Cmos Current Amplifiers pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Koli, Kimmo/ Halonen, Kari A. I.

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:

价格:209

装帧:HRD

isbn号码:9781402070457

丛书系列:

图书标签:

• CMOS
• 模拟电路
• 电流放大器
• 模拟集成电路
• 电路设计
• 低功耗
• 高性能
• CMOS设计
• 模拟电路设计
• 放大器电路

硅基电子学前沿：下一代集成电路设计与挑战 导言： 随着信息技术的飞速发展，对电子设备性能的要求日益严苛，尤其是在处理速度、功耗效率和信号完整性方面。传统的CMOS技术虽然在过去几十年里取得了巨大的成功，但面对日益微缩的制程节点和新兴的应用需求，其固有的一些局限性也开始显现。本书旨在深入探讨超越传统CMOS电流放大器范畴的前沿集成电路设计理念、关键技术瓶颈以及未来发展方向。我们将聚焦于那些在现有标准CMOS框架下难以高效实现，或需要采用创新架构与材料来实现突破的领域。 第一章：亚阈值与超低压电路设计的新范式 当晶体管尺寸进入纳米级别，传统的恒定电压供电模式面临功耗墙的挑战。本章将详细剖析亚阈值（Subthreshold）工作区域的电路设计精髓。我们将讨论如何利用低于阈值电压的偏置点来大幅降低动态和静态功耗，同时深入分析此时晶体管的非线性行为、失配（Mismatch）对电路性能的影响，以及如何通过精密的偏置电路和反馈机制来维持必要的增益和带宽。重点内容包括：亚阈值运算放大器（OTA）的噪声优化、低压LDO（低压差稳压器）的瞬态响应改善技术，以及在极低电压下实现可靠数据转换（ADC/DAC）的独特挑战与解决方案。 第二章：光电集成与异构集成：超越硅基的边界 集成电路的性能提升越来越依赖于不同功能模块的紧密集成。本章将转向光电集成领域，探讨如何将高速光通信组件（如激光器、调制器和探测器）与高性能电子电路集成在同一衬底上。我们将分析硅光子学（Silicon Photonics）技术在CMOS兼容性方面的进展，以及如何设计低功耗、高集成度的光电收发器。 此外，异构集成（Heterogeneous Integration）是解决摩尔定律放缓的另一条重要路径。本章将详细阐述2.5D和3D封装技术，如混合键合（Hybrid Bonding）和晶圆对晶圆（Wafer-to-Wafer）键合，如何实现不同工艺节点、不同材料（如Si、GaAs、GaN）芯片的垂直堆叠和互联。重点讨论的是如何管理不同工艺层之间的热效应、电迁移以及实现高密度、低延迟的芯片间通信接口。 第三章：高频与毫米波电路的噪声与线性度管理 随着5G/6G通信、雷达系统和空间应用的推进，电路工作频率已迈入数十GHz甚至数百GHz的毫米波和太赫兹（THz）频段。在这些高频下，寄生参数、封装效应以及器件本身的非线性特性变得尤为突出。本章将聚焦于射频（RF）前端的设计挑战： 1. 噪声优化： 讨论如何设计具有极低等效输入噪声（EIN）的低噪声放大器（LNA），包括采用有源和无源反馈技术来优化噪声系数（NF）与增益的权衡。 2. 线性度与失真： 深入分析高阶互调失真（IMD）的产生机理，并介绍如基于数字预失真（DPD）和新型晶体管偏置技术（如Cartesian Feedback）来提升功率放大器（PA）和混频器的线性度，以满足严格的频谱掩蔽要求。 3. 集成振荡器设计： 分析压控振荡器（VCO）和锁相环（PLL）在毫米波频段的相位噪声（Phase Noise）问题，以及如何通过新型电感设计和噪声抑制技术来获得更纯净的本振信号。 第四章：先进半导体材料与器件：超越硅的极限 本章将探讨在CMOS架构遇到物理瓶颈时，新兴半导体材料如何提供性能飞跃。 1. 宽禁带半导体（WBG）： 重点分析碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）在功率电子领域的应用。由于其高击穿电压、高电子迁移率和优异的热导率，它们在电动汽车、快速充电和高功率RF发射机中展现出无可比拟的优势。我们将探讨基于这些材料的功率开关器件（如MOSFET和HEMT）的驱动电路设计，以及如何管理其高 dv/dt 带来的开关损耗。 2. 二维材料（2D Materials）： 探索石墨烯、二硫化钼（MoS2）等二维材料在超薄晶体管、高频器件以及新型传感器中的潜在应用。讨论如何克服这些材料在集成、接触电阻和工艺稳定性方面的主要挑战。 第五章：面向人工智能的定制硬件加速器 人工智能和机器学习的爆炸式增长对计算硬件提出了新的需求：更高的能效比（TOPS/W）和大规模并行处理能力。本章将探讨如何设计专用的电路架构来加速神经网络操作。 1. 存内计算（In-Memory Computing, IMC）： 深入研究如何利用非易失性存储器（如RRAM、FeRAM）作为计算单元，实现数据读取和乘加运算的同步，从而克服冯·诺依依曼瓶颈。分析IMC阵列的精度损失、读写干扰以及系统级集成方法。 2. 脉冲神经网络（SNN）硬件： 讨论SNN的稀疏、事件驱动特性对电路设计的影响，重点介绍如何设计低功耗、事件驱动的神经元和突触模型，以适应生物启发式计算的需求。 结论： 本书全面梳理了当前集成电路领域中最具挑战性和创新性的研究方向。我们不再局限于传统CMOS电流放大器的性能优化，而是将视野拓展到多物理场集成、新型材料应用以及面向未来计算范式的硬件架构设计。通过对这些前沿技术的深入剖析，读者将能够理解并掌握驱动下一代电子系统突破的关键技术脉络。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆