基於仿真的模擬積體電路設計--技術、工具和方法

圖書內容

《基於仿真的模擬積體電路設計——技術、工具和方法》主要介紹基於仿真的模擬積體電路設計的原理與實踐。作為綜合性的教科書和使用指南，本書為基於仿真的模擬積體電路設計提供了清晰的指導。本書逐步展示了如何有效地開發和部署用於前沿物聯網（府贈凝IOT）和其他套用的模擬積體電路，是研究生和專業人士的理想選擇。本書由該領域的專家撰寫，詳細介紹了先進的仿真技術、運算放大器設計和模擬VLSI電路設計，展示了實用的、隨時可以套用的仿真和工凳仔程方法，讀者將學會如何處理實際的設計問題，避免多次嘗試和出錯。本書具有以下特色：使用免費軟體Ngspice作為設計工具，並用於仿真教學。介紹在模擬積體電路設計中進行仿真的關鍵系統方法。由擁有11項專利的經驗豐富的電氣工程師撰寫。

圖書目錄

1緒論1

2套用層面7

2.1引言7

2.2一階直流回響9

2.2.1一階開環直流傳輸特性和量程限制9

2.2.2基於虛短近似的直流分析11

2.3統一閉環模型20

2.3.1通用外部網路模型20

2.3.2反饋和輸入因子的提取過程22

2.4直流回響的準確建模25

2.4.1開環和閉環直流傳輸函式26

2.4.2直流誤差27

2.5頻率回響36

2.5.1小信號頻率回響37

2.5.2壓擺受限時的頻寬45

2.5.3諧波失真49

2.6階躍回響54

2.6.1壓擺不受限時的階躍回響54

2.6.2壓擺受限時的階躍回響57

2.7多極點系統的動態回響和穩定性61

2.7.1兩極點系統的動態回響62

2.7.2環路增益、相位裕度和穩定性65

2.8外部網路對差模增益的影響70

2.9噪聲74

2.9.1電源噪聲74

2.9.2固有噪聲分析基礎75

2.9.3閉環噪聲分析78

2.10全差分連續時間放大器83

2.10.1一階直流回響和量程限制83

2.10.2統一閉環模型灶墓膠求89

2.10.3直流回響的準確建模93

2.10.4頻率回響和階躍回響98

2.10.5環路增益、差模增益和噪聲100

2.11離散時間放大器105

2.11.1基於電荷守恆的直流分析105

2.11.2統一閉環模型110

2.11.3直流回響的準確建模115

2.11.4瞬態回響118

2.11.5環路增益提取129

2.12全差分離散時間放大器132

2.12.1基於電荷守恆的直流分析132

2.12.2統一閉環模型134

2.12.3直流回響的準確建模134

2.12.4瞬態分析和環路增勸翻兆益提取137

2.13參考文獻141

2.14習題141

3器件層面145

3.1引言145

3.2MOS電晶體基礎148

3.2.1器件結構和電學連線埠148

3.2.2性能指標和設計參量157

3.3NMOS電晶體設計方程和工具159

3.3.1長溝模型159

3.3.2閾值電雄牛嫌立壓163

3.3.3漏源飽和電壓165

3.3.4方塊電流167

3.3.5跨導效率169

3.3.6輸出阻抗和厄利電壓172

3.4PMOS電晶體設計方程和工具176

3.4.1強反型模型176

3.4.2亞閾值模型178

3.4.3閾值電壓178

3.4.4漏源飽和電壓判籃只、方塊電流和跨導效率179

3.4.5輸出阻抗和厄利電壓181

3.5熱效應186

3.6基於設計工具設定MOS電晶體偏置和尺寸188

3.7小信號模型和電路分析194

3.7.1MOS電晶體直流小信號模型195

3.7.2直流小信號電路分析196

3.7.3MOS電晶體容抗和高頻小信號模型212

3.8MOS電晶體噪聲模型225

3.9MOS電晶體用作開關232

3.9.1單個器件和傳輸門的開關特性232

3.9.2電荷注入和時鐘饋通233

3.10電阻設計238

3.10.1電路結構和阻抗模型238

3.10.2準確度和精確度設計技術243

3.10.3MOS電晶體用作電阻248

3.11電容設計253

3.11.1MIM電容254

3.11.2MOS電晶體用作電容257

3.12參考文獻261

3.13習題261

4電路層面269

4.1引言269

4.2電流源、電流沉和電流鏡269

4.2.1基本概念和性能指標269

4.2.2電流鏡的準確度和精確度273

4.2.3基本共源共柵技術281

4.2.4低壓共源共柵技術295

4.2.5自調節共源共柵（有源共源共柵）技術297

4.2.6自共源共柵技術300

4.3電流和電壓參考源303

4.3.1分壓型電疊洪芝流參考源303

4.3.2Beta乘數型電流參考源（自偏置電流參考源）307

4.3.3帶隙基準電壓參考源313

4.4基本放大器單元323

4.4.1共源放大器323

4.4.2源極跟隨器325

4.4.3基本差分對332

4.4.4源簡併差分對342

4.4.5超級跨導型差分對345

4.5基本跨導放大器350

4.5.1作為電壓放大器時的直流傳輸特性350

4.5.2量程限制351

4.5.3直流差模增益和失調353

4.5.4頻率回響和階躍回響355

4.5.5噪聲相關特性357

4.6對稱型跨導放大器375

4.6.1電路結構和直流傳輸特性375

4.6.2量程限制377

4.6.3直流差模增益和失調378

4.6.4頻率回響和階躍回響379

4.6.5噪聲相關特性394

4.6.6共源共柵對稱型跨導放大器398

4.7摺疊共源共柵跨導放大器411

4.7.1電路結構和直流傳輸特性412

4.7.2直流差模增益和量程限制413

4.7.3頻率回響、階躍回響和噪聲相關特性415

4.7.4軌到軌摺疊共源共柵跨導放大器424

4.8密勒型跨導放大器444

4.8.1電路結構和直流回響444

4.8.2頻率回響和噪聲相關特性446

4.8.3階躍回響456

4.9基於推挽源極跟隨器型輸出級的運算放大器475

4.9.1電路結構和工作原理476

4.9.2直流回響478

4.9.3頻率回響、階躍回響和噪聲480

4.10基於推挽共源型輸出級的運算放大器496

4.11全差分跨導放大器和運算放大器513

4.11.1核心電路結構和特性513

4.11.2共模反饋電路518

4.11.3設計例子523

4.12參考文獻545

4.13習題546

索引549

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