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内容大纲
本书着重介绍模拟集成电路的核心特性和设计方法,理论部分简要介绍模拟集成电路涉及的公式和原理,通过仿真案例为教学打下基础,确保读者能够“知其然,知其所以然”。本书以“先模仿复现、后创新设计”的思路设置了不同难度的仿真练习,并详细介绍操作流程,使读者可以自主完成相应的仿真实验,从而掌握集成电路设计思路,逐步培养全局规划能力和工程思维方式,为后续深入学习高阶模拟集成电路课程奠定坚实的基础。
本书适合电子信息和集成电路相关专业本科生和研究生阅读,也可为模拟集成电路技术发烧友提供有益参考。 -
作者介绍
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目录
第1章 绪论
1.1 经典的模拟集成电路
1.2 模拟集成电路的主要推动力
1.3 CMOS技术与工艺
1.4 设计技巧与工程思想
1.5 电路仿真工具:华大九天Empyrean
第2章 MOSFET物理特性
2.1 MOSFET的基本伏安特性
2.1.1 原理简介
2.1.2 仿真实验:MOSFET的伏安特性曲线
2.1.3 仿真实验:MOSFET的二级效应
2.2 MOSFET的小信号模型
2.2.1 小信号模型的理论依据
2.2.2 仿真实验:MOSFET的小信号参数测试
2.3 MOSFET的几种常见连接方式
2.3.1 MOSFET的二极管连接方式
2.3.2 MOSFET的电流源连接方式
2.3.3 仿真实验:二极管连接型MOSFET和电流源连接型MOSFET
2.4 课后练习
第3章 CMOS单级放大器
3.1 共源放大器
3.1.1 以电阻为负载的共源放大器
3.1.2 推挽放大器
3.1.3 带源极负反馈的共源放大器
3.1.4 仿真实验:共源放大器
3.2 源跟随器
3.2.1 源跟随器的基础理论
3.2.2 仿真实验:源跟随器仿真
3.3 共栅放大器
3.3.1 共栅放大器的基础理论
3.3.2 仿真实验:共栅放大器的仿真
3.4 共源共栅放大器
3.4.1 共源共栅放大器的基础理论
3.4.2 仿真实验:共源共栅放大器的仿真
3.5 课后练习
第4章 CMOS差分放大器
4.1 基本差分对
4.1.1 基本差分对的直流分析
4.1.2 仿真实验:基本差分对的直流特性分析
4.1.3 半边电路法
4.1.4 仿真实验:基本差分对的小信号特性分析
4.2 共模响应
4.2.1 尾电流源阻抗的影响
4.2.2 MOSFET失配的影响
4.2.3 仿真实验:差分放大器的共模响应
4.3 课后练习
第5章 电流镜与偏置电路
5.1 电流镜的工作原理
5.1.1 基本电流镜
5.1.2 共源共栅电流镜
5.1.3 仿真实验:电流镜的特性曲线
5.2 高输出摆幅的共源共栅电流镜
5.2.1 共源共栅电流镜摆幅分析
5.2.2 两种高输出摆幅的共源共栅电流镜
5.2.3 仿真实验:高输出摆幅的共源共栅电流镜
5.3 电流镜用作有源负载
5.3.1 有源负载的原理
5.3.2 仿真实验:以电流镜作为负载的差分放大器
5.4 偏置电路
5.4.1 恒定跨导偏置电路
5.4.2 仿真实验:恒定跨导偏置电路
5.5 课后练习
第6章 频率响应
6.1 频域分析的基础理论
6.1.1 零点和极点
6.1.2 波特图
6.1.3 仿真实验:二阶系统的幅频响应
6.2 共源放大器的频率特性
6.2.1 MOSFET电容
6.2.2 小信号分析法
6.2.3 近似分析
6.2.4 特征频率
6.2.5 仿真实验:共源放大器的频率响应
6.3 课后练习
第7章 MOSFET的进阶特性
7.1 弱反型区
7.1.1 理论分析与模型
7.1.2 仿真实验:MOSFET的弱反型区
7.2 速度饱和区
7.2.1 理论分析与模型
7.2.2 仿真实验:MOSFET的速度饱和区
7.3 共源放大器的特征频率
7.3.1 跨区域特征频率估算
7.3.2 仿真实验:共源放大器的特征频率
7.4 跨区域的工程设计方法论
7.4.1 gm/ID方法论
7.4.2 仿真实验:gm/ID工程设计方法
7.5 课后练习
第8章 反馈与稳定性
8.1 反馈与稳定性问题
8.1.1 开环增益、闭环增益与环路增益
8.1.2 运算放大器的反馈
8.1.3 运算放大器的稳定性
8.1.4 仿真实验:相位裕度的测量
8.2 有源负载差分对的稳定性
8.2.1 有源负载差分对
8.2.2 仿真实验:有源负载差分对的频率特性
8.3 课后练习
第9章 密勒运算放大器的系统性设计
9.1 两级运算放大器的稳定性问题
9.1.1 两级运算放大器的级联
9.1.2 极点分离技术
9.1.3 正零点补偿技术
9.1.4 仿真实验:两级运算放大器中的密勒补偿
9.2 密勒运算放大器的系统性设计方法
9.2.1 运算放大器的系统性设计思路
9.2.2 仿真实验:运算放大器系统性设计方法
9.3 课后练习
第10章 噪声
10.1 晶体管的噪声
10.1.1 热噪声
10.1.2 闪烁噪声
10.1.3 噪声带宽
10.1.4 仿真实验:MOSFET噪声特性的标定
10.2 电路系统中的噪声优化
10.2.1 噪声的等效转换
10.2.2 仿真实验:五管OTA的噪声优化
10.3 课后练习
第11章 失调与共模抑制比
11.1 失调的来源
11.1.1 随机性失调
11.1.2 电路中失调因素的转换
11.1.3 系统性失调
11.1.4 仿真实验:五管OTA的输入等效失调电压优化
11.2 共模抑制比
11.2.1 随机性共模抑制比
11.2.2 系统性共模抑制比
11.2.3 共模抑制比的仿真测量方法
11.2.4 仿真实验:五管OTA的共模抑制比设计与优化
11.3 课后练习
附录A 180nm工艺下的gm/ID仿真图
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