Preface电路CAD(computer aided design)技术是电路分析、设计、验证的有力工具,随着集成电路特征尺寸进入纳米时代后,电路的规模越来越大,工作频率越来越高,芯片上市时间越来越短,以集成电路CAD为基础的电子设计自动化(electronic design automation,EDA)已经成为提高设计效率、优化电路性能、增加芯片可靠性和提高芯片合格率的新兴产业,渗入到集成电路设计的每一阶段。
电路CAD已经有近40年的历史,涉及电路理论、半导体器件物理、线性与非线性方程组的求解方法、最优化设计、数值分析和计算机软件等多个领域。纳米时代的到来既为电路CAD技术带来了机遇,也使之面临更大的挑战。为了帮助广大电路设计工作者更好地应用先进的设计工具,指导电类专业的学生掌握电路CAD方面的基础理论知识,我们对1996年版的《电子电路的计算机辅助分析与设计方法》(简称1996年版本)进行了充实和修改,增加了目前国际IC设计工具普遍采用的BSIM3V2.2模型,丰富了宏模型设计方法,并在重写的优化设计部分重点介绍了遗传算法和模拟退火算法这两类随机优化算法。
全书分10章。第1章介绍电子设计自动化和电路CAD技术的发展概况。第2章阐述电路CAD的基础知识: 建立电路方程的方法和求解方法。第3章以电路中以有源器件为核心给出二极管、BJT晶体管和MOS场效应管等半导体器件模型和一些常用的集成电路宏模型。第4章介绍线性和非线性电路的直流分析方法,它是电路CAD中所有其他分析功能的基础。第5章论述瞬态分析方法。第6章介绍频域分析方法。第4章至第6章是本书的重点,这3章所介绍的直流分析、频域分析和瞬态分析,是电路CAD中应用最为广泛的3种分析方法。第7章讨论如何计算电路输出变量对电路元器件参数的灵敏度值。第8章阐述电路的容差分析算法和功能。第9章介绍目前求解大规模电路的一些新进展和算法。第10章简要地论述在电路设计中常用的最优化算法。全书中各种分析方法都给出了计算实例,并附有设计工具的应用实例,便于读者理解和掌握。
本书继承了汪蕙、王志华编著的1996年版本的大部分内容,刘润生、范崇治、王寒伟、王和民等老师对1996年版本提出了许多宝贵的建议,谢源为附录中的C语言教学程序做了不少工作,在此对他们的帮助表示感谢; 许多读者和使用过1996年版本的教师在使用此书的过程中也曾提出过许多很好的建议。正是他们的无私奉献促使我们完成了本书,在此谨对他们表示由衷的谢意。
限于水平,书中仍难免有错误及不当之处,望读者予以指正。
编者
2006年11月于清华园