Empyrean模擬集成電路設(shè)計與工程

定　價：￥89.80

作　者：	胡遠奇王昭昊
出版社：	人民郵電出版社
叢編項：
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787115636195	出版時間：	2024-07-01	包裝：	平裝-膠訂
開本：	16開	頁數(shù)：		字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　本書著重介紹模擬集成電路的核心特性和設(shè)計方法，理論部分簡要介紹擬集成電路涉及的公式和原理，通過仿真案例為教學打下基礎(chǔ)，確保讀者能夠“知其然，知其所以然”。本書以“先模仿復現(xiàn)、后創(chuàng)新設(shè)計”的思路設(shè)置了不同難度的仿真練習，并詳細介紹操作流程，使讀者可以自主完成相應的仿真實驗，從而掌握集成電路設(shè)計思路逐步培養(yǎng)全局規(guī)劃能力和工程思維方式，為后續(xù)深入學習高階模擬集成電路課程奠定堅實的基礎(chǔ)。本書適合電子信息和集成電路相關(guān)專業(yè)本科生和研究生閱讀，也可為模擬集成電路技術(shù)發(fā)燒友提供有益參考。

作者簡介

　　胡遠奇長期從事高精度數(shù)模混合集成電路設(shè)計工作。2015年獲英國帝國理工學院博士學位，2015—2018年擔任芯片企業(yè)Cirrus Logic的研發(fā)設(shè)計師，2018年入職北京航空航天大學，獲評國家級青年人才。主持國家自然科學基金區(qū)域聯(lián)合重點項目等7個項目，發(fā)表論文20余篇。擔任國家“十四五”重點研發(fā)計劃“微納電子技術(shù)”重點專項總體專家組成員、IEEE TBiOCAS 編委及IEEECAS傳感系統(tǒng)技術(shù)委員會委員等。王昭昊長期從事存儲器及集成電路教學科研工作。2015年獲法國巴黎薩克雷大學物理學博士學位，2016年入職北京航空航天大學。主講本科生核心專業(yè)課“模擬集成電路基礎(chǔ)”，以第一作者或通信作者身份發(fā)表學術(shù)論文60余篇，獲30余項發(fā)明專利授權(quán)，轉(zhuǎn)讓專利4項。獲北京市高等教育教學成果二等獎、中國電子學會自然科學一等獎等。

圖書目錄

第 1 章緒論 1
1.1　經(jīng)典的模擬集成電路　1
1.2　模擬集成電路的主要推動力　2
1.3　CMOS 技術(shù)與工藝　3
1.4　設(shè)計技巧與工程思想　3
1.5　電路仿真工具：華大九天Empyrean　4

第　2 章 MOSFET 物理特性　6
2.1　MOSFET 的基本伏安特性　6
2.1.1　原理簡介　6
2.1.2　仿真實驗： MOSFET 的伏安特性曲線　7
2.1.3　仿真實驗： MOSFET 的二級效應　14
2.2　MOSFET 的小信號模型　21
2.2.1　小信號模型的理論依據(jù)　21
2.2.2　仿真實驗： MOSFET 的小信號參數(shù)測試　24
2.3　MOSFET 的幾種常見連接方式　33
2.3.1　MOSFET 的二極管連接方式　33
2.3.2　MOSFET 的電流源連接方式　34
2.3.3　仿真實驗：二極管連接型MOSFET 和電流源連接型 MOSFET　34
2.4　課后練習　37

第　3 章 CMOS 單級放大器　38
3.1　共源放大器　38
3.1.1　以電阻為負載的共源放大器　38
3.1.2　推挽放大器　41
3.1.3　帶源極負反饋的共源放大器　42
3.1.4　仿真實驗：共源放大器　43
3.2　源跟隨器　51
3.2.1　源跟隨器的基礎(chǔ)理論　52
3.2.2　仿真實驗：源跟隨器仿真　53
3.3　共柵放大器　56
3.3.1　共柵放大器的基礎(chǔ)理論　56
3.3.2　仿真實驗：共柵放大器的仿真　57
3.4　共源共柵放大器　60
3.4.1　共源共柵放大器的基礎(chǔ)理論　61
3.4.2　仿真實驗：共源共柵放大器的仿真　62
3.5　課后練習　65

第　4 章 CMOS 差分放大器　66
4.1　基本差分對　66
4.1.1　基本差分對的直流分析　67
4.1.2　仿真實驗：基本差分對的直流特性分析　68
4.1.3　半邊電路法　71
4.1.4　仿真實驗：基本差分對的小信號特性分析　73
4.2　共模響應　76
4.2.1　尾電流源阻抗的影響　76
4.2.2　MOSFET 失配的影響　78
4.2.3　仿真實驗：差分放大器的共模響應　78
4.3　課后練習　84

第　5 章電流鏡與偏置電路　85
5.1　電流鏡的工作原理　85
5.1.1　基本電流鏡　85
5.1.2　共源共柵電流鏡　87
5.1.3　仿真實驗：電流鏡的特性曲線　88
5.2　高輸出擺幅的共源共柵電流鏡　91
5.2.1　共源共柵電流鏡擺幅分析　91
5.2.2　兩種高輸出擺幅的共源共柵電流鏡　91
5.2.3　仿真實驗：高輸出擺幅的共源共柵電流鏡　94
5.3　電流鏡用作有源負載　96
5.3.1　有源負載的原理　96
5.3.2　仿真實驗：以電流鏡作為負載的差分放大器　98
5.4　偏置電路　103
5.4.1　恒定跨導偏置電路　104
5.4.2　仿真實驗：恒定跨導偏置電路　106
5.5　課后練習　111

第　6 章頻率響應　112
6.1　頻域分析的基礎(chǔ)理論　112
6.1.1　零點和極點　112
6.1.2　波特圖　114
6.1.3　仿真實驗：二階系統(tǒng)的幅頻響應　116
6.2　共源放大器的頻率特性　121
6.2.1　MOSFET 電容　121
6.2.2　小信號分析法　121
6.2.3　近似分析　123
6.2.4　特征頻率　125
6.2.5　仿真實驗：共源放大器的頻率響應　126
6.3　課后練習　131

第　7 章 MOSFET 的進階特性　132
7.1　弱反型區(qū)　132
7.1.1　理論分析與模型　132
7.1.2　仿真實驗： MOSFET 的弱反型區(qū)　134
7.2　速度飽和區(qū)　138
7.2.1　理論分析與模型　138
7.2.2　仿真實驗： MOSFET 的速度飽和區(qū)　140
7.3　共源放大器的特征頻率　142
7.3.1　跨區(qū)域特征頻率估算　142
7.3.2　仿真實驗：共源放大器的特征頻率　144
7.4　跨區(qū)域的工程設(shè)計方法論　147
7.4.1　gm/ID 方法論　147
7.4.2　仿真實驗： gm/ID 工程設(shè)計方法　148
7.5　課后練習　150

第　8 章反饋與穩(wěn)定性　151
8.1　反饋與穩(wěn)定性問題　151
8.1.1　開環(huán)增益、閉環(huán)增益與環(huán)路增益　151
8.1.2　運算放大器的反饋　152
8.1.3　運算放大器的穩(wěn)定性　154
8.1.4　仿真實驗：相位裕度的測量　159
8.2　有源負載差分對的穩(wěn)定性　164
8.2.1　有源負載差分對　164
8.2.2　仿真實驗：有源負載差分對的頻率特性　166
8.3　課后練習　169

第　9 章密勒運算放大器的系統(tǒng)性設(shè)計　170
9.1　兩級運算放大器的穩(wěn)定性問題　170
9.1.1　兩級運算放大器的級聯(lián)　170
9.1.2　極點分離技術(shù)　171
9.1.3　正零點補償技術(shù)　173
9.1.4　仿真實驗：兩級運算放大器中的密勒補償　176
9.2　密勒運算放大器的系統(tǒng)性設(shè)計方法　179
9.2.1　運算放大器的系統(tǒng)性設(shè)計思路　179
9.2.2　仿真實驗：運算放大器系統(tǒng)性設(shè)計方法　182
9.3　課后練習　184

第　10 章噪聲　185
10.1　晶體管的噪聲　185
10.1.1　熱噪聲　185
10.1.2　閃爍噪聲　188
10.1.3　噪聲帶寬　189
10.1.4　仿真實驗： MOSFET噪聲特性的標定　190
10.2　電路系統(tǒng)中的噪聲優(yōu)化　193
10.2.1　噪聲的等效轉(zhuǎn)換　193
10.2.2　仿真實驗：五管 OTA 的噪聲優(yōu)化　198
10.3　課后練習　201

第　11 章失調(diào)與共模抑制比　202
11.1　失調(diào)的來源　202
11.1.1　隨機性失調(diào)　202
11.1.2　電路中失調(diào)因素的轉(zhuǎn)換　205
11.1.3　系統(tǒng)性失調(diào)　206
11.1.4　仿真實驗：五管 OTA 的輸入等效失調(diào)電壓優(yōu)化　207
11.2　共模抑制比　210
11.2.1　隨機性共模抑制比　211
11.2.2　系統(tǒng)性共模抑制比　214
11.2.3　共模抑制比的仿真測量方法　218
11.2.4　仿真實驗：五管 OTA 的共模抑制比設(shè)計與優(yōu)化　219
11.3　課后練習　223

附錄　本書 180 nm 工藝下 gm/ID仿真圖　224