第2版前言
伴随着我国集成电路产业的升级，近些年集成电路的设计技术得到了长足的进步。当前我国集成电路人才缺口仍然严重，特别是对于具有深厚电路设计基础并具有实践能力的集成电路设计人员的需要更加迫切。为了适应这种需求，本书较全面、深入地介绍了CMOS模拟集成电路分析与设计的相关知识，立足于CMOS模拟集成电路基础知识，同时侧重于模拟集成电路知识的实际运用，介绍了SPICE电路模拟仿真，也注重与电子电路相关知识的联系和知识运用。
章节内容和组织
全书共分为15章，循序渐进、深入浅出地阐述了CMOS模拟集成电路器件及模型、基本电路、复杂电路及系统电路分析与设计的相关内容，按照以下章节进行组织，第1章绪论，主要内容包括模拟集成电路与数字集成电路的关系、模拟集成电路的抽象层次与电路设计方法，并说明了本书的符号标记法； 第2章MOSFET器件及模型，主要内容包括MOSFET器件结构、I/V特性、器件模型及SPICE描述与仿真； 第3章CMOS电流源和电流镜，主要内容包括简单电流源和电流镜、共源共栅电流源和电流镜、大摆幅共源共栅电流镜及威尔逊电流镜； 第4章基准源，主要内容包括电压基准源和电流基准源； 第5章CMOS单级放大器，主要内容包括放大器的基本分析方法、共源极放大器、共漏极放大器、共栅极放大器及共源共栅放大器； 第6章CMOS差分放大器，主要内容包括差分工作方式、基本差分对、共模响应及采用有源负载的差分对； 第7章CMOS放大器的频率响应，主要内容包括放大器的频率响应分析方法、单端放大器及差分放大器的频率响应； 第8章噪声，主要内容包括噪声的表示及计算方法、电路噪声的类型及模型、基本放大器中的噪声、差分放大器中的噪声； 第9章反馈，主要内容包括反馈特性、反馈电路结构、反馈对噪声的影响； 第10章CMOS运算放大器，主要内容包括运算放大器的性能参数、单级及二级运算放大器、运算放大器的输出级、全差分运放及共模反馈； 第11章稳定性与频率补偿，主要内容包括稳定性分析技术、频率补偿技术； 第12章比较器，主要内容包括比较器的特性和各种比较器电路结构、失调消除技术； 第13章开关电容电路，主要内容包括开关电容结构和基本单元、开关电容电路z域信号流图、开关电容放大器和积分器及滤波器； 第14章DAC和ADC电路概论，主要内容包括DAC的基本特性和结构原理、ADC的基本特性和结构原理； 第15章模拟集成电路的版图设计，主要内容包括MOS晶体管、无源器件和连线的版图设计、考虑对称性及噪声干扰的版图设计。
教学方法
1． 重点、难点及解决办法
本书按照器件、基本电路、复杂电路的层次循序渐进地进行讲授。
在复习了器件的电气特性之后，首先讲授诸如电流源/电流镜、单级放大、基本差动对等基本电路的结构和原理，这部分是模拟集成电路的基础，因此也是重点。然后在基本电路的基础上，讨论频率响应和噪声特性，这部分内容重在让读者理解电路首要的两个非理想特性。之后，讲授运算放大器的设计，并讨论反馈及反馈系统的稳定性问题。运算放大器的设计是本书的重点内容，而稳定性问题及稳定性补偿则是本书的难点。
2． 教学方法及策略设计
在讲授基本知识时，侧重对基本结构、基本原理、基本公式的讲解。而对于重点及难点内容，可以结合一些例子进行讲授，以便加强对内容的理解，并结合工程实际，在实践中去应用这些设计技术。
3． 实践教学设计
结合书中关于电路分析的内容，开展模拟集成电路仿真实验，进行SPICE仿真。以放大器为例，通过对SPICE仿真工具及SPICE程序的学习，采用SPICE对电路进行描述，掌握SPICE仿真工具进行电路的仿真分析手段，完成电路分析与设计。在内容较多的教学计划里，可以进一步开展运算放大器的电路设计分析及版图设计。
教学计划
本书可以作为高等院校电子信息类、微电子及集成电路专业本科生和研究生教材，也可作为相关领域工程师的参考用书。作为教材时，根据学时和教学内容的需要，推荐按照以下章节内容进行学习。
表1模拟集成电路设计基础的教学计划建议（32学时）
序号教学内容教 学 要 求学时教学方式
1
绪论、MOSFET器件及器件模型
介绍模拟集成电路的发展； 掌握器件结构、分析器件的I/V特性、器件模型。掌握SPICE仿真的方法
4
讲授
2
电流源与电流镜及电流、电压基准源电路
掌握电流源及电流镜电路的设计，学习基准源的分析与设计
4
讲授
3
单级和差分放大器
通过对基本电路结构和性能分析，学习有效的分析手段，掌握放大器电路的分析和设计方法
8
讲授
4
电路的两个非理想性，即频率响应和噪声
掌握模拟集成电路中的频率响应的分析方法及噪声的分析方法
4
讲授
5
反馈
讨论分析反馈的结构及反馈的特性
2
讲授
6
运算放大器以及稳定性与频率补偿
讲授运放的电路结构和原理，可以设计出高性能、稳定的运放，并学会在速度、精度和功耗之间进行折中考虑
4
讲授
7
模拟集成电路的版图设计
讲授针对模拟集成电路的版图设计相关的设计技术
2
讲授
8
模拟集成电路的SPICE仿真
通过对SPICE仿真工具及SPICE程序的学习，采用SPICE对电路进行描述，掌握SPICE仿真工具进行电路的基本仿真分析手段，完成电路的基本分析
4
实验
表2模拟集成电路设计的教学计划建议（48学时）
序号教学内容教 学 要 求学时教学方式
1
绪论、MOSFET器件及器件模型
介绍模拟集成电路的发展； 掌握器件结构、分析器件的I/V特性、器件模型。掌握SPICE仿真的方法
4
讲授
2
电流源与电流镜及电流、电压基准源电路
掌握电流源及电流镜电路的设计，学习基准源的分析与设计
4
讲授
3
单级和差分放大器
通过对基本电路结构和性能分析，学习有效的分析手段，掌握放大器电路的分析和设计方法
8
讲授
4
电路的两个非理想性，即频率响应和噪声
掌握模拟集成电路中的频率响应的分析方法及噪声的分析方法
4
讲授
5
反馈
讨论分析反馈的结构及反馈的特性
2
讲授
6
运算放大器以及稳定性与频率补偿
讲授运放的电路结构和原理，可以设计出高性能、稳定的运放，并学会在速度、精度和功耗之间进行折中考虑。同时，本部分以一级运放为实例，具体说明其设计方法，要求做一级运算放大器的设计作业
8
讲授
7
模拟集成电路的版图设计
讲授针对模拟集成电路的版图设计相关的设计技术
2
讲授
8
模拟集成电路的SPICE仿真
通过对SPICE仿真工具及SPICE程序的学习，采用SPICE对电路进行描述，掌握SPICE仿真工具进行电路的仿真分析手段，完成电路分析与设计
8
实验
9
运算放大器的设计与仿真
开展一个放大器的设计与仿真，掌握放大器的设计技术及诸如增益、频率特性、噪声等放大器仿真技术
8
实验
表3模拟集成电路设计的教学计划建议（64学时）
序号教学内容教 学 要 求学时教学方式
1
绪论、MOSFET器件及器件模型
介绍模拟集成电路的发展； 掌握器件结构、分析器件的I/V特性、器件模型。掌握SPICE仿真的方法
4
讲授
2
电流源与电流镜及电流、电压基准源电路
掌握电流源及电流镜电路的设计，学习基准源的分析与设计
4
讲授
3
单级和差分放大器
通过对基本电路结构和性能分析，学习有效的分析手段，掌握放大器电路的分析和设计方法
8
讲授
4
电路的两个非理想性，即频率响应和噪声
掌握模拟集成电路中的频率响应的分析方法及噪声的分析方法
4
讲授
5
反馈
讨论分析反馈的结构及反馈的特性
2
讲授
6
运算放大器以及稳定性与频率补偿
讲授运放的电路结构和原理，可以设计出高性能、稳定的运放，并学会在速度、精度和功耗之间进行折中考虑。同时，本部分以一级和二级运放为实例，具体说明其设计方法，要求做二级运算放大器的设计作业
10
讲授
7
比较器
掌握比较器的基本特性、电路结构和失调消除技术
2
讲授
8
开关电容电路
掌握离散时间电路的基本概念、开关电容电路的基本结构和原理
2
讲授
9
DAC和ADC电路
掌握DAC和ADC的基本概念、电路结构与原理
8
讲授
10
模拟集成电路的版图设计
讲授针对模拟集成电路的版图设计相关的设计技术
2
讲授
11
模拟集成电路的SPICE仿真
通过对SPICE仿真工具及SPICE程序的学习，采用SPICE对电路进行描述，掌握SPICE仿真工具进行电路的仿真分析手段，完成电路分析与设计
8
实验
12
运算放大器的设计与仿真
开展一个放大器的设计与仿真，掌握放大器的设计技术及诸如增益、频率特性、噪声等放大器仿真技术及版图设计方法
10
实验
本书由哈尔滨工业大学的王永生编著，来逢昌进行审校。黑龙江大学的曹贝及哈尔滨工业大学的付方发等也参与了本书部分内容的编写工作。
由于编者水平有限，书中难免存在疏漏和错误，恳切希望广大读者批评指正。
编著者2025年9月
第1版前言
本书比较全面、深入地介绍了CMOS模拟集成电路分析与设计的相关知识。本书立足于CMOS模拟集成电路基础知识的阐述，同时侧重于模拟集成电路知识的实际运用，介绍了SPICE电路模拟仿真，并且也注意与电子电路相关知识的联系和运用。本书可以作为高等院校电子信息类本科生和研究生教材，也可作为相关领域工程师的参考用书。
本书循序渐进、深入浅出地阐述了CMOS模拟集成电路器件及模型、基本电路、复杂电路，以及系统电路分析与设计的相关内容。本书的内容框架也按照此原则进行组织，共分为15章，第1章概述，主要内容包括模拟集成电路与数字集成电路的关系、模拟集成电路的抽象层次与电路设计方法，并说明了本书的符号标记法； 第2章MOSFET器件及模型，主要内容包括MOSFET器件结构、I/V特性、器件模型及SPICE仿真； 第3章CMOS电流源和电流镜，主要内容包括简单电流源和电流镜、共源共栅电流源和电流镜、大摆幅共源共栅电流镜及威尔逊电流镜； 第4章基准源，主要内容包括
电压基准源和电流基准源； 第5章CMOS单级放大器，主要内容包括放大器的基本分析方法、共源极放大器、共漏极放大器、共栅极放大器及共源共栅放大器； 第6章CMOS差分放大器，主要内容包括差分工作方式、基本差分对、共模响应
及采用有源负载的差分对； 第7章CMOS放大器的频率响应，主要内容包括放大器的频率响应分析方法、单端放大器的频率响应及差分放大器的频率响应； 第8章噪声，主要内容包括噪声的表示及计算方法、电路噪声的类型及模型、基本放大器中的噪声、差分放大器中的噪声； 第9章反馈，主要内容包括反馈特性及电路结构、实际反馈电路结构、反馈对噪声的影响、反馈电路的分析与设计； 第10章CMOS运算放大器，主要内容包括运算放大器的性能参数、单级及二级运算放大器、运算放大器的输出级、全差分运放及共模反馈； 第11章稳定性与频率补偿，主要内容包括稳定性分析技术、频率补偿技术； 第12章比较器，主要内容包括比较器的特性和各种比较器电路结构、失调消除技术； 第13章开关电容电路，主要内容包括开关电容结构和基本单元、开关电容电路z域信号流图、开关电容放大器和积分器及滤波器； 第14章DAC和ADC电路，主要内容包括DAC的基本特性和结构原理、ADC的基本特性和结构原理； 第15章模拟集成电路的版图设计，主要内容包括MOS晶体管、无源器件和连线的版图设计、考虑对称性及噪声干扰的版图设计。
本书主要由哈尔滨工业大学的王永生编著，来逢昌进行审校。黑龙江大学的曹贝及哈尔滨工业大学的付方发等也参与了本书部分内容的编写工作。
由于编者水平有限，书中难免存在疏漏和错误，恳切希望广大读者批评指正。
编著者2020年1月
