第1章 CMOS设计简介 1
1.1 CMOS集成电路设计流程 1
1.2 CMOS基础 6
1.2.1 CMOS缩写 6
1.2.2 CMOS倒相器 7
1.2.3 第一款CMOS电路 7
1.2.4 模拟CMOS设计 8
1.3 SPICE简介 8
1.3.1 生成网表 8
1.3.2 工作点 9
1.3.3 传输函数分析 10
1.3.4 压控电压源 11
1.3.5 理想运算放大器 11
1.3.6 子电路 12
1.3.7 直流分析 13
1.3.8 绘制IV曲线 14
1.3.9 双环直流分析 14
1.3.10 瞬态分析 15
1.3.11 SIN源 16
1.3.12 RC电路实例 17
1.3.13 另一种RC电路实例 18
1.3.14 交流分析 19
1.3.15 十倍频程和倍频程 20
1.3.16 分贝 20
1.3.17 脉冲语句 20
1.3.18 有限脉冲上升时间 21
1.3.19 阶跃响应 21
1.3.20 RC电路的延迟与上升时间 22
1.3.21 分段线性源 23
1.3.22 仿真开关 23
1.3.23 电容的初始化条件 24
1.3.24 电感的初始化条件 24
1.3.25 LC回路的Q值 25
1.3.26 理想积分器的频率响应 26
1.3.27 单位增益频率 26
1.3.28 积分器的时域特性 27
1.3.29 收敛性 28
1.3.30 一些常见的错误和有用的技巧 28
延伸阅读 29
习题 29
第2章 阱 30
2.1 图形制作 31
2.2 N阱的版图设计 34
2.3 阻值的计算 36
2.4 N阱／衬底二极管 38
2.4.1 PN结物理学简介 38
2.4.2 耗尽层电容 41
2.4.3 存储或扩散电容 43
2.4.4 SPICE建模 45
2.5 N阱的RC延迟 47
2.6 双阱工艺 50
延伸阅读 53
习题 53
第3章 金属层 56
3.1 连接焊盘 56
3.2 用金属层进行设计和版图绘制 59
3.2.1 metall和vial 59
3.2.2 与金属层相关的寄生器件 61
3.2.3 电流运载极限 64
3.2.4 金属层的设计规则 65
3.2.5 接触电阻 66
3.3 串扰和地电位上跳 67
3.3.1 串扰 67
3.3.2 地电位上跳 68
3.4 LASI版图设计实例 70
3.4.1 连接焊盘的版图设计Ⅱ 70
3.4.2 金属测试结构的版图设计 73
延伸阅读 75
习题 75
第4章 有源层和多晶硅层 78
4.1 用active层和poly层绘制版图 78
4.2 将导线与poly和active相连 85
4.3 静电放电保护 94
延伸阅读 97
习题 97
第5章 电阻、电容、MOS管 99
5.1 电阻 99
5.2 电容 106
5.3 MOS管 109
5.4 版图实例 116
5.4.1 金属电容 116
5.4.2 多晶硅电阻 119
延伸阅读 121
习题 121
第6章 MOS管工作原理 122
6.1 MOS管电容回顾 122
6.2 阈值电压 126
6.3 MOS管的IV特性 130
6.3.1 工作于线性区的MOS管 131
6.3.2 工作于饱和区的MOS管 133
6.4 MOS管的SPICE模型 135
6.4.1 SPICE仿真实例 138
6.4.2 亚阈值电流 139
6.5 短沟道MOS管 141
6.5.1 MOS管的缩比 142
6.5.2 短沟道效应 143
6.5.3 短沟道CMOS工艺的SPICE模型 144
延伸阅读 149
习题 150
第7章 CMOS制备 152
7.1 CMOS单位工艺步骤 152
7.1.1 晶片制造 152
7.1.2 热氧化 154
7.1.3 掺杂工艺 155
7.1.4 光刻 158
7.1.5 薄膜的去除 160
7.1.6 薄膜淀积 163
7.2 CMOS工艺集成 166
7.2.1 前道集成 169
7.2.2 后道集成 187
7.3 后端工艺 197
7.4 总结 198
延伸阅读 199
第8章 电噪声概述 200
8.1 信号 200
8.1.1 功率和能量 200
8.1.2 功率频谱密度 202
8.2 电路噪声 205
8.2.1 计算电路噪声并为电路噪声建模 206
8.2.2 热噪声 211
8.2.3 信噪比 215
8.2.4 散粒噪声 227
8.2.5 闪烁噪声 229
8.2.6 其他噪声源 235
8.3 讨论 237
8.3.1 相关性 237
8.3.2 噪声与反馈 240
8.3.3 有关符号的一些最后说明 243
延伸阅读 244
符号及缩写列表 245
习题 247
第9章 模拟设计模型 249
9.1 长沟道MOS管 249
9.1.1 平方定律方程 251
9.1.2 小信号模型 257
9.1.3 温度效应 271
9.2 短沟道MOS管 273
9.2.1 通用设计（起始点） 274
9.2.2 专用设计（讨论） 277
9.3 MOS管噪声模型 279
延伸阅读 281
习题 282
第10章 数字设计模型 287
10.1 数字MOS管模型 288
10.1.1 电容效应 290
10.1.2 工艺特征时间常数 291
10.1.3 延迟时间和转换时间 292
10.1.4 通用数字设计 295
10.2 MOS管单管传输门 295
10.2.1 单管传输门的延迟 297
10.2.2 串联连接的PG的延迟 299
10.3 有关测量的最后注释 300
延伸阅读 301
习题 302
可行的学生项目 302
第11章 反相器 304
11.1 直流特性 304
11.2 开关特性 309
11.3 反相器的版图 313
11.4 驱动大电容负载的反相器尺寸 315
11.5 其他类型的反相器 319
延伸阅读 321
习题 322
第12章 静态逻辑门 323
12.1 与非门和或非门的直流特性 323
12.1.1 与非门的直流特性 323
12.1.2 或非门的直流特性 326
12.2 或非门和与非门的版图设计 327
12.3 开关特性 328
12.3.1 与非门 329
12.3.2 输入数目 331
12.4 复杂的CMOS逻辑门 332
延伸阅读 338
习题 338
第13章 钟控电路 340
13.1 CMOS传输门 340
13.2 传输门的应用 342
13.3 锁存器和触发器 346
13.4 实例 353
延伸阅读 358
习题 358
第14章 动态逻辑门 360
14.1 动态逻辑基础 360
14.1.1 电荷泄漏 360
14.1.2 动态电路的仿真 363
14.1.3 不交迭时钟的产生 364
14.1.4 动态电路中的CMOS TG 365
14.2 钟控CMOS逻辑 365
延伸阅读 370
习题 370
第15章 VLSI版图设计举例 372
15.1 芯片版图 373
15.2 版图设计流程 381
延伸阅读 390
第16章 存储器电路 391
16.1 阵列架构 392
16.1.1 感测基础 392
16.1.2 折叠阵列 397
16.1.3 芯片组织结构 402
16.2 外围电路 403
16.2.1 读出放大器设计 403
16.2.2 行／列解码器 412
16.2.3 行驱动器 417
16.3 存储单元 418
16.3.1 SRAM单元 419
16.3.2 只读存储器 420
16.3.3 浮栅存储器 421
延伸阅读 431
习题 432
第17章 △∑调制感测 437
17.1 定性讨论 438
17.1.1 DSM实例 438
17.1.2 在闪存中用DSM进行感测 440
17.2 感测阻性存储器 450
17.3 感测CMOS图像 457
延伸阅读 470
习题 471
第18章 专用CMOS电路 473
18.1 施密特触发器 473
18.1.1 施密特触发器的设计 474
18.1.2 施密特触发器的应用 476
18.2 多频振荡器 478
18.2.1 单稳态多频振荡器 479
18.2.2 非稳态多频振荡器 480
18.3 输入缓冲器 480
18.3.1 基本电路 481
18.3.2 差分电路 483
18.3.3 直流参考 487
18.3.4 降低缓冲器的输入阻抗 489
18.4 电荷泵（电压产生电路） 490
18.4.1 提高输出电压 493
18.4.2 产生更高的电压：迪克森电荷泵 493
18.4.3 实例 495
延伸阅读 497
习题 497
第19章 数字锁相环 499
19.1 检相器 500
19.1.1 XOR检相器 501
19.1.2 鉴频检相器 505
19.2 压控振荡器 508
19.2.1 电流饥饿型VCO 509
19.2.2 源耦合VCO 513
19.3 环路滤波器 514
19.3.1 XOR DPLL 515
19.3.2 鉴频检相器DPLL 521
19.4 系统考虑 528
19.5 延迟锁环 538
19.6 几个实例 542
19.6.1 2GHz的DLL 542
19.6.2 1Gbit/s时钟恢复电路 548
延伸阅读 553
习题 554