CMOS模擬集成電路版圖設計與驗證：基於Cadence Virtuoso與Mentor C pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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尹飛飛，陳鉞穎，範軍，王鑫 著

圖書標籤:

• CMOS模擬電路
• 集成電路版圖設計
• Cadence Virtuoso
• Mentor Graphics
• 模擬集成電路
• 版圖設計
• 電路驗證
• 模擬電路設計
• IC設計
• 電子工程

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121298073

商品編碼：29637588363

包裝：平裝

齣版時間：2016-08-01

基本信息

書名:CMOS模擬集成電路版圖設計與驗證：基於Cadence Virtuoso與Mentor Cal

定價：48.00元

售價：35.0元,便宜13.0元,摺扣72

作者:尹飛飛,陳鉞穎,範軍,王鑫

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2016-08-01

ISBN：9787121298073

字數：

頁碼：272

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

本書依托Cadence Virtuoso版圖設計工具與Mentor Calibre版圖驗證工具，采取循序漸進的方式，介紹利用Cadence Virtuoso與Mentor Calibre進行CMOS模擬集成電路版圖設計、驗證的基礎知識和方法，內容涵蓋瞭CMOS模擬集成電路版圖基礎知識，Cadence Virtuoso與Mentor Calibre的基本概況、操作界麵和使用方法，CMOS模擬集成電路從設計到流片的完整流程，同時又分章介紹瞭利用Cadence Virtuoso版圖設計工具、Mentor Calibre版圖驗證工具及Synopsys Hspice電路仿真工具進行CMOS電路版圖設計與驗證、後仿真的實例，包括運算放大器、帶隙基準源、低壓差綫性穩壓源、比較器和輸入/輸齣單元。

目錄

章 CMOS模擬集成電路版圖基礎
1．1 CMOS工藝基礎及製造流程
1．2 CMOS模擬集成電路設計流程
1．3 CMOS模擬集成電路版圖定義
1．4 CMOS模擬集成電路版圖設計流程
1．4．1 版圖規劃
1．4．2 設計實現
1．4．3 版圖驗證
1．4．4 版圖完成
1．5 版圖設計通用規則
1．6 CMOS模擬集成電路版圖匹配設計
1．6．1 CMOS工藝失配機理
1．6．2 元器件版圖匹配設計規則
第2章 Cadence Virtuoso版圖設計工具
2．1 Virtuoso 界麵介紹
2．1．1 Virtuoso CIW界麵介紹
2．1．2 Virtuoso Library Manager界麵介紹
2．1．3 Virtuoso Layout Editor界麵介紹
2．2 Virtuoso 基本操作
第3章 Mentor Calibre版圖驗證工具
3．1 Mentor Calibre版圖驗證工具調用
3．2 Mentor Calibre DRC驗證
3．2．1 Calibre DRC驗證簡介
3．2．2 Calibre DRC界麵介紹
3．2．3 Calibre DRC驗證流程舉例
3．3 Mentor Calibre LVS驗證
3．3．1 Calibre LVS驗證簡介
3．3．2 Calibre LVS界麵介紹
3．3．3 Calibre LVS驗證流程舉例
3．4 Mentor Calibre寄生參數提取（PEX）
3．4．1 Calibre PEX驗證簡介
3．4．2 Calibre PEX界麵介紹
3．4．3 Calibre PEX流程舉例
第4章 CMOS模擬集成電路版圖設計與驗證流程
4．1 設計環境準備
4．2 反相器鏈電路的建立和前仿真
4．3 反相器鏈版圖設計
4．4 反相器鏈版圖驗證與參數提取
4．5 反相器鏈電路後仿真
4．6 I/O單元環設計
4．7 主體電路版圖與I/O單元環的連接
4．8 導齣GDSII文件
第5章 運算放大器的版圖設計與後仿真
5．1 運算放大器基礎
5．1．1 運算放大器的基本特性和分類
5．1．2 運算放大器性能參數
5．2 單級運算放大器的版圖設計與後仿真
5．2．1 單級運算放大器的版圖設計
5．2．2 單級運算放大器的參數提取
5．2．3 單級運算放大器的後仿真
5．3 兩級全差分運算放大器的版圖設計與後仿真
5．3．1 兩級全差分運算放大器的版圖設計
5．3．2 兩級全差分運算放大器的參數提取
5．3．3 兩級全差分運算放大器的後仿真
第6章 帶隙基準源與低壓差綫性穩壓器的版圖設計與後仿真
6．1 帶隙基準源的版圖設計與後仿真
6．1．1 帶隙基準源基本原理
6．1．2 帶隙基準源的版圖設計
6．1．3 帶隙基準源的參數提取
6．1．4 帶隙基準源的後仿真
6．2 低壓差綫性穩壓器的版圖設計與後仿真
6．2．1 低壓差綫性穩壓器的基本原理
6．2．2 低壓差綫性穩壓器的版圖設計
6．2．3 低壓差綫性穩壓器的參數提取
6．2．4 低壓差綫性穩壓器的後仿真
第7章 比較器電路的版圖設計與後仿真
7．1 比較器電路基礎
7．1．1 比較器性能參數
7．1．2 比較器特性分析
7．1．3 比較器電路結構
7．2 比較器電路的版圖設計
7．3 比較器電路參數提取
7．4 比較器電路後仿真
第8章 標準I/O單元庫的設計與驗證
8．1 標準I/O單元庫概述
8．2 I/O單元庫基本電路結構
8．3 I/O單元庫版圖設計
8．3．1 數字I/O單元版圖設計
8．3．2 模擬I/O單元的製作
8．3．3 焊盤（pad）的製作
8．4 電路參數提取及後仿真

作者介紹

尹飛飛博士，遼寜大學物理學院講師，主要研究方嚮為集成電路設計與光電子器件性能研究，主持並參與瞭多個科研重點項目的研究工作，已發錶論文5篇，獲授權1項，在半導體器件物理及電路設計方麵具有豐富的教學與科研經驗。

文摘

序言

《高性能模擬電路設計與仿真：掌握先進EDA工具與實踐技巧》 內容簡介： 本書深入探討瞭高性能模擬集成電路設計的核心原理、方法論以及前沿技術，旨在為讀者提供一套全麵、係統且極具實踐價值的模擬電路設計與仿真解決方案。從基礎的晶體管模型理解到復雜的係統級設計，本書逐層剝離，揭示瞭模擬電路設計的精髓，並重點聚焦於如何利用先進的電子設計自動化（EDA）工具來高效完成版圖設計、性能驗證與優化。 第一部分：模擬電路設計基礎與核心概念 本部分將帶領讀者重溫並深化對模擬電路設計基本原理的理解，為後續更復雜的設計打下堅實基礎。 晶體管模型與參數提取： 詳細闡述MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）及BJT（雙極結型晶體管）的物理模型，包括DC特性、AC特性、瞬態特性以及噪聲特性。重點講解如何從工藝角、溫度和襯底電壓（PVT）等多種工藝變異條件下準確提取晶體管模型參數，以及這些參數對電路性能的影響。我們將深入討論短溝道效應、熱效應、量子效應等先進工藝帶來的挑戰，以及如何選擇閤適的模型（如BSIM係列模型）來精確模擬。 基本模擬電路模塊設計： 係統性地講解瞭模擬集成電路設計中最基本也最重要的模塊，包括： 電流鏡： 從簡單的達林頓電流鏡到高精度、寬動態範圍的電流鏡（如Wilfely電流鏡、Cascode電流鏡），分析其精度、輸齣阻抗、電壓裕度等關鍵性能指標，並討論如何剋服失配和噪聲問題。 差分放大器： 詳細介紹共模抑製比（CMRR）、開環增益、帶寬、輸入失配以及輸齣擺幅等參數的設計考量。涵蓋瞭各種差分對結構，如NMOS差分對、PMOS差分對，以及各種有源負載和共模反饋網絡的實現。 運算放大器： 深入解析各種基本運算放大器拓撲，包括單級、多級（如兩級CMOS運算放大器）、摺疊式Cascode運算放大器等。重點講解增益、帶寬、壓擺率、功耗、輸齣阻抗、輸入共模範圍、輸齣電壓擺幅以及穩定性（補償技術，如密勒補償、極零抵消）等關鍵性能指標的設計與權衡。 電壓基準源與電流基準源： 講解如何設計高精度、低溫度係數、高電源抑製比（PSRR）的基準電壓和基準電流源，包括帶隙基準、二極管連接的MOSFET基準等，並討論其噪聲抑製和負載效應。 濾波器（RC、RLC、開關電容）： 介紹有源RC濾波器、二階以上濾波器的設計思路，以及開關電容濾波器的原理和應用，特彆是在采樣係統中。 振蕩器與鎖相環（PLL）： 講解LC振蕩器、環形振蕩器、 Relaxation振蕩器等不同類型的振蕩器，以及PLL的組成（鑒相器、環路濾波器、壓控振蕩器）及其在頻率綜閤、時鍾生成等方麵的應用。 噪聲與失真分析： 詳細分析模擬電路中的各種噪聲源（熱噪聲、閃爍噪聲、散粒噪聲）及其對電路性能的影響。介紹噪聲係數（NF）的概念和計算方法，以及如何通過電路結構和器件選擇來降低噪聲。同時，深入探討非綫性失真（諧波失真HD、互調失真IMD）的産生機理，以及如何通過改進電路設計來提高綫性度。 電源抑製比（PSRR）與信號完整性： 分析電源噪聲如何耦閤到信號路徑，以及如何設計電路來抑製電源噪聲。探討信號完整性問題，包括串擾、反射、時序抖動等，並介紹相關的設計技巧。 第二部分：版圖設計與布局布綫 本部分將聚焦於模擬集成電路版圖設計這一至關重要的環節，強調設計規則、版圖規則以及如何在實際中實現高性能電路。 版圖設計基本原則： 講解版圖設計的基本原則，包括器件匹配、對稱性、寄生效應的最小化、工藝規則的遵守等。強調對稱性對於差分電路和匹配電路的重要性，以及如何通過閤理的布局來減少寄生電容和寄生電阻。 器件匹配與寄生效應： 深入分析器件失配（Mismatch）對模擬電路性能的影響，並提供提高匹配精度的策略，如使用共同中心（Common-Centroid）布局、遮蔽（Dummy Device）技術、尺寸優化等。詳細講解襯底注入、溝道長度調製、工藝偏差等因素如何導緻失配，並提齣相應的版圖設計技巧。同時，係統性地分析導綫電阻、電容、電感等寄生效應，以及如何通過精細的版圖設計來減小其負麵影響。 版圖寄生參數提取與仿真： 講解如何使用版圖寄生參數提取工具（如RCX、LVS/DRC）來提取電路的寄生電阻和電容。介紹寄生參數提取的原理和流程，以及如何將提取的寄生參數反饋到電路仿真中，以獲得更準確的性能預測。 布局與布綫策略： 詳細介紹模擬電路布局的策略，包括如何對關鍵模塊進行分組、如何處理電源和地綫的布局、如何避免信號串擾等。講解布綫的技巧，包括多邊形布綫、金屬層選擇、間距控製等，以最小化寄生效應並滿足設計規則。特彆關注模擬信號與數字信號、高頻信號與低頻信號的隔離。 版圖可測試性設計（DFT）： 介紹版圖可測試性設計（Design For Testability, DFT）的概念，包括如何為測試提供易於訪問的節點，如何設計內部測試電路等，以提高生産測試的效率和覆蓋率。 第三部分：電路性能驗證與優化 本部分將重點介紹如何利用EDA工具對設計的模擬電路進行全麵的性能驗證，並在此基礎上進行優化。 DC、AC、瞬態仿真： 詳細講解如何使用仿真工具進行DC工作點分析、AC小信號頻率響應分析（增益、帶寬、相位裕度）以及瞬態響應分析（壓擺率、開關速度）。介紹各種仿真設置和參數，如掃描類型、步長、精度控製等。 噪聲與失真仿真： 演示如何使用仿真工具進行噪聲分析（噪聲係數、輸齣噪聲功率譜密度）和非綫性失真分析（諧波失真、互調失真）。介紹如何設置仿真參數以獲得準確的噪聲和失真結果。 濛特卡洛（Monte Carlo）仿真與角（Corner）仿真： 深入講解濛特卡洛仿真在評估電路性能在工藝、電壓、溫度（PVT）等參數變化下的統計分布和良率中的重要性。詳細介紹不同工藝角（快角、慢角、典型角）的設置及其對電路性能的影響。 版圖後仿真（Post-Layout Simulation）： 強調版圖後仿真（Layout vs. Schematic, LVS；Design Rule Check, DRC；寄生參數提取與仿真）在確認電路功能正確性、設計規則閤規性以及預測實際製造後的性能方麵不可或缺。演示如何使用EDA工具進行LVS和DRC檢查，以及如何將提取的寄生參數導入電路仿真。 功耗分析與優化： 講解如何對電路進行功耗分析，包括靜態功耗和動態功耗。介紹各種降低功耗的設計技巧，如時鍾門控、低功耗技術、動態電壓頻率調整（DVFS）等。 模型提取與驗證： 討論如何使用EDA工具從實際製造的芯片中提取精確的晶體管模型參數，以及如何將這些模型參數與仿真結果進行對比，以驗證仿真模型的準確性。 驗證流程與腳本自動化： 介紹標準化的模擬電路驗證流程，並展示如何利用腳本語言（如Skill、Python）來自動化重復性的仿真和驗證任務，從而提高設計效率。 第四部分：高級主題與行業應用 本部分將拓展到更廣泛的高級主題和實際應用領域，幫助讀者瞭解行業前沿動態。 RF模擬電路設計入門： 簡要介紹射頻（RF）模擬電路設計的特點和挑戰，如高頻效應、阻抗匹配、噪聲係數、綫性度等。講解一些基本的RF模塊，如低噪聲放大器（LNA）、混頻器、振蕩器等。 混閤信號電路設計考量： 探討混閤信號電路（集成模擬和數字部分）的設計挑戰，如數字噪聲對模擬電路的乾擾、數字到模擬的接口設計等，並介紹相關的設計方法。 電源管理集成電路（PMIC）設計： 介紹PMIC在現代電子設備中的重要性，以及常見的PMIC功能模塊，如LDO、DC-DC轉換器、電池充電器等。 圖像傳感器與ADC/DAC設計： 簡要介紹圖像傳感器的工作原理，以及模數轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC）在數據采集和信號輸齣中的作用。 新技術與發展趨勢： 討論當前模擬電路設計領域的一些新興技術，如低功耗設計、人工智能在EDA中的應用、新的器件技術等。 目標讀者： 本書適閤電子工程、微電子學、通信工程等相關專業的本科生、研究生，以及從事模擬集成電路設計、版圖設計、驗證和優化的工程師。 特色： 理論與實踐緊密結閤： 深入講解理論原理，並通過大量實例演示實際應用，幫助讀者掌握核心技能。 強調EDA工具的應用： 重點介紹如何使用業界主流的EDA工具來完成設計、仿真和驗證任務，提升實際操作能力。 係統性與全麵性： 覆蓋瞭模擬電路設計從基礎到高級的各個方麵，為讀者提供一個完整的知識體係。 注重性能權衡與優化： 引導讀者理解不同設計選擇對性能的影響，並掌握有效的優化策略。 前沿技術的引入： 適當引入行業最新技術和發展趨勢，激發讀者的學習興趣和創新思維。 本書將是您在模擬集成電路設計領域學習和實踐的寶貴資源。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格透露著一種沉穩而專業的學者氣質，但絕不枯燥。作者的措辭精確，每一個技術術語的使用都非常到位，體現齣對該領域術語的精準把握，這對於需要與國際標準和同行進行精確溝通的設計師來說，是至關重要的。閱讀時，我有一種強烈的被尊重感，因為作者似乎非常信任讀者的理解能力，沒有使用過於口語化或故作親昵的錶達，而是直接切入核心，用嚴密的邏輯鏈條來引導思考。這種剋製而有力的敘事方式，使得即便是麵對高度抽象的電磁效應或噪聲耦閤問題時，也能保持清晰的思路，它提供給讀者的不是簡單的答案，而是一套嚴謹的思考框架，足以應對未來不斷變化的技術挑戰，是一本可以陪伴工程師職業生涯成長的參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用性簡直超乎想象，它完全不是那種停留在紙上談兵的學術著作。我尤其欣賞它對設計流程中“驗證”環節的詳盡闡述，這部分往往是很多教材中最薄弱的環節。它沒有簡單地羅列工具箱裏的功能按鈕，而是深入到如何構建一個健壯的、能夠應對各種角點情況的測試平颱。書中提供的那些實際案例和調試技巧，讓我立刻就能在自己的工作環境中找到對應的思路和解決方案。感覺作者是把多年來踩過的無數“雷”都係統地整理齣來，並附帶瞭優雅的避雷指南。對於正在進行項目收尾或者遇到棘手性能問題的設計者來說，這本書簡直就是一本“急救手冊”，裏麵的某些驗證腳本思路，我個人認為其價值已經超越瞭單純的書籍本身，更像是一套高度提煉的方法論。

評分☆☆☆☆☆

從章節的邏輯組織來看，作者構建瞭一個非常嚴謹且綫性的知識體係。它從最基礎的工藝模型理解開始，穩步過渡到器件的版圖規則，然後是模塊級的布局策略，最後上升到整個芯片的物理實現流程。這種由微觀到宏觀、由點到麵的構建方式，讓讀者能夠清晰地看到每一個設計決策對最終芯片性能的影響鏈條。我發現，當我對某個特定工藝節點的設計規範感到睏惑時，這本書總能在相關的上下文中提供一個閤理的解釋，而不是孤立地講解某一個技術點。這種宏觀的視野是很多碎片化學習資料所欠缺的，它確保瞭讀者在掌握技術細節的同時，不會迷失在繁雜的參數中，始終能把握住整體的設計目標和權衡之道。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的講解深度感到非常滿意，它在深入淺齣方麵做到瞭一個極佳的平衡。作者似乎對模擬IC設計領域有著長期的實踐積纍，能夠預判到讀者在學習過程中最可能遇到的“坑點”和思維盲區，並在關鍵節點進行詳細的鋪墊和解釋。例如，對於某些器件的版圖級寄生效應分析，書中不僅給齣瞭理論公式，更重要的是，它將這些理論與實際布局中的具體操作聯係起來，這對於我們這些需要將理論轉化為實際動手能力的工程師來說，是無價的指導。我發現，很多其他教材隻是泛泛而談，而這本書則像一位經驗豐富的前輩手把手帶著你走，每一個步驟的背後都有清晰的邏輯支撐，讓人不僅知其然，更知其所以然，這種建立在深刻理解之上的教學方法，極大地提高瞭學習的效率和知識的留存率。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量確實讓人眼前一亮。紙張摸起來手感厚實，光澤適中，不像有些技術書籍那樣廉價的紙張，翻閱起來非常舒適。裝幀設計也看得齣是用心瞭，封麵設計簡潔大氣，沒有過多的花哨元素，很符閤專業書籍的調性。我特彆欣賞它在章節過渡和重要概念的展示上所下的功夫，清晰的圖例和排版讓復雜的電路圖和布局圖看起來井井有條，即便是初次接觸這方麵的讀者，也不會感到信息過載的壓迫感。閱讀過程中，無論是公式的推導還是流程的描述，都有著恰到好處的留白，讓眼睛有休息的空間，這一點對於需要長時間研讀的工程師來說至關重要。總而言之，從硬件層麵講，這是一本值得收藏和反復翻閱的工具書，看得齣齣版社在保證內容質量的同時，也兼顧瞭讀者的閱讀體驗，這點在如今浮躁的齣版界裏，實屬難得的用心之舉。