电子设计自动化技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:电子工业出版社

作者:陈松 编

出品人:

页数:161

译者:

出版时间:2005-1

价格:14.40元

装帧:

isbn号码:9787121005701

丛书系列:

图书标签:

• 电子设计自动化
• EDA
• 集成电路
• 数字电路
• 模拟电路
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• ASIC
• 电路设计

模拟与数字集成电路设计基础 内容简介 本书旨在为电子工程、微电子学等相关专业的学生和工程师提供一套全面、深入的模拟和数字集成电路设计基础知识体系。全书从半导体器件的物理基础入手，逐步过渡到具体的电路设计与分析，内容涵盖了从器件物理到系统级集成的关键技术和设计理念。 第一部分：半导体器件与基础模型 本部分深入探讨集成电路的基石——半导体器件的物理工作原理和等效模型。 第一章：半导体物理基础 本章首先回顾了固体物理学的基本概念，包括晶体结构、能带理论和载流子输运机制。重点阐述了杂质能级、费米能级在掺杂半导体中的变化规律，以及平衡态和非平衡态下的载流子浓度分布。深入分析了PN结的形成、内建电场、势垒电容以及二极管在正向偏置和反向偏置下的I-V特性曲线。这为后续晶体管模型的建立奠定了坚实的理论基础。 第二章：MOS晶体管模型与参数 本章聚焦于现代集成电路中最核心的器件——金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。详细介绍了NMOS和PMOS的结构、工作原理，包括阈值电压（$V_{th}$）的物理成因和影响因素（如短沟道效应、载流子速度饱和）。 对长沟道MOSFET（如Shichman-Hodges模型）的直流和交流特性进行了详尽的数学推导和分析。随后，引入了先进工艺节点中必需的短沟道效应模型，如DIBL（漏致势垒降低）和沟道长度调制，并讨论了亚阈值区的亚阈值摆幅（Subthreshold Swing）对低功耗设计的影响。 本章还包含了对MOS晶体管寄生参数的提取和分析，包括栅极电阻、源漏扩散电阻、栅氧化电容、结电容等，这些参数对于高频电路和版图设计至关重要。 第二部分：模拟集成电路设计 本部分侧重于以CMOS工艺为基础的模拟电路模块的设计、偏置、匹配与噪声分析。 第三章：基本模拟单元电路 本章从最基本的有源电阻（饱和MOS管）和电流镜开始。详细分析了二端口放大器（如共源、共源共栅、共源共栅）的结构、直流偏置点确定、增益分析、带宽限制（米勒效应）和相位裕度。重点讨论了单位增益反馈放大器（Voltage Follower）在不同负载条件下的性能表现。 第四章：高精度与高速运放设计 本章深入研究运算放大器（Op-Amp）的设计。首先介绍了两级CMOS运放的结构，包括米勒补偿技术，用于确保反馈系统的稳定性，详细推导了相位裕度的计算方法。随后，探讨了宽带调零（Pole-Zero Cancellation）技术和输出缓冲器设计。 对于高精度应用，本章阐述了失调电压（Offset Voltage）的来源（如晶体管尺寸不匹配），并介绍了消除失调的技术，如自举（Autozeroing）和Chopper稳定技术，以及它们对噪声性能的影响。 第五章：反馈、噪声与匹配 反馈理论是模拟设计不可或缺的工具。本章系统讲解了反馈拓扑结构、环路增益、输入阻抗和输出阻抗的精确计算。 噪声分析是衡量模拟电路性能的关键指标。详细分析了热噪声、闪烁噪声（$1/f$噪声）在MOS晶体管中的产生机理，并推导了输入参考噪声密度。介绍了噪声因子和信噪比（SNR）的概念。 匹配性是影响高精度电路性能的另一重要因素。本章讨论了晶体管尺寸、布局对称性如何影响失配，并介绍了提升匹配度的布局技术。 第六章：数据转换器基础 本章引入了模拟信号与数字信号之间的桥梁——数据转换器（ADC和DAC）。重点介绍了理想的电阻梯形DAC和电容充电式DAC（Charge Scaling DAC）的结构和非理想效应（如非线性）。对于ADC，详细分析了Flash ADC、流水线ADC的架构和关键参数，如有效位数（ENOB）、积分非线性（INL）和微分非线性（DNL）。 第三部分：数字集成电路设计 本部分关注数字电路的设计流程、逻辑门级的优化和时序分析。 第七章：CMOS逻辑门设计与分析 本章从最基本的CMOS反相器入手，分析其直流传输特性（VTC），并推导其静态和动态功耗。随后，扩展到NAND和NOR门的设计，并讨论扇入（Fan-in）和扇出（Fan-out）对延迟的影响。 为了提升速度和降低功耗，本章介绍了动态逻辑（如E-TL, PDL）和复合逻辑的设计方法，以及优化延迟的缓冲器链（Buffer Sizing）技术，确保信号在长线路上快速传播。 第八章：时序分析与时钟网络 数字电路的性能主要受时序限制。本章详细讲解了静态时序分析（STA）的核心概念，包括建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的裕量计算。分析了各种延迟源，如逻辑延迟、互连线延迟（RC延迟模型）。 时钟分配网络的设计是高速数字系统的关键挑战。本章探讨了时钟抖动（Jitter）、时钟偏移（Skew）和时钟毛刺（Glitches）的产生机理，并介绍了用于最小化这些问题的H-Tree和网格（Gridded）时钟结构。 第九章：存储器单元与阵列 本章介绍了数字系统中不可或缺的存储单元。详细描述了SRAM的基本结构（6T Cell），分析其读写操作的稳定性（Noise Margin）。随后讨论了DRAM的结构，以及刷新（Refresh）机制。最后，介绍了SRAM和DRAM的阵列组织、解码器设计和读写电路的优化策略。 第十章：低功耗设计技术 在便携式和物联网设备中，功耗是首要考虑因素。本章系统介绍多种低功耗设计策略，包括： 1. 静态功耗降低： 阈值电压选择（Multi-Vt技术）、亚阈值设计。 2. 动态功耗降低： 降低工作电压、时钟频率缩减、时钟门控（Clock Gating）。 3. 电源管理技术： 动态电压频率调节（DVFS）的基础原理。 本书力求通过严谨的数学推导、丰富的电路实例和对现代工艺挑战的讨论，使用户能够独立完成高性能模拟和数字集成电路模块的设计与仿真验证。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆