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页数:309

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出版时间:2004-1

价格:29.00元

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isbn号码:9787111146247

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• 可编程器件
• EDA
• FPGA
• CPLD
• Verilog
• VHDL
• 数字电路
• 硬件设计
• 实践
• 电子工程

模拟芯片设计与制造 本书是关于模拟集成电路设计、仿真、版图实现及制造工艺的深度探讨，旨在为读者提供一套全面、实用的模拟IC设计知识体系。 本书共分为六个部分，内容涵盖了从基础理论到前沿应用的多个层面，特别注重理论与实践的紧密结合，力求使读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”。 --- 第一部分：模拟电路基础理论与器件模型 本部分系统回顾了半导体物理基础，重点阐述了MOS晶体管的各种工作模型，为后续的电路设计奠定坚实的理论基础。 第一章：半导体物理与PN结 导体、半导体与绝缘体的区别与联系。 晶体结构、载流子迁移率与掺杂效应。 PN结的形成、伏安特性曲线分析，以及齐纳击穿和雪崩击穿机制。 肖特基势垒的形成与特性。 第二章：MOSFET工作原理与模型 MOS结构电容分析：C-V曲线的测量与解读。 德 উল্লেখিত模型（Level 1）： 饱和区、线性区及亚阈值区的电流表达式推导。 短沟道效应分析： 沟道长度调制、DIBL、热载流子效应。 BSIM系列模型深度解析（Level 3及以上）： 重点介绍其在精确仿真中的应用，包括噪声参数、自热效应的引入。 器件参数提取的实验室方法与自动化流程。 第三章：噪声理论与分析 随机过程基础：功率谱密度（PSD）与自相关函数。 基本噪声源： 热噪声（Johnson-Nyquist Noise）、散弹噪声（Shot Noise）、闪烁噪声（Flicker Noise $1/f$）。 噪声因子（Noise Figure, NF）的定义、计算及其在多级电路中的级联公式（Friis公式）。 噪声匹配与优化技术。 --- 第二部分：基础模拟模块设计 本部分详细介绍了构成复杂模拟电路的最小功能单元，并深入探讨了它们的性能限制与优化手段。 第四章：电阻、电容与电感 集成无源元件设计： 高精度电阻（多晶硅、扩散、薄膜电阻）的工艺特性与匹配性研究。 集成电容实现： MOS电容、MOM电容、变容（Varactor）的设计与应用。 电感器设计与Q值优化： 螺旋电感器的布局、寄生效应补偿，以及耦合系数对性能的影响。 第五章：电流镜与偏置电路 基本电流镜的失配分析： 尺寸效应、随机失配与系统失配。 高精度电流镜设计： 采用加权平均、共源共栅（Cascode）结构的应用以提高输出阻抗和减小Early效应。 高PSRR/CMRR偏置电路： 采用高开环增益放大器实现对电源和共模信号的抑制。 启动电路（Startup Circuit）设计： 确保电路可靠进入期望工作状态的必要性与实现方法。 第六章：运算放大器（Op-Amp）核心拓扑 两级CMOS运放设计： 增益、带宽（GBW）与相位裕度（PM）的权衡。 Miller补偿机制深度剖析： 零点与极点的精确补偿计算。 折叠式共源共栅（Folded Cascode）运放： 适用低压供电环境下的高增益实现。 单位增益缓冲器（Unity Gain Buffer）与共源放大器（Common Source Amplifier）的噪声优化设计。 --- 第三部分：反馈、稳定性和频率补偿 本部分是确保模拟电路稳定工作和满足动态性能指标的关键。 第七章：反馈理论与稳定性分析 负反馈的基本原理、反馈拓扑识别（串联、分流、串联-分流）。 环路增益 ($Aeta$) 的测量与分析。 频率响应分析： 极点（Pole）与零点（Zero）的识别与影响。 波特图（Bode Plot）的绘制与解读： 增益裕度和相位裕度的确定。 第八章：频率补偿技术 经典补偿方法： Miller补偿、导纳极点分离技术（Nulling-Resistor）。 先进补偿技术： 级联级补偿（Telescopic Cascode Compensation）在高频应用中的优势。 补偿点的选择对瞬态响应（过冲、建立时间）的影响。 第九章：匹配、失配与CMOS工艺的限制 晶体管尺寸、位置和工艺梯度对匹配精度的影响。 失配对输入失调电压（Offset Voltage）和共模抑制比（CMRR）的贡献。 失配建模： 运用Monte Carlo仿真验证设计鲁棒性。 --- 第四部分：数据转换器（ADC/DAC）设计 本部分聚焦于数字与模拟世界的桥梁——数模和模数转换器的原理、架构与关键性能参数。 第十章：数模转换器（DAC） 电流舵（Current Steering）DAC： 单元电流源的匹配与开关泄漏。 电阻梯形（Resistor Ladder）DAC： 电阻网络的设计与温度漂移补偿。 动态性能指标： DNL（差分非线性）和INL（积分非线性）的定义与校准方法。 第十一章：高精度与高速模数转换器（ADC） Flash ADC： 比较器设计、参考电压的精度要求。 逐次逼近寄存器型ADC (SAR ADC)： 采样保持电路（Sample-and-Hold, S/H）的设计，电容阵列的开关和重排技术。 Sigma-Delta ($SigmaDelta$) 调制器基础： 噪声整形原理，二阶调制器设计。 ADC的有效位数（ENOB）计算与测试。 --- 第五部分：模拟版图设计与验证 本部分是连接电路设计和实际流片的关键环节，强调“版图即电路”的设计哲学。 第十二章：模拟版图设计规则与器件布局 匹配结构设计： 守护环（Guard Ring）、共质心（Common Centroid）与交错（Interleaving）技术。 噪声隔离： 区分敏感模拟电路与噪声数字电路的布局策略。 寄生效应的最小化： 走线长度、宽度对寄生电阻和电容的影响。 L/H-P/P的布局： 匹配电阻与电容的立体化布局技巧。 第十三章：版图寄生参数提取与后仿真 寄生RC提取： 使用行业标准工具（如: Calibre, Quantus）进行R/C网络提取。 寄生参数对电路性能的影响评估。 后仿真流程： 将提取的寄生参数模型导入SPICE进行验证。 --- 第六部分：低功耗与高频设计前沿 本部分探讨在现代集成电路领域中，低电压和高频集成所面临的挑战及解决方案。 第十四章：低压设计技术 亚阈值偏置（Subthreshold Biasing）： 功耗与速度的权衡。 电荷泵（Charge Pump）与升压电路（Boost Converter）在模拟模块中的应用。 前馈（Feedforward）技术在低压运放中的增益提升。 第十五章：射频（RF）模拟电路基础 Smith圆图基础与阻抗匹配网络设计。 低噪声放大器（LNA）设计： 噪声系数优化与输入阻抗的线性化。 混频器（Mixer）的转换增益、噪声及三阶截点（IIP3）分析。 本书配有大量的实例电路分析，并辅以主流EDA工具（如Spectre, ADS）的操作指导，旨在培养读者独立完成从需求分析到流片验证的完整模拟IC设计流程的能力。

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从实用性的角度来看，这本书的价值难以估量，它真正做到了理论与实践的完美结合。书中不仅仅停留于理论推导，更重要的是提供了大量可以直接在项目中应用的设计思想和方法论。我尝试按照书中的某个设计模式去实现一个小系统，效果出奇地好，不仅代码结构更清晰了，后期的维护成本也大大降低了。书中对于工具链和开发环境的介绍也极其详尽，甚至连一些容易被忽略的配置细节都考虑进去了，这对于新手来说简直是救命稻草。作者在讲述技术演进路径时，也展现了对行业趋势的深刻洞察力，帮助读者预判未来的技术发展方向，从而能更有效地规划自己的学习路径。这本书绝对是工程师案头必备的参考手册，遇到难题时，总能从中找到启发和解决方案。

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这本书在讲解复杂概念时所采用的教学方法非常高明，简直是教科书级别的范本。作者擅长化繁为简，他总是能找到一个非常形象的比喻或者一个最贴近实际的例子，来剖析那些晦涩难懂的技术细节。比如，在解释某个底层协议的工作原理时，作者用了一个关于信息传递的日常场景来打比方，瞬间就豁然开朗了。而且，书中提供的代码示例和实验步骤都经过了反复的验证，非常可靠，可以直接拿来上手操作，这对于动手能力强的学习者来说是极大的福音。每当我在学习中遇到瓶颈时，翻开这本书，总能找到清晰的指引。作者的语言风格幽默风趣，读起来完全没有传统技术书籍那种枯燥乏味的感觉，反而像是在听一位经验丰富的工程师在和你交流心得。

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这本书的排版和装帧设计确实让人眼前一亮，拿到手上就感觉挺有分量的。封面色彩搭配得很有科技感，字体选择也挺讲究，透着一股严谨又不失活力的味道。内页的纸张质感摸起来很舒服，不是那种廉价的纸张，印刷清晰度也相当不错，即便是复杂的电路图和代码示例，看起来也毫不费力。作者在章节布局上花了不少心思，逻辑过渡非常自然，从基础概念的引入到高级应用的展开，每一步都安排得恰到好处。比如，在讲解某个复杂算法时，作者会用小插图或者流程图来辅助说明，这对于理解抽象概念帮助巨大。书本的整体结构严谨，章节标题拟得也很吸引人，让人很有继续阅读下去的动力。而且，书页的装订质量看起来很扎实，翻阅多次也不会担心松散的问题。细节之处见真章，这本书在制作上的用心程度，绝对能让读者感受到物超所值。

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这本书的内容深度和广度都超出了我的预期，对于想要深入了解这个领域的学习者来说，简直是一本宝库。作者显然是这个领域的资深专家，对每一个技术点都有独到的见解和非常精辟的阐述。他不仅仅是罗列事实，更重要的是，能够将这些知识点串联起来，形成一个完整的技术体系。我特别欣赏作者在分析具体案例时所展现出来的批判性思维，他会指出不同技术路线的优缺点，而不是一味地推崇某一种。书中引用的许多参考资料和前沿动态也都很及时，这使得书中的内容既有理论深度，又不失时效性。阅读过程中，我感觉自己不仅仅是在学习知识，更是在学习一种解决复杂工程问题的思维方式。对于那些想从理论走向实践的读者来说，这本书提供了非常坚实的理论基础和广阔的视野。

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这本书的作者在组织篇章时展现出一种大师级的宏观视野，使得整本书的知识体系结构异常稳固。他没有将各个知识点零散地堆砌在一起，而是构建了一个由浅入深、层层递进的知识金字塔。读者可以清晰地看到不同技术模块之间的依赖关系和逻辑关联，这对于建立系统化认知至关重要。阅读过程中，我明显感觉到自己对整个技术领域的认知框架在不断完善和深化。作者在阐述某个关键技术时，总是会追溯其历史渊源和设计哲学，这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，极大地提升了阅读的乐趣和知识的内化程度。总而言之，这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一堂由顶级专家主讲的、结构精妙的系统化课程，让人受益匪浅，值得反复研读。

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