CMOS射频集成电路分析与设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:池保勇，余志平，石秉学编著

出品人:

页数:665

译者:

出版时间:2006-11

价格:59.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787302137597

丛书系列:

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• 电子与半导体技术
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电子学核心概念的经典论述：深入理解器件与系统 本书聚焦于电子学领域的基础理论和前沿应用，旨在为读者构建一个坚实而全面的知识框架。内容涵盖了从最基本的半导体物理现象到复杂集成电路系统设计的核心原理，深入剖析了现代电子系统得以实现的关键技术。 第一部分：半导体物理与器件基础 本部分旨在为读者打下扎实的物理基础，理解构成现代电子设备的核心材料和元件的工作机理。 1. 固体能带理论与载流子输运 详细阐述了晶体结构、能带理论在理解导体、半导体和绝缘体导电特性中的核心作用。探讨了费米能级、有效质量等关键参数对材料电学行为的决定性影响。着重分析了本征半导体和掺杂半导体的载流子浓度、迁移率以及它们如何受温度和电场影响。重点解析了漂移电流和扩散电流的物理机制及其在器件中的表现形式。 2. PN结与二极管特性 对PN结的形成过程、势垒区、内建电场进行了深入的几何和电学分析。详细推导了理想二极管的伏安特性曲线（I-V特性），并结合热载流子效应、级联效应等，讲解了实际二极管的非理想特性，如击穿机制（雪崩击穿与齐纳击穿）和存储时间。此外，书中也包含了对特殊二极管，如肖特基二极管、变容二极管在电路中的应用和限制的探讨。 3. 双极型晶体管（BJT）工作原理 本章系统地介绍了BJT的结构、工作区划分（截止、放大、饱和区）。通过Ebers-Moll模型和混合$pi$模型，详细推导了BJT作为放大器时的直流偏置、小信号交流分析，包括输入阻抗、输出阻抗、电压增益和电流增益的计算。重点剖析了晶体管在高频下的响应特性，如$eta$的频率滚降和$f_T$、$f_{eta}$的物理意义。对于实际应用中面临的温漂、二次击穿等问题，也提供了详细的分析和应对策略。 4. 场效应晶体管（FET）分析 全面覆盖了结型场效应晶体管（JFET）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的结构、工作原理和特性曲线。对MOSFET的阈值电压、跨导、输出电阻的推导给予了充分的篇幅。重点关注了MOSFET在饱和区和线性区（欧姆区）的特性，并介绍了其在数字电路和模拟电路设计中的基本应用模型。对于短沟道效应、亚阈值导电等现代工艺中不可避免的现象，也进行了理论上的探讨。 --- 第二部分：模拟集成电路基础设计与分析 本部分将理论知识转化为实际电路设计的能力，重点关注线性放大器和反馈系统的构建。 5. 运算放大器（Op-Amp）基础 从理想运放的特性出发，过渡到基于双极型或MOS晶体管构建的实用型运放的内部结构，如输入级、增益级和输出级。详细分析了差动放大器的共模抑制比（CMRR）和电源抑制比（PSRR）的意义及如何通过电路结构优化。书中包含了多种经典的单级和多级放大器拓扑结构，以及它们在不同应用场景下的适用性权衡。 6. 反馈理论与稳定性分析 对负反馈在电子电路中的重要性进行了深入阐述，包括反馈对输入/输出阻抗、带宽和失真的影响。详细介绍了波德图、Nyquist图等频率响应分析工具，用于评估反馈系统的稳定性。书中讲解了相位裕度和增益裕度的概念，并探讨了利用米勒补偿等技术来确保电路在高增益和高频率下依然稳定工作的方法。 7. 线性有源滤波器设计 本章专注于使用晶体管和集成技术实现有源滤波器。系统地介绍了巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔等经典滤波器原型，并探讨了它们在通带、阻带、群延迟等指标上的特性差异。详细讲解了Sallen-Key、MFB（多反馈）等重要有源滤波器结构，并演示了如何根据具体需求选择和设计二阶、四阶乃至更高阶的滤波器网络。 8. 电源调节与电流源/电流镜 电流源是许多模拟电路的基础。本节详细分析了理想电流源、晶体管实现的电流源，以及高精度、高输出阻抗的电流镜电路（如倍率电流镜、镜像源的改进型）。此外，还涵盖了集成电路中的电压基准源（Bandgap Reference）设计原理，以及线性稳压器（LDO）的基本架构和瞬态响应分析。 --- 第三部分：数据转换器与非线性电路 本部分关注电子系统中实现数字与模拟信号交互的关键技术，以及如何处理信号的非线性特性。 9. 线性化与失真分析 深入探讨了电子系统中的非线性引入源，如晶体管的二次方和三次方非线性项。介绍了谐波失真（HD）、互调失真（IMD）的计算方法。重点讲解了如何使用差分结构、反馈技术以及选择合适的晶体管偏置点来最小化这些失真，以满足高保真系统的要求。 10. 数据转换器基础 全面介绍了数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC）的理论基础和主要拓扑结构。对于DAC，重点分析了电流舵（Current-Steering）DAC和电阻梯形DAC的精度、转换速度和毛刺效应。对于ADC，详细比较了Flash、流水线（Pipelined）和逐次逼近（SAR）架构的优缺点，并讨论了量化噪声、有效位数（ENOB）等关键性能指标的定义与计算。 --- 第四部分：噪声、工艺与版图基础 本部分着眼于集成电路设计中不可避免的限制因素——噪声，以及如何将理论电路转化为可制造的物理实现。 11. 电路噪声分析 系统地介绍了电子噪声的统计学特性。详细分析了主要的噪声源：热噪声（Johnson-Nyquist噪声）、散弹噪声（Shot Noise）和闪烁噪声（Flicker Noise，$1/f$噪声）。通过噪声等效电路模型，讲解了如何计算电路的输入参考噪声、输出噪声以及噪声系数（NF）。讨论了在不同频率下，如何通过器件选择和电路拓扑（如使用大尺寸晶体管或高Q值电感）来抑制特定类型的噪声。 12. 过程、电压与温度（PVT）变化影响 讨论了半导体制造工艺的固有不确定性（Process Variation）对电路性能的系统性影响。分析了工作温度（Temperature）和电源电压（Voltage）变化如何影响晶体管的阈值电压、跨导和电阻值。介绍了工艺角分析（Corner Analysis）的概念，以及如何设计具有良好PVT鲁棒性的电路，以确保系统在整个工作包络内保持规格。 13. 集成电路版图与布线原则 从电磁兼容性（EMC）和寄生效应的角度，介绍了集成电路版图设计的基本原则。讨论了电源线和地线的退耦设计、匹配（Matching）技术在实现高精度电路中的重要性。分析了导线电阻、寄生电容和电感对高频性能的影响，强调了互连结构对最终电路性能的决定性作用。

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这本书《CMOS射频集成电路分析与设计》给我最直观的感受就是其内容之丰富和讲解之细致，仿佛一本射频IC设计的百科全书。作者在书中对CMOS工艺下射频器件特性的分析，以及这些特性如何影响射频电路的设计，做了非常深入的探讨。比如，书中对CMOS器件的沟道长度调制效应、短沟道效应、以及寄生电容对射频性能的影响，都有细致的分析，并给出了相应的电路设计策略来 mitigate 这些影响。我尤其欣赏书中对于如何在CMOS工艺下实现高线性度和高增益的放大器设计，以及如何通过精细的版图设计来降低串扰和寄生耦合。书中还重点讨论了射频集成电路中的电源完整性（Power Integrity）和信号完整性（Signal Integrity）问题，以及如何在设计阶段就考虑到这些问题，以避免在芯片流片后出现不可预知的性能问题。书中关于如何进行射频电路的版图设计，包括寄生参数的提取和补偿，也有非常详尽的介绍。这些内容对于确保射频IC在实际工作中的稳定性和高性能至关重要。这本书的优点在于，它能够将理论与实践紧密结合，不仅讲解了射频电路的设计原理，还教会读者如何在实际的CMOS工艺下进行设计和优化。

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这本书《CMOS射频集成电路分析与设计》给我最大的感受就是其内容的全面性和深度。它不仅仅是一本入门读物，更像是一本为有一定射频基础的设计师量身打造的进阶指南。书中涵盖了从基本的S参数、噪声系数、阻抗匹配到复杂的功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）、混频器、频率合成器等射频前端模块的详细分析和设计。我特别关注书中关于功率放大器设计的部分，作者对于不同PA拓扑（如Class A, Class AB, Class E, Class F等）的效率、线性度、输出功率等关键指标的分析，以及如何通过器件选择、偏置设置和匹配网络设计来优化PA性能，都有着非常详尽的论述。书中对于如何提高PA的效率，同时又要保证良好的线性度，这个 trade-off 的分析，我印象非常深刻。我还记得书中对于如何利用电感和电容在CMOS工艺下实现高Q值的匹配网络，以及如何处理匹配网络在高频下的损耗，都有非常具体的设计指导。这本书为我解决在PA设计中遇到的效率和线性度难以兼顾的问题提供了宝贵的思路。而且，书中对于各种仿真工具的使用，以及如何解读仿真结果，也给出了很多实用的建议，这对于实际的设计工作非常有帮助。

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《CMOS射频集成电路分析与设计》这本书在射频集成电路的实用性方面做得非常出色。作者不仅讲解了射频电路的设计原理，还提供了大量的实际设计案例和仿真结果，这使得读者能够更好地理解理论知识在实际应用中的体现。我特别喜欢书中关于接收机前端模块的设计分析，比如低噪声放大器（LNA）的设计，作者详细介绍了不同LNA拓扑的优缺点、噪声系数的分析、以及如何通过合理的器件选择和偏置点设置来优化性能。书中对于如何在高频下实现低噪声和高增益的LNA设计，给出了非常具体的指导。此外，书中对混频器设计部分的讲解也十分到位，作者详细介绍了不同混频器结构的优缺点、非线性失真分析、以及如何在CMOS工艺下实现高性能的混频器。我还记得书中对如何抑制本振泄漏和提高混频器的IIP3的分析，给我的实际设计工作带来了很大的帮助。这本书的另一个优点是，它在讲解过程中，融入了作者在实际射频IC设计领域多年的经验和心得，使得内容更加贴近实际需求，更具指导意义。

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《CMOS射频集成电路分析与设计》这本书给我的感觉是，作者对射频集成电路的理解已经达到了一个相当高的境界，并且能够将其以清晰、逻辑性强的形式传达给读者。书中对噪声分析的深入程度令我印象深刻，不仅仅是关于噪声系数的计算，还包括了不同噪声源（热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等）的贡献分析，以及如何通过电路设计来最小化这些噪声的影响。特别是在LNA设计部分，作者对于如何提高增益同时又保持低噪声系数的权衡，给出了非常实用的指导。我还记得书中对于如何利用源退化（Source Degeneration）技术来提高LNA的线性度和降低噪声的详细讲解，以及相关的设计公式推导。这本书的另一个亮点在于，它对CMOS工艺下各种参数（如fT、fmax、Vt、Idsat等）如何影响射频电路的设计进行了细致的分析，并提供了相应的电路设计技巧。这对于理解CMOS工艺的特性以及如何利用其优势来设计射频电路非常有帮助。此外，书中关于射频电路的稳定性分析，包括K因子和B1因子，以及如何通过匹配网络和反馈网络来改善电路的稳定性，也做了非常详尽的阐述。

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《CMOS射频集成电路分析与设计》这本书在我看来，是一部非常有价值的射频IC设计参考手册。作者在书中对CMOS工艺下射频器件特性的分析，以及这些特性如何影响射频电路的设计，做了非常深入的探讨。比如，书中对CMOS器件的沟道长度调制效应、短沟道效应、以及寄生电容对射频性能的影响，都有细致的分析，并给出了相应的电路设计策略来 mitigate 这些影响。我特别欣赏书中对于如何在CMOS工艺下实现高线性度和高增益的放大器设计，以及如何通过精细的版图设计来降低串扰和寄生耦合。作者在书中还重点讨论了射频集成电路中的电源完整性（Power Integrity）和信号完整性（Signal Integrity）问题，以及如何在设计阶段就考虑到这些问题，以避免在芯片流片后出现不可预知的性能问题。书中关于如何进行射频电路的版图设计，包括寄生参数的提取和补偿，也有非常详尽的介绍。这些内容对于确保射频IC在实际工作中的稳定性和高性能至关重要。这本书的优点在于，它能够将理论与实践紧密结合，不仅讲解了射频电路的设计原理，还教会读者如何在实际的CMOS工艺下进行设计和优化。

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这本书《CMOS射频集成电路分析与设计》提供了一个非常扎实和全面的射频集成电路设计框架。我尤其欣赏书中对于功率放大器（PA）设计部分的深入剖析，作者详细介绍了不同类型的PA拓扑，例如Class A、Class AB、Class E、Class F等，并对它们的效率、线性度、输出功率等关键性能指标进行了深入的分析和比较。书中还探讨了如何在CMOS工艺下实现高效率的PA设计，包括如何利用电感和电容进行阻抗匹配，以及如何处理匹配网络在高频下的损耗。我曾经在实际工作中遇到的PA设计难题，比如如何同时提高效率和线性度，在这本书中都找到了非常有价值的解决方案和思路。书中关于PA的线性化技术，如预失真（Pre-distortion）和后失真（Post-distortion）等，也进行了详细的介绍。此外，书中对射频集成电路中的寄生效应，例如金属互连线的电感和电容，以及衬底的耦合效应，进行了非常细致的分析，并给出了如何在版图设计中进行优化以降低这些寄生效应影响的建议。

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这本《CMOS射频集成电路分析与设计》真是让我眼前一亮，与其说是书，不如说更像是一本精心打磨的射频IC设计实战宝典。翻开第一页，我立刻被作者严谨的逻辑和深入浅出的讲解所吸引。书中不仅仅是罗列公式和理论，而是将每一个知识点都与实际的电路设计紧密结合，仿佛一位经验丰富的工程师在娓娓道来，一步步引导你穿越射频IC设计的复杂迷宫。特别是关于低噪声放大器（LNA）的设计部分，作者对各种LNA拓扑的优缺点、噪声系数的分析、以及如何通过合理的器件选择和偏置点设置来优化性能，讲解得鞭辟入里。我曾经在实际工作中遇到的许多LNA设计难题，在这本书中都找到了清晰的解答思路。比如，书中对级联LNA的噪声系数计算方法，以及如何利用阻抗匹配网络来最小化输入反射系数，都有非常详尽的推导过程和实际的电路图示例，这对于我这种需要将理论付诸实践的设计者来说，简直是雪中送炭。而且，书中对于不同工艺角下的性能变化，以及如何进行蒙特卡洛仿真来评估设计鲁棒性，也给出了非常实用的建议。这本书的价值在于，它不仅仅教会你“怎么做”，更教会你“为什么这么做”，让你真正理解射频IC设计背后的原理，从而能够独立地解决更复杂的问题。读这本书，我感觉自己不仅仅是在学习，更是在与一位博学的导师进行一场深入的学术交流，每一次阅读都能有新的收获和启发。我特别欣赏书中对于一些经典射频电路的演进过程的梳理，从早期的单级放大器到如今复杂的CMOS射频前端，历史的脉络清晰可见，这有助于我们理解当前技术的优势和局限性。

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读完《CMOS射频集成电路分析与设计》，我深感这本书在射频电路的系统性讲解方面做得非常出色。作者并没有局限于对单个模块的介绍，而是从整个射频链路的角度出发，分析了各个模块之间的相互影响和协同工作。比如，书中在介绍接收机架构时，从天线输入到基带输出，对各个环节（LNA、混频器、滤波器、ADC等）的设计要点和性能指标进行了逐一阐述，并强调了它们之间的相互关系。这种系统化的视角，对于理解整个射频系统的设计目标和约束条件非常有帮助。我尤其喜欢书中关于杂散信号分析和抑制的章节，作者详细讲解了各种杂散信号的产生机制，以及如何在设计中采取措施来抑制它们。这对于设计高性能的通信系统至关重要。书中还对射频电路的可靠性设计进行了探讨，例如ESD（静电放电）防护、Latch-up防护等，这些都是在实际芯片设计中不可忽视的环节。这本书的价值在于，它能够帮助读者建立起一个完整的射频系统设计框架，从而更好地理解和优化整个系统的性能。

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不得不说，《CMOS射频集成电路分析与设计》在射频集成电路领域的研究方面，展现了作者深厚的学术功底和对行业前沿的敏锐洞察力。书中对于各种射频架构的权衡和取舍，以及在不同应用场景下的设计考量，都有着非常独到的见解。例如，在谈到混频器设计时，作者不仅详细介绍了 Gilbert 混频器、balanced 混频器等基本结构，还深入探讨了它们的非线性失真、本振泄漏以及如何在CMOS工艺下实现高性能。书中关于如何降低混频器 IIP3 和 P1dB 的分析，以及通过各种技术手段来抑制本振信号对中频端口的串扰，给我的工作带来了巨大的启发。我曾经在设计一款高性能接收机时，就遇到了严重的本振泄漏问题，而这本书提供的分析方法和改进建议，让我得以快速定位问题并找到了有效的解决方案。此外，书中对于频率合成器（PLL）的设计，从压控振荡器（VCO）的相位噪声分析，到电荷泵（Charge Pump）的设计，再到锁相环的整体稳定性分析，都进行了非常系统和深入的阐述。作者对于如何在高频下实现低抖动和低相位噪声的PLL设计，给出了许多实用的技巧和经验。我尤其喜欢书中对晶体管的寄生效应在高频下的影响的分析，以及如何在电路设计中考虑这些效应。这本书的优点在于，它能够将复杂的射频理论用一种系统化的方式呈现出来，让读者能够从宏观到微观，逐步掌握射频IC设计的精髓。

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《CMOS射频集成电路分析与设计》在对射频前端模块的设计进行深入讲解的同时，也展现了其对射频系统整体性能的深刻理解。书中关于频率合成器（PLL）的设计部分，我感到受益匪浅。作者详细介绍了压控振荡器（VCO）的设计，包括相位噪声的产生机理和优化方法；电荷泵（Charge Pump）的设计，以及如何减小其对PLL性能的影响；以及锁相环的整体稳定性分析和环路滤波器设计。书中还对各种PLL的架构进行了比较，并分析了它们在不同应用场景下的优缺点。我特别喜欢书中对如何在高频下实现低抖动和低相位噪声的PLL设计，给出了许多实用的技巧和经验。此外，书中还探讨了射频集成电路中的各种失配问题，包括器件参数失配、版图失配等，以及如何通过设计和版图优化来减小这些失配对电路性能的影响。书中对于如何进行射频电路的参数扫描和灵敏度分析，以评估设计对工艺参数变化的鲁棒性，也提供了非常实用的指导。

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国内被称为“红宝书”，其它的就不用多说了吧

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