模拟CMOS集成电路设计(国外名校新教材精选) 9787560516066 西安交通大学出 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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美毕查德拉扎维作 陈贵灿程军张瑞智者 著

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出版社： 西安交通大学出版社

ISBN：9787560516066

商品编码：29424984761

包装：平装

出版时间：2014-06-01

基本信息

书名：模拟CMOS集成电路设计(国外名校新教材精选)

定价：75.00元

作者：(美)毕查德？拉扎维作 陈贵灿程军张瑞智者

出版社：西安交通大学出版社

出版日期：2014-06-01

ISBN：9787560516066

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.922kg

编辑推荐

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内容提要

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毕查德·拉扎维编著的这本《模拟CMOS集成电路设计》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。《模拟CMOS集成电路设计》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。1章至3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，4、15章介绍振荡器和没相环。6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。
《模拟CMOS集成电路设计》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。

目录

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作者简介中文版前言译者序序致谢章 模拟电路设计绪论第2章 MOS器件物理基础第3章 单级放大器第4章 差动放大器第5章 无源与有源电流镜第6章 放大器的频率特性第7章 噪声第8章 反馈第9章 运算放大器0章 稳定性与频率补偿1章 带隙基准2章 开关电容电路3章 非线性与不匹配4章 振荡器5章 锁相环6章 短沟道效应与器件模型7章 CMOS工艺技术8章 版图与封装英汉词汇对照

作者介绍

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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，他成为加州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电路专题讨论会的技术程序委员会和国际固体电子协会(ISSCC)的成员，在其中担任模拟小组委员会的主席。此外，他还分别担任IEEE固体电路杂志、IEEE电路和系统杂志及高速电子学国际杂志的特邀编辑和副编辑。 拉扎维教授于1994年因为的编辑能力获ISSCC的Beatrice奖，1994年在欧洲固体电子会议上获*论文奖，1995年和1997年ISSCC的*专题小组奖，1997年TRw创新教学奖，1998年IEEE定制集成电路会议*论文奖。他是《数据转换系统设计原理》(IEEE出版，1995)和《RF微电子学》(Prentice Hall出版，1998)的作者，以及《单片锁相环和时钟恢复电路》(IEEE出版，1996)的编者。

文摘

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序言

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模拟CMOS集成电路设计：理论、实践与前沿探索 引言 电子信息技术的飞速发展，离不开集成电路的不断革新。作为现代电子设备的“大脑”，集成电路的设计与制造一直是科技竞争的核心领域。其中，模拟集成电路以其在信号处理、放大、滤波、电源管理等关键应用中的不可替代性，占据着举足轻重的地位。本书旨在深入探讨模拟CMOS集成电路设计的理论基础、核心技术、实用方法以及未来发展趋势，为读者提供一个全面而深入的认知框架。本书内容严谨，逻辑清晰，兼顾理论深度与实践指导，适合高等院校电子工程、微电子学、通信工程等相关专业的学生，以及从事集成电路设计、研发的工程师阅读参考。 第一部分：模拟CMOS集成电路设计的基础理论 本部分将为读者构建坚实的理论基石，为后续深入的学习奠定基础。 1. CMOS器件物理与模型： MOSFET 工作原理回顾: 详细阐述金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）的结构、工作原理、电荷传输机制，包括沟道形成、阈值电压、跨导、输出电阻等关键参数的物理根源。 理想MOSFET 模型: 介绍零级、一级和二级（Shichman-Hodges、Sakurai-Newton）等一系列简化模型，分析其在不同偏置区（截止区、线性区、饱和区）的特性，以及这些模型在电路分析中的应用与局限性。 非理想效应: 深入剖析引起器件性能下降的各种非理想效应，包括短沟道效应（DIBL、阈值电压降低）、沟道长度调制、体效应、热电子效应、栅氧化物击穿等，并探讨其对电路设计的影响。 CMOS 器件建模: 介绍Spice等仿真软件中常用的DC、AC、瞬态等模型，重点讲解BSIM系列模型（如BSIM3, BSIM4）的物理基础、参数提取与应用。强调模型精度与计算效率之间的权衡。 2. CMOS 反相器与基本逻辑门： CMOS 反相器: 详细分析CMOS反相器的结构、工作原理、静态特性（电压传输特性VTC）、动态特性（延迟时间、功耗）。探讨不同尺寸的PMOS和NMOS晶体管如何影响反相器的性能。 基本逻辑门 (NAND, NOR): 阐述CMOS NAND和NOR门的结构、工作原理，分析其VTC以及与反相器在性能上的差异。 多输入逻辑门: 介绍CMOS多输入AND、OR、XOR、XNOR门的实现方式，讨论其在面积、功耗和延迟方面的设计考量。 传输门与多路选择器: 讲解传输门的基本原理及其作为开关的应用，在此基础上设计CMOS多路选择器。 3. CMOS 电源和接地： 电源分配网络 (PDN): 深入分析片上电源分配网络的设计，包括片上低阻抗电源线的设计、去耦电容的选择与布局、电源噪声的抑制方法。 接地设计: 强调良好接地的重要性，讨论共享接地、差分接地等技术，以及接地回流对信号完整性的影响。 电源和接地噪声的建模与仿真: 介绍如何利用Spice等工具对电源和接地噪声进行建模和仿真，并提供相应的优化建议。 第二部分：模拟CMOS集成电路设计中的核心模块 本部分将聚焦于模拟电路设计中的关键功能模块，深入解析其设计原理、电路结构和性能优化。 1. CMOS 差分放大器: 差分放大器基本原理: 阐述差分信号、共模信号的概念，以及差分放大器抑制共模干扰、放大差模信号的原理。 共源共栅差分放大器: 介绍其结构、工作原理，分析其高增益、高输出阻抗的特性。 折叠式共源共栅差分放大器: 探讨其结构优势，如减小输出电压摆幅，提高输入动态范围。 尾电流源: 详细介绍各种CMOS电流源的实现方式，包括简易电流镜、共源共栅电流源、源极退化电流源等，以及其对差分放大器性能的影响。 输入失调电压与共模抑制比 (CMRR): 分析差分放大器输入失调电压的产生原因，以及如何通过器件尺寸匹配、尾电流源设计等方法来减小失调。深入讲解CMRR的定义、测量以及影响因素。 2. CMOS 运算放大器 (Op-Amp): 基本运算放大器结构: 介绍单级、双级、多级运算放大器的基本拓扑结构。 双级运算放大器: 重点讲解最常见的两级CMOS运放设计，包括输入差分级、增益级和输出缓冲级。 补偿技术: 详细阐述频率补偿的必要性，介绍零极点分离、密勒补偿、极点补偿等技术，分析补偿元件（如电容）的选择与取值对稳定性、带宽和功耗的影响。 增益、带宽、压摆率、输出摆幅: 分析影响运放性能的关键参数，并探讨如何通过电路设计与器件优化来满足各项指标要求。 功耗优化: 讨论低功耗运放的设计策略，如使用亚阈值晶体管、动态功耗管理等。 3. CMOS 滤波器: 滤波器分类与应用: 介绍低通、高通、带通、带阻等基本滤波器类型，以及其在信号调理、抗混叠等方面的应用。 连续时间滤波器 (CTF) 与离散时间滤波器 (DTF): 区分两种滤波器类型，并介绍其设计理念。 有源滤波器的实现: 讲解如何利用运放、电阻、电容等元件实现滤波器功能，如Sallen-Key滤波器、MFB滤波器。 开关电容滤波器 (SCF): 深入分析SCF的工作原理，包括时钟信号控制、电荷传输等。讲解其在降低占用的硅面积、提高精度方面的优势。 GM-C 滤波器: 介绍跨导-电容（GM-C）滤波器的设计，分析其结构、工作原理以及与SCF的对比。 4. CMOS 采样与保持电路: 采样与保持电路的基本功能: 阐述采样与保持电路在模拟数字转换（ADC）系统中的作用，即在特定时刻对输入模拟信号进行采样并将其值保持一段时间。 开关和电容选择: 讨论采样开关（如NMOS、PMOS、CMOS传输门）的选择对精度和速度的影响，以及保持电容的电荷注入、漏电效应等对保持精度的影响。 输入阻抗与输出阻抗: 分析采样保持电路的输入阻抗要求和输出阻抗特性，以及如何通过缓冲器来满足要求。 非理想效应: 探讨采样时钟馈通、电荷注入、漏电等对采样精度的影响，并提出相应的减小方法。 5. CMOS 稳定性分析与补偿: 稳定性分析: 深入讲解频率域的稳定性分析方法，如Bode图、Nyquist图，以及伯德斜率定理、增益裕度、相位裕度等概念。 反馈回路分析: 分析负反馈回路的工作原理，以及在放大电路中反馈对稳定性的影响。 补偿技术的应用: 结合运放设计，详细讲解各种补偿技术（如密勒补偿、极点补偿）如何在反馈回路中引入零极点，以改善相位裕度，确保电路在有载或无载情况下的稳定性。 第三部分：模拟CMOS集成电路设计的先进技术与前沿 本部分将带领读者了解模拟CMOS设计中的一些先进技术，并展望未来的发展趋势。 1. 低功耗设计技术: 功耗分类: 区分静态功耗和动态功耗，分析其产生机理。 低功耗设计策略: 介绍各种低功耗设计方法，如降低工作电压、减小晶体管尺寸、采用亚阈值工作区域、动态电压与频率调节（DVFS）、体偏置技术等。 低功耗数据转换器: 探讨在ADC/DAC设计中实现低功耗的关键技术。 2. 噪声分析与抑制: 噪声源: 详细分析CMOS电路中的主要噪声源，包括热噪声、闪烁噪声（1/f噪声）等，并介绍其功率谱密度。 噪声建模: 学习如何利用Spice等工具对器件噪声和电路噪声进行建模与计算。 噪声性能优化: 探讨如何通过器件尺寸、电流偏置、电路拓扑等来优化电路的噪声性能，如提高信噪比（SNR）。 3. 高速CMOS电路设计: 寄生效应的影响: 分析寄生电容、寄生电感、寄生电阻对高速信号传输和电路性能的影响。 高速互连线设计: 探讨高速差分信号线的设计、阻抗匹配、信号完整性分析。 高速电路拓扑: 介绍一些适用于高速应用的电路结构，如电流驱动型电路、前馈放大器等。 4. 数模混合电路设计: ADC/DAC: 深入介绍不同类型的ADC（如逐次逼近型SAR, 流水线Pipeline, sigma-delta）和DAC（如电压开关型、电流开关型）的设计原理、结构和性能权衡。 电源管理集成电路 (PMIC): 探讨DC-DC转换器（LDO, 开关电源）、基准电压源、电荷泵等PMIC核心模块的设计。 混合信号IP设计: 介绍在SoC系统中，如何有效地集成模拟和数字模块，以及IP核的复用与验证。 5. 先进工艺与新材料: 先进CMOS工艺: 介绍FinFET, GAAFET等新型晶体管结构对模拟电路设计的影响，以及高K介质、金属栅等工艺技术的进步。 新材料的应用: 探讨如MEMS、压电材料等在传感器与集成电路结合中的潜力。 可靠性设计: 讨论在先进工艺下，静电放电（ESD）、热应力、化学腐蚀等对电路可靠性的影响，以及相应的防护设计。 结论 模拟CMOS集成电路设计是一门融合了物理学、电子工程学和计算机科学的交叉学科。本书通过对基础理论的深入讲解，对核心模块的细致分析，以及对前沿技术的探索，旨在帮助读者建立起全面而系统的知识体系。掌握这些知识和技能，将为读者在未来的学术研究或工程实践中，设计出高性能、低功耗、高可靠性的模拟集成电路产品奠定坚实的基础，从而推动电子信息技术不断向前发展。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的电子工程从业者，我深知一本优秀的教材对于技术人员成长的关键作用。这本书无疑就是这样一本卓越的著作。它以其高度的学术严谨性和鲜明的实践导向性，在众多同类书籍中脱颖而出。书中对各种CMOS工艺的特性进行了详尽的阐述，并以此为基础，分析了不同电路结构在不同工艺下的性能表现。我特别赞赏其对设计流程的系统性介绍，从规格定义、电路架构选择，到具体模块设计、仿真验证，再到版图设计和流片过程中的注意事项，都进行了深入浅出的讲解。对于我这样一个经常需要权衡各种设计约束的工程师来说，这些内容具有极高的参考价值。书中所提及的一些高级设计技巧，比如低功耗设计、高精度基准源设计等，更是让我受益匪浅。它不仅提供了理论基础，更重要的是，它传授了一种“工程思维”，教会我们如何在有限的资源下，设计出满足性能要求的集成电路。这本书绝对是任何想在模拟CMOS设计领域深入发展的工程师的必备之选。

评分☆☆☆☆☆

在阅读了市面上不少关于模拟CMOS设计的书籍之后，这本书给我留下了非常深刻的印象。它不同于那些过于理论化或者仅仅罗列公式的书籍，而是将理论与实践紧密结合，为读者提供了一个非常全面的学习框架。书中对各种基本电路单元的讲解，如MOSFET模型、共源共栅放大器、差分放大器等，都非常透彻，并且配有大量的图示和仿真结果，让读者能够直观地理解电路的工作原理和性能表现。我特别喜欢书中对不同设计拓扑的比较分析，以及对各种设计挑战的深入探讨，比如稳定性、线性度、功耗以及版图效应等。这些内容对于我这样一个初学者来说，非常有启发性，让我能够更全面地认识到模拟电路设计的复杂性和挑战性。此外，这本书的排版和印刷质量都非常好，阅读体验十分舒适。总而言之，这本书是一本非常优秀的入门和进阶教材，对于任何想要深入了解模拟CMOS集成电路设计的读者来说，都非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

我一直对集成电路设计领域充满兴趣，尤其是在微电子技术飞速发展的今天。这本书为我打开了一个全新的视角。它不像某些教材那样，仅仅堆砌公式和理论，而是非常注重电路的物理实现和性能指标的优化。书中对寄生效应的讨论，以及如何在高频下处理这些效应，给我留下了深刻的印象。我记得有一章详细讲解了开关电容电路的设计，书中不仅给出了理论模型，还分析了在实际应用中可能遇到的各种问题，比如采样精度、时钟馈通等，并提供了相应的解决方案。这种贴近实际的讲解方式，让我对电路设计的复杂性和精妙之处有了更深的体会。而且，这本书的语言风格也非常严谨而清晰，逻辑性极强。阅读过程中，我仿佛置身于一个经验丰富的工程师的指导之下，一步步地学习和领悟。书中的插图和图表也非常丰富，清晰地展示了电路结构和仿真波形，这对于理解抽象的理论非常有帮助。读完这本书，感觉自己对模拟CMOS电路设计的理解又上了一个台阶，充满了信心去应对更复杂的挑战。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，学习一门技术，最重要的是理解其背后的“为什么”。这本书在这方面做得非常出色。它不仅仅告诉我们“如何”设计一个模拟CMOS电路，更重要的是，它深入剖析了“为什么”要这样做。比如，在讲解噪声分析时，它不仅给出了噪声模型，还详细解释了不同噪声源的来源以及如何通过电路设计来抑制它们。读到这里，我才真正理解了为什么有些看似简单的电路，在实际设计中却需要花费大量精力去优化。书中对各种二阶效应的讨论，以及它们对电路性能的影响，也让我对集成电路设计的复杂性有了更深刻的认识。此外，这本书的语言风格非常流畅，即使是对于一些相对复杂的概念，也能用清晰易懂的方式进行阐述。读起来一点也不枯燥，反而充满了探索的乐趣。感觉这本书就像一位经验丰富的老教授，循循善诱地引导着我一步步深入到模拟CMOS设计的殿堂。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我眼前一亮！拿到手的时候，就被它厚实的质感和精美的封面所吸引。我一直在寻找一本能够深入浅出讲解模拟CMOS集成电路设计的书籍，市面上确实不少，但很多要么过于理论化，要么又过于浅显，难以真正掌握核心精髓。而这本教材，恰恰在两者之间找到了绝佳的平衡点。它以一种非常系统化的方式，从最基础的MOSFET器件模型开始，逐步深入到各种模拟电路模块的设计，比如跨导放大器、电流镜、电压基准源等等。更难得的是，它不仅仅停留在理论推导，而是大量地结合了实际的设计案例和仿真结果，让读者能够清晰地看到理论是如何转化为实际电路的。我特别欣赏书中对不同设计选项的权衡和分析，比如在设计一个放大器时，会详细讨论噪声、功耗、带宽、增益等指标之间的取舍，以及如何根据具体应用场景做出最优选择。这种实用的分析方法，对于我这样一个正在学习和实践的读者来说，简直是醍醐灌顶。它教会了我不仅仅是“怎么做”，更是“为什么这么做”。即使是对CMOS设计完全没有基础的初学者，也能通过这本书打下坚实的基础，而对于已经有所了解的工程师，也能从中获得更深刻的理解和更开阔的思路。