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本文链接:
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模拟CMOS集成电路设计(拉扎维)-完美电子版.pdf 文件大小:016.19 MB
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模拟CMOS集成电路设计(第2版)(国外名校教材精选)
作者:【美】毕查德·拉扎维出版社:西安交通大学出版社出版时间:2019年04月
新版2018封面(第2版):
旧版封面:
当当价 ¥89.70
(6.5折)
开 本:16开
纸 张:胶版纸
包 装:平装-胶订
是否套装:否
国际标准书号ISBN:9787569309928
所属分类:
图书>工业技术>电子 通信>微电子学、集成电路(IC)
内容简介
内容简介:
本书是模拟CMOS集成电路设计方面的经典教材,介绍模拟CMOS集成电路的分析与设计,着重讲解该技术的*进展和设计实例,从MOSFET器件的基本物理特性开始,逐章分析CMOS放大单元电路、差分放大器、频率响应、噪声、反馈放大器与稳定性、运算放大器、电压基准源与电流基源、离散时间系统、差分电路及反馈系统中的非线性、振荡器和锁相环等基础模拟电路的分析与设计。本书还介绍了集成电路的基本制造工艺、版图和封装设计的基本原则。本书自出版以来得到了国内外读者的好评和青睐,被许多国际知名大学选为教科书。同时,由于原著者在世界知名*公司的丰富研究经历,使本书也非常适合作为CMOS模拟集成电路设计或相关领域的研究人员和工程技术人员的参考书
作者简介
毕查德·拉扎维(Behzad Razavi),于1985年在沙里夫理工大学的电气工程系获得理学学士学位,并分别于1988年和1992年在斯坦福大学电气工程系获得理学硕士和博士学位。他1992年到1994年在普林斯顿大学,1995年在斯坦福大学任副教授,并曾在AT&T贝尔实验室、Hewlett-Packard实验室工作。1996年9月,他成为加利福尼亚大学洛杉矶分校的电气工程系副教授,随后晋升为教授。目前他从事的研究包括无线收发、频率合成,高速数据通信及数据转换的锁相和时钟恢复。他是VLSI电路专题研讨会的技术程序委员会和国际固态电子协会(ISSCC)的成员,在其中担任模拟小组委员会的主席。此外,他还分别担任《IEEE固态电路学报》、《IEEE电路和系统学报》及《高速电子学国际学报》的特邀编辑和副编辑。他出版了多部蜚声国际的学术专著和专业教材,并获得多项。
新版2018目录:
第1章 模拟电路设计绪论 1
1.1 模拟电路的重要性 1
1.1.1 信号的检测与处理 1
1.1.2 数字信号传输中的模拟设计 2
1.1.3 需求旺盛的模拟设计 3
1.1.4 模拟设计的挑战 4
1.2 研究模拟集成电路的重要性 4
1.3 研究CMOS模拟集成电路的重要性 5
1.4 本书的特点 5
1.5 电路设计的抽象级别 6
第2章 MOS器件物理基础 7
2.1 基本概念 7
2.1.1 MOSFET开关 7
2.1.2 MOSFET的结构 8
2.1.3 MOS符号 10
2.2 MOS的I-V特性 10
2.2.1 阈值电压 10
2.2.2 I-V特性的推导 12
2.2.3 MOSFET的跨导 17
2.3 二级效应 19
2.4 MOS器件模型 24
2.4.1 MOS器件版图 24
2.4.2 MOS器件电容 25
2.4.3 MOS小信号模型 29
2.4.4 MOS SPICE模型 32
2.4.5 NMOS与PMOS器件的比较 33
2.4.6 长沟道器件与短沟道器件的比较 33
2.5 附录A:鳍式场效应晶体管(FinFET) 34
2.6 附录B:用作电容器的MOS器件的特性 35
参考文献 35
习题 35
第3章 单级放大器 42
3.1 应用 42
3.2 概述 42
3.3 共源级 44
3.3.1 采用电阻作负载的共源级 44
3.3.2 采用二极管连接型器件作负载的共源级 49
3.3.3 采用电流源作负载的共源级 53
3.3.4 有源负载的共源级 55
3.3.5 工作在线性区的MOS为负载的共源级 56
3.3.6 带源极负反馈的共源级 57
3.4 源跟随器 63
3.5 共栅级 69
3.6 共源共栅级 75
3.6.1 折叠式共源共栅 81
3.7 器件模型的选择 84
习题 84
第4章 差动放大器 91
4.1 单端与差动的工作方式 91
4.2 基本差动对 93
4.2.1 定性分析 94
4.2.2 定量分析 97
4.2.3 带源极负反馈的差动对 106
4.3 共模响应 107
4.4 MOS为负载的差动对 112
4.5 吉尔伯特单元 115
参考文献 117
习题 117
第5章 电流镜与偏置技术 122
5.1 基本电流镜 122
5.2 共源共栅电流镜 126
5.3 有源电流镜 133
5.3.1 大信号分析 135
5.3.2 小信号分析 138
5.3.3 共模特性 141
5.3.4 五管OTA的其它特性 144
5.4 偏置技术 145
5.4.1 共源级的偏置 145
5.4.2 共栅级的偏置 149
5.4.3 源跟随器的偏置 150
5.4.4 差动对的偏置 151
习题 151
第6章 放大器的频率特性 157
6.1 概述 157
6.1.1 密勒效应 158
6.1.2 极点与结点的关联 162
6.2 共源级 164
6.3 源跟随器 170
6.4 共栅级 175
6.5 共源共栅级 177
6.6 差动对 179
6.6.1 无源负载的差动对 179
6.6.2 有源负载的差动对 181
6.7 增益-带宽的折中 183
6.7.1 单极点电路 184
6.7.2 多极点电路 184
6.8 附录A:额外的元定理 185
6.9 附录B:零值时间常数方法 188
6.10 附录C:密勒定理的对偶 191
参考文献 192
习题 193
第7章 噪声 197
7.1 噪声的统计特性 197
7.1.1 噪声谱 199
7.1.2 幅值分布 202
7.1.3 相关噪声源和非相关噪声源 203
7.1.4 信噪比 203
7.1.5 噪声分析步骤 204
7.2 噪声类型 205
7.2.1 热噪声 205
7.2.2 闪烁噪声 210
7.3 电路中的噪声表示 212
7.4 单级放大器中的噪声 218
7.4.1 共源级 220
7.4.2 共栅级 224
7.4.3 源跟随器 226
7.4.4 共源共栅级 227
7.5 电流镜中的噪声 228
7.6 差动对中的噪声 229
7.7 噪声与功率的折中 235
7.8 噪声带宽 236
7.9 输入噪声积分的问题 237
7.10 附录A:噪声相关的问题 237
参考文献 239
习题 239
第8章 反馈 245
8.1 概述 245
8.1.1 反馈电路的特性 246
8.1.2 放大器的种类 252
8.1.3 检测和返回机制 254
8.2 反馈结构 256
8.2.1 电压-电压反馈 256
8.2.2 电流-电压反馈 260
8.2.3 电压-电流反馈 262
8.2.4 电流-电流反馈 265
8.3 反馈对噪声的影响 266
8.4 反馈分析的困难 267
8.5 加载效应 270
8.5.1 二端口网络模型 270
8.5.2 电压-电压反馈中的加载 271
8.5.3 电流-电压反馈中的加载 275
8.5.4 电压-电流反馈中的加载 277
8.5.5 电流-电流反馈中的加载 279
8.5.6 加载效应小结 281
8.6 反馈电路中的波特分析方法 281
8.6.1 观察结果 282
8.6.2 系数的解释 283
8.6.3 波特分析 286
8.6.4 布莱克曼阻抗定理 290
8.7 麦德布鲁克方法 295
8.8 环路增益计算问题 296
8.8.1 预备概念 296
8.8.2 关于返回比的困难 299
8.9 波特方法的另一种解释 300
参考文献 303
习题 303
第9章 运算放大器 308
9.1 概述 308
9.1.1 性能参数 308
9.2 一级运放 312
9.2.1 基本结构 312
9.2.2 设计步骤 316
9.2.3 线性缩放 317
9.2.4 折叠式共源共栅运放 318
9.2.5 折叠式共源共栅运放的特性 321
9.2.6 设计步骤 321
9.3 两级运放 323
9.3.1 设计步骤 325
9.4 增益的提高 326
9.4.1 基本思想 326
9.4.2 电路的实现 330
9.4.3 频率响应 332
9.5 性能比较 335
9.6 输出摆幅计算 335
9.7 共模反馈 336
9.7.1 基本概念 336
9.7.2 共模检测技术 338
9.7.3 共模反馈技术 340
9.7.4 两级运放中的共模反馈 346
9.8 输入范围限制 348
9.9 转换速率 349
9.10 高转换速率的运算放大器 355
9.10.1 一级运放 355
9.10.2 两级运放 358
9.11 电源抑制 358
9.12 运放的噪声 360
参考文献 363
习题 364
第10章 稳定性与频率补偿 368
10.1 概述 368
10.2 多极点系统 371
10.3 相位裕度 373
10.4 频率补偿基础 376
10.5 两级运放的补偿 381
10.6 两级运放中的转换 386
10.7 其它补偿技术 389
10.8 奈奎斯特稳定性判据 392
10.8.1 研究背景 392
10.8.2 基本概念 393
10.8.3 极坐标图的构造方法 394
10.8.4 柯西定理 399
10.8.5 奈奎斯特方法 399
10.8.6 极点位于原点的系统 402
10.8.7 相位多次穿越180°的系统 405
参考文献 406
习题 407
第11章 纳米设计分析 411
11.1 晶体管的设计考虑 411
11.2 深亚微米效应 412
11.3 跨导的缩放 414
11.4 晶体管设计 417
11.4.1 给定ID和V DS.min情况下的设计 418
11.4.2 给定gm和ID情况下的设计 421
11.4.3 给定gm和V DS.min情况下的设计 422
11.4.4 给定gm情况下的设计 423
11.4.5 沟道长度的选择 423
11.5 运算放大器设计实例 423
11.5.1 套筒式运放 424
11.5.2 两级运放 437
11.6 高速放大器 444
11.6.1 概述 445
11.6.2 运放设计 449
11.6.3 闭环小信号性能 449
11.6.4 运放按比例缩小 451
11.6.5 大信号特性 452
11.7 本章小结 456
习题 456
第12章 带隙基准 458
12.1 概述 458
12.2 与电源无关的偏置 458
12.3 与温度无关的基准 461
12.3.1 负温度系数电压 462
12.3.2 正温度系数电压 462
12.3.3 带隙基准 463
12.4 PTAT电流的产生 469
12.5 恒定Gm偏置 470
12.6 速度与噪声问题 471
12.7 低压带隙基准 474
12.8 实例分析 477
参考文献 480
习题 480
第13章 开关电容电路导论 483
13.1 概述 483
13.2 采样开关 487
13.2.1 MOSFET开关 487
13.2.2 速度问题 491
13.2.3 精度问题 493
13.2.4 电荷注入抵消 495
13.3 开关电容放大器 497
13.3.1 单位增益采样器/缓冲器 497
13.3.2 同相放大器 503
13.3.3 精确乘2电路 507
13.4 开关电容积分器 508
13.5 开关电容共模反馈 510
参考文献 511
习题 512
第14章 非线性与不匹配 515
14.1 非线性 515
14.1.1 概述 515
14.1.2 差动电路的非线性 517
14.1.3 负反馈对非线性的影响 519
14.1.4 电容器的非线性 521
14.1.5 采样电路中的非线性 522
14.1.6 线性化技术 523
14.2 失配 527
14.2.1 失配的影响 530
14.2.2 失调消除技术 533
14.2.3 用失调消除来降低噪声 537
14.2.4 CMRR的另一种定义 539
参考文献 539
习题 540
第15章 振荡器 542
15.1 概述 542
15.2 环形振荡器 543
15.3 LC振荡器 551
15.3.1 基本概念 551
15.3.2 交叉耦合振荡器 553
15.3.3 科尔皮兹振荡器 555
15.3.4 单端口振荡器 558
15.4 压控振荡器 561
15.4.1 环形振荡器的调节 563
15.4.2 LC振荡器的调节 571
15.5 VCO的数学模型 574
参考文献 577
习题 578
第16章 锁相环 580
16.1 简单的锁相环 580
16.1.1 鉴相器 580
16.1.2 基本的PLL结构 582
16.1.3 简单锁相环的动态特性 588
16.2 电荷泵锁相环 593
16.2.1 锁定捕获的问题 593
16.2.2 鉴相/鉴频器 594
16.2.3 电荷泵 597
16.2.4 基本的电荷泵锁相环 598
16.3 锁相环中的非理想效应 603
16.3.1 PFD/CP的非理想性 603
16.3.2 锁相环中的抖动现象 607
16.4 延迟锁相环 609
16.5 应用 611
16.5.1 频率的倍增与合成 611
16.5.2 偏移的减小 613
16.5.3 抖动的减小 614
参考文献 614
习题 615
第17章 短沟道效应与器件模型 616
17.1 按比例缩小理论 616
17.2 短沟道效应 619
17.2.1 阈值电压的变化 619
17.2.2 垂直电场引起的迁移率退化 621
17.2.3 速度饱和 622
17.2.4 热载流子效应 623
17.2.5 漏-源电压引起的输出阻抗的变化 624
17.3 MOS器件模型 625
17.3.1 Level 1模型 625
17.3.2 Level 2模型 626
17.3.3 Level 3模型 627
17.3.4 BSIM系列模型 628
17.3.5 其它模型 629
17.3.6 电荷与电容的建模 630
17.3.7 温度特性 630
17.4 工艺角 631
参考文献 631
习题 632
第18章 CMOS工艺技术 634
18.1 概述 634
18.2 晶圆工艺 635
18.3 光刻 635
18.4 氧化 637
18.5 离子注入 637
18.6 淀积与刻蚀 639
18.7 器件制造 639
18.7.1 有源器件 640
18.7.2 无源器件 643
18.7.3 互连 648
18.8 闩锁效应 650
参考文献 651
习题 651
第19章 版图与封装 653
19.1 版图概述 653
19.1.1 设计规则 654
19.1.2 天线效应 655
19.2 模拟电路的版图技术 656
19.2.1 叉指晶体管 656
19.2.2 对称性 658
19.2.3 浅槽隔离问题 662
19.2.4 阱邻近效应 662
19.2.5 参考源的分布 663
19.2.6 无源器件 664
19.2.7 互连线 670
19.2.8 焊盘与静电放电保护 674
19.3 衬底耦合 676
19.4 封装 680
参考文献 686
习题 687
索引 689
==============================
旧版目录:第1章 模拟电路设计绪论 1
1.1研究模拟电路的重要性 1
1.2研究模拟集成电路的重要性 5
1.3研究CMOS模拟集成电路的重要性 5
1.4本书的特点 6
1.5电路设计的一般概念 6
1.5.1抽象级别 6
1.5.2鲁棒模拟电路设计 7
1.5.3符号 7
第2章 MOS器件物理基础 9
2.1基本概念 9
2.1.1 MOSFET开关 9
2.1.2 MOSFET的结构 9
2.1.3 MOS符号 11
2.2 MOS的I/V特性 11
2.2.1阈值电压 12
2.2.2 I/V特性的推导 13
2.3二级效应 20
2.4 MOS器件模型 24
2.4.1 MOS器件版图 24
2.4.2 MOS器件电容 25
2.4.3 MOS小信号模型 28
2.4.4 MOS SPICE模型 31
2.4.5 NMOS与PMOS器件的比较 32
2.4.6长沟道器件与短沟道器件的比较 33
附录A:用作电容器的MOS器件的特性 33
习题 34
第3章 单级放大器 40
3.1基本概念 40
3.2共源级 41
3.2.1采用电阻负载的共源级 41
3.2.2采用二极管连接的负载的共源级 45
3.2.3采用电流源负载的共源级 49
3.2.4工作在线性区的MOS为负载的共源级 50
3.2.5带源极负反馈的共源级 50
3.3源跟随器 57
3.4共栅级 64
3.5共源共栅级 70
3.5.1折叠式共源共栅 75
3.6器件模型的选择 77
习题 78
第4章 差动放大器 84
4.1单端与差动的工作方式 84
4.2基本差动对 86
4.2.1定性分析 87
4.2.2定量分析 90
4.3共模响应 98
4.4 MOS为负载的差动对 103
4.5吉尔伯特单元 105
习题 108
第5章 无源与有源电流镜 113
5.1基本电流镜 113
5.2共源共栅电流镜 116
5.3有源电流镜 121
5.3.1大信号分析 124
5.3.2小信号分析 125
5.3.3共模特性 128
习题 131
第6章 放大器的频率特性 138
6.1概述 138
6.1.1密勒效应 138
6.1.2极点与结点的关联 141
6.2共源极 143
6.3源跟随器 147
6.4共栅级 151
6.5共源共栅级 153
6.6差动对 155
附录A:密勒定理的对偶 159
习题 161
第7章 噪声 165
7.1噪声的统计特性 165
7.1.1噪声谱 167
7.1.2幅值分布 170
7.1.3相关噪声源和非相关噪声源 171
7.2噪声类型 172
7.2.1热噪声 172
7.2.2闪烁噪声 176
7.3电路中的噪声表示 179
7.4单级放大器中的噪声 184
7.4.1共源级 185
7.4.2共栅级 187
7.4.3源跟随器 190
7.4.4共源共栅级 191
7.5差动对中的噪声 192
7.6噪声带宽 196
习题 197
第8章 反馈 202
8.1概述 202
8.1.1反馈电路的特性 203
8.1.2放大器的种类 208
8.1.3检测和返回机制 210
8.2反馈结构 212
8.2.1电压-电压反馈 212
8.2.2电流-电压反馈 216
8.2.3电压-电流反馈 218
8.2.4电流-电流反馈 221
8.3负载的影响 221
8.3.1二端口网络模型 221
8.3.2电压-电压反馈中的负载 223
8.3.3电流-电压反馈中的负载 226
8.3.4电压-电流反馈中的负载 228
8.3.5电流-电流反馈中的负载 230
8.3.6负载影响小结 232
8.4反馈对噪声的影响 233
习题 234
第9章 运算放大器 239
9.1概述 239
9.1.1性能参数 240
9.2一级运放 243
9.3两级运放 252
9.4增益的提高 254
9.5性能比较 257
9.6共模反馈 258
9.7输入范围限制 266
9.8转换速率 268
9.9电源抑制 275
9.10运放的噪声 276
习题 279
第10章 稳定性与频率补偿 284
10.1概述 284
10.2多极点系统 287
10.3相位裕度 289
10.4频率补偿 292
10.5两级运放的补偿 297
10.5.1两级运放中的转换 301
10.6其它补偿技术 302
习题 306
第11章 带隙基准 309
11.1概述 309
11.2与电源无关的偏置 310
11.3与温度无关的基准 312
11.3.1负温度系数电压 313
11.3.2正温度系数电压 314
11.3.3带隙基准 314
11.4 PTAT电流的产生 319
11.5恒定Gm偏置 320
11.6速度与噪声问题 321
11.7实例分析 324
习题 327
第12章 开关电容电路 330
12.1概述 330
12.2采样开关 334
12.2.1 MOSFETs开关 334
12.2.2速度问题 338
12.2.3精度问题 341
12.2.4电荷注入抵消 343
12.3开关电容放大器 345
12.3.1单位增益采样器/缓冲器 345
12.3.2同相放大器 351
12.3.3精确乘2电路 356
12.4开关电容积分器 357
12.5开关电容共模反馈 359
习题 360
第13章 非线性与不匹配 364
13.1非线性 364
13.1.1概述 364
13.1.2差动电路的非线性 367
13.1.3负反馈对非线性的影响 369
13.1.4电容器的非线性 371
13.1.5线性化技术 372
13.2不匹配 376
13.2.1失调消除技术 382
13.2.2用失调消除来降低噪声 386
13.2.3 CMRR的另一种定义 388
习题 389
第14章 振荡器 391
14.1概述 391
14.2环形振荡器 393
14.3 LC振荡器 402
14.3.1交叉耦合振荡器 404
14.3.2科尔皮兹振荡器 406
14.3.3单端口振荡器 409
14.4压控振荡器 413
14.4.1环形振荡器调节 415
14.4.2 LC振荡器的调节 423
14.5 VCO的数学模型 426
习题 430
第15章 锁相环 432
15.1简单的锁相环 432
15.1.1鉴相器 432
15.1.2基本的PLL结构 434
15.1.3简单锁相环的动态特性 441
15.2电荷泵锁相环 447
15.2.1锁定捕获的问题 447
15.2.2鉴相/鉴频器和电荷泵 448
15.2.3基本的电荷泵锁相环 452
15.3锁相环中的非理想效应 458
15.3.1 PFD/CP的非理想性 458
15.3.2锁相环中的抖动现象 462
15.4延迟锁相环 464
15.5应用 466
15.5.1频率倍增和合成 467
15.5.2歪斜的减小 469
15.5.3抖动的减小 470
习题 470
第16章 短沟道效应与器件模型 473
16.1按比例缩小理论 473
16.2短沟道效应 477
16.2.1阈值电压的变化 477
16.2.2垂直电场引起的迁移率退化 479
16.2.3速度饱和 479
16.2.4热载流子效应 481
16.2.5漏-源电压引起的输出阻抗的变化 481
16.3 MOS器件模型 483
16.3.1 Level 1模型 483
16.3.2 Level 2模型 484
16.3.3 Level 3模型 486
16.3.4 BSIM系列模型 487
16.3.5其它模型 488
16.3.6电荷和电容模型 488
16.3.7温度特性 489
16.4工艺角 489
16.5数字世界中的模拟设计 490
习题 491
第17章 CMOS工艺技术 494
17.1概述 494
17.2晶片工艺 495
17.3光刻 496
17.4氧化 497
17.5离子注入 498
17.6淀积与刻蚀 500
17.7器件制造 500
17.7.1有源器件 501
17.7.2无源器件 504
17.7.3互连 511
17.8闩锁效应 513
习题 514
第18章 版图与封装 517
18.1版图概述 517
18.1.1设计规则 518
18.1.2天线效应 520
18.2模拟电路的版图技术 521
18.2.1叉指晶体管 521
18.2.2对称性 523
18.2.3参考源的分布 527
18.2.4无源器件 528
18.2.5连线 535
18.2.6焊盘与静电放电保护 538
18.3衬底耦合 540
18.4封装 545
习题 552
英中词汇对照 555