CMOS Digital Integrated Circuits Analysis and Design pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill College

作者:Kang, Sung-Mo/ Leblebici, Yusuf

出品人:

页数:672

译者:

出版时间:2002-10

价格:$ 270.35

装帧:HRD

isbn号码:9780072460537

丛书系列:

图书标签:

• XJTLU
• 专业
• CMOS
• 集成电路
• 数字电路
• 电路分析
• 电路设计
• 模拟电路
• VLSI
• 半导体
• 电子学
• 微电子学

好的，这是一本专注于现代集成电路设计与分析的经典教材的详细简介，内容不涉及您提到的特定书籍： 现代半导体器件与电路设计：基础理论与前沿技术 图书定位： 本书旨在为电子工程、微电子学、材料科学等领域的学生、研究人员和行业工程师提供一套全面、深入且与时俱进的半导体器件物理、模拟与数字集成电路设计理论框架与实践指导。它侧重于从底层物理机制到系统级实现的完整技术链条的剖析。 --- 第一部分：半导体器件物理基础与模型精要 本部分构建了理解现代集成电路性能瓶颈和设计权衡的基础。内容从半导体材料的晶体结构、能带理论入手，系统阐述了载流子输运机制、PN结和MOS结构的基本工作原理。 1. 基础半导体物理： 深入探讨了晶体缺陷、杂质势能、费米能级在热平衡和非平衡状态下的行为。详细分析了漂移、扩散电流的微观来源，并介绍了霍尔效应在材料表征中的应用。对于材料科学背景的读者，提供了理解器件性能极限的物理基础。 2. 晶体管核心模型： 重点剖析了双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）的内部物理过程。对于MOSFET，本书摒弃了过于简化的早期模型，转而深入研究近源/漏极效应（如DIBL、沟道长度调制）、有限沟道效应、亚阈值斜率的物理限制，以及高温和低温下的行为偏差。同时，详细介绍了用于电路仿真的混合参数模型（如BSIM系列模型的核心概念），特别是关于沟道电荷模型的精确处理，这对高精度模拟电路设计至关重要。 3. 先进器件结构： 随着摩尔定律的推进，传统平面结构已接近极限。本部分专门辟章讨论了下一代晶体管结构，包括鳍式场效应晶体管（FinFET）的静电控制机制、应变硅技术（Strained Silicon）对载流子迁移率的提升，以及对隧道效应晶体管（TFET）等低功耗器件的初步探索。理解这些结构是掌握当代先进工艺节点（如10nm及以下）设计梯度的关键。 --- 第二部分：模拟集成电路设计：从单元到子系统 本部分聚焦于电路设计中对精度、动态范围和低噪声要求最高的模拟域。设计方法论强调性能指标的量化分析与折衷。 1. 晶体管级基础： 详细分析了晶体管的跨导 ($g_m$)、输出阻抗 ($r_o$) 和增益带宽积（GBW）在不同工作区域的特性。重点讲解了噪声分析，包括热噪声、闪烁噪声（$1/f$ Noise）的产生机理及在设计中（如输入级选择）的抑制策略。 2. 核心单元电路： 详尽讨论了偏置电路、电流镜的设计与失配（Mismatch）分析。在放大器设计方面，系统梳理了共源极、共射极、共基极等基本放大结构，并深入研究了高增益差分放大器的设计，包括共模抑制比（CMRR）和电源抑制比（PSRR）的优化。大量的篇幅用于分析反馈理论在运算放大器（Op-Amp）频率补偿中的应用，如米勒补偿、导纳提升补偿等。 3. 关键模拟子系统： 涵盖了高精度数据转换器（ADC/DAC）的设计原理。对于ADC，重点阐述了采样与保持（S/H）电路的设计挑战、流水线（Pipeline）结构的时序要求与校准技术。对于DAC，讨论了电阻梯形、R-2R以及电容分阵（Charge-Scaling DACs）的非线性误差来源与校正。此外，还包括低噪声锁相环（PLL）的相位噪声分析和环路滤波器设计。 --- 第三部分：数字集成电路设计与系统实现 本部分关注大规模数字电路的设计流程、时序分析和功耗管理，是当前芯片设计的主流领域。 1. 静态时序分析（STA）的深入： 区别于简单的时间裕量计算，本书深入讲解了STA的原理，包括启动时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）的精确定义。详细分析了时钟偏移（Clock Skew）、时钟毛刺（Clock Glitch）和过程、电压、温度（PVT）变化对时序裕量的影响，并介绍了多周期路径和交叉时钟域的约束处理方法。 2. 低功耗设计技术： 功耗管理是现代数字系统的核心挑战。内容覆盖了从工艺级到系统级的多层次降功耗策略。包括动态功耗的电压频率调节（DVFS）、时钟门控（Clock Gating）的实现与避免竞争冒险（Hazard）的设计；以及静态功耗控制技术，如阈值电压优化（Multi-Vt Cell Selection）和电源门控（Power Gating）在隔离和唤醒电路中的应用。 3. 存储器与接口电路： 系统地分析了SRAM单元（如6T、8T单元）的读写稳定性（Noise Margin Analysis）和写能力限制。对DRAM的电荷泵和刷新机制进行了物理层面的探讨。同时，介绍了高速串行接口（如SerDes）的基本原理，包括均衡技术（如CTLE、DFE）对信道损耗的补偿机制。 --- 第四部分：EDA工具链与版图实现挑战 本部分连接了理论设计与实际制造之间的桥梁，强调了设计验证和物理实现环节中的关键考虑因素。 1. 设计验证与仿真： 详述了电路仿真中的收敛性问题，特别是对于开关噪声大、高频效应明显的电路。介绍了Monte Carlo仿真在分析工艺失配和噪声裕度中的作用。强调了HDL语言（如Verilog/VHDL）在功能验证中的建模精度要求。 2. 版图设计与寄生参数提取： 阐述了版图对电路性能的决定性影响。重点讨论了互连线寄生电阻和电容的提取方法，以及它们如何影响延迟和串扰（Crosstalk）。深入分析了版图效应（Layout Effects），如阱效应（Well Effect）、电迁移（Electromigration）和静电放电（ESD）保护电路的设计原则。 3. 信号完整性与电源完整性： 针对高集成度芯片，详细分析了电源网络中的去耦电容规划、电感耦合的建模与抑制，以及地弹（Ground Bounce）的产生和缓解措施。对于高速信号线，讨论了串扰对相邻信号的影响，并介绍了串扰屏蔽技术和差分信号设计中的线宽和间距规则。 --- 总结： 本书通过严谨的物理基础、成熟的设计范例和对前沿挑战的讨论，旨在培养读者构建复杂集成电路系统的能力，使他们不仅知其“如何做”（How），更能深刻理解其“为何如此”（Why），从而适应快速迭代的半导体技术发展需求。

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我是一名对电子工程领域有着浓厚兴趣的爱好者，虽然没有接受过系统的专业训练，但一直渴望能够学习一些核心的电子技术。《CMOS Digital Integrated Circuits Analysis and Design》这本书，虽然书名听起来有些专业，但实际阅读起来却发现它对初学者也相当友好。书中从最基本的概念讲起，例如电压、电流、电阻等，然后循序渐进地引入MOSFET的工作原理。即便是在讲解一些更复杂的电路时，作者也尽可能地使用清晰的语言和生动的比喻，让非专业人士也能够理解。这本书让我认识到，原来那些我们日常使用的电子设备，其核心的芯片设计竟然如此精妙。它让我看到了集成电路设计背后庞大的知识体系，也激发了我进一步学习的动力，让我对接下来的电子工程学习充满了期待。

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作为一名初入模拟电路设计领域的研究生，我一直面临着如何在CMOS工艺下实现高性能模拟电路的挑战。在导师的推荐下，我开始阅读《CMOS Digital Integrated Circuits Analysis and Design》，起初有些担心它过于偏向数字电路，但实际阅读后，我发现它提供了许多宝贵的背景知识和分析方法，对于理解模拟电路的CMOS特性非常有帮助。书中对MOSFET在不同工作区域下的行为分析，以及各种CMOS基本电路单元（如反相器、电流镜）的详细讲解，都为我理解模拟电路的构建提供了坚实的基础。虽然它不是一本纯粹的模拟电路书籍，但它对CMOS器件特性的深入剖析，以及对电路性能优化（如功耗、速度）的探讨，都极大地启发了我对模拟电路设计思路的拓展。我尤其喜欢书中关于噪声分析和失配效应的部分，这对我理解和减小模拟电路中的误差至关重要。总而言之，这本书为我打开了理解CMOS模拟电路设计的一扇窗户。

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我一直对集成电路设计充满兴趣，但苦于找不到一本能够系统梳理CMOS数字集成电路设计原理和方法的书籍。偶然间，我翻阅了这本《CMOS Digital Integrated Circuits Analysis and Design》，原本只是想随便看看，没想到却被它深深吸引。这本书的讲解非常清晰，从最基础的MOSFET器件模型入手，逐步深入到复杂的逻辑门电路、时序电路以及存储器等设计。书中大量的图示和实例，让抽象的概念变得直观易懂，尤其是在分析电路性能和功耗方面，作者的讲解细致入微，让我在理解CMOS电路的精妙之处时，获得了前所未有的成就感。这本书不仅仅是理论的堆砌，更注重实际的设计考量，例如版图设计、互连线效应、噪声分析等，这些都是在实际工程中不可或缺的知识点。读完这本书，我感觉自己在CMOS数字集成电路设计领域，已经建立起了一个坚实的知识体系，也更有信心去探索更深层次的设计技术。

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在我看来，一本好的技术书籍，应该能够激发读者的探索欲，并为他们提供解决问题的工具。《CMOS Digital Integrated Circuits Analysis and Design》无疑做到了这一点。它不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师，引导读者一步步揭开CMOS集成电路设计的奥秘。从MOSFET的开关特性到复杂的数字系统架构，书中几乎涵盖了所有重要的方面。作者在解释原理时，总是能够巧妙地结合实际的应用场景，让我们能够理解理论知识的价值和意义。我尤其被书中关于低功耗设计和高速电路设计的章节所吸引，这些都是当今集成电路设计领域的热点和难点，而这本书则提供了非常扎实的基础理论和分析方法。读完之后，我感觉自己对集成电路设计有了更宏观的认识，也为今后深入研究特定领域打下了坚实的基础。

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我在大学期间学习过数字逻辑电路和一些基本的半导体物理知识，但一直觉得对CMOS集成电路的理解不够深入，尤其是在如何从理论走向实际电路设计方面存在瓶颈。《CMOS Digital Integrated Circuits Analysis and Design》这本书恰好填补了这一空白。它不仅涵盖了CMOS器件的物理特性，还详细介绍了各种CMOS逻辑门的实现方式、时序电路的设计以及存储器单元的结构。书中通过大量的图解和公式推导，将复杂的概念一步步分解，使得读者能够清晰地理解电路的工作原理。我特别欣赏书中关于工艺偏差和可靠性方面的讨论，这让我意识到，在实际的集成电路设计中，这些因素是多么重要。这本书的实用性很强，很多内容都可以直接应用到课程设计和未来的工作实践中，让我对CMOS集成电路设计有了更全面、更深入的认识。

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策哥的课！

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