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第1章 绪论 1

1.1 信号分类 1

1.2 集成电路与分立电路 2

1.3 电路分析与电路设计 4

1.3.1 模拟电路的基本分析方法 4

1.3.2 模拟集成电路的设计流程 6

1.3.3 模拟集成电路的设计难点 8

1.4 模拟集成电路的应用 9

1.5 模拟集成电路中的基本概念 11

1.6 放大器基础 14

习题 18

第2章 模拟集成电路中的元器件 20

2.1 MOS晶体管 20

2.1.1 概述 20

2.1.2 一阶I-V方程 23

2.1.3 MOS管电容特性 29

2.1.4 小信号等效模型 34

2.1.5 非理想效应 37

2.1.6 描述MOS晶体管性能的电路参数 42

2.2 双极型晶体管 47

2.2.1 概述 48

2.2.2 大信号特性 49

2.2.3 双极性晶体管的小信号等效模型 52

2.2.4 双极型晶体管与MOS晶体管的比较 55

2.2.5 器件模型的选择 56

2.3 集成无源元件 56

2.3.1 集成电阻器 56

2.3.2 集成电容器 62

习题 66

第3章 单管放大器的分析与设计 70

3.1 电阻作负载的共源放大器 70

3.1.1 共源放大器的大信号分析 70

3.1.2 共源放大器的小信号分析 72

3.1.3 共源放大器的低频小信号增益优化考虑 73

3.2 频率响应分析 74

3.2.1 波特图 74

3.2.2 频率响应与时域响应的关系 77

3.2.3 Miller定理 80

3.2.4 频率响应的近似分析方法 82

3.2.5 共源放大器的频率响应 85

3.3 噪声 90

3.3.1 噪声基础 90

3.3.2 噪声的统计特性 92

3.3.3 元器件的噪声模型 96

3.3.4 电路中的噪声表示 102

3.3.5 噪声分析方法 107

3.3.6 电阻作负载共源放大器的噪声分析 108

3.4 电阻作负载共源放大器的设计：基于gm/ID的设计流程 109

3.5 有源负载共源放大器 118

3.5.1 MOS型二极管作负载的共源放大器 118

3.5.2 电流源作负载的共源放大器 121

3.5.3 线性区工作的MOS管作负载的共源放大器 122

3.6 源简并共源放大器 123

3.7 共栅放大器（电流缓冲器） 124

3.8 共漏放大器（源极跟随器） 128

3.9 各种单管放大器低频小信号特性的比较 134

习题 135

第4章 多管单级放大器 142

4.1 共源共栅放大器 142

4.1.1 共源共栅放大器的大信号分析 143

4.1.2 共源共栅放大器的低频小信号分析 144

4.1.3 共源共栅放大器的频率响应 147

4.1.4 共源共栅放大器的噪声特性 149

4.2 差分放大器 150

4.2.1 差分信号与差分信号处理 150

4.2.2 差分对的大信号分析 152

4.2.3 基本差分对的小信号分析 157

4.2.4 非平衡差分对分析 162

4.2.5 基本差分对的频率响应 168

4.2.6 有源负载差分对 171

4.2.7 基本差分对的噪声分析 171

4.2.8 差分放大器的仿真方法 173

习题 174

第5章 电流镜和参考源 180

5.1 电流镜 180

5.1.1 电流镜的基本特性 181

5.1.2 简单MOS型电流镜 183

5.1.3 Cascode电流镜 191

5.1.4 低压Cascode电流镜 193

5.2 参考源 197

5.2.1 Widlar电流源 198

5.2.2 以某一电压标准为参考的电流源 200

5.2.3 自偏置电流源 202

5.2.4 恒跨导源 206

5.3 能隙基准源 207

5.3.1 基本原理 207

5.3.2 电路实现 209

5.3.3 非理想特性 210

5.3.4 其他能隙基准源电路 215

5.3.5 能隙基准源的设计 216

5.4 恒温电流源 219

5.5 参考源的响应速度 219

习题 220

第6章 反馈 225

6.1 负反馈的基本特性 225

6.1.1 PVT变化 225

6.1.2 负反馈 227

6.1.3 负反馈的基本特性 229

6.2 反馈放大器的稳定性 232

6.2.1 稳定性判据 232

6.2.2 反馈放大器的稳定性 232

6.2.3 相位裕度 236

6.3 两端口网络分析法 240

6.3.1 两端口网络分析法的分析过程 240

6.3.2 反馈放大器的反馈类型 242

6.3.3 反馈放大器分析实例 245

6.4 Return Ratio分析法 254

6.4.1 环路增益 254

6.4.2 闭环增益 256

6.4.3 端口阻抗 258

6.5 环路增益的HSpice仿真 259

习题 263

第7章 基本OTA的分析与设计 268

7.1 运算跨导放大器与运算放大器 268

7.2 基本单级OTA 270

7.2.1 基本单级OTA的大信号特性 271

7.2.2 基本单级OTA的差模小信号特性 274

7.3 基本两级OTA 278

7.3.1 基本两级OTA的大信号特性 279

7.3.2 基本两级OTA的差模小信号特性 280

7.4 基本两级OTA的频率补偿 283

7.4.1 负载补偿 283

7.4.2 Miller补偿 285

7.4.3 Miller补偿中的右半平面零点 287

7.4.4 Miller补偿的电容型反馈放大器的噪声 292

7.5 基本两级OTA的设计 295

7.5.1 设计流程 296

7.5.2 设计实例 297

7.6 放大器的瞬态阶跃响应 309

7.6.1 阶跃响应的线性建立过程 310

7.6.2 阶跃响应的压摆过程 316

习题 328

第8章 高性能OTA的分析与设计 332

8.1 基本两级OTA的性能限制 332

8.2 高性能单级OTA 333

8.2.1 Telescopic OTA 333

8.2.2 折叠Cascode OTA 339

8.2.3 Gain Boosting OTA 346

8.2.4 电流镜型OTA 348

8.2.5 高性能两级OTA 349

8.3 共模反馈环路 350

8.3.1 共模反馈环路的工作原理 351

8.3.2 共模反馈机制 355

8.3.3 共模反馈环路分析 362

8.3.4 共模反馈环路的设计考虑 365

8.4 线性度 366

8.4.1 谐波失真 366

8.4.2 反馈对线性度的影响 370

8.4.3 线性化技术 372

8.5 动态失调消除技术 379

8.5.1 Auto-Zeroing技术 380

8.5.2 Chopping技术 384

8.6 Rail-to-Rail的OTA 385

8.6.1 3倍电流镜技术 386

8.6.2 电子Zener二极管技术 388

习题 389

第9章 单端输出的差分型放大器 396

9.1 单端输出的差分型OTA 396

9.1.1 有源电流镜 396

9.1.2 OTA电路 404

9.2 输出级 412

9.2.1 工作模式 412

9.2.2 源极跟随器 415

9.2.3 B类推挽输出级 419

9.2.4 AB类推挽输出级 423

9.3 单端输出的运算放大器 428

习题 430

第10章 双极型模拟集成电路 434

10.1 双极型晶体管特性 434

10.2 单管放大器 436

10.3 双极型复合器件 436

10.4 双极型差分对 438

10.5 双极型电流镜 440

10.6 双极型能隙基准源 442

10.7 741运算放大器 443

10.8 集成稳压器 445

习题 446

第11章 模拟集成滤波器 450

11.1 滤波器的传输特性 451

11.2 滤波器的分类 453

11.3 滤波器的非理想特性 455

11.4 经典滤波器传递函数 457

11.4.1 Butterworth逼近 458

11.4.2 Chebyshev逼近 459

11.4.3 反Chebyshev逼近 460

11.4.4 椭圆函数逼近 460

11.4.5 Bessel逼近 461

11.5 频率变换 462

11.6 有源滤波器的设计 465

11.6.1 级联法 465

11.6.2 模拟电感法 469

11.6.3 状态变量法 472

11.7 有源积分器 476

11.7.1 有源RC积分器 476

11.7.2 MOSFET-C积分器 478

11.7.3 跨导-电容积分器 479

11.7.4 开关电容积分器 482

11.8 调谐电路 484

11.8.1 频率调谐 484

11.8.2 Q值调谐 486

11.8.3 调谐电路的装配方式 488

习题 489

第12章 版图设计、ESD防护和混合信号集成 494

12.1 版图设计技术 494

12.1.1 匹配设计 495

12.1.2 寄生优化设计 501

12.1.3 可靠性设计 503

12.1.4 热效应 505

12.1.5 参考源分布 506

12.2 焊盘 508

12.3 ESD防护电路 510

12.3.1 ESD概述 511

12.3.2 ESD测试模型 511

12.3.3 ESD防护器件 517

12.3.4 ESD防护电路 523

12.3.5 ESD版图设计 533

12.4 衬底噪声耦合与混合信号集成 538

12.4.1 集成电路封装的寄生效应 538

12.4.2 衬底特性 540

12.4.3 衬底噪声耦合机理 542

12.4.4 减小衬底噪声耦合的措施 544

12.4.5 抗干扰设计 550

习题 553

附录A 0.35μm CMOS工艺库文件（HSpice） 555

附录B “模拟集成电路与系统”课程期中考试试题 557

附录C “模拟集成电路与系统”课程期末考试试题 560

参考文献 564