第1章 基本MOS器件物理 1
1.1 有源器件 1
1.1.1 MOS管结构与几何参数 1
1.1.2 MOS管的工作原理及表示符号 3
1.1.3 MOS管的高频小信号电容 5
1.1.4 MOS管的电特性 7
1.1.5 二阶效应 12
1.1.6 MOS管交流小信号模型 16
1.1.7 有源电阻 17
1.2 无源器件 20
1.2.1 电阻 20
1.2.2 电容 22
1.3 短沟道效应 24
1.3.1 按比例缩小 24
1.3.2 短沟道效应 27
1.4 MOS器件模型 31
第2章 单级放大器 33
2.1 共源放大器 33
2.1.1 无源负载共源放大器 33
2.1.2 有源器件作为负载 36
2.2 源极跟随器 47
2.2.1 电阻负载源极跟随器 47
2.2.2 电流源负载源极跟随器 48
2.3 共栅放大器 51
2.4 共源共栅极（级联级） 56
2.5 折叠式级联 60
第3章 恒流源电路 62
3.1 基本电流镜结构 62
3.2 威尔逊电流源 64
3.3 共源共栅电流源——高输出阻抗恒流源 65
3.4 低压共源共栅结构 66
3.5 高输出阻抗、高输出摆幅的恒流源 67
3.6 电源抑制电流源 68
3.6.1 CMOS峰值电流源 68
3.6.2 恒定跨导电流源 69
小结 70
第4章 差分放大器 71
4.1 概述 71
4.2 基本差分对 72
4.2.1 电路结构 72
4.2.2 差分对的共模输入及输出压摆 72
4.2.3 差分对的差分工作 74
4.3 以MOS管作为负载的差分放大器 84
4.4 CMOS差分放大器 87
4.4.1 工作原理 87
4.4.2 电路分析 88
4.4.3 CMOS差分放大器的主要性能 95
4.5 模拟乘法器 95
4.5.1 模拟乘法器设计方法 95
4.5.2 直接利用双差分结构实现 97
4.6 吉尔伯特单元 98
4.6.1 经典吉尔伯特单元 98
4.6.2 吉尔伯特单元典型应用 100
第5章 放大器的频率响应 102
5.1 频率特性的基本概念和分析方法 102
5.1.1 基本概念 102
5.1.2 研究方法 103
5.2 共源放大器的频率响应 104
5.2.1 电路的零极点 104
5.2.2 输入阻抗 106
5.3 源极跟随器的频率响应 107
5.3.1 电路的零极点 107
5.3.2 输入阻抗 108
5.3.3 输出阻抗 109
5.4 共栅极——电流缓冲器的频率响应 110
5.4.1 电路的零极点 110
5.4.2 输入阻抗 111
5.5 级联放大器的频率响应 112
5.6 CMOS增益级的频率响应 113
5.7 差分放大器的频率响应 114
5.7.1 CMOS全差分对的频率响应 115
5.7.2 电流镜为负载的差分对的频率响应 117
第6章 反馈 121
6.1 基本概念 121
6.1.1 反馈放大器的方框图及放大倍数的一般表达式 121
6.1.2 负反馈放大器的类型 122
6.2 负反馈结构 122
6.3 负反馈放大器的特性 125
6.3.1 提高放大器增益的稳定性 125
6.3.2 对系统的输入与输出电阻的影响 125
6.3.3 带宽调节 128
6.3.4 减少非线性失真 130
6.3.5 负载的影响 130
6.4 反馈网络的噪声效应 136
6.5 系统的稳定性 137
6.5.1 单极点系统 137
6.5.2 多极点系统 138
第7章 噪声 139
7.1 概述 139
7.1.1 噪声的描述方法 139
7.1.2 相关噪声源与独立噪声源 140
7.1.3 噪声带宽 140
7.2 噪声的种类 140
7.2.1 热噪声 140
7.2.2 闪烁噪声——1/f噪声 143
7.2.3 散粒噪声 144
7.3 电路中噪声的表示方式 144
7.3.1 噪声源表示法 144
7.3.2 ？与？的计算 145
7.4 单级放大器中的噪声 145
7.4.1 共源放大器 145
7.4.2 共栅放大器 147
7.4.3 共源共栅放大器 148
7.4.4 源极跟随器 149
7.4.5 CMOS放大器的噪声 150
7.5 差分对中的噪声 151
第8章 运算放大器 154
8.1 概述 154
8.1.1 运算放大器的主要参数 154
8.1.2 分析运算放大器的一般步骤 157
8.2 单级运放 158
8.2.1 全差分单级运算放大器 158
8.2.2 单端输出运算放大器 160
8.3 共模反馈 162
8.3.1 共模电平的检测方法 163
8.3.2 误差比较技术 165
8.4 多级运放 168
8.4.1 两级运放 168
8.4.2 多级运放 169
8.5 运放的建立时间TSET 172
8.5.1 物理意义 172
8.5.2 单级运放的转换速率 174
8.5.3 二级运放的转换速率 174
8.6 增益提高电路 176
8.6.1 基本增益提高电路 176
8.6.2 增益提高的级联运放 177
8.7 轨到轨运算放大器 179
8.7.1 轨到轨运算放大器输入级 179
8.7.2 轨到轨输出 185
8.8 运放中的噪声分析 189
8.9 运算放大器的设计流程 190
小结 190
第9章 运算放大器的频率补偿 191
9.1 稳定相位裕度 191
9.2 频率补偿 192
9.2.1 单级高增益运放的频率补偿 193
9.2.2 CMOS多级运放的补偿 195
第10章 开关电容电路 204
10.1 概述 204
10.2 MOS模拟开关 204
10.2.1 MOS开关管的电阻 205
10.2.2 MOS管极问电容的影响 208
10.2.3 衬偏的调制与kT/C噪声 211
10.3 开关电容电路的工作原理及特点 212
10.3.1 电荷重分配原理 212
10.3.2 开关电容电路的等效电阻 212
10.4 开关电容电路模块 215
10.4.1 采样维持（S/H） 215
10.4.2 增益放大模块 218
10.4.3 开关电容积分器 220
10.4.4 倍乘和单位延迟及积分／加法（或减法）电路 221
10.4.5 开关电容滤波器 222
10.4.6 开关电容共模负反馈 223
10.5 开关电容电路中的非理想效应 224
10.5.1 开关的非理想效应 224
10.5.2 电容的不精确性 225
10.5.3 非理想运算放大器的影响 225
10.5.4 开关电容电路中的噪声 225
第11章 放大器的非线性失真 227
11.1 概述 227
11.1.1 非线性的定义 227
11.1.2 非线性的度量方法 227
11.2 单级放大器的非线性 228
11.2.1 由于MOS管特性引起的非线性 228
11.2.2 由放大器传输特性引起的非线性 228
11.3 差分电路的非线性 229
11.4 电路中器件引起的非线性 230
11.4.1 电容的非线性 230
11.4.2 MOS管作为电阻的非线性 231
11.5 克服非线性的技术 231
11.5.1 原理 231
11.5.2 改善放大器非线性失真的实际电路 234
第12章 基准电压源 237
12.1 基本工作原理 237
12.1.1 与温度无关的基准 237
12.1.2 常见的带隙基准电压源的结构 238
12.2 带隙基准源各个单元的分析 239
12.2.1 电流镜 239
12.2.2 运算放大器 245
12.2.3 温度补偿 248
12.3 低电压工作的基准电压源 251
12.3.1 常态阈值器件的低电压基准电压源 251
12.3.2 结构改进型低电压基准电压源 252
12.4 以MOS管阈值电压Vth为基准的参考电压源 253
12.5 亚阈值区的基准电压源 255
12.6 多组电压源的产生 256
12.7 带负载能力 257
第13章 集成电压比较器 258
13.1 概述 258
13.1.1 基本概念 258
13.1.2 电压比较器的主要参数及设计要求 259
13.1.3 电压比较器的结构 260
13.2 级联反相器结构 260
13.2.1 基本反相器结构 260
13.2.2 典型级联反相结构比较器 260
13.2.3 快速的级联反相结构比较器 262
1.3.3 差分输入运算放大器结构 263
13.3.1 静态模式 263
13.3.2 动态工作模式 265
第14章 D/A、A/D转换器 269
14.1 概述 269
14.2 数／模转换器（DAC） 269
14.2.1 工作原理 269
14.2.2 DAC的主要性能 270
14.2.3 DAC的种类 271
14.3 模／数转换电路 278
14.3.1 工作原理 278
14.3.2 性能参数 279
14.3.3 模／数转换器类型 279
第15章 振荡器与锁相环 296
15.1 振荡器 296
15.1.1 概述 296
15.1.2 LC振荡器 297
15.1.3 交叉耦合振荡器 298
15.1.4 科尔皮兹振荡器 299
15.1.5 负阻振荡器 300
15.1.6 移相振荡器 300
15.1.7 环形振荡器 301
15.1.8 压控振荡器 305
15.2 锁相环 307
15.2.1 锁相环结构 307
15.2.2 锁相环路的性能 308
15.2.3 锁定状态 310
15.2.4 频率倍增与合成 312
15.2.5 电荷泵锁相环 313
15.2.6 锁相环设计的一般思路 315
15.2.7 分数锁相环 318
第16章 版图设计技术 322
16.1 版图的设计流程 322
16.2 工艺制约 323
16.3 工艺设计规则 324
16.4 布局与布线 325
16.4.1 MOS管的版图设计 325
16.4.2 二极管的版图设计 327
16.4.3 无源器件 328
16.4.4 布局 329
16.4.5 布线 334
16.5 封装 337
16.5.1 自感 339
16.5.2 互感 339
第17章 工程设计 340
17.1 工程A：运算放大器设计 340
17.1.1 工程目标 340
17.1.2 放大器结构的确定 340
17.1.3 各级放大器参数的确定 341
17.1.4 仿真验证 343
17.2 工程B：模／数转换器ADC的设计 347
17.2.1 目标与设计流程 347
17.2.2 电路结构 348
17.2.3 电路设计 348
17.2.4 总体电路设计与仿真 361
17.2.5 版图设计及后仿真 361
17.2.6 芯片测试方案 364
参考文献 365