高频CMOS模拟集成电路基础 9787030315199 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Duran Leblebici 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030315199

商品编码：29657951545

包装：平装

出版时间：2011-06-01

基本信息

书名:高频CMOS模拟集成电路基础

定价：60.00元

售价：40.8元,便宜19.2元,折扣68

作者:Duran Leblebici

出版社：科学出版社

出版日期：2011-06-01

ISBN：9787030315199

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版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.481kg

编辑推荐

莱布莱比吉编著的《高频CMOS模拟集成电路基础（影印版）》是“国外电子信息精品著作”系列之一，系统地介绍了高频集成电路体系的构建与运行，重点讲解了晶体管级电路的工作体系，设备性能影响及伴随响应，以及时域和频域上的输入输出特性。

内容提要

莱布莱比吉编著的《高频CMOS模拟集成电路基础（影印版）》以设计为核心理念从基础模拟电路讲述到射频集成电路的研发。系统地介绍了高频集成电路体系的构建与运行，重点讲解了晶体管级电路的工作体系，设备性能影响及伴随响应，以及时域和频域上的输入输出特性。
《高频CMOS模拟集成电路基础（影印版）》适合电子信息专业的高年级本科生及研究生作为RFCMOS电路设计相关课程的教材使用，也适合模拟电路及射频电路工程师作为参考使用。

目录

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

作者介绍

文摘

序言

《高性能模拟电路设计：原理与实践》 内容简介 《高性能模拟电路设计：原理与实践》是一本深入探讨现代模拟集成电路设计核心理论与实践技术的专著。本书旨在为读者提供一个全面、系统的学习框架，帮助他们深刻理解模拟电路的设计思想、关键器件模型、电路拓扑以及系统级设计方法，最终掌握设计出高性能、低功耗、高精度模拟集成电路的能力。全书内容严谨，逻辑清晰，兼具理论深度与工程实践指导意义，是从事模拟集成电路设计、研究和教学人员的宝贵参考。 第一章 绪论：模拟电路设计概览 本章首先回顾了模拟集成电路在现代电子系统中的关键地位和发展趋势，强调了高性能模拟电路在通信、消费电子、工业控制、医疗器械等领域的不可替代性。接着，系统性地介绍了模拟电路设计所面临的挑战，包括器件非理想性、噪声、功耗、线性和速度的权衡，以及版图效应等。最后，概述了本书的整体结构和学习路径，为读者构建起学习模拟电路设计的宏观视野。 第二章 CMOS器件模型与特性 深入剖析了MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）在模拟电路设计中的关键特性。本章详细介绍了MOSFET的几种基本工作区（亚阈值区、线性区、饱和区）的电流-电压关系，并在此基础上，引入了更精确、更适用于高级工艺节点的器件模型，如BSIM模型等。重点阐述了体效应、短沟道效应、沟道长度调制效应、栅漏电容、体漏电容等非理想因素对器件性能的影响，并给出了相应的参数提取方法和建模技巧。此外，还讨论了CMOS器件的寄生参数、阈值电压的变化以及各种工艺变异对电路性能的影响，为后续的电路设计打下坚实的器件基础。 第三章 CMOS放大器设计基础 本章是模拟电路设计的中坚力量——放大器的核心原理与设计方法。首先，详细讲解了单位增益缓冲器（Voltage Follower）和共源放大器（Common Source Amplifier）的增益、输入阻抗、输出阻抗、带宽等基本性能指标的推导与分析。在此基础上，引入了共栅放大器（Cascode Amplifier）和源极跟随器（Source Follower）等典型电路结构，分析了它们的优缺点以及在提升性能方面的作用。重点讨论了各种单级和多级放大器的设计，包括如何通过调整偏置电流、器件尺寸、负载以及采用级联等技术来优化增益、带宽、输出摆幅和功耗。 第四章 差分放大器与运算放大器 差分放大器作为模拟集成电路中最常用、最基础的电路之一，在本章得到了详细的阐述。分析了差分放大器的共模抑制比（CMRR）、差模增益、输入阻抗和输出阻抗等关键性能指标，并介绍了各种差分输入对的实现技术，如共源共栅差分对、折叠式共栅差分对等。在此基础上，深入探讨了运算放大器（Op-Amp）的设计。详细分析了单级和多级运算放大器的拓扑结构，如两级CMOS运算放大器、折叠式共栅运算放大器等。重点讲解了运算放大器补偿技术，包括零极点补偿、Miller补偿、自补偿等，以及这些技术如何影响运算放大器的稳定性和频率响应。此外，还详细讨论了运算放大器的输出摆幅、输入共模范围、功耗等关键性能的权衡与优化。 第五章 偏置电路设计 稳定的偏置是模拟电路正常工作的前提。本章系统介绍了各种CMOS偏置电路的设计技术，包括电流镜（Current Mirror）的种类、精度和带宽分析，以及如何实现高精度、宽范围的电流源。重点讲解了电流开关（Current Steering）电路的设计，以及如何实现温度无关、电源电压无关的偏置电流。此外，还讨论了自偏置电路的设计，以及如何利用负反馈原理来稳定偏置点。本章的内容对于设计各类模拟电路，保证其性能的稳定性和可重复性至关重要。 第六章 频率响应与稳定性分析 模拟电路的频率响应直接决定了其信号处理能力和应用范围。本章从理论上深入分析了CMOS电路的频率响应特性，包括极点和零点的概念及其对电路增益和相位的影响。详细讲解了各种补偿技术，如Miller补偿、极零点对补偿、馈电补偿等，并分析了这些技术在不同电路拓扑中的应用。重点阐述了电路的稳定性分析方法，如Nyquist判据、Bode图法、根轨迹法等，并给出了如何通过调整补偿元件和偏置参数来确保电路的稳定性。 第七章 噪声分析与抑制 噪声是限制模拟电路性能的关键因素之一。本章系统介绍了模拟电路中的各种噪声源，包括热噪声、闪烁噪声、散粒噪声等，并详细推导了这些噪声在电路中的表现形式。重点分析了各种电路拓扑中的噪声系数（Noise Figure），并给出了低噪声放大器（LNA）的设计原则和技巧，如器件尺寸的选择、偏置电流的优化、输入匹配等。此外，还讨论了如何在电路设计中抑制噪声，例如采用差分结构、差分滤波、多级噪声优化等方法。 第八章 滤波器设计 滤波器在信号调理中扮演着至关重要的角色。本章首先回顾了滤波器设计的基本概念，如通带、阻带、过渡带、幅度响应和相位响应。详细介绍了各种滤波器类型，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、贝塞尔（Bessel）等，并分析了它们的特性和应用场景。在此基础上，深入探讨了CMOS有源滤波器（Active Filter）的设计，包括电阻-电容（RC）滤波器、连续时间（Continuous-Time）滤波器和开关电容（Switched-Capacitor）滤波器。详细讲解了如何利用运算放大器和电阻、电容等元件构建滤波器，以及如何利用跨导-电容（Gm-C）结构设计高性能滤波器。 第九章 数模混合电路接口 现代电子系统往往包含数字和模拟两部分。本章专注于数模混合电路（Mixed-Signal Circuit）中的接口技术。详细介绍了数模转换器（ADC）和模数转换器（DAC）的基本原理、分类和性能指标。重点讲解了不同类型的ADC，如逐次逼近型ADC、流水线型ADC、Σ-Δ型ADC，以及不同类型的DAC，如电阻梯形DAC、电流开关DAC等。讨论了ADC和DAC在设计中需要考虑的关键问题，如量化噪声、失真、线性度、功耗和速度。 第十章 高性能模拟电路系统级设计 在掌握了基本电路单元的设计之后，本章将视角提升到系统级，探讨如何设计出高性能的模拟集成电路系统。重点介绍了射频（RF）前端设计、锁相环（PLL）设计、低压差分信号（LVDS）传输等典型的高性能模拟系统。详细分析了这些系统在设计中面临的挑战，如阻抗匹配、信号完整性、功耗优化、抗干扰能力等，并介绍了相应的系统级设计方法和优化策略。 第十一章 版图设计与可靠性 模拟集成电路的性能在很大程度上受到版图设计的影响。本章深入探讨了模拟电路的版图设计原则和技巧，包括器件匹配、寄生参数的控制、信号隔离、热效应的考虑等。重点介绍了如何通过合理的版图布局来减小器件的失配，降低寄生电容和电感，提高电路的性能和鲁棒性。此外，还讨论了模拟集成电路的可靠性问题，如电迁移、栅氧化击穿、ESD（静电放电）保护等，并介绍了相应的可靠性设计方法。 《高性能模拟电路设计：原理与实践》不仅是一本理论教材，更是一本实用的设计手册。本书的编写力求严谨、全面，涵盖了当前模拟集成电路设计领域的热点和难点问题，并提供了丰富的工程实例和设计技巧，能够帮助读者深入理解模拟电路设计的精髓，提升实际设计能力，为设计出满足严苛要求的现代高性能模拟集成电路奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

偶然翻到一本关于低压、低功耗设计策略的专著，书名是《面向物联网的超低压模拟电路技术》。这本书的出发点非常明确，就是如何榨干电池寿命，在低于500mV的电压下维持基本的电路功能。它确实提供了一些非常巧妙的电路技巧，比如如何利用亚阈值偏置、或者使用自举技术来获得比电源电压更高的“虚拟”摆幅。这种针对极端约束条件下的创新设计思路非常引人入胜。但美中不足的是，它似乎为了追求极低的功耗，而牺牲了对电路动态性能的考量。书中展示的那些超低压滤波器和放大器，其带宽都非常狭窄，相位裕度也普遍偏低，对瞬态响应的分析几乎没有提及。这让我产生一种感觉，这本书教你如何“点亮”电路，但没有教你如何让它“跑得快”或“跑得稳”。如果我的应用场景对速度和稳定性有基本要求，这本书提供的解决方案很可能需要进行大量的修改和迭代，它更像是一个特殊场景下的“可行性报告”，而非通用的设计手册。

评分☆☆☆☆☆

最近在找一本关于高精度、低功耗ADC设计的书籍，结果翻到了《CMOS数据转换器系统级设计与优化》。坦白讲，这本书的系统级思考倒是挺到位，对整个ADC架构的选择和流程噪声的预算分配讲解得非常清楚，让人能建立起宏观的视野。但是，当我深入到关键模块的实际电路实现层面时，它就显得力不从心了。比如，书中对高阶Sigma-Delta调制器的反馈结构讨论得很好，可是一旦涉及到实际的DAC的非线性校准技术，比如单元开关的匹配优化、校准算法的硬件实现复杂度，它就一笔带过了，只是简单地说“采用XXX技术可以改善线性度”。我需要的不是一个概念上的介绍，而是具体的晶体管级电路图和布局布线上的注意事项。这种“只谈思想不给细节”的处理方式，让这本书更适合给系统工程师做架构选型参考，而不是给电路设计工程师作为工具书来查阅具体实现难点。如果能把其中关于开关抖动（Jitter）对采样保持电路（S/H）影响的分析，从理论推导扩展到实际仿真和版图约束的层面，那价值会高出好几倍。

评分☆☆☆☆☆

最近入手了一本关于模拟集成电路的书，叫《高速CMOS模拟集成电路设计方法》，这本在行业里评价挺高的，但说实话，对我这个初学者来说，里面的内容深度有点超乎想象。它花了大量篇幅在讲解那些非常底层的器件物理和噪声模型上，比如MOS管在不同工作区的非理想效应，还有二级管的寄生效应分析，感觉像是直接把博士阶段的论文给精简了一下塞进去了。我原本期待能看到更多针对实际电路设计的“配方”和“技巧”，比如如何快速搭建一个满足特定带宽和失真指标的运放结构，但这本书更偏向于“为什么会这样”的理论推导，而不是“如何做到那个效果”的工程实践。比如，关于失配和工艺角对电路性能的影响分析，它给出的数学模型非常严谨，各种参数的微积分推导让人头皮发麻，对于想快速上手项目的人来说，可能需要反复阅读才能真正消化其中的物理内涵，不然很容易变成“知道公式但不知道怎么用”的尴尬境地。总而言之，这是一本理论扎实到令人敬畏的参考书，但绝对不适合作为入门的第一本教材。

评分☆☆☆☆☆

我花了周末的时间仔细研读了《模拟IC设计工艺与器件建模详解》，这本书的侧重点似乎完全跑偏了，它对电路拓扑的介绍少得可怜，反倒是花了大篇幅去剖析不同CMOS制造工艺节点（比如从0.18微米到28纳米）对有源器件特性的影响，读起来更像是一本半导体物理的进阶读物。书中详细描述了深亚微米工艺下载流子迁移率的退化效应，以及对短沟道效应的精细处理，这对于芯片流片工程师来说或许是宝典，但对于我这种主要关注电路设计算法的读者来说，信息密度过高且关联性不强。我特别想了解的那些关于低噪声放大器（LNA）的输入级匹配策略，或者是高精度ADC的开关电容网络设计中的时序约束问题，在书中都只是蜻蜓点水地带过。整本书的语言风格非常学术化，充满了各种希腊字母和复杂的下标，感觉作者是想把所有已知的理论都塞进去，导致重点不够突出，读完后感觉脑子里装满了“知识点”，但就是串不成一个清晰的“设计流程图”。

评分☆☆☆☆☆

我收到了一本新书，叫做《射频与毫米波电路设计前沿》。这本书最大的特点是其对封装和PCB对高频信号影响的关注，这在很多传统的CMOS模拟书里是很少见的。它专门划分了一个章节来讲解引线键合电感、过孔电容如何恶化LNA的输入匹配网络，并且提供了很多使用EM仿真工具（如HFSS）来提取寄生参数的案例。这一点确实很新颖，也体现了现代IC设计中跨领域的复杂性。然而，它对CMOS模拟设计本身的核心——运算放大器的频率补偿、功耗控制和失真最小化——的论述显得非常单薄，甚至可以说是不够深入。例如，对于折叠式运放的第二级偏置电流如何影响闭环带宽和瞬态响应的权衡，书中只是用了一个简单的线性模型带过，缺乏对器件限幅效应的深入探讨。感觉这本书更像是一本“高频IC的周边环境与干扰分析指南”，而不是一本“CMOS模拟电路核心设计方法论”。如果你是做基带或者低频部分的工程师，这本书对你的帮助可能非常有限。