Low-Voltage Cmos Log Companding Analog Design pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Serra-Graells, Francisco/ Rueda, Adoracion/ Huertas, Jose L.

出品人:

页数:220

译者:

出版时间:

价格:149

装帧:HRD

isbn号码:9781402074455

丛书系列:

图书标签:

• CMOS
• 低压
• 模拟电路
• 对数压缩
• 压缩器
• 放大器
• 低功耗
• 模拟设计
• 信号处理
• Log Companding

模拟集成电路设计与实现：深度解析与前沿应用 本书籍聚焦于现代模拟集成电路设计中的核心挑战与创新解决方案，内容涵盖了从基础理论到复杂系统实现的全面知识体系。 本书旨在为电子工程师、高级技术人员以及研究生提供一份深入、实用的参考指南，帮助他们掌握高性能、低功耗模拟电路的设计艺术与工程实践。 本书的结构严谨，逻辑清晰，从最基本的半导体器件特性入手，逐步深入到复杂的电路拓扑和系统级集成。我们摒弃了对特定技术（如特定的CMOS设计风格或特定的压缩技术）的过度聚焦，转而强调通用设计原则、性能权衡分析以及跨领域的设计优化方法。 --- 第一部分：模拟电路设计基础与器件建模 本部分奠定了坚实的理论基础，是理解后续高级主题的先决条件。我们详细探讨了集成电路中关键有源和无源器件的非理想特性，并引入了现代工艺角下的精确建模方法。 第一章：集成电路中的半导体器件物理与模型 本章深入分析了MOSFET在亚微米甚至纳米尺度下的工作机制。重点关注了短沟道效应、陷阱效应、工艺角（PVT）变化对器件参数的影响。我们不局限于标准的平方律模型，而是引入了更贴近实际的BSIM模型族，并探讨了如何利用这些模型进行精确的电路仿真和参数提取。此外，我们对高频下的寄生效应（如栅极电阻、版图耦合）进行了详尽的分析，这些效应在高速模拟电路设计中至关重要。 第二章：噪声分析与抑制技术 噪声是模拟电路性能的头号敌人。本章系统地分类和量化了集成电路中所有主要的噪声源，包括热噪声、散粒噪声、闪烁噪声（1/f噪声）以及耦合噪声。我们详细阐述了如何运用傅里叶分析和功率谱密度（PSD）来评估电路的整体噪声性能。针对不同应用场景，我们提出了先进的噪声抑制策略，例如：差分结构的设计优化、噪声塑形技术、以及利用Chopper稳定化技术降低低频1/f噪声的工程实践。 第三章：反馈理论与稳定性分析 反馈是构建所有高性能模拟电路的核心机制。本章从严格的控制理论角度出发，重新审视了负反馈在运算放大器、电压基准和滤波器中的应用。我们详细讨论了增益带宽积（GBW）、相位裕度（PM）和群延迟等关键指标的计算与优化。本章特别强调了多级放大器补偿技术，包括经典的三极点补偿、零点设计，以及现代工艺中常用的Miller补偿和Nulling-Resistor补偿的优缺点对比。 --- 第二部分：核心模拟模块设计与优化 本部分聚焦于构成复杂模拟系统所必需的几个基础构建块，强调在给定工艺和功耗约束下的最优设计。 第四章：高性能运算放大器设计 本章超越了对Sallen-Key或两级OTA结构的简单介绍，深入研究了跨导放大器（OTA）和单位增益缓冲器（UGB）的拓扑选择。我们对比了折叠式共源共栅（FSC）、折叠式共栅（FC）以及共源共栅（CS-CG）结构的优劣，特别关注其在输出阻抗、共模抑制比（CMRR）和电源抑制比（PSRR）上的表现。本章还探讨了在大电流驱动能力要求下的输出级设计，包括AB类和G类输出级的功耗效率优化。 第五章：精密电压基准源与电流源 稳定的电压和电流基准是所有数据转换器和传感接口的基础。本章深入探讨了基于齐纳击穿效应的基准源（Bandgap Reference） 的设计。我们详细分析了如何实现温度漂移的最小化，包括利用二阶补偿技术消除初始的负温度系数，以及如何设计具备高输出阻抗的缓冲电路来隔离负载变化。对于电流源，我们讨论了对工艺和电源电压变化的鲁棒性设计，并引入了先进的镜像电流源拓扑以提高匹配精度。 第六章：高精度模拟滤波器设计 本章涵盖了连续时间（CT）和离散时间（DT）滤波器的设计方法。对于CT滤波器，我们着重分析了使用OTA-C结构的二阶滤波器设计，包括如何精确设置极点频率和品质因数（Q值）。对于DT滤波器，重点放在开关电容（SC）滤波器的设计，详细讨论了电荷注入误差、时钟前馈效应的缓解，以及如何设计高精度积分器。本章提供了一套系统的Sallen-Key、MFB和Biquad滤波器在不同工艺节点下的实现选择指南。 --- 第三部分：数据转换器与系统集成挑战 本部分将基础模块集成到复杂的系统级应用中，重点解决高速、高精度数据转换器中的关键挑战。 第七章：模数转换器（ADC）的拓扑结构与线性度 本章全面概述了主流ADC架构，如流水线（Pipelined）、逐次逼近寄存器（SAR）和Sigma-Delta（$SigmaDelta$）架构。我们深入分析了影响ADC性能的关键因素：微分非线性（DNL）和积分非线性（INL）。针对SAR ADC，我们详细讨论了采样保持器（Sample-and-Hold, S/H）电路的低失真设计，以及电容数字转换器（CDAC）的开关泄漏和匹配问题。对于$SigmaDelta$调制器，我们探讨了高阶调零技术和噪声塑形在提高信噪比（SNR）中的作用。 第八章：数模转换器（DAC）的设计与校准 本章聚焦于DAC的精度实现。我们深入研究了电流舵DAC和电压舵DAC的结构，并分析了输入编码（如格雷码）对DNL的影响。本书着重介绍了失配误差的校准方法，包括静态校准（如数字查找表校正）和动态校准（如背景校准技术），以实现更高有效位数（ENOB）。我们还探讨了高速DAC中的毛刺（Glitch）能量抑制技术。 第九章：集成电路的版图设计与寄生效应管理 模拟电路的性能高度依赖于物理实现。本章是工程实践的关键。我们详细阐述了匹配（Matching）技术的实现，包括共质心布局、保护环和气体吸收器（Guard Ring）的设计。对于高速电路，我们讨论了串扰（Crosstalk）的最小化，包括导线宽度、间距和屏蔽层的选择。此外，本章还覆盖了工艺角对布局敏感性的分析，确保设计在所有工艺批次上都能满足性能指标。 --- 总结 本书提供了一个综合的、不偏不倚的视角来理解和设计现代模拟集成电路。它侧重于设计原理的深刻理解、关键性能指标的量化分析以及在实际CMOS工艺中的工程权衡。通过对噪声、反馈、匹配、以及数据转换器核心模块的系统性讲解，读者将获得构建和优化下一代高精度、高速度模拟系统的必备知识体系。本书的深度和广度使其成为任何从事高性能模拟IC设计领域专业人士的宝贵资源。

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