第1章 绪论&Chris Toumazou John Lidgey David Haigh 1
1．1 模拟集成电路(IC)设计 1
1．2 电流模方法 1
1．3 半导体工艺技术的进步 1
1．4 新的模拟标准部件 3
1．5 电流模系统 3
1．6 各章评论 4
1．7 未来电流模模拟IC设计 7
第2章 从跨导线性观点看电流模电路：一个指导&Barrie GUbert 8
2．1 引言 8
2．2 一般原理 8
2．2．1 跨导线性环与跨导线性网络 11
2．2．2 跨导线性原理 12
2．2．3 发射区面积比的应用 14
2．2．4 VBE失配 15
2．2．5 TL分析的几个实例；多环 15
2．2．6 比量度观点 17
2．2．7 扩展TL理论以计人电压发生器 18
2．2．8 器件其他非理想特性的影响 19
2．3 平方和求平方根 22
2．3．1 定标 23
2．3．2 TL平方电路 24
2．3．3 有效值—直流值变换器 26
2．3．4 二象限TL平方器 29
2．3．5 求平方根和几何平均 31
2．3．6 矢量模 31
2．4 模拟乘法器和除法器 35
2．4．1 基本四管乘法器单元 36
2．4．2 不受β影响的“A”型单元 37
2．4．3 β过敏的“B”型单元 41
2．4．4 失真机理 43
2．4．5 “对数—反对数”乘法器 45
2．4．6 六管乘法器单元 46
2．5 跨导线性交叉四管单元 47
2．5．1 Caprio四管单元 48
2．5．2 线性半波整流器 48
2．5．3 与绝对温度成比例(△VBE)单元 49
2．5．4 另一种宽带平方器 51
2．5．5 另一种二象限乘法器 52
2．6 各种各样的TL和TN电路 53
2．6．1 信号归一化 54
2．6．2 最小值和最大值函数 55
2．6．3 三角函数 57
2．7 感谢 59
2．8 参考文献 59
2．9 参考书目 60
第3章 电流传输器原理和应用&Adel S．Sedra Gordon W．RObertS 62
3．1 引言：电流传输器概念 62
3．2 第一代电流传输器(CCⅠ) 62
3．3 第二代电流传输器(CCⅡ) 65
3．3．1 CCII电路实现的基础 68
3．3．2 5μm CMOS CCⅡ实现 68
3．3．3 五阶高通滤波器实例 73
3．4 有源RC电路转换成电流传输器等效电路 75
3．4．1 伴随网络 75
3．4．2 单电流传输器双二阶电路 76
3．4．3 高阶滤波器的实现 77
3．4．4 采用电流运算放大器的电流模电路 79
3．5 结束语 80
3．6 参考文献 80
第4章 通用电流模模拟放大器&ChriS Toumazou John Lidgey 84
4．1 引言 84
4．2 使用电压运算放大器设计的传统电流输出电路的回顾 85
4．3 运算放大器电源电流读出：回顾和发展 86
4．3．1 电源电流分配 90
4．4 电流跟随器 91
4．5 电流传输器 93
4．5．1 以运算放大器电源电流读出为基础的高性能电流传输器 95
4．6 电源电流读出的实际应用 96
4．6．1 以恒定带宽跟随器为基础的电压放大器 96
4．6．2 电流模阻抗变换器 98
4．6．3 通用电流传输器有源滤波器 100
4．6．4 电流模精密整流器 100
4．6．5 电流模精密峰值检波器 101
4．6．6 电流模仪用放大器 102
4．6．7 硬件减少 104
4．7 七端运算放大器 104
4．8 电流模反馈放大器 106
4．8．1 跨导线性甲乙类电流放大器 106
4．8．2 电流反馈运算放大器 107
4．8．3 运算浮置传输器(OFC) 108
4．8．4 关于真正的电流模运算放大器 111
4．9 结束语 117
4．10 参考文献 117
第5章 高频CMOS跨导器&Scott T．Dupuie Mohammed Ismail 121
5．1 引言 121
5．2 差分对跨导器 122
5．2．1 非线性 122
5．2．2 谐波失真 123
5．2．3 频率响应 124
5．2．4 噪声 125
5．2．5 交叉耦合差分对 126
5．3 自适应偏置跨导器 128
5．3．1 基本原理 128
5．3．2 双晶体管平方电路 130
5．3．3 交叉耦合四管单元 133
5．4 甲乙类跨导器 135
5．4．1 基本原理 136
5．4．2 电压偏置源极耦合对 138
5．4．3 CMOS复合对 139
5．4．4 交叉耦合双四管单元 141
5．5 三极管区跨导器 145
5．5．1 基本原理 145
5．5．2 四晶体管跨导器 147
5．5．3 双晶体管跨导器 148
5．5．4 频率响应 149
5．6 结束语 150
5．7 感谢 150
5．8 参考文献 150
附录 5A 非线性函数的幂级数表示法 153
附录 5B 器件模型 154
B．1 非饱和模型 154
B．2 饱和模型 156
第6章 双极型电流镜&Barrie Gilbert 157
6．1 引言——理想电流镜 157
6．1．1 电流镜、电流反射器、电流传输器、电流源 158
6．2 单晶体管电流镜 159
6．2．1 采用横向PNP晶体管的单晶体管电流镜 161
6．3 双晶体管电流镜 165
6．3．1 实际器件缺陷的影响 165
6．3．2 利用发射极电阻提高精度 166
6．3．3 噪声和漂移考虑 169
6．3．4 非线性双晶体管电流镜 171
6．4 三晶体管电流镜 174
6．4．1 射极跟随器增广电流镜 174
6．4．2 利用共射—共基结构提高输出电阻 175
6．4．3 Wilsoil电流镜及改进 176
6．5 专用电流镜 181
6．5．1 可变比电流镜 181
6．5．2 大电流比电流镜 184
6．5．3 跟踪电源的电流镜 186
6．5．4 具有很高输出电阻或负输出电阻的电流镜 187
6．5．5 电压跟随电流镜：GCM 189
6．5．6 互补应用于电流镜 191
6．6 感谢 194
6．7 参考文献 194
第7章 动态电流镜&Eric A．Vittoz George Wegmann 195
7．1 引言 195
7．2 MOS晶体管的特性及模型的概述 195
7．3 标准MOS电流镜的设计考虑和限制 197
7．4 动态电流镜的工作原理 198
7．5 电荷注入 199
7．6 共源—共栅组态 202
7．7 泄漏电流的影响 204
7．8 建立时间 205
7．9 噪声 206
7．10 多重电流镜和乘法电流镜 207
7．11 除法动态电流镜 208
7．12 应用举例及可能的扩展 209
7．13 结束语 212
7．14 参考文献 212
第8章 砷化镓模拟集成电路设计技术&Chris Toumazou David Haigh 215
8．1 引言 215
8．2 工艺、器件和仿真 215
8．3 电流镜 217
8．3．1 电流镜的分类 217
8．3．2 同相正电流镜 217
8．3．3 反相电压跟随负电流镜 218
8．3．4 线性负电流镜 223
8．3．5 电流镜性能评价 224
8．4 单端—差分变换器 225
8．5 差分—单端变换器 226
8．6 线性跨导器 227
8．6．1 线性化原理 227
8．6．2 线性跨导器的实现 227
8．7 高增益运算跨导放大器 230
8．7．1 总论 230
8．7．2 极管电平移位电路 231
8．7．3 采用器件宽度比的电路 232
8．7．4 快速建立结构 232
8．8 缓冲放大器 235
8．9 应用 236
8．9．1 开关电容滤波器举例 236
8．9．2 微波应用 238
8．9．3 光学应用 240
8．9．4 连续时间滤波器 241
8．10 结束语 241
8．11 感谢 241
8．12 参考文献 241
第9章 连续时间滤波器&Rolf Schaumann Mehmet AliTan 245
9．1 引言 245
9．2 连续时间跨导—电容滤波器的设计 247
9．2．1 级联设计 248
9．2．2 元件替代法 249
9．2．3 运算仿真法 250
9．2．4 OTA非理想性的影响 252
9．3 调谐方法 253
9．4 讨论与总结 254
9．5 参考文献 254
第10章 基于采用电流变量和电荷变量的LCR滤波器仿真的连续时间和开关电容单片滤波器&David Haigh 257
10．1 引言 257
10．2 LCR原型滤波器和状态矩阵公式 257
10．3 信号流图表示和实现 259
10．4 积分器子部件 261
10．5 积分器类型 261
10．5．1 电压积分器 261
10．5．2 电流积分器 261
10．5．3 混合变量积分器 262
10．5．4 积分器标准 262
10．6 信号流图定标 262
10．7 广义滤波器实现结构 263
10．7．1 广义化的必要性 263
10．7．2 广义结构 264
10．8 灵敏度 266
10．9 一般定标操作 267
10．10 跨导器结构 267
10．11 滤波器实现的分类和特性 269
10．11．1 概述 269
10．11．2 行—型实现 269
10．11．3 列—型实现 270
10．11．4 非标准实现 270
10．11．5 交叉型仿真 270
10．11．6 “Z”型仿真 270
10．11．7 椭圆式滤波器 271
10．12 举例 271
10．12．1 多项式滤波器 271
10．12．2 椭圆式滤波器 274
10．13 结束语 275
10．14 感谢 275
10．15 参考文献 275
第11章 开关电流滤波器&John B．Hughes 277
11．1 引言 277
11．2 开关电容背景 278
11．3 开关电流系统 281
11．4 开关电流积分器 282
11．4．1 电流存储器 282
11．4．2 第一代开关电流积分器 283
11．4．3 第二代开关电流积分器 286
11．5 开关电流微分器 290
11．6 开关电流状态变量滤波器综合 292
11．6．1 基于积分器的四次节 292
11．6．2 滤波器设计举例 294
11．6．3 基于微分器的四次节 295
11．7 模拟误差 296
11．8 电流存储器电路增强 297
11．9 接口电路 298
11．10 结束语 298
11．11 感谢 299
11．12 参考文献 299
第12章 VLSI模拟接口电路&Evert Seevinck 302
12．1 引言 302
12．2 输入接口电路 303
12．2．1 线性CMOS电压—电流变换器 304
12．2．2 大信号双极型V—I变换器 305
12．2．3 高频双极型V—I变换器 306
12．2．4 CMOS亚纳秒ECL可兼容输入缓冲器 307
12．3 单片滤波器 308
12．3．1 双极型视频滤波器 309
12．3．2 CMOS VHF滤波器 311
12．3．3 大时间常数的积分 312
12．4 信号调节 313
12．5 内部接口 316
12．5．1 SRAM中的电流读出 316
12．5．2 双引线多路传输系统 317
12．6 输出接口电路 318
12．6．1 双极型功率放大器 318
12．6．2 扩大安全工作区的双极型功率晶体管没计 319
12．6．3 CMOS亚纳秒真实ECL输出缓冲器 319
12．7 电源接口 321
12．7．1 “纳功率”CMOS电压和电流基准 321
12．7．2 具有低支持电流的带白适应偏置的调整器电路 322
12．7．3 在片IDD监控器电路 323
12．8 结束语 324
12．9 感谢 324
12．10 参考文献 324
第13章 电流模A／D和D／A转换器&C．Andre T．Salama David G．Nairn Henry W．Singor 328
13．1 引言 328
13．2 A／D转换器 328
13．2．1 算法A／D转换 328
13．2．2 基本电流镜A／D转换器 329
13．2．3 有源镜A／D转换器 331
13．2．4 电流匹配A／D转换器 333
13．2．5 小结 335
13．3 D／A转换器 336
13．3．1 CMOS分离集电极横向双极型晶体管 336
13．3．2 D／A转换器结构 337
13．3．3 加权电流源的实现 338
13．3．4 高速电流开关的实现 338
13．3．5 控制放大器的实现 339
13．3．6 实验结果 340
13．3．7 小结 341
13．4 感谢 341
13．5 参考文献 341
第14章 电流拷贝器电路的应用&David Vallancourt Steven J．Daubert 344
14．1 引言 344
14．2 电流拷贝器概念的回顾 344
14．3 电流拷贝器的应用 345
14．4 功能块举例 345
14．4．1 与比值无关的整数电流乘法器 345
14．4．2 与比值无关的电压乘法器／除法器 346
14．4．3 与比值无关的电流除法器 347
14．5 系统举例 349
14．5．1 自校准D／A转换器 349
14．5．2 与比值无关的算法A／D转换器 351
14．5．3 利用电流除法的流水线A／D转换器 352
14．5．4 ∑—△前端 353
14．5．5 数字可编程模拟滤波器 354
14．6 参考文献 354
第15章 集成电流传输器&DOug C．Wadsworth 357
15．1 引言 357
15．1．1 以前的传输器实现 357
15．1．2 新传输器的实现 357
15．2 电路拓扑结构的发展 358
15．2．1 基本新电路拓扑结构 359
15．2．2 改进的电路拓扑结构 360
15．2．3 最终电路拓扑结构 360
15．3 工艺特性 362
15．3．1 标准双极工艺 362
15．3．2 互补双极工艺 362
15．4 电路描述 363
15．4．1 单位增益缓冲器 364
15．4．2 反相CCI结构 364
15．4．3 同相CCII结构 365
15．4．4 JFET辅出结构 365
15．5 性能 366
15．5．1 传输器输出阻抗 366
15．5．2 传输器频率响应 366
15．5．3 传辅器瞬态响应 366
15．5．4 传输器谐波失真 367
15．5．5 传输器精度 367
15．5．6 性能总结 369
15．6 应用 369
15．6．1 专用音频电子学 369
15．6．2 精密整流 371
15．6．3 电流反馈放大器 375
15．7 结束语 376
15．8 参考文献 377
第16章 应用于电压放大器的“电流反馈”&Derek F．Bowers 380
16．1 引言 380
16．2 运算放大器 380
16．3 仪用放大器 382
16．4 “电流反馈”运算放大器 383
16．5 大信号对电流反馈运算放大器的影响 386
16．6 电流反馈运算放大器的缺点 386
16．7 电流反馈运算放大器的设计方法 387
16．8 实际的电流反馈运算放大器设计 389
16．9 “电流反馈”用于仪用放大器 390
16．10 “有源反馈”用于仪用放大器 392
16．11 典型的电流和有源反馈仪用放大器 394
16．12 结束语 395
16．13 感谢 396
16．14 参考文献 396
第17章 用于模拟MOS VLSI的神经网络标准部件&Steven Bibyk Mohamined Ismail 398
17．1 神经网络和模拟VLSI 398
17．2 神经模型 399
17．3 突触权重的存储 400
17．3．1 非易失的浮栅存储 400
17．4 电流模、神经网络标准部件 402
17．4．1 可编程突触元件 402
17．4．2 内积电路 402
17．4．3 电流阈值 404
17．4．4 硅实现 405
17．5 自适应滤波和应用 407
17．6 结束语 407
17．7 感谢 408
17．8 参考文献 408
第18章 模拟集成电路设计的发展前景&Phillip E．Allen 411
18．1 模拟集成电路设计的现状 411
18．2 工艺技术发展趋向 413
18．3 设计发展趋向 415
18．4 仿真和模型化发展趋向 417
18．5 设计自动化 420
18．6 测试发展趋向 422
18．7 前景发展趋向和展望 423
18．8 参考文献 425
附录：英汉名词术语对照 427