Design of Integrated Circuits for Optical Communications pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill Science/Engineering/Math

作者:Behzad Razavi

出品人:

页数:384

译者:

出版时间:2002-9-12

价格:$ 246.06

装帧:Hardcover

isbn号码:9780072822588

丛书系列:

图书标签:

• Razavi
• Inegrity
• CDR，Signal
• Behzad
• 光通信
• 集成电路设计
• 光电子器件
• 高速电路
• 低功耗设计
• 模拟电路
• 数字电路
• 信号完整性
• 封装技术
• 光纤通信

好的，这是一本关于集成电路设计的图书简介，该书内容与《Design of Integrated Circuits for Optical Communications》无关： 书名：先进半导体器件与超大规模集成电路设计 内容简介 本书深入探讨了现代半导体物理基础、先进晶体管结构及其在超大规模集成电路（VLSI）设计中的应用。全书结构严谨，内容涵盖了从器件物理到系统级设计的多个层面，旨在为电子工程、微电子学和计算机工程领域的学生与专业工程师提供一套全面且深入的参考资料。 第一部分：半导体物理与器件基础 本书首先从半导体材料的量子力学基础和能带理论入手，详细阐述了PN结、双极性晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的工作原理。重点分析了MOSFET的各种工作区，包括亚阈值区、饱和区和线性区，并对其非理想效应，如沟道长度调制、热载流子注入和短沟道效应进行了深入剖析。 随后，本书引入了先进的晶体管结构，如FinFET（鳍式场效应晶体管）和GAAFET（全环绕栅极场效应晶体管）。这些新结构是应对摩尔定律放缓和功耗限制的关键技术。我们详细研究了FinFET的静电控制能力、阈值电压调控，以及其在低功耗和高性能应用中的优势。同时，书中也涵盖了SOI（绝缘体上硅）技术和新型沟道材料（如III-V族半导体）的最新研究进展。 第二部分：CMOS集成电路设计方法 在器件基础之上，本书转入CMOS集成电路的设计流程。我们首先讲解了设计层级，从逻辑门到复杂功能模块的抽象和实现。标准单元库的建立、单元特性的提取（如查找表和延迟模型）是本部分的核心内容。 延迟分析和功耗优化是现代IC设计中不可或缺的环节。书中详细阐述了静态时序分析（STA）的方法论，包括建立时间、保持时间、时钟偏差（Skew）和时钟抖动（Jitter）的计算与约束。对于功耗管理，本书区分了动态功耗（开关功耗）和静态功耗（漏电流），并介绍了降低这两类功耗的多种技术，包括电源门控（Power Gating）、多电压域（Multi-Voltage Domains）设计和动态电压频率调节（DVFS）。 互连线对性能的影响日益显著，本书专门用一章来讨论互连线建模，包括RLC串联模型，以及金属线间的串扰（Crosstalk）效应。如何通过优化布线策略和缓冲器插入来减轻RC延迟和串扰，是本部分实践性极强的内容。 第三部分：模拟与混合信号电路设计 虽然数字电路占据主导地位，但模拟和混合信号模块在数据转换和传感器接口中至关重要。本部分聚焦于CMOS工艺下的基础模拟电路块设计。 我们从基本的晶体管级放大器开始，深入分析了共源共栅（Telescopic Cascode）、折叠式共源共栅等高增益、高输出阻抗的放大器结构。噪声分析是模拟电路设计的关键，书中提供了输入参考噪声和等效输入噪声的计算方法，并讨论了如何通过设计来优化信噪比（SNR）。 模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的设计方法是混合信号部分的核心。书中详细对比了不同架构的优缺点，包括： DACs： 电流舵（Current-Steering）、电阻梯形网络（Resistor-Ladder）等。 ADCs： 逐次逼近寄存器型（SAR ADC）、流水线型（Pipeline ADC）、Sigma-Delta调制器等。 特别强调了失配（Mismatch）对精度的影响，以及校准技术（如数字校准和动态元素匹配DEM）的应用。 第四部分：VLSI系统级设计与物理实现 本书的最后一部分着眼于从架构定义到最终版图的物理实现流程。 逻辑综合（Logic Synthesis）： 讲解了如何将RTL（寄存器传输级）代码映射到目标工艺库中的标准单元，目标是优化面积、功耗和时序约束。我们探讨了布尔代数优化、状态图优化以及时序驱动的综合技术。 布局与布线（Place and Route）： 这是物理设计的核心。书中详述了标准单元布局的算法，包括行放置（Row Placement）和最小化线长的全局布线策略。详细解释了详细布线（Detail Routing）中的设计规则检查（DRC）和版图限制处理。 时钟树综合（Clock Tree Synthesis, CTS）： 鉴于时钟信号对全局同步性能的决定性影响，CTS被视为一项关键任务。本书介绍了H树、网格（Mesh）等时钟分配结构，以及如何通过延迟匹配来最小化时钟偏差。 验证与测试（Verification and Test）： 现代芯片设计中，验证占据了80%以上的工作量。本书涵盖了功能验证（仿真、形式验证）、静态时序验证以及物理验证（DRC、LVS——版图与原理图比对）。在可测试性设计（DFT）方面，本书重点介绍了扫描链（Scan Chain）的插入与测试向量生成，以确保制造缺陷的可检测性。 总结 《先进半导体器件与超大规模集成电路设计》力求在理论深度和工程实践之间取得平衡。通过对关键器件的深入理解和对现代VLSI设计流程的系统梳理，本书为读者构建了一个从底层物理到顶层系统的完整知识框架，是从事高性能、低功耗集成电路设计工作的工程师和研究人员的必备参考书。

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这本书的深度和广度都超出了我最初的预期，尤其是它对跨学科知识的整合能力令人印象深刻。我原本以为这只是一本纯粹的电路设计手册，但实际上，它巧妙地将光学物理、半导体工艺限制以及系统级需求紧密地结合在了一起。书中对异质结、量子阱结构在高速光电子器件中的应用分析，展现了作者深厚的物理功底。我特别欣赏作者对制造工艺影响的讨论，例如，在讨论CMOS兼容性以及SOI平台上的光电集成优势与劣势时，作者没有停留在理论层面，而是给出了具体的工艺节点对器件带宽、损耗带来的量化影响。这种“从设计到实现”的闭环思维，对于我们这些需要将实验室成果转化为量产产品的研发人员来说至关重要。此外，书中对光电探测器（APD、PIN Diode）的噪声建模和增益机制的阐述极为细致，让我终于弄清楚了为什么在不同工作点下，探测器的性能曲线会呈现出截然不同的变化趋势。总而言之，这本书不只是一本教材，更像是一份详尽的、经过实战检验的设计参考指南。

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这本书简直是我的救星！我一直觉得光通信领域的设计原理晦涩难懂，那些复杂的电路图和参数简直让人望而生畏。但是，这本书的叙述方式非常直观，它没有一上来就堆砌深奥的公式，而是用一种非常“讲故事”的方式，一步步引导你理解光电集成电路（PIC）的设计哲学。比如，它在讲解调制器时，不仅详细分析了不同调制技术（如马赫-曾德尔干涉仪、电吸收调制器）的物理原理，还深入探讨了如何在实际的硅光平台上实现这些器件的优化。书中的图示清晰明了，很多关键概念都有对应的实物图或者仿真结果作为辅助，这对于我这样偏爱视觉化学习的工程师来说，无疑是巨大的加分项。更让我惊喜的是，它对噪声和非线性效应的处理部分，非常贴近实际应用中遇到的挑战。作者似乎很清楚初学者和经验丰富的工程师在理解哪些方面会遇到困难，因此在讲解如何通过器件级设计来抑制色散、抖动和相互调制失真时，提供了大量实用的工程技巧。读完这部分，我感觉自己对如何设计一个高性能、低功耗的光通信前端模块有了全新的认识和信心。

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这本书的排版和逻辑结构简直是为自学者量身定做的。我通常在阅读技术书籍时，很容易因为章节间的跳转生硬而感到困惑，但《Design of Integrated Circuits for Optical Communications》的章节安排简直是行云流水。它从最基础的光电效应和光通信系统架构讲起，然后平滑地过渡到半导体材料特性，接着才是具体的器件设计。尤其值得称赞的是，作者在引入复杂的数学模型时，总会先用非常生活化的类比来铺垫，确保读者在进入数学推导之前，已经对背后的物理直觉有了基本把握。例如，在讲解如何设计激光器的反馈网络以保证稳定输出时，它用到了一个非常精妙的稳定判据的解释，让我立刻抓住了核心——而不是仅仅记住一个复杂的公式。另外，书中提供的案例研究都是极具代表性的，比如高速电驱动芯片的设计流程，每一步都清晰地标注了输入和输出的规格要求，这对于我进行项目规划非常有帮助。我甚至发现自己不再需要频繁地去查阅其他文献来理解某个特定电路拓扑的工作原理了。

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作为一个已经在这个行业摸爬滚打了几年的人，我通常对新出的教材抱持一种审慎的态度，因为很多新书只是对旧有知识的重新包装。然而，这本书真正让我眼前一亮的是它对“未来趋势”的深刻洞察和前瞻性布局。它并未沉湎于传统的技术细节，而是花费了相当的篇幅去探讨诸如硅光集成（Silicon Photonics）的下一代挑战，例如如何高效地实现片上光放大和非线性光学处理。书中对集成度提高带来的热管理问题的讨论，也体现了作者对工程实践中“实际困难”的敏感度。特别是对光电混合集成（Photonic-Electronic Integration）的讨论，它没有简单地将光部分和电部分割裂开来，而是探讨了如何通过先进的封装技术（如Chiplet架构）来优化两者的接口，这是目前业界公认的最难啃的骨头之一。这种对前沿瓶颈的深入剖析，让这本书的价值远超了一本基础教科书的范畴，它更像是一张指引未来研发方向的路线图，对于希望保持技术领先地位的资深工程师来说，绝对是不可多得的财富。

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这本书的实用性体现在每一个细节中，特别是针对特定应用的电路优化策略，简直是教科书级别的典范。我最欣赏的是它在讲解功耗优化和线性化技术时所采用的工程化视角。在设计数据中心用的光模块时，功耗是一个极其敏感的指标，作者针对LDD（Laser Diode Driver）设计中常见的效率-带宽权衡问题，给出了好几种创新的偏置电路和反馈结构，并对比了它们在不同调制格式下的性能表现。而且，书中对“眼图”的分析部分也做得非常到位，它不仅告诉你眼图“张开”或“闭合”意味着什么，更重要的是，它教你如何通过调整特定晶体管的尺寸、偏置电流或者电感匹配，来“画”出一个更漂亮的眼图。这种细致到参数调整层面的指导，是那些只停留在原理介绍的教材里找不到的。读完这些内容，我感觉自己不仅懂了“为什么”，更重要的是，我清楚地知道了在实际电路版图布局时“该怎么做”。这本书真正实现了理论指导实践的完美结合，是光通信集成电路设计领域的一部里程碑式的著作。

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