商品描述
本書是編者結合多年的集成電路科研實踐及“模擬集成電路設計”等課程的教學經驗，並在參考國內外同類教材的基礎上，精心編著而成的。本書基於現代CMOS工藝，從電路元器件出發，詳細分析了各種典型模擬CMOS集成電路的工作原理和設計方法，並引入大量的工程設計實例，對模擬集成電路的研究和設計具有較高的學術和工程實用價值。本書還具有通俗易懂、便於自學的特點。 全書共10章，其中前8章介紹CMOS元器件及經典模擬集成電路模塊的基礎知識和設計方法，後2章介紹它們的典型應用，包括時鐘信號產生電路和數據轉換電路。本書可供“微電子科學與工程”“集成電路設計與集成系統”“集成電路科學與工程”等相關專業的本科生及研究生作為教材使用（理論教學大約需要60學時），也可供模擬集成電路設計工程師參考。本書的讀者應具備“電路分析基礎”及“信號與系統”等方面的專業基礎知識。如果讀者還具備“半導體物理和器件”及“集成電路制造工藝”等方面的專業知識，則更容易理解本書的內容。
目錄大綱
第1章 緒論 1
1.1 集成電路的發展歷史及趨勢 1
1.2 模擬集成電路的功能及應用領域 3
1.2.1 電源管理電路 3
1.2.2 放大器電路 5
1.2.3 模擬-數字接口電路 5
1.2.4 驅動電路 6
1.2.5 時鐘信號產生電路 7
1.2.6 射頻集成電路 7
1.2.7 有源濾波器 8
1.2.8 電子成像及傳感器電路 8
1.2.9 半導體存儲器電路 9
1.3 模擬集成電路與數字集成電路的比較 10
1.4 模擬集成電路的設計流程 11
1.5 HSpice仿真簡介 13
本章小結 16
思政內容 16
第2章 元器件及其模型 17
2.1 pn結與二極管 18
2.1.1 pn結的形成 18
2.1.2 pn結的特性 19
2.1.3 二極管 22
2.2 雙極型晶體管 25
2.2.1 結構及工藝實現 26
2.2.2 基本工作原理 26
2.2.3 大信號模型 31
2.2.4 小信號模型 33
2.3 CMOS器件 37
2.3.1 物理結構 37
2.3.2 電路符號 39
2.3.3 版圖設計 40
2.3.4 工作原理 40
2.3.5 大信號模型 43
2.3.6 二級效應 49
2.3.7 小信號模型 52
2.3.8 寄生電容 54
2.3.9 閂鎖效應 59
2.3.10 傳輸門電路 61
2.3.11 短溝道效應 63
2.4 電阻 63
2.4.1 方塊電阻 64
2.4.2 多晶矽電阻 65
2.4.3 阱電阻 66
2.4.4 擴散電阻 67
2.4.5 金屬電阻 67
2.4.6 電阻模型 68
2.5 電容 68
2.5.1 電容的結構 68
2.5.2 傳統電容 69
2.5.3 CMOS電容 70
2.5.4 MIM電容 72
2.5.5 MOM電容 73
2.5.6 電容模型 74
2.6 混合電壓CMOS工藝 74
本章小結 75
參考文獻 76
習題 76
第3章 單級放大器 81
3.1 電流鏡 81
3.1.1 電流鏡的結構 82
3.1.2 電流鏡的誤差 83
3.1.3 電流鏡的小信號等效電路 85
3.2 共源放大器 86
3.2.1 電阻負載共源放大器 86
3.2.2 二極管負載共源放大器 91
3.2.3 電流鏡負載共源放大器 95
3.2.4 推挽放大器 98
3.3 源極跟隨器 100
3.4 共柵放大器 103
3.5 共源共柵電流鏡 106
3.5.1 普通共源共柵電流鏡 106
3.5.2 寬擺幅共源共柵電流鏡 108
3.5.3 共源共柵電流鏡的輸出電阻 110
3.6 共源共柵放大器 111
3.6.1 套筒式共源共柵放大器 111
3.6.2 折疊式共源共柵放大器 114
3.7 放大器的頻率特性 118
3.7.1 共源放大器 118
3.7.2 源極跟隨器 123
3.7.3 共源共柵放大器 124
本章小結 126
參考文獻 126
習題 127
第4章 運算放大器 134
4.1 差動放大器 134
4.1.1 電阻負載差動放大器 134
4.1.2 有源負載差動放大器 140
4.1.3 單端輸出差動放大器 142
4.1.4 差動放大器的頻率特性 146
4.2 運算放大器的基本結構 147
4.2.1 概述 147
4.2.2 普通兩級運算放大器 149
4.3 穩定性與相位補償 152
4.3.1 閉環工作時的穩定性 152
4.3.2 相位補償方法 155
4.4 運算放大器的性能分析 166
4.4.1 直流或低頻特性 166
4.4.2 高頻特性 170
4.4.3 瞬態特性 172
4.4.4 增益線性度 177
4.5 運算放大器的性能仿真 177
4.5.1 DC特性仿真 177
4.5.2 AC特性仿真 180
4.5.3 瞬態特性仿真 184
4.6 兩級運算放大器設計實例 185
本章小結 190
參考文獻 191
習題 191
第5章 高性能運算放大器 196
5.1 套筒式共源共柵運算放大器 196
5.2 折疊式共源共柵運算放大器 201
5.3 高增益運算放大器 204
5.4 軌對軌運算放大器 208
5.5 全差動運算放大器 212
5.6 微功耗運算放大器 219
5.7 輸出級電路 221
5.7.1 輸出級電路的類型 221
5.7.2 源極跟隨器輸出級 222
5.7.3 甲乙類共源輸出級 224
5.7.4 低功耗輸出級 228
5.7.5 運算放大器的輸出電阻分析和仿真 230
本章小結 231
參考文獻 231
習題 232
第6章 比較器 240
6.1 比較器的電路符號與理想特性 240
6.2 比較器的性能參數 241
6.2.1 精度（電壓分辨率） 241
6.2.2 輸入失調電壓 241
6.2.3 傳輸時延 242
6.2.4 比較器的其他性能參數 242
6.3 比較器的結構與電路實例 242
6.3.1 開環運算放大器構成的比較器 242
6.3.2 “預放大器+鎖存器”結構的比較器 245
6.3.3 反相器型比較器 247
6.4 比較器的失調電壓校正 248
6.4.1 輸入失調存儲技術 249
6.4.2 輸出失調存儲技術 250
6.4.3 改進的輸出失調存儲技術 251
6.5 遲滯比較器 254
6.5.1 外部正反饋遲滯比較器 256
6.5.2 內部正反饋遲滯比較器 258
本章小結 264
參考文獻 264
習題 264
第7章 基準電壓與電流 269
7.1 MOS管型基準源 269
7.1.1 MOS管型分壓電路 269
7.1.2 自偏置MOS管型基準源 272
7.2 帶隙基準源 281
7.2.1 與CMOS工藝兼容的雙極型晶體管和等效二極管 281
7.2.2 利用兩個二極管產生具有正溫度系數的電壓 283
7.2.3 經典的帶隙基準電路 284
7.2.4 改進的帶隙基準電路 287
7.2.5 高精度電流源 295
7.3 基準電壓調節電路 299
7.3.1 同相輸入比例放大器 300
7.3.2 電荷泵電路 300
7.3.3 線性穩壓電源 302
7.3.4 開關穩壓電源 303
本章小結 305
參考文獻 305
習題 306
第8章 電路噪聲 313
8.1 電路噪聲的性質與表征 313
8.2 電路的信噪比 315
8.3 電路元器件的噪聲及其模型 315
8.3.1 電阻 316
8.3.2 CMOS管 316
8.3.3 CMOS開關 319
8.4 電路噪聲性能分析 322
8.4.1 共源放大器 323
8.4.2 共柵放大器 324
8.4.3 源極跟隨器 324
8.4.4 共源共柵放大器 325
8.4.5 差動放大器 328
8.4.6 運算放大器 329
8.4.7 電流鏡電路 331
8.5 低噪聲折疊式共源共柵放大器設計實例 331
本章小結 333
參考文獻 334
習題 334
第9章 時鐘信號產生電路 337
9.1 電容充放電振蕩器 337
9.1.1 反相器環型振蕩器 338
9.1.2 RC振蕩器 339
9.1.3 窗口比較式振蕩器 341
9.2 鎖相環 343
9.2.1 鎖相環的基本結構和工作原理 343
9.2.2 鎖相環的小信號電路模型 348
9.2.3 鎖相環的跟蹤與捕獲 351
9.2.4 鎖相環的性能參數 352
9.2.5 鎖相環的應用 353
9.3 延遲鎖相環 354
9.3.1 模擬延遲鎖相環 355
9.3.2 數字延遲鎖相環 357
本章小結 363
參考文獻 363
習題 364
第10章 數據轉換電路 367
10.1 ADC的性能參數 368
10.1.1 ADC的分辨率和量化誤差 368
10.1.2 ADC的靜態誤差 369
10.1.3 ADC的動態誤差 372
10.2 典型的ADC電路 375
10.2.1 並行式ADC 375
10.2.2 兩步式ADC 376
10.2.3 流水線ADC 377
10.2.4 逐次逼近ADC 387
10.2.5 積分型ADC 394
10.2.6 威爾金森ADC 395
10.2.7 過采樣ADC 396
10.3 ADC的性能仿真和測試 407
10.3.1 靜態性能參數的仿真與測試 407
10.3.2 動態性能參數的仿真與測試 408
10.4 DAC的基本性能 410
10.4.1 DAC的靜態誤差 411
10.4.2 DAC的動態誤差 413
10.5 典型的數模轉換器電路 414
10.5.1 梯形電阻網絡DAC 414
10.5.2 二進制加權電阻網絡DAC 415
10.5.3 R-2R梯形電阻網絡DAC 416
10.5.4 電流舵DAC 417
10.5.5 電容型DAC 418
本章小結 419
參考文獻 420
習題 420
