模擬集成電路原理及設(shè)計

第1章　模擬集成電路中的無源元件1

1.1　模擬集成電路的工藝基礎(chǔ)1

1.2　模擬集成電路中的電阻8

1.3　模擬集成電路中的電容16

1.4　模擬集成電路中的電感24

習(xí)題35

第2章　結(jié)型柵場效應(yīng)晶體管36

2.1　JFET的基本原理36

2.2　JFET的伏安特性40

2.3　JFET的直流和交流參數(shù)43

2.4　MESFET的特性46

2.5　場相關(guān)遷移率特性48

2.6　結(jié)型柵場效應(yīng)管的頻率特性53

2.7　器件的噪聲特性58

2.8　JFET和MESFET的結(jié)構(gòu)舉例61

習(xí)題66

第3章　MOSFET67

3.1　MOSFET的結(jié)構(gòu)和類型68

3.2　MOSFET的閾值電壓72

3.3　MOSFET的伏安特性80

3.4　MOSFET的交流小信號特性87

3.5　MOSFET的交流小信號等效電路和頻率特性96

3.6　MOSFET的噪聲特性101

3.7　MOSFET的擊穿特性104

3.8　MOSFET的功率特性和功率MOS器件的結(jié)構(gòu)111

3.9　MOSFET的溫度特性117

3.10　短溝道效應(yīng)120

3.11　場效應(yīng)晶體管的設(shè)計129

習(xí)題134

第4章　CCD136

4.1　CCD的工作原理136

4.2　CCD的基本參數(shù)144

4.3　成像原理148

4.4　CCD的改進(jìn)方式150

4.5　CCD在模擬電路中的應(yīng)用151

習(xí)題153

第5章　模擬集成電路器件參數(shù)的提取154

5.1　歐姆接觸的有關(guān)參數(shù)154

5.2　MOSFET的有關(guān)參數(shù)提取159

5.3　MESFET的有關(guān)參數(shù)提取168

習(xí)題175

第6章　CMOS放大器176

6.1　模擬電路中的MOS器件模型177

6.2　共源級放大器182

6.3　共源共柵級198

6.4　差分放大器204

習(xí)題211

第7章　集成運算放大器212

7.1　集成運算放大器的構(gòu)建212

7.2　集成運算放大器基本模塊分析217

7.3　集成運算放大器的設(shè)計223

7.4　集成CMOS運算放大器版圖設(shè)計227

7.5　集成CMOS運算放大器的實現(xiàn)232

習(xí)題237

第8章　集成功率放大器238

8.1　功率放大器的特性和典型電路238

8.2　集成功率放大器實現(xiàn)的制約分析與設(shè)計251

8.3　全集成CMOS功率放大器的實現(xiàn)255

8.4　功率放大器的盡限問題261

8.5　功率放大器研制的新進(jìn)展265

習(xí)題268

第9章　半導(dǎo)體制造技術(shù)269

9.1　半導(dǎo)體工藝的發(fā)展及CMOS工藝流程269

9.2　半導(dǎo)體工藝主要工序280

習(xí)題291

附錄　常用物理參數(shù)292 2100433B

本書涉及整個模擬集成電路實現(xiàn)過程中的元器件原理分析、電路設(shè)計、工藝制備等環(huán)節(jié)，講述模擬集成電路中的無源元件、結(jié)型柵場效應(yīng)晶體管、MOSFET和CCD；在電路方面，講述CMOS單級放大器、集成運算放大器和集成功率放大器的分析和設(shè)計；在實現(xiàn)方面，討論版圖設(shè)計、制程設(shè)計、封裝設(shè)計、PCB設(shè)計和半導(dǎo)體制造工藝等。本書旨在提高學(xué)生的芯片設(shè)計能力和芯片分析能力。

第一章 理想集成運放

第二章 實際集成運放模型

第三章 Bi集成運放單元電路

第四章 Bi集成運放典型電路

第五章 Bi模擬集成電路中的元器件

第六章 模擬集成電路設(shè)計實例

第七章 集成運放頻率特性

第八章 集成運放參數(shù)測試

第九章 MOS集成運放

第十章 模擬集成鎖相環(huán)

第十一章 模擬集成電路應(yīng)用

第十二章 習(xí)題

主要參考文獻(xiàn)

本書結(jié)合中國科技大學(xué)微電子研究室多年研究設(shè)計實踐，參閱了國內(nèi)外集成電路許多有關(guān)著作和相關(guān)文獻(xiàn)編寫而成。其宗旨意在加強基礎(chǔ)，強調(diào)實用，力求簡明淺出。

本書以集成電路運算放大器和模擬集成鎖相環(huán)為代表討論模擬集成電路原理、設(shè)計和應(yīng)用。集成穩(wěn)壓源、D/A、A/D轉(zhuǎn)換器也在應(yīng)用一章略加介紹。在集成電路運算放大器方面，既討論雙極型集成運放，也討論MOS型集成運放，構(gòu)成Bi-Bi-MOS -MOS系統(tǒng)。

本書共有十二章。第一二章討論理想集成運放和實際運放；第三章討論雙極型集成運放單元電路；在這基礎(chǔ)上，作為單元電路的總結(jié)，第四章對Bi集成運放典型電路進(jìn)行分析；第五章討論雙極型模擬集成電路元器件設(shè)計；第六章以本單位設(shè)計的兩種集成運放作為設(shè)計實例進(jìn)行討論；第七、八章簡要討論集成運放頻率特性和參數(shù)測試方法；第九章討論MOS集成運放，從MOS晶體管到MOS集成運放的單元電路，然后再對Bi-MOS集成運放、CMOS集成運放兩種典型電路進(jìn)行分析；第十章討論模擬集成鎖相環(huán)。在討論單元電路的基礎(chǔ)上，以本單位設(shè)計的一種模擬集成鎖相環(huán)為例進(jìn)行分析；第十一章介紹模擬集成電路應(yīng)用；第十二章習(xí)題。

在本書編寫過程中，李名復(fù)教授、易波副教授、趙特秀教授給予熱情幫助并提出許多寶貴的建議；在編寫鎖相環(huán)一章時，還得到趙天鵬、謝家純副教授的許多幫助，特此表示衷心感謝。

《模擬集成電路設(shè)計與仿真》一書以單級放大器、運算放大器及模數(shù)轉(zhuǎn)換器為重點，介紹模擬集成電路的基本概念、工作原理和分析方法，特別是全面系統(tǒng)地介紹了模擬集成電路的仿真技術(shù)，是模擬集成電路分析、設(shè)計和仿真的入門讀物。

全書共分10章和7個附錄。第1章介紹模擬集成電路的發(fā)展與設(shè)計方法；第2、3章介紹單級放大器、電流鏡和差分放大器等基本模擬電路的原理；第4章是電路噪聲分析計算與仿真；第5章介紹運算放大器的工作原理及其分析和仿真方法；第6、7章以雙端輸入、單端輸出運算放大器以及全差分運算放大器為例，介紹運算放大器的設(shè)計仿真方法；第8、9章以帶隙電壓基準(zhǔn)和電流基準(zhǔn)電路為例，介紹參考電壓源和電流源的設(shè)計方法，其中對溫度補償技術(shù)作了詳細(xì)分析；第10章為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路（ADC），重點介紹了ADc的概念與工作原理以及采用Verilog-A語言進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計的方法。

第10章為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路（ADC），重點介紹了ADc的概念與工作原理以及采用Verilog-A語言進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計的方法。