字聽起來就很專業，而且是“基礎篇”，感覺特彆適閤我這種初學者。我特彆看重書籍的實操性和係統性，希望它不僅能講清楚理論，還能有一些實際的案例或者指導。這本書的光是目錄就讓我覺得很充實，從半導體器件的工作原理到基本的電路模塊設計，涵蓋的內容很全麵。而且，封麵上“CMOS集成電路設計手冊”這幾個字，加上作者的名字 R. Jacob Baker，都透露著一股權威感，讓我對它的內容質量充滿瞭期待。拿到書後，我迫不及待地翻閱瞭一下，雖然裏麵涉及的很多專業術語我還需要查閱資料，但這恰恰說明瞭它的深度和廣度。我希望這本書能夠像一位循循善誘的老師，一步步引導我進入CMOS設計的奇妙世界，讓我能夠理解那些精密的電路是如何工作的，以及它們是如何被創造齣來的。整體而言，這本書給我的第一印象就是——專業、紮實、值得信賴。

評分☆☆☆☆☆

我是一名資深的電子工程師，雖然我的工作更多地集中在係統集成和嵌入式開發，但隨著技術的迭代，對芯片底層設計原理的理解變得越來越重要。我深知CMOS技術是現代集成電路的基石，而一本權威的設計手冊，對於我這樣的從業者來說，是必不可少的工具書。《CMOS集成電路設計手冊(第3版 基礎篇)》這個標題，立刻引起瞭我的注意。我一直在尋找一本能夠係統梳理CMOS設計核心概念，並且能夠提供實踐指導的書籍。我對作者 R. Jacob Baker 的專業能力和在學術界的地位早有耳聞，因此對這本書的內容品質寄予厚望。我希望這本書能夠幫助我鞏固和深化對CMOS基本原理的理解，瞭解當前主流的設計流程和技術趨勢，並且能夠從中獲得一些實用的設計技巧和注意事項。我非常看重書籍的實用性和權威性，一本能夠經得起時間考驗的經典著作，絕對是每個工程師案頭必備的良器。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對科技充滿熱情的硬件愛好者，雖然我的背景並非科班齣身，但對集成電路設計這一神奇的領域一直充滿嚮往。我經常會閱讀一些科技文章，瞭解最新的芯片技術進展，但很多時候都覺得隔靴搔癢，無法深入理解其背後的原理。《CMOS集成電路設計手冊(第3版 基礎篇)》這本書，光是聽名字就充滿瞭技術感，而且“基礎篇”這個定位，讓我覺得它可能是我入門CMOS設計的一個絕佳選擇。我特彆希望這本書能夠用相對易懂的方式，講解CMOS器件的基本工作原理，以及一些最基礎的電路模塊是如何構建的。我追求的是一種能夠循序漸進的學習體驗，希望這本書能夠帶領我一步步揭開CMOS設計的神秘麵紗，讓我能夠對這個領域有一個初步但清晰的認識。我不在乎它是否包含最前沿的理論，我更看重它能否讓我建立起對這個基礎領域的正確理解，為我未來可能的深入探索打下基礎。

評分☆☆☆☆☆

我是在一次偶然的電子展上接觸到這本書的，當時展位上擺放著很多技術書籍，但唯獨這本《CMOS集成電路設計手冊(第3版 基礎篇)》吸引瞭我的目光。我從事硬件開發多年，雖然側重點不在集成電路設計，但隨著行業的發展，對上遊芯片設計的理解越來越成為一種剛需。這本書的作者 R. Jacob Baker 在這個領域內可是大名鼎鼎，他的著作通常都以嚴謹和深入淺齣著稱。我當時就覺得，如果想係統性地學習CMOS設計的基礎知識，這絕對是一本繞不開的書。這本書的“基礎篇”定位，對我來說意義重大，這意味著它不會一開始就拋齣過於復雜的概念，而是會從最根本的原理講起，這對於我這樣需要“補課”的人來說至關重要。我特彆希望這本書能夠邏輯清晰，循序漸進，讓我能夠一步步建立起對CMOS器件和基本電路的深刻認識。我一直相信，紮實的基礎是進行任何高級設計的前提。拿到書後，我注意到它雖然是第三版，但內容必然經過瞭不斷的更新和優化，這讓我對它的前沿性和實用性充滿信心。