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Empyrean模拟集成电路设计与工程 版权信息
- ISBN:9787115636195
- 条形码:9787115636195 ; 978-7-115-63619-5
- 装帧:平装-胶订
- 册数:暂无
- 重量:暂无
- 所属分类:>>
Empyrean模拟集成电路设计与工程 本书特色
聚焦核心理论与技术,模拟复现与创新设计相结合。通过“先仿复现、后创新设计”的教学思路,帮助读者深入理解并掌握集成电路的基础知识和设计理念。
引入工程技术思路,介绍产业发展趋势。广泛纳入模拟集成电路的工程技术思路,帮助读者理解产业与工程设计的内在联系。
基于国产EDA工具,培养工程实践能力。采用华大九天Empyrean工具进行教学和实验,提供更加贴近产业实际的教学环境。
Empyrean模拟集成电路设计与工程 内容简介
本书着重介绍模拟集成电路的核心特性和设计方法,理论部分简要介绍拟集成电路涉及的公式和原理,通过仿真案例为教学打下基础,确保读者能够“知其然,知其所以然”。本书以“先模仿复现、后创新设计”的思路设置了不同难度的仿真练习,并详细介绍操作流程,使读者可以自主完成相应的仿真实验,从而掌握集成电路设计思路逐步培养全局规划能力和工程思维方式,为后续深入学习高阶模拟集成电路课程奠定坚实的基础。本书适合电子信息和集成电路相关专业本科生和研究生阅读,也可为模拟集成电路技术发烧友提供有益参考。
Empyrean模拟集成电路设计与工程 目录
1.1 经典的模拟集成电路 1
1.2 模拟集成电路的主要推动力 2
1.3 CMOS 技术与工艺 3
1.4 设计技巧与工程思想 3
1.5 电路仿真工具: 华大九天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 原理简介 6
2.1.2 仿真实验: MOSFET 的伏安特性曲线 7
2.1.3 仿真实验: MOSFET 的二级效应 14
2.2 MOSFET 的小信号模型 21
2.2.1 小信号模型的理论依据 21
2.2.2 仿真实验: MOSFET 的小信号参数测试 24
2.3 MOSFET 的几种常见连接方式 33
2.3.1 MOSFET 的二极管连接方式 33
2.3.2 MOSFET 的电流源连接方式 34
2.3.3 仿真实验:二极管连接型MOSFET 和电流源连接型 MOSFET 34
2.4 课后练习 37
第 3 章 CMOS 单级放大器 38
3.1 共源放大器 38
3.1.1 以电阻为负载的共源放大器 38
3.1.2 推挽放大器 41
3.1.3 带源极负反馈的共源放大器 42
3.1.4 仿真实验:共源放大器 43
3.2 源跟随器 51
3.2.1 源跟随器的基础理论 52
3.2.2 仿真实验:源跟随器仿真 53
3.3 共栅放大器 56
3.3.1 共栅放大器的基础理论 56
3.3.2 仿真实验:共栅放大器的仿真 57
3.4 共源共栅放大器 60
3.4.1 共源共栅放大器的基础理论 61
3.4.2 仿真实验:共源共栅放大器的仿真 62
3.5 课后练习 65
第 4 章 CMOS 差分放大器 66
4.1 基本差分对 66
4.1.1 基本差分对的直流分析 67
4.1.2 仿真实验:基本差分对的直流特性分析 68
4.1.3 半边电路法 71
4.1.4 仿真实验:基本差分对的小信号特性分析 73
4.2 共模响应 76
4.2.1 尾电流源阻抗的影响 76
4.2.2 MOSFET 失配的影响 78
4.2.3 仿真实验:差分放大器的共模响应 78
4.3 课后练习 84
第 5 章 电流镜与偏置电路 85
5.1 电流镜的工作原理 85
5.1.1 基本电流镜 85
5.1.2 共源共栅电流镜 87
5.1.3 仿真实验:电流镜的特性曲线 88
5.2 高输出摆幅的共源共栅电流镜 91
5.2.1 共源共栅电流镜摆幅分析 91
5.2.2 两种高输出摆幅的共源共栅电流镜 91
5.2.3 仿真实验:高输出摆幅的共源共栅电流镜 94
5.3 电流镜用作有源负载 96
5.3.1 有源负载的原理 96
5.3.2 仿真实验:以电流镜作为负载的差分放大器 98
5.4 偏置电路 103
5.4.1 恒定跨导偏置电路 104
5.4.2 仿真实验:恒定跨导偏置电路 106
5.5 课后练习 111
第 6 章 频率响应 112
6.1 频域分析的基础理论 112
6.1.1 零点和极点 112
6.1.2 波特图 114
6.1.3 仿真实验:二阶系统的幅频响应 116
6.2 共源放大器的频率特性 121
6.2.1 MOSFET 电容 121
6.2.2 小信号分析法 121
6.2.3 近似分析 123
6.2.4 特征频率 125
6.2.5 仿真实验:共源放大器的频率响应 126
6.3 课后练习 131
第 7 章 MOSFET 的进阶特性 132
7.1 弱反型区 132
7.1.1 理论分析与模型 132
7.1.2 仿真实验: MOSFET 的弱反型区 134
7.2 速度饱和区 138
7.2.1 理论分析与模型 138
7.2.2 仿真实验: MOSFET 的速度饱和区 140
7.3 共源放大器的特征频率 142
7.3.1 跨区域特征频率估算 142
7.3.2 仿真实验:共源放大器的特征频率 144
7.4 跨区域的工程设计方法论 147
7.4.1 gm/ID 方法论 147
7.4.2 仿真实验: gm/ID 工程设计方法 148
7.5 课后练习 150
第 8 章 反馈与稳定性 151
8.1 反馈与稳定性问题 151
8.1.1 开环增益、闭环增益与环路增益 151
8.1.2 运算放大器的反馈 152
8.1.3 运算放大器的稳定性 154
8.1.4 仿真实验:相位裕度的测量 159
8.2 有源负载差分对的稳定性 164
8.2.1 有源负载差分对 164
8.2.2 仿真实验:有源负载差分对的频率特性 166
8.3 课后练习 169
第 9 章 密勒运算放大器的系统性设计 170
9.1 两级运算放大器的稳定性问题 170
9.1.1 两级运算放大器的级联 170
9.1.2 极点分离技术 171
9.1.3 正零点补偿技术 173
9.1.4 仿真实验:两级运算放大器中的密勒补偿 176
9.2 密勒运算放大器的系统性设计方法 179
9.2.1 运算放大器的系统性设计思路 179
9.2.2 仿真实验:运算放大器系统性设计方法 182
9.3 课后练习 184
第 10 章 噪声 185
10.1 晶体管的噪声 185
10.1.1 热噪声 185
10.1.2 闪烁噪声 188
10.1.3 噪声带宽 189
10.1.4 仿真实验: MOSFET噪声特性的标定 190
10.2 电路系统中的噪声优化 193
10.2.1 噪声的等效转换 193
10.2.2 仿真实验:五管 OTA 的噪声优化 198
10.3 课后练习 201
第 11 章 失调与共模抑制比 202
11.1 失调的来源 202
11.1.1 随机性失调 202
11.1.2 电路中失调因素的转换 205
11.1.3 系统性失调 206
11.1.4 仿真实验:五管 OTA 的输入等效失调电压优化 207
11.2 共模抑制比 210
11.2.1 随机性共模抑制比 211
11.2.2 系统性共模抑制比 214
11.2.3 共模抑制比的仿真测量方法 218
11.2.4 仿真实验:五管 OTA 的共模抑制比设计与优化 219
11.3 课后练习 223
附录 本书 180 nm 工艺下 gm/ID仿真图 224
Empyrean模拟集成电路设计与工程 作者简介
胡远奇 长期从事高精度数模混合集成电路设计工作。2015年获英国帝国理工学院博士学位,2015—2018年担任芯片企业Cirrus Logic的研发设计师,2018年入职北京航空航天大学,获评国 家级青年人才。主持国家自然科学基金区域联合重点项目等7个项目,发表论文20余篇。担任国家“十四五”重点研发计划“微纳电子技术”重点专项总体专 家组成员、IEEE TBiOCAS 编委及IEEECAS传感系统技术委员会委员等。 王昭昊 长期从事存储器及集成电路教学科研工作。2015年获法国巴黎萨克雷大学物理学博士学位,2016年入职北京航空航天大学。主讲本科生核心专业课“模拟集成电路基础”,以第 一作者或通信作者身份发表学术论文60余篇,获30余项发明专利授权,转让专利4项。获北京市高等教育教学成果二等奖、中国电子学会自然科学一等奖等。
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