CMOS模擬積體電路

基本介紹

• 書名：CMOS模擬積體電路
• 作者：王永生
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2020年3月1日
• ISBN：9787302540232

內容簡介

本書闡述CMOS積體電路分析與設計的相關知識： 主要介紹CMOS模擬積體電路設計的背景、MOS器件物理及建模等相關知識； 分析電流源、電流鏡和基準源，以及共源極、共漏極、共柵極和共源共柵極等基本放大器結構、原理、分析與設計技術； 同時分析電路的頻率、噪聲等特性，並進一步討論運算放大器、反饋結構及其穩定性和頻率補償； 然後討論開關電容電路、比較器，進而介紹數模轉換器和模數轉換器的基本結構和工作原理； 最後討論與CMOS模擬積體電路相關的版圖設計技術。 本書可作為高等院校電子信息類本科生和研究生教材，也可作為相關領域工程師的參考用書。

圖書目錄

第1章緒論

1.1模擬電路與數字電路

1.2電路抽象層次

1.3模擬積體電路設計

1.4符號標記法

1.5本章小結

第2章MOSFET器件及模型

2.1引言

2.2MOSFET器件結構

2.2.1MOSFET器件

2.2.2CMOS

2.3MOSFET器件I/V特性

2.3.1工作區

2.3.2輸出特性和轉移特性

2.3.3溝道長度調製效應

2.3.4體效應

2.3.5亞閾值導通效應

2.4MOSFET器件模型

2.4.1MOSFET器件的大信號模型

2.4.2MOSFET器件的小信號模型

2.4.3MOSFET器件的噪聲模型

2.4.4MOSFET器件的SPICE模型

2.5MOSFET電路的SPICE仿真

2.5.1SPICE仿真基本描述

2.5.2SPICE中的基本仿真

2.6本章小結

習題

第3章CMOS電流源與電流鏡

3.1引言

3.2MOSFET電流源

3.2.1簡單電流源

3.2.2共源共柵電流源

3.3MOS電流鏡

3.3.1基本電流鏡

3.3.2共源共柵電流鏡

3.3.3大擺幅的共源共柵電流鏡

3.3.4威爾遜電流鏡

3.4本章小結

習題

第4章基準源

4.1引言

4.2電壓基準源

4.2.1分壓型電壓基準源

4.2.2有源電壓基準源

4.2.3帶隙基準源

4.3電流基準源

4.3.1基於電流鏡的簡單基準源

4.3.2與電源無關的電流基準源

4.3.3PTAT電流基準源

4.4本章小結

習題

第5章CMOS單級放大器

5.1引言

5.2放大器基本分析方法

5.2.1電壓增益

5.2.2放大器非線性

5.3共源極放大器

5.3.1採用電阻負載的共源極放大器

5.3.2二極體連線MOS電晶體負載的共源極放大器

5.3.3採用電流源負載的共源極放大器

5.3.4CMOS推挽放大器

5.4共漏極放大器

5.5共柵極放大器

5.6共源共柵放大器

5.7本章小結

習題

第6章CMOS差分放大器

6.1引言

6.2差分工作方式

6.3基本MOS差分對

6.3.1大信號分析

6.3.2小信號分析

6.4共模回響

6.5採用有源負載的差分對

6.5.1採用電流源負載的差分對

6.5.2採用二極體連線的MOS負載的差分對

6.5.2採用MOS電流鏡負載的差分對

6.6本章小結

習題

第7章CMOS放大器的頻率回響

7.1引言

7.2放大器的頻率回響

7.2.1低通特性

7.2.2高通特性

7.2.3帶通特性

7.2.4伯德圖

7.3密勒定理

7.4頻率回響分析方法

7.4.1傳遞函式的s域分析方法——高截止頻率

7.4.2傳遞函式的s域分析方法——低截止頻率

7.4.3密勒電容方法

7.4.4零值方法

7.4.5短路方法

7.5單端放大器的頻率回響

7.5.1共源極放大器

7.5.2共漏極放大器

7.5.3共柵極放大器

7.5.4共源共柵放大器

7.6差分放大器的頻率回響

7.6.1全差分放大器

7.6.2電流鏡作為負載的差分放大器

7.7本章小結

習題

第8章噪聲

8.1引言

8.2噪聲的表示

8.3噪聲類型及噪聲模型

8.3.1噪聲類型

8.3.2積體電路器件的噪聲模型

8.4電路中噪聲的計算

8.4.1相關噪聲源和非相關噪聲源

8.4.2等效輸入噪聲

8.4.3MOS電晶體中的等效輸入噪聲源

8.4.4噪聲頻寬

8.5基本放大器中的噪聲

8.5.1共源極放大器

8.5.2共漏極放大器

8.5.3共柵極放大器

8.5.4共源共柵放大器

8.6差分放大器中的噪聲

8.7本章小結

習題

第9章反饋

9.1引言

9.2理想反饋

9.3反饋電路的特性

9.3.1增益靈敏度的降低

9.3.2輸入輸出阻抗的變化

9.3.3頻率回響的變化

9.3.4線性度的提高

9.4反饋拓撲結構

9.5反饋結構

9.5.1串聯並聯反饋

9.5.2串聯串聯反饋

9.5.3並聯並聯反饋

9.5.4並聯串聯反饋

9.6實際反饋結構和負載的影響

9.6.1實際串聯並聯反饋

9.6.2實際串聯串聯反饋

9.6.3實際並聯並聯反饋

9.6.4實際並聯串聯反饋

9.7反饋對噪聲的影響

9.8反饋電路的分析與設計

9.8.1反饋關係

9.8.2反饋放大器的分析

9.8.3反饋放大器的設計

本章小結

習題

第10章CMOS運算放大器

10.1引言

10.2運算放大器性能參數

10.2.1增益

10.2.2頻率特性

10.2.3輸入電阻和輸出電阻

10.2.4輸入失調電壓

10.2.5共模輸入範圍

10.2.6共模抑制比

10.2.7電源抑制比

10.3單級CMOS運算放大器

10.3.1基本的單級運算放大器

10.3.2套筒式共源共柵運算放大器

10.3.3摺疊式共源共柵運算放大器

10.4二級CMOS運算放大器

10.4.1基本的二級運算放大器

10.4.2採用共源共柵的二級運算放大器

10.5CMOS運算放大器輸出級

10.5.1輸出級電路結構分類

10.5.2共漏極A類輸出級

10.5.3AB類推輓輸出級

10.6全差分運算放大器與共模反饋

10.6.1全差分放大器的特性

10.6.2共模反饋

10.7轉換速率

本章小結

習題

第11章穩定性與頻率補償

11.1引言

11.2穩定性分析

11.2.1穩定性問題

11.2.2閉環極點和穩定性

11.2.3環路增益和奈奎斯特穩定準則

11.2.4增益裕度和相位裕度

11.2.5相位裕度的影響

11.2.6採用伯德圖的穩定性分析

11.3補償技術

11.3.1增加主極點

11.3.2改變主極點

11.3.3密勒補償和極點分裂

本章小結

習題

第12章比較器

12.1引言

12.2比較器的特性

12.3比較器與運算放大器

12.4比較器的閾值

12.5比較器結構

12.5.1採用運放的比較器

12.5.2推輓輸出的比較器

12.5.3基於鎖存器結構的比較器

12.5.4級聯比較器

12.5.5離散時間比較器

12.6遲滯比較器

12.6.1反相遲滯比較器

12.6.2同相遲滯比較器

12.6.3帶參考電壓的遲滯比較器

12.6.4遲滯對輸出電壓的影響

12.7失調消除

12.7.1輸出失調消除

12.7.2輸入失調消除

12.7.3輔助放大器失調消除

12.8本章小結

習題

第13章開關電容電路

13.1引言

13.2基本開關電容

13.3開關電容電路拓撲結構

13.4基本單元

13.4.1運算放大器

13.4.2電容

13.4.3開關

13.4.4不交疊時鐘

13.5開關電容放大器

13.6開關電容積分器

13.7開關電容電路的z域信號流圖

13.8開關電容濾波器

13.9本章小結

習題

第14章DAC和ADC電路

14.1引言

14.2數模轉換器（DAC）

14.2.1DAC的基本特性

14.2.2DAC的典型結構

14.3模數轉換器(ADC)

14.3.1ADC的基本特性

14.3.2ADC的典型結構

14.4本章小結

習題

第15章模擬積體電路的版圖設計

15.1引言

15.2MOS電晶體

15.3對稱性

15.4無源器件

15.4.1電阻

15.4.2電容

15.4.3電感

15.5連線

15.6噪聲及干擾

15.7本章小結

習題參考答案及解析

參考文獻