CMOS模擬與混合信號(hào)集成電路設(shè)計(jì)：創(chuàng)新與實(shí)戰(zhàn)
定 價(jià)：119 元
叢書名：集成電路技術(shù)叢書
- 作者：[馬]阿珠納·馬爾祖基(Arjuna Marzuki)
- 出版時(shí)間：2021/12/1
- ISBN：9787111695943
- 出 版 社：機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TN911.7
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
本書旨在為應(yīng)用于片上系統(tǒng)(SOC)或?qū)Ｓ脴?biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品(ASSP)研發(fā)的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)模擬及混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)提供完整的應(yīng)用知識(shí)。面向?qū)�性電路、離散概念、微電子器件與超大規(guī)模集成電路(VLSI)系統(tǒng)有一定了解的讀者。本書的首章介紹了CMOS模擬與混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)，對(duì)模擬與混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)學(xué)科進(jìn)行概述，并引入了模擬及數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)概念。本章還涉及到對(duì)技術(shù)、電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與方法論等三維因素的描述和折衷方案的討論。
1.本書面向電子信息、通信、傳感器探測、雷達(dá)、電子對(duì)抗、人工智能等領(lǐng)域應(yīng)用需求，涵蓋了CMOS器件模型，CMOS模擬與混合信號(hào)電路與系統(tǒng)概念、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)方法、電路結(jié)構(gòu)及相關(guān)的SPICE模擬案例。本書以基礎(chǔ)到應(yīng)用的方式展開，從CMOS器件機(jī)理及模型講起，到具體模擬/混合信號(hào)電路模塊結(jié)構(gòu)拓?fù)洌俚綌?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器集成電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)及CMOS圖像傳感器電路設(shè)計(jì)的應(yīng)用，后到外圍電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)及芯片封裝。本書將CMOS電路設(shè)計(jì)理論與應(yīng)用實(shí)踐融為一體，為實(shí)現(xiàn)高效的模擬與混合信號(hào)集成電路系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)理論與創(chuàng)新實(shí)踐。2.本書作者在國際公司微電子器件產(chǎn)品部門和大學(xué)研究兩方面都具有豐富的工作經(jīng)歷，書中內(nèi)容分享了他長期從事芯片電路產(chǎn)品研發(fā)的理論、方法設(shè)計(jì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為讀者在相關(guān)領(lǐng)域芯片設(shè)計(jì)提供了詳實(shí)的設(shè)計(jì)思路和實(shí)戰(zhàn)指南。
本書旨在為應(yīng)用于片上系統(tǒng)(SOC)或?qū)Ｓ脴?biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(ASSP)研發(fā)的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)模擬與混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)提供完整的應(yīng)用知識(shí)，適合對(duì)線性電路、離散概念、微電子器件與超大規(guī)模集成電路(VLSI)系統(tǒng)有一定了解的讀者閱讀。
本書的第1章介紹CMOS模擬與混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)，對(duì)模擬與混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行概述，并引入了模擬及數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的相關(guān)概念。該章還涉及對(duì)工藝、電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與方法論這三個(gè)因素的描述和折中方案的討論。
時(shí)至今日，CMOS技術(shù)仍在集成電路制造領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。本書在第2章詳細(xì)介紹了基本器件，如長、短溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）。了解MOSFET器件對(duì)于設(shè)計(jì)CMOS電路至關(guān)重要。第2章還討論了光電器件及其他相關(guān)器件，同時(shí)引入了擬合比等內(nèi)容來討論設(shè)計(jì)中的“轉(zhuǎn)移”方法。
第3～9章重點(diǎn)關(guān)注CMOS模擬與混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)，涉及放大器、低功耗放大器、電壓基準(zhǔn)源、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、動(dòng)態(tài)模擬電路、顏色與圖像傳感器及外圍電路（振蕩器與輸入/輸出端口）。其中，第6章和第7章主要介紹混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)，第8章引入CMOS模擬與混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)實(shí)例，比如顏色與圖像傳感器。此外，第10章涉及集成電路(IC)版圖與封裝,這對(duì)CMOS電路設(shè)計(jì)，尤其是模擬與混合信號(hào)集成電路產(chǎn)品的研發(fā)非常關(guān)鍵。
本書可以作為面向高年級(jí)本科生和研究生的CMOS模擬電路導(dǎo)論課程的教材。本書涉及大量的實(shí)例與練習(xí)，其中部分電路可直接使用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)工具（比如仿真電路模擬器(SPICE)）進(jìn)行仿真。第2章和第3章來自馬來西亞理科大學(xué)為高年級(jí)本科生開設(shè)的模擬集成電路設(shè)計(jì)課程，提供了完備的CMOS模擬電路設(shè)計(jì)知識(shí)。
本書還介紹了工程師在設(shè)計(jì)模擬與混合信號(hào)電路時(shí)所采用的實(shí)際方法。第4～9章設(shè)置了一些面向工程師的主題供討論，其余主題則適合學(xué)生或研究人員探討。雖然技術(shù)在不斷革新，但本書討論的原則與概念永遠(yuǎn)不會(huì)過時(shí)。一些創(chuàng)新性主題，例如低功耗應(yīng)用中的電流復(fù)用與亞閾值操作技術(shù)，以及無二極管的電壓參考源設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)元素匹配技術(shù)，都可以使研究者受益。第10章包括的一些設(shè)計(jì)與版圖實(shí)例可以直接應(yīng)用于集成電路商品化。
阿珠納•馬爾祖基（Arjuna Marzuki），馬來西亞理科大學(xué)電子電氣工程學(xué)院副教授和博士生導(dǎo)師，教授模擬集成電路課程，指導(dǎo)博士生在微電子領(lǐng)域開展相關(guān)研究，發(fā)表了60多篇論文。曾在Hewlett-Packard、Agilent Technologies和Avago Technologies等公司從事RFIC、光器件、ADC等電路和芯片設(shè)計(jì)工作，具有豐富的IC產(chǎn)品開發(fā)、管理和教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。他是馬來西亞工程師理事會(huì)和英國工程委員會(huì)的注冊(cè)工程師，還是英國工程技術(shù)學(xué)會(huì)（IET）會(huì)士。
譯者序
前言
致謝
作者簡介
第1章 CMOS模擬與混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)概述
1.1 引言
1.2 字符、符號(hào)和術(shù)語
1.3 工藝、電路拓?fù)浜头椒ㄕ?br/>1.4 模擬與混合信號(hào)集成設(shè)計(jì)概念
1.5 小結(jié)
第2章 器件概述
2.1 引言
2.2 PN結(jié)
2.2.1 費(fèi)米能級(jí)
2.2.2 耗盡層電容
2.2.3 存儲(chǔ)電容
2.3 光電器件
2.4 場效應(yīng)管
2.4.1 長溝道逼近
2.4.2 MOSFET按比例縮小
2.4.3 弱反型
2.4.4 短溝道效應(yīng)
2.4.5 MOSFET電容
2.4.6 MOSFET特征頻率
2.4.7 噪聲
2.5 工藝擬合比
2.6 MOSFET參數(shù)練習(xí)
2.7 SPICE示例
2.8 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章 放大器
3.1 引言
3.2 輸入電壓范圍
3.2.1 原理
3.2.2 示例
3.3 CMOS運(yùn)算放大器的信號(hào)通路
3.3.1 整體信號(hào)路徑
3.3.2 負(fù)載
3.3.3 共源共柵電流源
3.3.4 示例
3.4 CMOS放大器參數(shù)
3.4.1 輸入失調(diào)
3.4.2 共模電壓輸入范圍
3.4.3 電流損耗
3.4.4 共模抑制比
3.4.5 電源抑制比
3.4.6 擺率和建立時(shí)間
3.4.7 直流增益、fc和fT
3.4.8 噪聲
3.4.9 失真
3.5 共模反饋
3.6 放大器的補(bǔ)償結(jié)構(gòu)
3.6.1 環(huán)路響應(yīng)
3.6.2 脈沖響應(yīng)
3.7 寬帶放大器技術(shù)
3.7.1 源和負(fù)載
3.7.2 級(jí)聯(lián)和反饋
3.8 放大器中的噪聲
3.8.1 電路中的噪聲
3.8.2 單級(jí)放大器中的噪聲
3.8.3 差分對(duì)的噪聲
3.8.4 帶電阻反饋的放大器的噪聲
3.8.5 噪聲帶寬
3.9 電流密度設(shè)計(jì)方法
3.10 版圖示例
3.11 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章 低功耗放大器
4.1 引言
4.2 低壓CMOS放大器
4.2.1 襯底控制
4.2.2 電路技術(shù)
4.3 亞閾值效應(yīng)
4.4 電流復(fù)用CMOS放大器
4.5 其他技術(shù)
4.6 SPICE示例
4.7 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第5章 穩(wěn)壓源、電壓基準(zhǔn)和電壓偏置
5.1 引言
5.2 電流源
5.3 自偏置
5.4 CTAT和PTAT
5.5 帶隙基準(zhǔn)電壓源
5.6 沒有二極管的基準(zhǔn)電壓
5.7 共源共柵電流源
5.8 穩(wěn)壓電源
5.9 設(shè)計(jì)示例
5.10 SPICE示例
5.11 版圖示例
5.12 小結(jié)
練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第6章 高級(jí)模擬電路概論
6.1 引言
6.2 MOSFET用作開關(guān)
6.3 基本開關(guān)電容
6.4 有源積分器
6.4.1 對(duì)寄生電容不敏感的同相開關(guān)電容
6.4.2 無延遲反向積分器
6.4.3 對(duì)寄生電容不敏感的延遲反向開關(guān)電容
6.4.4 離散時(shí)間的開關(guān)電容
6.4.5 帶延遲的同相有源積分器
6.5 采樣保持放大器
6.6 可編程增益放大器
6.6.1 時(shí)序
6.6.2 共模反饋
6.7 斬波放大器
6.8 動(dòng)態(tài)元件匹配技術(shù)
6.9 無電阻電流基準(zhǔn)
6.10 開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器
6.11 SPICE示例
6.12 版圖說明
6.13 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第7章 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器
7.1 引言
7.2 數(shù)模轉(zhuǎn)換器
7.2.1 電阻串拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
7.2.2 電流舵結(jié)構(gòu)
7.2.3 混合結(jié)構(gòu)
7.2.4 DAC微調(diào)或校準(zhǔn)
7.2.5 毛刺
7.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換器
7.3.1 斜坡型模數(shù)轉(zhuǎn)換器
7.3.2 逐次逼近寄存器模數(shù)轉(zhuǎn)換器
7.3.3 閃爍型模數(shù)轉(zhuǎn)換器
7.3.4 流水線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器
7.3.5 過采樣型模數(shù)轉(zhuǎn)換器
7.4 SPICE示例
7.4.1 DAC示例
7.4.2 ADC示例
7.5 版圖示例
7.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第8章 CMOS顏色和圖像傳感器電路設(shè)計(jì)
8.1 引言
8.2 技術(shù)和方法論
8.2.1 CMOS圖像傳感器技術(shù)和工藝綜述
8.2.2 背面照度
8.2.3 光電器件
8.2.4 設(shè)計(jì)方法論
8.3 CMOS顏色傳感器
8.3.1 跨阻放大器拓?fù)?br/>8.3.2 電流頻率拓?fù)?br/>8.3.3 電流積分拓?fù)?br/>8.4 CMOS圖像傳感器
8.4.1 CMOS圖像傳感器結(jié)構(gòu)
8.4.2 模擬像素傳感器
8.4.3 數(shù)字像素傳感器
8.4.4 低功耗和低噪聲技術(shù)
8.5 SPICE示例
8.6 版圖示例
8.7 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第9章 外圍電路
9.1 引言
9.2 振蕩器
9.2.1 環(huán)形振蕩器
9.2.2 RC振蕩器
9.2.3 斜坡振蕩器
9.3 非交疊時(shí)鐘發(fā)生器
9.4 接口電路
9.4.1 基本接口電路
9.4.2 I2C總線
9.5 輸入/輸出壓焊點(diǎn)
9.6 施密特觸發(fā)電路
9.7 電壓水平調(diào)節(jié)器
9.8 上電復(fù)位
9.9 靜電防護(hù)電路
9.10 SPICE示例
9.11 版圖示例
9.12 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第10章 版圖和封裝
10.1 引言
10.2 工藝
10.2.1 天線規(guī)則
10.2.2 電遷移和金屬密度
10.2.3 剪切應(yīng)力
10.3 平面布局
10.4 ESD和I/O壓焊版圖
10.4.1 低寄生電容壓焊點(diǎn)
10.4.2 密封環(huán)
10.5 模擬電路版圖技術(shù)
10.5.1 匹配
10.5.2 保護(hù)環(huán)
10.5.3 屏蔽
10.5.4 電壓降
10.5.5 金屬注入
10.5.6 襯底觸塞
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