混合信号模数转换CMOS集成电路设计PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 ADC设计概述 1

1.2 集成电路设计工具 2

1.3 ADC集成电路设计流程 5

1.4 关于本书 7

参考文献 8

第2章 模数转换器算法和实现架构 10

2.1 ADC算法 10

2.2 ADC的实现架构 12

2.2.1 品质指标 14

2.2.2 Sigma-Delta架构 14

2.2.3 逐次逼近架构 18

2.2.4 流水线架构 23

2.3 主要性能指标 25

2.3.1 分辨率 25

2.3.2 DNL/INL非线性 25

2.3.3 偏移误差与增益误差 26

2.3.4 信噪比 27

2.3.5 SINAD/THD/SFDR谐波失真 27

2.3.6 ENOB有效位数 28

2.4 速度、精度和功耗 29

2.5 本章小结 30

参考文献 31

第3章 带隙参考电压源 32

3.1 负温度系数的电压基准 32

3.2 正温度系数的电压基准 35

3.3 带隙基准和带隙电压 38

3.4 带隙电压的温度系数 41

3.5 带隙电压电路 43

3.5.1 工艺参数的提取 46

3.5.2 失调电压的影响 48

3.5.3 自动调零放大器原理 49

3.6 本章小结 53

习题 53

参考文献 54

第4章 偏置电路和镜像电流源 56

4.1 偏置的基本概念 56

4.1.1 特性曲线和工作区域 56

4.1.2 和偏置相关的参数 58

4.1.3 电路实现 59

4.2 镜像电流源 60

4.2.1 镜像电流源 60

4.2.2 级联镜像电流源 61

4.2.3 宽摆幅级联镜像电流源 63

4.2.4 Sooch级联镜像电流源 65

4.2.5 低压偏置电路设计 66

4.2.6 串联MOS管 68

4.3 抗电源电压干扰 70

4.3.1 电源敏感度和抑制比 70

4.3.2 Widlar电流源 71

4.3.3 自偏置电路 72

4.4 放大器偏置电路设计 75

4.5 本章小结 77

参考文献 77

第5章 运算跨导放大器 78

5.1 放大器架构 78

5.1.1 差分运算放大器 78

5.1.2 共源共栅级联放大器 81

5.1.3 折叠共源共栅级联放大器 84

5.2 共模反馈电路 85

5.2.1 共模反馈原理 85

5.2.2 开关电容CMFB电路 87

5.2.3 电路设计与实现 87

5.3 放大器的频率响应 88

5.3.1 复频率域电路分析 88

5.3.2 主极点和单位增益带宽 90

5.3.3 放大器反馈电路 90

5.3.4 单级放大器 93

5.3.5 共源共栅放大器 95

5.4 增益加强型共源共栅放大器 97

5.4.1 小信号模型分析 97

5.4.2 零极点分析 98

5.4.3 建立时间分析 102

5.5 放大器设计及优化 103

5.5.1 设计指标 103

5.5.2 整体结构 104

5.5.3 参数优化 105

5.5.4 电路设计和仿真 106

5.6 本章小结 108

参考文献 109

第6章 比较器电路 110

6.1 简介 110

6.2 基本指标 111

6.3 比较器结构 113

6.3.1 连续时间比较电路 113

6.3.2 离散时间比较电路 113

6.3.3 锁存型比较器 114

6.3.4 斩波逆变型比较器 116

6.4 提高精度的技术 117

6.4.1 输入失调电压 117

6.4.2 具体电路失调分析 118

6.4.3 模拟消除技术 118

6.4.4 数字补偿技术 122

6.5 比较速度分析 122

6.6 设计实例 125

6.6.1 确立电路结构 126

6.6.2 设计各CMOS管尺寸 126

6.6.3 仿真 127

6.7 本章小结 129

习题 129

参考文献 130

第7章 放大器失调和斩波技术 132

7.1 实际与理想运放的差异 132

7.2 双极型差分对输入失调电压 133

7.3 MOS型差分对输入失调电压 136

7.3.1 电阻负载 136

7.3.2 有源负载 138

7.3.3 系统失调电压 142

7.4 斩波技术和斩波放大器 143

7.4.1 斩波放大器原理 144

7.4.2 残余失调电压 147

7.4.3 MOS开关的非理想效应 148

7.4.4 实例分析 149

7.5 本章小结 149

参考文献 150

第8章 采样和MDAC电路 151

8.1 采样基本概念 151

8.2 开关电容采样保持电路 153

8.2.1 翻转型架构 153

8.2.2 电荷传输型架构 155

8.2.3 具体实现电路 156

8.3 主要误差分析 159

8.3.1 放大器有限增益误差 159

8.3.2 采样时间误差 160

8.3.3 开关电阻非线性 165

8.3.4 电荷注入误差 167

8.3.5 时钟馈通效应 170

8.3.6 热噪声 170

8.4 MDAC电路 171

8.4.1 实现电路 172

8.4.2 数字误差校正 173

8.4.3 1.5位MDAC电路 176

8.5 本章小结 179

参考文献 180

第9章 CMOS工艺技术与版图设计 182

9.1 主要工艺流程 182

9.2 集成电路版图 195

9.3 无源器件 199

9.3.1 N+、P+、N阱电阻 200

9.3.2 多晶硅电阻 203

9.3.3 电阻的性能比较 204

9.3.4 电容 206

9.4 闩锁效应及版图布局 209

9.5 ESD保护及版图布局 211

9.6 本章小结 213

参考文献 213