模拟CMOS集成电路设计PDF电子书下载

第1章 模拟电路设计绪论 1

1.1研究模拟电路的重要性 1

1.2研究模拟集成电路的重要性 5

1.3研究CMOS模拟集成电路的重要性 5

1.4本书的特点 6

1.5电路设计的一般概念 6

1.5.1抽象级别 6

1.5.2鲁棒模拟电路设计 7

1.5.3符号 7

第2章 MOS器件物理基础 9

2.1基本概念 9

2.1.1 MOSFET开关 9

2.1.2 MOSFET的结构 9

2.1.3 MOS符号 11

2.2 MOS的I/V特性 11

2.2.1阈值电压 12

2.2.2 I/V特性的推导 13

2.3二级效应 20

2.4 MOS器件模型 24

2.4.1 MOS器件版图 24

2.4.2 MOS器件电容 25

2.4.3 MOS小信号模型 28

2.4.4 MOS SPICE模型 31

2.4.5 NMOS与PMOS器件的比较 32

2.4.6长沟道器件与短沟道器件的比较 33

附录A：用作电容器的MOS器件的特性 33

习题 34

第3章 单级放大器 40

3.1基本概念 40

3.2共源级 41

3.2.1采用电阻负载的共源级 41

3.2.2采用二极管连接的负载的共源级 45

3.2.3采用电流源负载的共源级 49

3.2.4工作在线性区的MOS为负载的共源级 50

3.2.5带源极负反馈的共源级 50

3.3源跟随器 57

3.4共栅级 64

3.5共源共栅级 70

3.5.1折叠式共源共栅 75

3.6器件模型的选择 77

习题 78

第4章 差动放大器 84

4.1单端与差动的工作方式 84

4.2基本差动对 86

4.2.1定性分析 87

4.2.2定量分析 90

4.3共模响应 98

4.4 MOS为负载的差动对 103

4.5吉尔伯特单元 105

习题 108

第5章 无源与有源电流镜 113

5.1基本电流镜 113

5.2共源共栅电流镜 116

5.3有源电流镜 121

5.3.1大信号分析 124

5.3.2小信号分析 125

5.3.3共模特性 128

习题 131

第6章 放大器的频率特性 138

6.1概述 138

6.1.1密勒效应 138

6.1.2极点与结点的关联 141

6.2共源极 143

6.3源跟随器 147

6.4共栅级 151

6.5共源共栅级 153

6.6差动对 155

附录A：密勒定理的对偶 159

习题 161

第7章 噪声 165

7.1噪声的统计特性 165

7.1.1噪声谱 167

7.1.2幅值分布 170

7.1.3相关噪声源和非相关噪声源 171

7.2噪声类型 172

7.2.1热噪声 172

7.2.2闪烁噪声 176

7.3电路中的噪声表示 179

7.4单级放大器中的噪声 184

7.4.1共源级 185

7.4.2共栅级 187

7.4.3源跟随器 190

7.4.4共源共栅级 191

7.5差动对中的噪声 192

7.6噪声带宽 196

习题 197

第8章 反馈 202

8.1概述 202

8.1.1反馈电路的特性 203

8.1.2放大器的种类 208

8.1.3检测和返回机制 210

8.2反馈结构 212

8.2.1电压-电压反馈 212

8.2.2电流-电压反馈 216

8.2.3电压-电流反馈 218

8.2.4电流-电流反馈 221

8.3负载的影响 221

8.3.1二端口网络模型 221

8.3.2电压-电压反馈中的负载 223

8.3.3电流-电压反馈中的负载 226

8.3.4电压-电流反馈中的负载 228

8.3.5电流-电流反馈中的负载 230

8.3.6负载影响小结 232

8.4反馈对噪声的影响 233

习题 234

第9章 运算放大器 239

9.1概述 239

9.1.1性能参数 240

9.2一级运放 243

9.3两级运放 252

9.4增益的提高 254

9.5性能比较 257

9.6共模反馈 258

9.7输入范围限制 266

9.8转换速率 268

9.9电源抑制 275

9.10运放的噪声 276

习题 279

第10章 稳定性与频率补偿 284

10.1概述 284

10.2多极点系统 287

10.3相位裕度 289

10.4频率补偿 292

10.5两级运放的补偿 297

10.5.1两级运放中的转换 301

10.6其它补偿技术 302

习题 306

第11章 带隙基准 309

11.1概述 309

11.2与电源无关的偏置 310

11.3与温度无关的基准 312

11.3.1负温度系数电压 313

11.3.2正温度系数电压 314

11.3.3带隙基准 314

11.4 PTAT电流的产生 319

11.5恒定Gm偏置 320

11.6速度与噪声问题 321

11.7实例分析 324

习题 327

第12章 开关电容电路 330

12.1概述 330

12.2采样开关 334

12.2.1 MOSFETs开关 334

12.2.2速度问题 338

12.2.3精度问题 341

12.2.4电荷注入抵消 343

12.3开关电容放大器 345

12.3.1单位增益采样器/缓冲器 345

12.3.2同相放大器 351

12.3.3精确乘2电路 356

12.4开关电容积分器 357

12.5开关电容共模反馈 359

习题 360

第13章 非线性与不匹配 364

13.1非线性 364

13.1.1概述 364

13.1.2差动电路的非线性 367

13.1.3负反馈对非线性的影响 369

13.1.4电容器的非线性 371

13.1.5线性化技术 372

13.2不匹配 376

13.2.1失调消除技术 382

13.2.2用失调消除来降低噪声 386

13.2.3 CMRR的另一种定义 388

习题 389

第14章 振荡器 391

14.1概述 391

14.2环形振荡器 393

14.3 LC振荡器 402

14.3.1交叉耦合振荡器 404

14.3.2科尔皮兹振荡器 406

14.3.3单端口振荡器 409

14.4压控振荡器 413

14.4.1环形振荡器调节 415

14.4.2 LC振荡器的调节 423

14.5 VCO的数学模型 426

习题 430

第15章 锁相环 432

15.1简单的锁相环 432

15.1.1鉴相器 432

15.1.2基本的PLL结构 434

15.1.3简单锁相环的动态特性 441

15.2电荷泵锁相环 447

15.2.1锁定捕获的问题 447

15.2.2鉴相/鉴频器和电荷泵 448

15.2.3基本的电荷泵锁相环 452

15.3锁相环中的非理想效应 458

15.3.1 PFD/CP的非理想性 458

15.3.2锁相环中的抖动现象 462

15.4延迟锁相环 464

15.5应用 466

15.5.1频率倍增和合成 467

15.5.2歪斜的减小 469

15.5.3抖动的减小 470

习题 470

第16章 短沟道效应与器件模型 473

16.1按比例缩小理论 473

16.2短沟道效应 477

16.2.1阈值电压的变化 477

16.2.2垂直电场引起的迁移率退化 479

16.2.3速度饱和 479

16.2.4热载流子效应 481

16.2.5漏-源电压引起的输出阻抗的变化 481

16.3 MOS器件模型 483

16.3.1 Level 1模型 483

16.3.2 Level 2模型 484

16.3.3 Level 3模型 486

16.3.4 BSIM系列模型 487

16.3.5其它模型 488

16.3.6电荷和电容模型 488

16.3.7温度特性 489

16.4工艺角 489

16.5数字世界中的模拟设计 490

习题 491

第17章 CMOS工艺技术 494

17.1概述 494

17.2晶片工艺 495

17.3光刻 496

17.4氧化 497

17.5离子注入 498

17.6淀积与刻蚀 500

17.7器件制造 500

17.7.1有源器件 501

17.7.2无源器件 504

17.7.3互连 511

17.8闩锁效应 513

习题 514

第18章 版图与封装 517

18.1版图概述 517

18.1.1设计规则 518

18.1.2天线效应 520

18.2模拟电路的版图技术 521

18.2.1叉指晶体管 521

18.2.2对称性 523

18.2.3参考源的分布 527

18.2.4无源器件 528

18.2.5连线 535

18.2.6焊盘与静电放电保护 538

18.3衬底耦合 540

18.4封装 545

习题 552

英中词汇对照 555