介紹在深亞微米工藝下如何設計高性能CMOS模擬積體電路。與之前許多講述模擬積體電路設計的論著不同，本書不再將重點放在電晶體級電路的分析和推導上，而是著重介紹常用電路模組如數據轉換器、鎖相環中需要考慮的問題以及解決辦法，涉及的電路層次和設計方法更高。本書內容涉及放大器、數據轉換器、鎖相環和時鐘恢復電路等常用模組，在敘述上力求用淺顯的語言講清各種電路技術的本質。
基本介紹
- 書名：深亞微米CMOS模擬積體電路設計
- 譯者：劉力源
- 出版社：科學出版社
- 頁數：365頁
- 開本：5
- 品牌：科學出版社
- 作者：Bang-Sup Song
- 類型：科技
- 出版日期：2014年1月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787030392176
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
基本介紹
內容簡介
《深亞微米CMOS模擬積體電路設計》對模擬設計概念的描述將訴諸更加直觀的方法而不是繁瑣的公式推導。《深亞微米CMOS模擬積體電路設計》可以作為工科院校相關專業高年級本科生和研究生的參考用書，也可以供半導體和積體電路設計領域技術人員閱讀。
作者簡介
作者:(美)Bang-Sup Song著;劉力源
圖書目錄
第1章放大器基礎
1.1激勵點和傳遞函式
1.2頻率回響
1.3穩定性判據
1.4運算放大器用於負反饋
1.5相位裕度
1.6瞬態回響
1.7反饋放大器
1.8反饋的作用
1.9左半平面和右半平面零點
1.10反饋放大器的穩定性
第2章放大器的設計
2.1電晶體的低頻抽象模型
2.1.1大信號
2.1.2小信號
2.1.3跨導gm和輸出電阻ro
2.1.4小信號模型
2.1.5體效應
2.2低頻激勵點電阻
2.3電阻反射定律
2.4三種基本放大器組態
2.5九種組合放大器
2.5.1共源—共源結構
2.5.2共源—共柵結構
2.5.3共源—共漏結構
2.5.4共柵—共源、共柵—共柵、共柵—共漏結構
2.5.5共漏—共源結構
2.5.6共漏—共柵結構
2.5.7共漏—共漏結構
2.6差分對
2.6.1共模抑制
2.6.2對稱的傳遞函式
2.7增益自舉
2.7.1零極點對的約束
2.7.2其他增益自舉的概念
2.8偏置
2.8.1最大化信號擺幅的套筒結構的偏置
2.8.2電流源的匹配
2.9電壓源和電流源
2.9.1以VGS年△VGS為參考的電流源
2.9.2帶隙參考
參考文獻
第3章運算放大器
3.1運算放大器的小信號模型
3.2運算放大器的頻率補償
3.2.1並聯補償
3.2.2極點分裂米勒補償
3.3兩級米勒補償運算放大器的相位裕度
3.4兩級運算放大器右半平面零點的消除技術
3.4.1插入串聯電阻
3.4.2利用源極跟隨器形成反饋
3.4.3利用附加的增益級對Gm自舉
3.5負反饋運算放大器的瞬態回響
3.5.1壓擺率
3.5.2全功率頻寬
3.6運算放大器設計舉例
3.6.1三級套筒式運算放大器
3.6.2摺疊套筒式運算放大器
3.6.3增益自舉套筒式運算放大器
3.6.4兩級運算放大器
3.7共模反饋
3.7.1共模反饋環路的要求
3.7.2連續時間共模反饋
3.8失調消除
3.9運算放大器的輸入電容
3.10運算放大器的失調
3.11運算放大器的噪聲
3.12運算放大器的共模抑制
參考文獻
第4章數據轉換器基礎
4.1模擬數字轉換器基礎
4.1.1採樣的混疊效應
4.1.2量化噪聲
4.1.3信號噪聲比
4.1.4微分和積分非線性
4.1.5DNL相關的低幅度失真
4.1.6奈奎斯特採樣和過採樣
4.2採樣保持
4.2.1電荷注入和時鐘饋通
4.2.2採樣開關的非線性
4.2.3底板採樣
4.2.4時鐘自舉
4.2.5時鐘饋通效應對失調的影響
4.2.6kT/C噪聲和時鐘抖動
4.3並行模擬數字轉換器
4.3.1回踢噪聲和火花噪聲
4.4比較器
4.4.1前置放大器
4.4.2再生式鎖存器
4.4.3比較器的設計
4.5模擬數字轉換器的測試
4.6平均和插值技術
4.6.1失調平均
4.6.2插值
4.7低電壓電路技術
4.7.1模擬電源電壓的下限
4.7.2開關運算放大器技術
4.7.3電流模電路技術
4.8數字模擬轉換器基礎
4.8.1數字模擬轉換器精度的考慮
4.8.2壓擺率的限制
4.8.3碼字相關的時間常數
4.8.4毛刺
4.8.5數字碼同步時鐘的抖動
參考文獻
第5章奈奎斯特數據轉換器
5.1模擬數字轉換器的架構
5.2斜率式模擬數字轉換器
5.3逐次逼近模擬數字轉換器
5.3.1精度考慮
5.3.2基於R+C、C+R、C+C組合的數字模擬轉換器的逐次逼近模擬數字轉換器
5.4子區間和多步式模擬數字轉換器
5.4.1餘差信號
5.4.2多步結構和流水線結構
5.5流水線模擬數字轉換器
5.5.1餘差曲線
5.5.2電容陣列式乘法及數字模擬轉換器
5.5.3精度考慮
5.5.4數字校正
5.5.5一般化的N比特流水線級
5.5.6三個參考電壓的乘法及數字模擬轉換器
5.5.7電容匹配
5.5.8運算放大器的增益要求
5.5.9運算放大器的頻寬要求
5.5.10噪聲的設計考慮
5.5.11級電路的最佳解析度
5.5.12逐級縮減的流水線模擬數字轉換器
5.5.13無採樣保持的流水線模擬數字轉換器
5.6摺疊式模擬數字轉換器
5.6.1精度考慮
5.6.2級聯摺疊
5.7其他模擬數字轉換器
5.7.1算術模擬數字轉換器
5.7.2時間交織模擬數字轉換器
5.7.3運算放大器共享的模擬數字轉換器
5.7.4低電壓低功耗的動態電路設計
5.7.5時域模擬數字轉換器
5.8分立的數字模擬轉換器
5.8.1電阻串型數字模擬轉換器
5.8.2電流舵數字模擬轉換器
5.8.3單調的分段數字模擬轉換器
參考文獻
第6章過採樣數據轉換器
6.1反饋環路中的量化器
6.1.1用在反饋環中的有源濾波器
6.1.2環路穩定性
6.1.3量化噪聲整形
6.1.4環路濾波器及其頻寬的要求
6.2△∑調製器
6.2.1量化誤差估計
6.2.2量化誤差整形
6.2.3信號對量化噪聲比
6.2.4穩定性和積分器的過載
6.3高階調製器架構
6.3.1直接級聯多反饋環路式結構
6.3.2單眼饋環路式結構
6.3.3級聯式調製器
6.4離散時間和連續時間調製器的比較
6.5離散時間調製器的設計
6.5.1開關電容積分器
6.5.2多比特積分器和乘法及數字模擬轉換器
6.5.3多反饋電平的數字模擬轉換器
6.5.4設計考慮
6.5.5寬頻調製器
6.6帶通調製器設計
6.7連續時間調製器設計
6.7.1連續時間△∑調製器
6.7.2內在的抗混疊和干擾信號濾除機制
6.7.3數字模擬轉換器輸出脈衝位置和寬度的抖動
6.7.4電流數字模擬轉換器和開關電容數字模擬轉換器
6.7.5開關電容數字模擬轉換器中的積分器
6.7.6量化器的亞穩態
6.7.7連續時間調製器的架構
6.7.8積分器的設計考慮
6.7.9跨導—電容積分器
6.7.10電阻—電容積分器
6.7.1l反饋路徑的設計
6.7.12濾波器時間常數的校準
6.8內插式過採樣數字模擬轉換器
6.8.1利用△∑調製器做數位訊號的截斷
6.8.2單比特或多比特數字模擬轉換器
6.8.3單片集成的過採樣數字模擬轉換器
6.8.4模擬信號重建濾波的要求
參考文獻
第7章高精度數據轉換器
7.1模擬數字轉換器的非線性
7.1.1流水線模擬數字轉換器中非精確的余差信號
7.1.2失碼和非單調性
7.2高精度模擬數字轉換器設計的發展
7.2.1器件尺寸和電源電壓等比例縮減
7.2.2寬頻高無雜散動態範圍的套用
7.2.3高精度模擬數字轉換器的設計技術
7.2.4本質線性的模擬技術
7.2.5逐次逼近暫存器模擬數字轉換器的自校準
7.3模擬數字轉換器的數字校準
7.3.1數字校準的概念
7.3.2乘法及數字模擬轉換器中電容誤差的校準
7.3.3乘法及數字模擬轉換器的線性增益誤差校準
7.3.4乘法及數字模擬轉換器的非線性增益誤差校準
7.4模擬數字轉換器的數字校準
7.4.1電容誤差的後台測量
7.4.2基於偽隨機擾動的增益誤差測量
7.4.3偽隨機擾動方法的限制因素
7.4.4依賴信號的偽隨機擾動方法
7_5校準增益非線性的數位訊號處理方法
7.5.1弱非線性增益誤差
7.5.2利用偽隨機擾動測量增益非線性項
7.5.3利用信號相關法進行測量
7.5.4多級偽隨機擾動
7.5.5後台誤差測量的精度考慮
7.6利用迫零最小均方根反饋法進行校準
7.6.1最小均方根反饋的概念
7.6.2自修正
7.6.3數字後台校準中的自適應最小均方根算法
7.7時間交織型模擬數字轉換器的校準
7.7.1失調失配
7.7.2增益失配
7.7.3採樣時刻誤差
7.8連續時間△∑調製器的校準
7.8.1流水線結構和連續時間△∑調製器的比較
7.8.2級聯△∑調製器中的噪聲泄漏
7.8.3連續時間—離散時間變換
7.8.4積分器的連續時間—離散時間變換
7.8.5諧振器的連續時間—離散時間變換
7.8.6半時鐘周期延遲效應
7.8.7單環連續時間△∑調製器的噪聲傳遞函式
7.8.8連續時間級聯△∑調製器的噪聲消除函式
7.8.9連續時間級聯△∑調製器的信號傳遞函式和內建抗混疊特性
7.8.10連續時間級聯△∑調製器的噪聲泄漏消除
7.8.11運算放大器有限直流增益和頻寬的影響
7.9電流舵數字模擬轉換器的校準
7.9.1數字模擬轉換器的靜態非線性誤差
7.9.2數字模擬轉換器的動態非線性誤差
7.9.3反饋環路中的數字模擬轉換器
參考文獻
……
第8章鎖相環基礎
第9章頻率綜合和時鐘恢復
1.1激勵點和傳遞函式
1.2頻率回響
1.3穩定性判據
1.4運算放大器用於負反饋
1.5相位裕度
1.6瞬態回響
1.7反饋放大器
1.8反饋的作用
1.9左半平面和右半平面零點
1.10反饋放大器的穩定性
第2章放大器的設計
2.1電晶體的低頻抽象模型
2.1.1大信號
2.1.2小信號
2.1.3跨導gm和輸出電阻ro
2.1.4小信號模型
2.1.5體效應
2.2低頻激勵點電阻
2.3電阻反射定律
2.4三種基本放大器組態
2.5九種組合放大器
2.5.1共源—共源結構
2.5.2共源—共柵結構
2.5.3共源—共漏結構
2.5.4共柵—共源、共柵—共柵、共柵—共漏結構
2.5.5共漏—共源結構
2.5.6共漏—共柵結構
2.5.7共漏—共漏結構
2.6差分對
2.6.1共模抑制
2.6.2對稱的傳遞函式
2.7增益自舉
2.7.1零極點對的約束
2.7.2其他增益自舉的概念
2.8偏置
2.8.1最大化信號擺幅的套筒結構的偏置
2.8.2電流源的匹配
2.9電壓源和電流源
2.9.1以VGS年△VGS為參考的電流源
2.9.2帶隙參考
參考文獻
第3章運算放大器
3.1運算放大器的小信號模型
3.2運算放大器的頻率補償
3.2.1並聯補償
3.2.2極點分裂米勒補償
3.3兩級米勒補償運算放大器的相位裕度
3.4兩級運算放大器右半平面零點的消除技術
3.4.1插入串聯電阻
3.4.2利用源極跟隨器形成反饋
3.4.3利用附加的增益級對Gm自舉
3.5負反饋運算放大器的瞬態回響
3.5.1壓擺率
3.5.2全功率頻寬
3.6運算放大器設計舉例
3.6.1三級套筒式運算放大器
3.6.2摺疊套筒式運算放大器
3.6.3增益自舉套筒式運算放大器
3.6.4兩級運算放大器
3.7共模反饋
3.7.1共模反饋環路的要求
3.7.2連續時間共模反饋
3.8失調消除
3.9運算放大器的輸入電容
3.10運算放大器的失調
3.11運算放大器的噪聲
3.12運算放大器的共模抑制
參考文獻
第4章數據轉換器基礎
4.1模擬數字轉換器基礎
4.1.1採樣的混疊效應
4.1.2量化噪聲
4.1.3信號噪聲比
4.1.4微分和積分非線性
4.1.5DNL相關的低幅度失真
4.1.6奈奎斯特採樣和過採樣
4.2採樣保持
4.2.1電荷注入和時鐘饋通
4.2.2採樣開關的非線性
4.2.3底板採樣
4.2.4時鐘自舉
4.2.5時鐘饋通效應對失調的影響
4.2.6kT/C噪聲和時鐘抖動
4.3並行模擬數字轉換器
4.3.1回踢噪聲和火花噪聲
4.4比較器
4.4.1前置放大器
4.4.2再生式鎖存器
4.4.3比較器的設計
4.5模擬數字轉換器的測試
4.6平均和插值技術
4.6.1失調平均
4.6.2插值
4.7低電壓電路技術
4.7.1模擬電源電壓的下限
4.7.2開關運算放大器技術
4.7.3電流模電路技術
4.8數字模擬轉換器基礎
4.8.1數字模擬轉換器精度的考慮
4.8.2壓擺率的限制
4.8.3碼字相關的時間常數
4.8.4毛刺
4.8.5數字碼同步時鐘的抖動
參考文獻
第5章奈奎斯特數據轉換器
5.1模擬數字轉換器的架構
5.2斜率式模擬數字轉換器
5.3逐次逼近模擬數字轉換器
5.3.1精度考慮
5.3.2基於R+C、C+R、C+C組合的數字模擬轉換器的逐次逼近模擬數字轉換器
5.4子區間和多步式模擬數字轉換器
5.4.1餘差信號
5.4.2多步結構和流水線結構
5.5流水線模擬數字轉換器
5.5.1餘差曲線
5.5.2電容陣列式乘法及數字模擬轉換器
5.5.3精度考慮
5.5.4數字校正
5.5.5一般化的N比特流水線級
5.5.6三個參考電壓的乘法及數字模擬轉換器
5.5.7電容匹配
5.5.8運算放大器的增益要求
5.5.9運算放大器的頻寬要求
5.5.10噪聲的設計考慮
5.5.11級電路的最佳解析度
5.5.12逐級縮減的流水線模擬數字轉換器
5.5.13無採樣保持的流水線模擬數字轉換器
5.6摺疊式模擬數字轉換器
5.6.1精度考慮
5.6.2級聯摺疊
5.7其他模擬數字轉換器
5.7.1算術模擬數字轉換器
5.7.2時間交織模擬數字轉換器
5.7.3運算放大器共享的模擬數字轉換器
5.7.4低電壓低功耗的動態電路設計
5.7.5時域模擬數字轉換器
5.8分立的數字模擬轉換器
5.8.1電阻串型數字模擬轉換器
5.8.2電流舵數字模擬轉換器
5.8.3單調的分段數字模擬轉換器
參考文獻
第6章過採樣數據轉換器
6.1反饋環路中的量化器
6.1.1用在反饋環中的有源濾波器
6.1.2環路穩定性
6.1.3量化噪聲整形
6.1.4環路濾波器及其頻寬的要求
6.2△∑調製器
6.2.1量化誤差估計
6.2.2量化誤差整形
6.2.3信號對量化噪聲比
6.2.4穩定性和積分器的過載
6.3高階調製器架構
6.3.1直接級聯多反饋環路式結構
6.3.2單眼饋環路式結構
6.3.3級聯式調製器
6.4離散時間和連續時間調製器的比較
6.5離散時間調製器的設計
6.5.1開關電容積分器
6.5.2多比特積分器和乘法及數字模擬轉換器
6.5.3多反饋電平的數字模擬轉換器
6.5.4設計考慮
6.5.5寬頻調製器
6.6帶通調製器設計
6.7連續時間調製器設計
6.7.1連續時間△∑調製器
6.7.2內在的抗混疊和干擾信號濾除機制
6.7.3數字模擬轉換器輸出脈衝位置和寬度的抖動
6.7.4電流數字模擬轉換器和開關電容數字模擬轉換器
6.7.5開關電容數字模擬轉換器中的積分器
6.7.6量化器的亞穩態
6.7.7連續時間調製器的架構
6.7.8積分器的設計考慮
6.7.9跨導—電容積分器
6.7.10電阻—電容積分器
6.7.1l反饋路徑的設計
6.7.12濾波器時間常數的校準
6.8內插式過採樣數字模擬轉換器
6.8.1利用△∑調製器做數位訊號的截斷
6.8.2單比特或多比特數字模擬轉換器
6.8.3單片集成的過採樣數字模擬轉換器
6.8.4模擬信號重建濾波的要求
參考文獻
第7章高精度數據轉換器
7.1模擬數字轉換器的非線性
7.1.1流水線模擬數字轉換器中非精確的余差信號
7.1.2失碼和非單調性
7.2高精度模擬數字轉換器設計的發展
7.2.1器件尺寸和電源電壓等比例縮減
7.2.2寬頻高無雜散動態範圍的套用
7.2.3高精度模擬數字轉換器的設計技術
7.2.4本質線性的模擬技術
7.2.5逐次逼近暫存器模擬數字轉換器的自校準
7.3模擬數字轉換器的數字校準
7.3.1數字校準的概念
7.3.2乘法及數字模擬轉換器中電容誤差的校準
7.3.3乘法及數字模擬轉換器的線性增益誤差校準
7.3.4乘法及數字模擬轉換器的非線性增益誤差校準
7.4模擬數字轉換器的數字校準
7.4.1電容誤差的後台測量
7.4.2基於偽隨機擾動的增益誤差測量
7.4.3偽隨機擾動方法的限制因素
7.4.4依賴信號的偽隨機擾動方法
7_5校準增益非線性的數位訊號處理方法
7.5.1弱非線性增益誤差
7.5.2利用偽隨機擾動測量增益非線性項
7.5.3利用信號相關法進行測量
7.5.4多級偽隨機擾動
7.5.5後台誤差測量的精度考慮
7.6利用迫零最小均方根反饋法進行校準
7.6.1最小均方根反饋的概念
7.6.2自修正
7.6.3數字後台校準中的自適應最小均方根算法
7.7時間交織型模擬數字轉換器的校準
7.7.1失調失配
7.7.2增益失配
7.7.3採樣時刻誤差
7.8連續時間△∑調製器的校準
7.8.1流水線結構和連續時間△∑調製器的比較
7.8.2級聯△∑調製器中的噪聲泄漏
7.8.3連續時間—離散時間變換
7.8.4積分器的連續時間—離散時間變換
7.8.5諧振器的連續時間—離散時間變換
7.8.6半時鐘周期延遲效應
7.8.7單環連續時間△∑調製器的噪聲傳遞函式
7.8.8連續時間級聯△∑調製器的噪聲消除函式
7.8.9連續時間級聯△∑調製器的信號傳遞函式和內建抗混疊特性
7.8.10連續時間級聯△∑調製器的噪聲泄漏消除
7.8.11運算放大器有限直流增益和頻寬的影響
7.9電流舵數字模擬轉換器的校準
7.9.1數字模擬轉換器的靜態非線性誤差
7.9.2數字模擬轉換器的動態非線性誤差
7.9.3反饋環路中的數字模擬轉換器
參考文獻
……
第8章鎖相環基礎
第9章頻率綜合和時鐘恢復
