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

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Duran Leblebici 著

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• CMOS模擬電路
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店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030315199

商品編碼：29773903968

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

作者：Duran Leblebici

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2011-06-01

ISBN：9787030315199

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.481kg

編輯推薦

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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

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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

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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

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文摘

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序言

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《超大規模集成電路設計與驗證》 概述 《超大規模集成電路設計與驗證》是一部全麵深入探討現代超大規模集成電路（VLSI）從概念到實現的著作。本書旨在為讀者提供紮實的理論基礎和實踐技能，使其能夠掌握當前最先進的VLSI設計流程、工具和技術。從晶體管級電路的原理齣發，逐步深入到係統級的設計與驗證，涵蓋瞭從前端邏輯設計、綜閤、布局布綫，到後端物理驗證、時序分析、功耗優化等關鍵環節。本書特彆強調瞭現代VLSI設計中日益重要的驗證技術，包括形式驗證、仿真驗證、靜態時序分析以及低功耗設計驗證等方麵，旨在培養讀者能夠設計齣功能正確、性能卓越、功耗滿足要求的復雜集成電路。 內容要點 第一部分：VLSI設計基礎與流程 CMOS工藝與晶體管模型： 詳細介紹CMOS工藝流程，包括各種材料、摻雜、光刻、刻蝕等基本單元操作。深入講解MOSFET的物理原理、電流-電壓特性、寄生效應以及各種 SPICE 模型，為理解電路行為奠定基礎。涵蓋亞閾值區、飽和區和綫性區的詳細分析，以及短溝道效應、閾值電壓變化等現代工藝中的重要問題。 數字邏輯基礎與時序： 迴顧基本的數字邏輯門電路，如CMOS反相器、NAND、NOR、XOR等，並分析其傳輸延遲、功耗特性。介紹組閤邏輯和時序邏輯的概念，包括觸發器（D觸發器、JK觸發器、SR觸發器）、寄存器、計數器和有限狀態機（FSM）的設計。重點講解時序約束（建立時間和保持時間）、時鍾樹綜閤（CTS）、時鍾抖動（Clock Jitter）和時鍾斜率（Clock Skew）等時序關鍵概念，以及它們對電路性能的影響。 VLSI設計流程概述： 詳細闡述從高級語言（如Verilog/VHDL）描述到最終製造的光罩（Mask）的完整VLSI設計流程。包括行為級建模、邏輯綜閤、靜態時序分析（STA）、布局布綫（Place & Route）、物理驗證（DRC/LVS）、提取（Extraction）以及製造等各個階段。強調各階段之間的相互依賴性和迭代性。 硬件描述語言（HDL）與設計自動化工具（EDA）： 介紹Verilog和VHDL等主流硬件描述語言的基本語法、數據類型、行為建模和結構建模。深入講解如何使用這些語言來描述數字邏輯電路。同時，介紹各種EDA工具在VLSI設計中的作用，包括邏輯綜閤工具（如Synopsys Design Compiler, Cadence Genus）、靜態時序分析工具（如Synopsys PrimeTime, Cadence Tempus）、布局布綫工具（如Synopsys IC Compiler, Cadence Innovus）以及物理驗證工具（如Cadence Virtuoso, Synopsys IC Validator）。 第二部分：邏輯綜閤與優化 邏輯綜閤原理： 深入探討邏輯綜閤的算法和技術，包括邏輯優化（門級優化、寄存器優化、連接優化）、麵積優化、功耗優化和性能優化。介紹各種優化算法，如布爾代數化簡、狀態編碼、復製（Duplication）、捨並（Merging）等。 約束驅動的綜閤： 強調在邏輯綜閤過程中如何有效地利用各種約束條件，包括時序約束（時鍾頻率、輸入輸齣延遲）、麵積約束、功耗約束等。解釋約束的優先級以及綜閤工具如何根據約束來權衡設計目標。 綜閤報告的解讀與優化： 學習如何閱讀和理解邏輯綜閤工具生成的報告，包括設計麵積、時序違例、功耗估計等。講解如何根據報告中的信息進一步調整設計或約束，以達到最優的設計結果。 可綜閤HDL代碼編寫規範： 介紹編寫可綜閤HDL代碼的最佳實踐，避免使用不可綜閤的語句，確保代碼能夠被邏輯綜閤工具正確處理，生成高效可靠的電路。 第三部分：物理設計與實現 布局（Placement）： 詳細講解標準單元布局（Standard Cell Placement）的算法和技術，包括全局布局、詳細布局、行分配（Row Assignment）、門陣列布局（Gate Array Placement）等。分析影響布局質量的因素，如布綫長度、單元密度、時鍾網絡分布等。 布綫（Routing）： 深入研究布綫算法，包括全局布綫（Global Routing）和詳細布綫（Detailed Routing）。介紹各種布綫策略，如切片布綫（Slicing Routing）、多層金屬布綫（Multi-Layer Metal Routing）、綫網優化（Net Optimization）等。重點講解布綫過程中的擁塞（Congestion）問題及其解決方案。 時鍾樹綜閤（Clock Tree Synthesis, CTS）： 詳細闡述時鍾樹綜閤的目標和技術。介紹如何構建低延遲、低斜率、低抖動的時鍾樹，以及如何平衡時鍾信號在整個芯片中的到達時間。講解時鍾緩衝器（Clock Buffers）、時鍾扇齣（Clock Fanout）以及時鍾能量（Clock Gating）等概念。 功耗分析與優化： 介紹VLSI電路中主要的功耗來源，包括動態功耗（開關功耗）和靜態功耗（漏電功耗）。講解各種低功耗設計技術，如時鍾門控（Clock Gating）、多電壓域（Multi-Voltage Domains）、動態電壓頻率調整（DVFS）、電源門控（Power Gating）等。 物理驗證： 詳細介紹設計規則檢查（DRC）和版圖與電路圖規則檢查（LVS）的重要性。解釋DRC檢查電路版圖是否符閤製造工藝的規則，LVS則確保版圖與電路原理圖的一緻性。講解如何使用物理驗證工具來發現和修復版圖中的錯誤。 寄生參數提取（Parasitic Extraction）： 介紹在物理設計完成後，如何從版圖中提取寄生電阻和寄生電容。講解這些寄生參數對電路性能（時序、功耗）的影響，以及如何使用提取工具（如Calibre, StarRC）來完成此過程。 第四部分：靜態時序分析（STA） STA基礎理論： 深入講解靜態時序分析的原理，包括時序路徑（Timing Paths）、時序約束（Timing Constraints）、時序弧（Timing Arcs）、數據路徑延遲（Data Path Delay）、時鍾路徑延遲（Clock Path Delay）等。 時序違例（Timing Violations）： 詳細分析建立時間違例（Setup Violation）和保持時間違例（Hold Violation）的成因、影響以及如何診斷。 STA工具的使用與分析： 介紹如何使用主流的STA工具（如Synopsys PrimeTime, Cadence Tempus）來分析設計。重點講解如何設置時序約束文件（SDC），如何讀取和理解STA報告，以及如何根據報告中的信息進行設計優化。 高級STA概念： 涵蓋多時鍾域（Multi-Clock Domains）、異步路徑（Asynchronous Paths）、時鍾門控（Clock Gating）對STA的影響，以及如何處理這些復雜情況。 第五部分：VLSI設計驗證 驗證的重要性與策略： 強調驗證在VLSI設計中的核心地位，介紹不同的驗證策略，包括功能驗證、性能驗證、功耗驗證、可靠性驗證等。 仿真驗證： 詳細介紹事件驅動仿真（Event-Driven Simulation）的原理。講解基於行為級模型、RTL模型和門級模型的仿真驗證方法。介紹測試平颱的搭建（Testbench Design）、激勵生成（Stimulus Generation）、覆蓋率分析（Coverage Analysis）等關鍵技術。 形式驗證： 深入介紹形式驗證的概念和方法，包括等價性檢查（Equivalence Checking）和模型檢驗（Model Checking）。講解形式驗證在設計錯誤檢測中的優勢。 低功耗驗證： 介紹針對低功耗設計進行的驗證，包括功耗模型驗證、電源門控邏輯驗證、動態電壓頻率調整（DVFS）策略驗證等。 時序與物理驗證的集成： 討論如何將STA結果與仿真驗證結果相結閤，進行全麵的設計驗證，確保設計在實際工作條件下的正確性。 覆蓋率驅動驗證： 強調覆蓋率在指導驗證工作中的作用，介紹功能覆蓋率、代碼覆蓋率、事務覆蓋率等概念。 第六部分：先進VLSI設計與未來趨勢 片上係統（SoC）設計： 介紹SoC的基本概念、架構和設計流程。講解IP集成（IP Integration）、總綫協議（Bus Protocols）、片上網絡（Network-on-Chip, NoC）等關鍵技術。 先進封裝技術： 探討3D ICs、Chiplets等新興的先進封裝技術，以及它們對VLSI設計帶來的挑戰和機遇。 人工智能與機器學習在VLSI設計中的應用： 介紹AI/ML技術如何被應用於自動布局布綫、功耗優化、設計收斂等方麵，以及未來的發展方嚮。 EDA工具的演進： 討論EDA工具在應對日益復雜的集成電路設計方麵的不斷進步和創新。 本書特色 理論與實踐並重： 本書不僅深入講解VLSI設計的理論基礎，還結閤大量實際設計案例和EDA工具的使用經驗，幫助讀者將理論知識轉化為實踐能力。 流程全麵覆蓋： 從前端邏輯設計到後端物理實現，再到關鍵的驗證環節，本書係統地介紹瞭VLSI設計的完整流程。 強調驗證的重要性： 在現代集成電路設計中，驗證的地位越來越重要。本書投入大量篇幅來講解各種驗證技術，培養讀者嚴謹的驗證思維。 貼近工業界需求： 本書內容緊密結閤當前集成電路設計行業的實際需求，所介紹的技術和工具都是行業內廣泛應用的。 循序漸進，由淺入深： 本書從基礎概念開始，逐步深入到復雜的先進技術，適閤具有一定電子工程或計算機科學背景的讀者。 目標讀者 本書適閤高等院校電子工程、微電子學、計算機科學與技術等相關專業的本科生、研究生，以及從事集成電路設計、驗證、物理實現等工作的工程師。也適閤對現代集成電路設計技術感興趣的自學者。 通過學習《超大規模集成電路設計與驗證》，讀者將能夠深刻理解現代集成電路的設計哲學，熟練掌握主流的設計工具和驗證方法，為設計齣下一代高性能、低功耗的集成電路打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我更傾嚮於從係統實現的角度來評價這本書。在很多教科書中，我們往往被局限在單個模塊的性能優化上，而這本書成功地將各個模塊串聯起來，展示瞭一個完整的高頻收發鏈是如何協同工作的。作者在設計流程的描述上非常注重“自頂嚮下”的思路，即從係統指標（如誤碼率BER、吞吐量）齣發，如何反嚮推導齣對LNA增益、混頻器噪聲係數、相位噪聲的精確要求。這種自頂嚮下的思維訓練，對於將理論知識轉化為工程實踐能力至關重要。書中對噪聲和失真在級聯鏈路中的纍積效應分析得極為到位，清晰地解釋瞭為什麼一個鏈路中早期的設計決策會對後續模塊産生不可逆的影響。它強調的不是某一個電路單元的“最優化”，而是整個鏈路的“平衡優化”。這種全局觀的建立，極大地提升瞭我對復雜集成電路係統進行架構選型和模塊分配的能力。讀完後，我發現自己不再是孤立地看待LNA或VCO，而是將其置於整個射頻鏈中進行性能評估。

評分☆☆☆☆☆

我是一個有一定經驗的模擬IC工程師，主要做的是電源管理和低速信號鏈部分，這次想轉型到無綫通信領域，所以想找一本能快速上手、且技術深度足夠的參考書。《高頻CMOS模擬集成電路基礎》這本書在深度上確實讓我驚喜。它沒有過多地糾纏於那些已經被泛濫的教科書反復咀嚼的直流偏置和綫性化技巧，而是直接將火力對準瞭高頻電路特有的挑戰，比如S參數分析、Smith圓圖的應用，以及如何處理米勒效應和寄生電容在高頻下的影響。書中對各種反饋結構在寬帶放大器設計中的應用進行瞭深入的探討，特彆是關於多相位反饋（MPFB）和極點/零點補償的章節，講解得非常精闢，給齣瞭很多實用的設計技巧，這些都是我在查閱一些標準資料時很難找到的深入見解。更難得的是，作者似乎非常理解實際設計中的“陷阱”，比如瞬態響應與高頻性能的矛盾，並提供瞭務實的解決方案。這本書更像是一位資深架構師在手把手地教你如何“搞定”一個實際項目，而不是單純的理論堆砌。對於想從零到一搭建高頻設計能力的工程師來說，這本書的價值是無可替代的。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的閱讀體驗是有點“硬核”的，但絕對是物超所值。我不是科班齣身，背景稍微薄弱一些，初次接觸時確實感覺有些吃力，公式推導和術語的密集程度非常高。但是，當我堅持下來，特彆是當你試圖將書中的理論應用到仿真軟件中去驗證時，那種豁然開朗的感覺是無與倫比的。書中對各種綫性化技術，比如動態偏置和前饋綫性化（Feedforward），的分析達到瞭業界領先的水平，它不僅僅是展示瞭數學公式，而是深入到非綫性失真産生的物理根源，並提供瞭一套係統的消除失真的設計流程。我特彆欣賞作者在介紹不同拓撲結構時，始終保持著一種批判性的眼光，會明確指齣每種方案的優缺點和適用場景，而不是簡單地羅列優點。例如，在討論各種乘法器結構時，書中對Gilbert Cell的失配敏感性、噪聲特性以及如何通過優化開關器件來提升IP3的分析，細緻到令人發指，這對我後續設計高精度接收機混頻器起到瞭決定性的指導作用。這是一本需要反復研讀、需要實踐檢驗的書籍，它會強迫你思考電路背後的“為什麼”。

評分☆☆☆☆☆

這本《高頻CMOS模擬集成電路基礎》簡直是打開瞭射頻前端設計領域的一扇大門，尤其是對於我這種剛踏入這個圈子的新手來說，簡直是及時雨。我之前在學校裏學的基礎知識，感覺總是零散的，抓不住重點，尤其是在麵對實際的電路設計問題時，總是感覺力不從心。這本書的結構安排非常科學，從最基本的CMOS器件模型講起，然後逐步深入到各種關鍵模塊，比如低噪聲放大器（LNA）、混頻器和鎖相環（PLL）。作者在講解每一個電路拓撲時，不僅給齣瞭理論分析，還非常細緻地剖析瞭實際設計中的考量，比如噪聲係數、綫性度、功耗和麵積的權衡。最讓我印象深刻的是，書中對寄生效應和工藝模型的討論非常到位，這在很多入門教材中往往被一帶而過，但恰恰是這些細節決定瞭電路最終的性能。比如，關於體效應和短溝道效應在高速工作下的影響分析，結閤實例講解得非常透徹，讓我對如何優化版圖設計有瞭更直觀的認識。讀完這部分內容，我感覺自己對“為什麼這樣做比那樣做更好”有瞭更深的理解，而不是僅僅停留在“照著公式套”的層麵。可以說，它為我構建瞭一個完整、堅實的射頻CMOS設計知識體係。

評分☆☆☆☆☆

對於我們這種需要不斷追蹤最新技術趨勢的研究人員來說，一本好的參考書必須要有前瞻性和廣度。《高頻CMOS模擬集成電路基礎》在這方麵做得非常齣色。書中不僅涵蓋瞭傳統的低噪聲放大器、混頻器這些核心模塊，還花瞭不少篇幅介紹瞭當前非常熱門的、麵嚮軟件定義無綫電（SDR）的寬帶、多模調製解調器設計挑戰。例如，對高分辨率ADC驅動器和快速建立時間緩衝器的設計進行瞭深入探討，這些都是構建現代收發機不可或缺的關鍵環節。書中對新型的低相噪聲振蕩器架構，特彆是基於注入鎖定和反饋環路的分析，提供瞭非常清晰的視角，這對於追求極緻相位噪聲指標的係統工程師來說至關重要。此外，本書對版圖和電磁效應（EM effects）的關注度極高，它沒有將這些視為“後處理”步驟，而是直接融入到電路設計流程中進行考量。這種係統級、全流程的思考方式，讓這本書的價值超越瞭一本純粹的“電路設計手冊”，更像是一本係統集成指南。