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CMOS模拟集成电路工程实例设计

拾阶而上,带你走进IC设计的殿堂。一册在手,不可多得的良师益友。配套教学大纲、PPT课件、仿真实例、电路源代码

作者:刘磊 主编,师建英 副主编,马蕾、闫小兵 编著
定价:69
印次:1-1
ISBN:9787302636342
出版日期:2023.10.01
印刷日期:2023.10.09

本书是模拟集成电路设计领域相关专业的一本入门教材,以 CMOS模拟集成电路设计为核心,阐述模拟集成电路工程实践中常见电路基本概念、工作原理和设计方法。本书面向工程实践,先从MOSFET 的基本结构和I-V 特性出发,详细地介绍 CMOS模拟集成电路 EDA 设计工具的使用方法;然后分别介绍包括电流镜、单级运算放大器、两级运算放大器、带隙电压基准、环路振荡器、比较器、采样保持电路和逐次逼近型模数转换器等典型电路结构的设计方法与仿真验证过程,涵盖范围广,工程实践性强。 本书可作为高等院校电子科学与技术、微电子、集成电路设计等专业高年级本科生或研究生的教材, 也可作为半导体和集成电路设计领域工程技术人员的参考书。

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前言 21世纪以信息技术为代表的高新技术发展迅猛,集成电路(Integrated Circuit,IC)作为20世纪最伟大的发明之一,已发展成为信息产业的核心技术,在国家安全、经济发展、人民生活等领域发挥了重要的支撑和保障作用。集成电路设计与制造产业的水平已成为衡量一个国家综合实力的重要标志,也是国力竞争的战略重点。历史的原因,我国集成电路领域的发展与国外还存在明显的代差,尤其是相关领域人才的培养与供给远不能满足我国集成电路事业发展的需要。 作者在集成电路设计的教学过程中,深刻认识到目前在集成电路设计领域仍然缺乏起点较低、实践性强、浅显易懂的入门教材与参考书,因此与几位长期从事相关领域教学与科研工作的同事一起编写了本书。本书首先介绍CMOS模拟集成电路分析与设计的基础知识,然后介绍集成电路工程实践中常用典型电路结构的设计思路与方法,同时在仿真优化的过程中介绍相关EDA软件的使用方法。本书的特点是深入浅出地介绍典型CMOS模拟集成电路的设计方法,力求理论与工程实践相结合,使读者快速掌握常用EDA的使用方法,为独立进行模拟集成电路的设计打下坚实的基础。 本书共分为10章。 第1、2章主要介绍CMOS模拟集成电路的基本理论和EDA设计工具。第1章首先介绍CMOS器件的基本结构与常见的无源器件,然后介绍模拟集成电路的基本设计方法和流程。第2章主要介绍电路设计与仿真工具Cadence Spectre、版图设计工具Cadence Virtuoso以及模拟版图验证、参数提取工具Mentor Calibre三大EDA设计工具的使用方法,并结合反相器的全定制实验对以上EDA工具应用进行实践。 第3~10章介绍几种典型电路结构的设计方法与仿真优化过程。第3章首先介绍电流镜的设计和仿真实例,对电流镜的原理与应用进行阐述; 然后介绍改进型共源共栅电流镜的设计和仿真过程。第4章介绍常见单级运算放大器的结构与性能参数,并以折叠式共源共栅电路为例,详细介绍单极运放的设计思路与参数计算过程,并给出仿真优化结果。第5章基于gm/ID设计方法介绍两级放大器设计方法与优化过程。第6章详细介绍带隙电压基准的原理与性能参数,并以Banba带隙基准结构为基础设计,仿真优化一款低压带隙基准源。第7章讲述环路振荡器的设计与仿真实例。第8章首先说明比较器的基本概念和分类,然后介绍一种中高精度比较器的设计与分析过程。第9章介绍一种采样保持电路的原理、参数与设计仿真过程。第10章详细给出逐次逼近型模数转换器的设计实例,首先对模数转换器的工作原理和分类进行介绍,然后设计并实现一种12位 500kS/s SAR ADC电路,对各电路模块及系统电路进行仿真优化。 本书第1、2、6~10章由刘磊编写,第3章由闫小兵编写,第4章由师建英编写,第5章由马蕾编写。感谢王丹、墨佳豪、张紫雨和孙世杰参与文字整理与插图绘制工作,也感谢在本书出版过程中给予帮助的所有人。 由于编者水平有限,书中难免有不足和错误之处,恳请读者批评指正。 刘磊2023年8月

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  • 刘磊,副教授,博士。2008年毕业于中国科学院半导体研究所,获得材料物理与化学博士学位。2008年7月起在河北大学电子信息工程学院任教,2013年获得“河北省青年拔尖人才”称号。担任“模拟集成电路设计”“集成电路工艺原理”等多门课程任课教师,目前主要从事全固态锂离子电池材料的研究与制备,以及电源管理芯片设计与研究工作。主持国家自然科学基金、河北省自然科学基金等十余项,发表学术论文50余篇。

  • "(1)体现工程教育专业认证的理念,注重培养学生解决复杂工程问题的能力,将 CMOS 模拟集成电路设计能力的培养常态化、课程化。
    (2)提供大量典型、实用的设计案例,源自作者多年从事集成电路
    领域本科生、研究生教学、科研与工程实践的深厚积累。
    (3)全流程展示 COMS 集成电路设计过程,注重培养面向工程实践的集成电路设计方法与思路。
    (4)新形态教材,配套资源丰富,包括教学大纲、PPT 课件、电路仿真源代码,可扫描目录中二维码下载。"

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  • 目录

    第1章绪论

    1.1集成电路的发展

    1.2MOSFET的基本结构与工作模式

    1.2.1MOSFET的结构与符号

    1.2.2MOS管的电流电压特性

    1.3无源器件

    1.3.1电阻

    1.3.2电容

    1.3.3电感

    1.4模拟集成电路的设计过程

    1.4.1模拟集成电路的设计方法与流程

    1.4.2模数混合电路的设计过程举例

    第2章CMOS模拟集成电路EDA设计工具

    2.1电路设计与仿真工具Cadence Spectre

    2.1.1Cadence Spectre启动设置

    2.1.2主窗口和选项

    2.1.3设计库管理器

    2.1.4电路图编辑器

    2.1.5模拟设计环境

    2.1.6波形显示窗口

    2.1.7Spectre库中的基本器件

    2.2版图设计工具Cadence Virtuoso

    2.2.1版图设计基础

    2.2.2版图编辑大师Virtuoso Layout Editor

    2.2.3Virtuoso Layout基本操作

    2.3模拟版图验证及参数提取工具Mentor Calibre

    2.3.1版图验证基础

    2.3.2Mentor Calibre工具

    2.3.3Calibre DRC工具

    2.3.4Calibre LVS工具

    2.3.5Calibre PEX工具

    2.4反相器的全定制实验

    2.4.1电路图绘制及仿真

    2.4.2版图绘制及验证

    第3章电流镜的设计和仿真...

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