正版新书--CMOS集成电路设计手册(第3版 基础篇) R. Jacob Baker pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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R. Jacob Baker 著

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115337726

商品编码：29343114418

包装：平装

出版时间：2014-02-01

基本信息

书名：CMOS集成电路设计手册(第3版 基础篇)

定价：69.00元

作者：R. Jacob Baker

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2014-02-01

ISBN：9787115337726

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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CMOS集成电路设计手册(第3版 基础篇)荣获美国工程教育协会奖
CMOS集成电路设计手册(第3版 基础篇)是CMOS集成电路设计领域的书籍，有着以下的优点
1. 专门讨论了CMOS集成电路设计的基础知识。
2. 详细讨论了CMOS集成电路的结构、工艺以及相关的电参数知识。
3. 理论知识的讨论深入浅出，有利于读者理解。
4. 对书中涵盖的内容，作者做了较为详细的描述，细致入微，有助于读者打下坚实的理论的基础。

内容提要

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《CMOS集成电路设计手册》讨论了CMOS电路设计的工艺、设计流程、EDA工具手段以及数字、模拟集成电路设计，并给出了一些相关设计实例，内容介绍由浅入深。该著作涵盖了从模型到器件，从电路到系统的全面内容，是一本、综合的CMOS电路设计的工具书及参考书。
《CMOS集成电路设计手册》英文原版书是作者近30年教学、科研经验的结晶，是CMOS集成电路设计领域的一本力作。《CMOS集成电路设计手册》已经过两次修订，目前为第3版，内容较第2版有了改进，补充了CMOS电路设计领域的一些新知识，使得本书较前一版内容更加详实。
为了方便读者有选择性地学习，此次将《CMOS集成电路设计手册》分成3册出版，分别为基础篇、数字电路篇和模拟电路篇。本书作为基础篇，介绍了CMOS电路设计的工艺及基本电参数知识。本书可以作为CMOS基础知识的重要参考书，对工程师、科研人员及高校师生都有着较为重要的参考意义。

目录

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章 CMOS设计概述
1.1 CMOS集成电路的设计流程
制造
1.2 CMOS背景
1.3 SPICE概述

第2章 阱
2.1 图形转移
n阱的图形转移
2.2 n阱版图设计
n阱的设计规则
2.3 电阻值计算
n阱电阻
2.4 n阱/衬底二极管
2.4.1 PN结物理学简介
2.4.2 耗尽层电容
2.4.3 存储或扩散电容
2.4.4 SPICE建模
2.5 n阱的RC延迟
2.6 双阱工艺

第3章 金属层
3.1 焊盘
焊盘版图设计
3.2 金属层的版图设计
3.2.1 metal1和via1
3.2.2 金属层的寄生效应
3.2.3 载流极限
3.2.4 金属层设计规则
3.2.5 触点电阻
3.3 串扰和地弹
3.3.1 串扰
3.3.2 地弹
3.4 版图举例
3.4.1 焊盘版图II
3.4.2 金属层测试结构版图设计

第4章 有源层和多晶硅层
4.1 使用有源层和多晶硅层进行版图设计
工艺流程
4.2 导线与多晶硅层和有源层的连接
4.3 静电放电(ESD)保护

第5章 电阻、电容、MOSFET
5.1 电阻
5.2 电容
5.3 MOSFET
5.4 版图实例

第6章 MOSFET工作原理
6.1 MOSFET的电容回顾
6.2 阈值电压
6.3 MOSFET的IV特性
6.3.1 工作在线性区的MOSFET
6.3.2 饱和区
6.4 MOSFET的SPICE模型
6.4.1 SPICE仿真实例
6.4.2 亚阈值电流
6.5 短沟道MOSFET
6.5.1 MOSFET缩比
6.5.2 短沟道效应
6.5.3 短沟道CMOS工艺的SPICE模型

第7章 CMOS制备
7.1 CMOS单元工艺步骤
7.1.1 晶圆的制造
7.1.2 热氧化
7.1.3 掺杂工艺
7.1.4 光刻
7.1.5 薄膜去除
7.1.6 薄膜沉积
7.2 CMOS工艺集成
7.2.1 前道工艺集成
7.2.2 后道工艺集成
7.3 后端工艺
7.4 总结

第8章 电噪声概述
8.1 信号
8.1.1 功率和能量
8.1.2 功率谱密度
8.2 电路噪声
8.2.1 电路噪声的计算和建模
8.2.2 热噪声
8.2.3 信噪比
8.2.4 散粒噪声
8.2.5 闪烁噪声
8.2.6 其他噪声源
8.3 讨论
8.3.1 相关性
8.3.2 噪声与反馈
8.3.3 有关符号的一些后说明

第9章 模拟设计模型
9.1 长沟道MOSFET
9.1.1 平方律方程
9.1.2 小信号模型
9.1.3 温度效应
9.2 短沟道MOSFET
9.2.1 通用设计(起始点)
9.2.2 专用设计(讨论)
9.3 MOSFET噪声模型

0章 数字设计模型
10.1 数字MOSFET模型
10.1.1 电容效应
10.1.2 工艺特征时间常数
10.1.3 延迟时间与跃迁时间
10.1.4 通用数字设计
10.2 MOSFET单管传输门电路
10.2.1 单管传输门的延迟时间
10.2.2 级联的单管传输门的延迟时间
10.3 关于测量的后说明
附录

作者介绍

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R. Jacob (Jake) Baker是一位工程师、教育家以及发明家。他有超过20年的工程经验并在集成电路设计领域拥有超过200项的（包括正在申请中的）。Jake也是多本电路设计图书的作者。

文摘

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序言

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《现代电路系统设计：原理与应用》 第一部分：模拟电路设计基础 在当今高度互联的电子世界中，理解和设计高效、可靠的模拟电路是构建复杂电子系统的基石。本书的这一部分将深入探讨模拟电路设计的核心原理，为读者奠定坚实的理论基础。 章节 1：半导体器件物理基础 本章将从最基本的半导体材料特性入手，逐步解析PN结的形成、二极管的伏安特性以及其在整流、稳压等基本应用中的原理。我们将详细介绍双极结型晶体管（BJT）和金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）的结构、工作原理、电流-电压特性曲线以及跨导、输出电阻等关键参数的推导。重点将放在MOSFET的沟道形成、亚阈值区和饱和区的行为分析，并讨论其在不同偏置条件下的等效电路模型。同时，也将简要介绍衬底效应、短沟道效应等影响MOSFET性能的关键因素。 章节 2：放大器基本原理与配置 放大器是模拟电路设计的灵魂。本章将系统讲解各种基本放大器拓扑结构，包括共射极、共集电极（射极跟随器）和共基极放大器。我们将分析它们在电压增益、电流增益、输入阻抗和输出阻抗等方面的特性，并探讨它们各自的适用场景。此外，本章还将介绍差分放大器的基本原理、共模抑制比（CMRR）及其重要性。多级放大器的设计理念，如级联以实现高增益、补偿以提高稳定性等，也将得到深入阐述。 章节 3：频率响应与补偿 任何实际电路都存在频率响应特性，理解和优化这一特性至关重要。本章将介绍频率响应的基本概念，包括单位增益频率、带宽、上升时间和阶跃响应等。我们将深入分析放大器中的极点和零点对频率响应的影响，并详细讲解伯德图（Bode Plot）的绘制和解读方法。为了保证放大器的稳定性，补偿技术是必不可少的。本章将重点介绍频率补偿的原理，包括极点补偿和零点补偿，以及补偿电路的设计方法。例如，我们将讨论密勒补偿（Miller Compensation）及其在运算放大器设计中的应用。 章节 4：反馈放大器 反馈是提高电路性能、扩展动态范围、降低失真的关键技术。本章将深入剖析负反馈和正反馈的工作原理。我们将详细介绍四种基本的负反馈组态：电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈和电流并联负反馈。对于每种组态，我们将分析其对放大器输入阻抗、输出阻抗、增益和带宽的影响。此外，本章还将探讨反馈对稳定性的影响，以及在使用反馈时需要注意的问题，如振荡的产生和抑制。 章节 5：运算放大器（Op-Amp）及其应用 运算放大器是现代模拟电路设计中最重要的集成电路之一。本章将详细介绍理想运算放大器的特性，如无穷大的开环增益、无穷大的输入阻抗和零输出阻抗。在此基础上，我们将分析实际运算放大器的非理想特性，如输入失调电压、输入偏置电流、有限的开环增益、有限的带宽和有限的输出电压摆幅。我们将通过一系列经典的运算放大器应用电路，如反相比例器、同相比例器、加法器、减法器、积分器和微分器，来展示运算放大器的强大功能。 章节 6：滤波器设计 滤波器在信号处理和通信系统中扮演着至关重要的角色，用于选择特定频率范围的信号。本章将介绍滤波器设计的基本概念，包括通带、阻带、截止频率、过渡带和滚降率。我们将详细讲解几种常见的滤波器类型，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。重点将放在巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和贝塞尔（Bessel）滤波器等近似响应的特性分析和设计。本书还将介绍有源滤波器和无源滤波器的设计方法，并讨论它们在不同应用中的优缺点。 第二部分：数字电路设计基础 随着信息技术的飞速发展，数字电路已成为现代电子系统的核心。本部分将系统介绍数字电路的设计原理、逻辑门电路、组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法，为读者掌握数字系统设计打下坚实基础。 章节 7：逻辑门与布尔代数 本章将从最基本的逻辑门电路入手，介绍与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门和同或门等逻辑门的功能、符号和真值表。我们将详细讲解布尔代数的公理和定理，并运用这些工具来化简逻辑表达式，实现逻辑功能的最小化。卡诺图（Karnaugh Map）作为一种直观的逻辑化简工具，也将得到重点介绍，并展示如何利用卡诺图化简复杂逻辑函数。 章节 8：组合逻辑电路设计 组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入。本章将讲解组合逻辑电路的设计流程，包括从规格说明到真值表、逻辑表达式的推导，以及最终的电路实现。我们将深入分析编码器、解码器、多路选择器（MUX）和分路选择器（DEMUX）等基本组合逻辑模块的功能和设计。此外，加法器（半加器、全加器）、减法器、比较器等算术逻辑电路的设计也将得到详细讲解。 章节 9：时序逻辑电路设计 时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还取决于电路过去的状态，即具有“记忆”功能。本章将介绍触发器（Flip-Flop）的基本类型，包括SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器，并详细分析它们的逻辑功能、状态转移图和时序图。基于触发器，我们将讲解寄存器（Register）和计数器（Counter）的设计，包括移位寄存器、同步计数器和异步计数器。状态机的设计，包括有限状态机（FSM）的建模（如Moore和Mealy模型）、状态图和状态表的绘制，以及硬件描述语言（HDL）在时序逻辑设计中的初步应用也将得到介绍。 章节 10：半导体存储器 存储器是数字系统的重要组成部分。本章将介绍各种半导体存储器的基本结构和工作原理。我们将详细讲解随机存取存储器（RAM）的分类（SRAM和DRAM）及其读写操作。只读存储器（ROM）的类型，如掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦写可编程ROM（EPROM）和电可擦可编程ROM（EEPROM）也将得到介绍。闪存（Flash Memory）作为一种重要的非易失性存储技术，也将重点讲解其工作原理和应用。 第三部分：集成电路设计流程与工艺 本部分将带领读者了解集成电路（IC）从概念到最终产品的完整设计流程，并介绍当前主流的半导体制造工艺。 章节 11：集成电路设计流程 本章将详细阐述集成电路的设计流程，从需求分析、系统规格定义开始，逐步深入到架构设计、逻辑设计（RTL编码）、仿真验证、综合、布局布线（Place and Route）、物理验证（DRC/LVS）以及最终的芯片制造和封装测试。我们将介绍设计流程中各个环节所使用的关键工具和技术，以及它们之间的相互关系。 章节 12：半导体制造工艺基础 集成电路的实现离不开精密的制造工艺。本章将介绍半导体制造的基本流程，包括晶圆制备、氧化、光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入和金属互连等关键步骤。我们将重点讲解光刻技术在微小特征尺寸制造中的作用，以及干法刻蚀和湿法刻蚀的原理和区别。互连线的形成和多层金属布线技术也是本章的重要内容。 章节 13：设计自动化工具（EDA） 现代集成电路设计高度依赖电子设计自动化（EDA）工具。本章将介绍EDA工具在IC设计流程中的作用，包括逻辑综合工具、布局布线工具、仿真工具、物理验证工具和形式验证工具。我们将简要介绍几种主流的EDA工具及其功能，并强调EDA工具在提高设计效率、降低设计成本和确保设计质量方面的重要性。 第四部分：可靠性与功耗设计 随着电子设备的小型化和性能的提升，集成电路的可靠性和功耗问题日益突出，成为设计中不可忽视的重要方面。 章节 14：集成电路可靠性 本章将探讨影响集成电路可靠性的各种因素，包括材料失效、工艺缺陷、过压、过流、高温和辐射等。我们将介绍几种常见的失效机制，如热载流子注入（Hot Carrier Injection）、电迁移（Electromigration）和击穿（Breakdown）。可靠性设计方法，如冗余设计、容错设计和时序裕度分析等，也将得到介绍。 章节 15：低功耗集成电路设计 功耗是移动设备、可穿戴设备以及大规模数据中心等应用场景的关键制约因素。本章将深入探讨低功耗集成电路设计策略。我们将从系统级、架构级、电路级和器件级等多个层面介绍降低功耗的方法。重点将讲解动态功耗和静态功耗的来源，以及如何通过降低工作电压、优化时钟门控（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）、动态电压和频率调整（DVFS）等技术来减小功耗。 通过对以上各个部分的系统学习，读者将能够全面掌握现代集成电路设计的理论基础、设计方法和实现技术，为进行实际的模拟、数字和混合信号集成电路设计打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对科技充满热情的硬件爱好者，虽然我的背景并非科班出身，但对集成电路设计这一神奇的领域一直充满向往。我经常会阅读一些科技文章，了解最新的芯片技术进展，但很多时候都觉得隔靴搔痒，无法深入理解其背后的原理。《CMOS集成电路设计手册(第3版 基础篇)》这本书，光是听名字就充满了技术感，而且“基础篇”这个定位，让我觉得它可能是我入门CMOS设计的一个绝佳选择。我特别希望这本书能够用相对易懂的方式，讲解CMOS器件的基本工作原理，以及一些最基础的电路模块是如何构建的。我追求的是一种能够循序渐进的学习体验，希望这本书能够带领我一步步揭开CMOS设计的神秘面纱，让我能够对这个领域有一个初步但清晰的认识。我不在乎它是否包含最前沿的理论，我更看重它能否让我建立起对这个基础领域的正确理解，为我未来可能的深入探索打下基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧质量真的没话说，封面设计简洁大方，纸张厚实，印刷清晰，拿在手里沉甸甸的，感觉非常扎实，一看就是用心制作的。我一直对集成电路设计这个领域充满好奇，虽然不是科班出身，但一直想深入了解一下。偶然的机会看到了这本书的推荐，名字听起来就很专业，而且是“基础篇”，感觉特别适合我这种初学者。我特别看重书籍的实操性和系统性，希望它不仅能讲清楚理论，还能有一些实际的案例或者指导。这本书的光是目录就让我觉得很充实，从半导体器件的工作原理到基本的电路模块设计，涵盖的内容很全面。而且，封面上“CMOS集成电路设计手册”这几个字，加上作者的名字 R. Jacob Baker，都透露着一股权威感，让我对它的内容质量充满了期待。拿到书后，我迫不及待地翻阅了一下，虽然里面涉及的很多专业术语我还需要查阅资料，但这恰恰说明了它的深度和广度。我希望这本书能够像一位循循善诱的老师，一步步引导我进入CMOS设计的奇妙世界，让我能够理解那些精密的电路是如何工作的，以及它们是如何被创造出来的。整体而言，这本书给我的第一印象就是——专业、扎实、值得信赖。

评分☆☆☆☆☆

我是一名资深的电子工程师，虽然我的工作更多地集中在系统集成和嵌入式开发，但随着技术的迭代，对芯片底层设计原理的理解变得越来越重要。我深知CMOS技术是现代集成电路的基石，而一本权威的设计手册，对于我这样的从业者来说，是必不可少的工具书。《CMOS集成电路设计手册(第3版 基础篇)》这个标题，立刻引起了我的注意。我一直在寻找一本能够系统梳理CMOS设计核心概念，并且能够提供实践指导的书籍。我对作者 R. Jacob Baker 的专业能力和在学术界的地位早有耳闻，因此对这本书的内容品质寄予厚望。我希望这本书能够帮助我巩固和深化对CMOS基本原理的理解，了解当前主流的设计流程和技术趋势，并且能够从中获得一些实用的设计技巧和注意事项。我非常看重书籍的实用性和权威性，一本能够经得起时间考验的经典著作，绝对是每个工程师案头必备的良器。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在校的电子工程专业的学生，我一直为如何找到一本真正适合学习CMOS集成电路设计的经典教材而苦恼。市面上相关的书籍很多，但要么过于理论化，要么过于偏重某个特定领域，难以形成完整的知识体系。《CMOS集成电路设计手册(第3版 基础篇)》这个书名，简直是为我量身定做的。我一直在寻找一本能够从根本上理解CMOS器件工作原理，并且能够掌握基本电路设计方法学的书籍，而这本书的出现，无疑给我带来了巨大的希望。我特别看重作者 R. Jacob Baker 的学术背景和在该领域的声誉，这让我相信这本书的内容一定是经过精心打磨，并且具有很高的学术价值。我希望这本书能够帮助我理清复杂的概念，建立起坚实的理论基础，为我未来更深入的学习和研究打下坚实的基础。我计划在接下来的学习中，将这本书作为我的主要参考书，希望它能够帮助我真正掌握CMOS集成电路设计的核心精髓，为我未来的职业生涯做好准备。

评分☆☆☆☆☆

我是在一次偶然的电子展上接触到这本书的，当时展位上摆放着很多技术书籍，但唯独这本《CMOS集成电路设计手册(第3版 基础篇)》吸引了我的目光。我从事硬件开发多年，虽然侧重点不在集成电路设计，但随着行业的发展，对上游芯片设计的理解越来越成为一种刚需。这本书的作者 R. Jacob Baker 在这个领域内可是大名鼎鼎，他的著作通常都以严谨和深入浅出著称。我当时就觉得，如果想系统性地学习CMOS设计的基础知识，这绝对是一本绕不开的书。这本书的“基础篇”定位，对我来说意义重大，这意味着它不会一开始就抛出过于复杂的概念，而是会从最根本的原理讲起，这对于我这样需要“补课”的人来说至关重要。我特别希望这本书能够逻辑清晰，循序渐进，让我能够一步步建立起对CMOS器件和基本电路的深刻认识。我一直相信，扎实的基础是进行任何高级设计的前提。拿到书后，我注意到它虽然是第三版，但内容必然经过了不断的更新和优化，这让我对它的前沿性和实用性充满信心。