CMOS VLSI Design

CMOS VLSI Design pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Addison Wesley
作者:Neil Weste
出品人:
页数:967
译者:
出版时间:2004-05-21
价格:USD 139.20
装帧:Hardcover
isbn号码:9780321149015
丛书系列:
图书标签:
  • VLSI
  • EECS
  • 鸟山明
  • 专业
  • CMOS
  • VLSI
  • 集成电路设计
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  • 工艺
  • 电路设计
  • 微电子学
  • 电子工程
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具体描述

好的,这是一本关于《高性能射频电路设计与优化》的图书简介,它将专注于射频(RF)集成电路的前沿技术,完全避开CMOS VLSI设计领域的传统内容: --- 图书名称:《高性能射频电路设计与优化:从理论基础到前沿应用》 图书简介 在当今无线通信、雷达系统和物联网(IoT)飞速发展的时代背景下,对射频(RF)集成电路的性能要求已达到前所未有的高度。本专著《高性能射频电路设计与优化》旨在为高级电子工程师、射频系统架构师以及研究生提供一套全面、深入且高度实用的设计方法论和前沿技术指南。本书的焦点完全集中于射频前端(RFFE)电路,特别是那些工作在GHz乃至数十GHz频段的电路模块,其核心在于克服噪声、线性度、功耗和带宽之间的固有矛盾。 本书摒弃了对数字CMOS工艺细节的详述,而是将视角聚焦于高频特性、器件非理想性建模、先进工艺平台的应用(如SiGe BiCMOS、GaAs HEMT/pHEMT、以及特定的SOI技术),以及如何通过系统级的优化来提升整体系统性能。 --- 第一部分:射频系统与器件基础的深度剖析 本部分为读者构建了理解现代射频前端性能瓶颈的理论框架。我们不会停留在基本的器件物理层面,而是深入探讨在微波和毫米波频率下,器件参数如何急剧恶化并影响电路性能。 1. 射频系统链的挑战: 详细分析了从天线到基带处理过程中,噪声累积、非线性失真(IP3、P1dB)、相位噪声以及功耗预算分配的系统级优化策略。重点讨论了现代通信标准(如5G NR、Wi-Fi 6/7)对射频链路的具体性能指标要求,并引入了“系统性能预算化”(System Performance Budgeting)的实用流程。 2. 高频器件模型与寄生效应建模: 本章深入研究了半导体异质结器件(如HBT、HEMT)在GHz频率下的精确小信号和非线性模型。重点阐述了电感、电容、串联电阻($R_S, R_L$)等寄生参数对过渡频率 ($f_T$) 和最大振荡频率 ($f_{max}$) 的影响,并提供了如何利用S参数和噪声参数($N_0$)进行精确提取的方法论。 3. 匹配网络的高级理论: 传统Smith圆图匹配的局限性在本章中被超越。我们引入了有源匹配(Active Matching)的概念,并探讨了如何利用不确定性原理和负阻抗来拓宽宽带电路的匹配范围,尤其针对LNA和PA的输入/输出匹配设计。 --- 第二部分:核心射频模块的深度设计与优化 本部分是全书的核心,详细介绍了高性能LNA、混频器、VCO和功率放大器(PA)的设计技巧,强调了在特定工艺下的优化路径。 4. 低噪声放大器(LNA)的性能极限探索: 专注于噪声匹配、增益-噪声系数联合优化。详细讲解了反馈式LNA、共源共栅LNA(CS-Cascode)和基于源极跟随器(Flipping)的LNA在不同增益和线性度要求下的拓扑选择。特别关注了如何通过优化器件尺寸和偏置点,将噪声系数(NF)推至工艺极限。 5. 高线性度混频器与下变频器设计: 探讨了乘法器拓扑(如Gilbert Cell、倍频程混频器)的线性度限制因素。重点分析了寄生耦合、晶体管导通-关断时间的不对称性对混频器截点(IIP3)的负面影响,并提供了消除或补偿这些非理想特性的先进偏置和电路技术。 6. 压控振荡器(VCO)与频率合成器的相位噪声控制: 本章是射频频率源设计的关键。深入剖析了LC振荡器、环形振荡器(Ring Oscillator)的启动条件和相位噪声的理论极限(如Leeson公式的应用)。重点讲解了集成功率(Power-to-Oscillator Distance, POD)的概念,以及如何通过优化的电感器质量因数(Q值)和电流驱动能力来最小化相噪。此外,还涉及了分频器(Prescaler)在毫米波频率下的设计挑战。 7. 高效率功率放大器(PA)的拓扑革新: 针对日益严苛的能效要求,本书系统梳理了A类、AB类、D类和F类等各种工作模式的效率边界。详尽介绍了包络跟踪(ET)技术、 Doherty PA 的先进架构,以及如何通过负载牵引(Load-Pull)分析来精确确定最佳输出匹配,以在实现最大平均效率的同时满足峰值线性度要求。 --- 第三部分:先进工艺平台与系统级集成 本部分将讨论设计前沿,探索如何利用新兴工艺的优势来解决传统硅基射频的局限性。 8. 异质集成与先进封装技术(Advanced Packaging): 强调了在CMOS不占主导地位的高频场景下,异质集成(Heterogeneous Integration)的重要性。详细分析了SiGe BiCMOS(特别是在高 $f_{max}$ 和低 $1/f$ 噪声方面的优势)、SOI技术在低功耗应用中的潜力,以及2.5D/3D封装对隔离度、电磁兼容性(EMC)和系统尺寸的革命性影响。 9. 射频无源元件的精确建模与优化: 这是一个经常被忽视但对高性能至关重要的领域。本章聚焦于片上电感器(On-chip Inductors)的电磁(EM)仿真、优化Q值、以及衬底损耗的补偿技术。同时,也详细讨论了变容二极管(Varactor)的非线性建模及其在调谐电路中的应用。 10. 电磁兼容性(EMC)与系统级仿真: 最终,设计必须在系统环境中运行。本章讲解了跨芯片耦合、封装引线耦合的分析方法,以及如何使用三维电磁仿真工具来指导版图布局,确保高灵敏度接收链和高功率发射链之间的隔离度满足指标要求。 --- 目标读者: 本书面向具备扎实电子电路基础,并希望在无线通信、雷达、卫星通信、微波电子学领域深耕的工程师和研究人员。它不假设读者熟悉某一特定数字工艺库的细节,而是致力于构建一套跨工艺平台、专注于高频物理限制与性能突破的通用设计思想。通过学习本书,读者将掌握从系统需求到芯片实现过程中,每一个关键射频模块的理论极限分析、设计流程与优化技巧。

作者简介

David Money Harris Associate Professor of Engineering at Harvey Mudd College in Claremont, CA, holds a Ph.D. from Stanford University and S.B. and M.Eng. degrees from MIT. His research interests include CMOS VLSI design, microprocessors, and computer arithmetic. He holds a dozen patents, is the author of three other books in the field of digital design and three hiking guidebooks, and has designed chips at Sun Microsystems, Intel, Hewlett-Packard, and Evans & Sutherland.

Neil Weste is a member of the faculty at the Department of Electronic Engineering, Macquarie University; Adjunct Professor of Electrical Engineering at The University of Adelaide; and Director, Engineering at Cisco’s Wireless Networking Business Unit. He is a Fellow of the IEEE for his contributions to custom IC design, and a peer elected member of the IEEE Solid State Circuits Society. In 1997 he cofounded Radiata Communications (with David Skellern) which designed the first chip sets for the IEEE 802.11a WLAN standard; in 2001 Radiata was acquired by Cisco. He has served as department head at Bell Laboratories; leader of design projects for Symbolics, Inc.; and as president of TLW, Inc., an IC engineering company that completed groundbreaking chip designs for companies such as North American Philips, Analog Devices, AT&T Microelectronics and Thomson Consumer Electronics.

目录信息

读后感

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从大四学长淘到的,用以拓宽视野。内容不用说了,绝对饕餮大餐。很幸运的是,就我读的第一章来看,翻译得还不错。唯一遗憾的是,参考文献没了。怎么,为了省点纸钱?突然觉得和这出版社有代沟了。这种事好像某出版社也干过,不足为奇。  

评分

022912: Still in Chap 1. I like his clear statement on everything and his flow is very smooth. Especially the top level to cell unit make me think about the <Orange's Operating System>. For the MIPS architecture, I use his another book: <Digital Design a...

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评分

从大四学长淘到的,用以拓宽视野。内容不用说了,绝对饕餮大餐。很幸运的是,就我读的第一章来看,翻译得还不错。唯一遗憾的是,参考文献没了。怎么,为了省点纸钱?突然觉得和这出版社有代沟了。这种事好像某出版社也干过,不足为奇。  

用户评价

评分

我最近有幸拜读了《CMOS VLSI Design》,这本书给我的感觉就像是打开了一扇通往微电子世界的大门。它不是那种堆砌概念、让人望而却步的书,相反,作者以一种非常注重实践和理解的方式来阐述复杂的CMOS技术。我尤其赞赏书中对各个设计约束,比如功耗、性能和面积的权衡分析,这在实际的芯片设计中至关重要。作者用生动的语言和恰当的比喻,将这些抽象的概念具象化,让我能够真正地“看见”这些约束是如何影响最终的设计决策的。书中还详细介绍了不同工艺节点下的设计考量,以及现代EDA工具在VLSI设计中的应用,这让我意识到,理论知识与实际工具的结合是多么重要。它并没有停留在理论层面,而是将读者引向了如何利用这些知识去解决现实世界的问题。我尝试着按照书中的指导,去分析一些经典的电路设计,结果发现书中的方法论非常实用,能够帮助我更快地定位问题并找到解决方案。对于那些希望深入了解CMOS VLSI设计,并希望将理论知识转化为实际动手能力的读者来说,这本书绝对是首选。

评分

坦白说,《CMOS VLSI Design》这本书在我看来,是一部将理论深度与实践易懂性完美结合的杰作。它对于CMOS电路的工作原理的剖析,可以说是细致入微,从MOSFET的I-V特性曲线到亚阈值区的行为,再到短沟道效应的影响,都讲得非常透彻。书中对各种逻辑门电路在CMOS工艺下的具体实现和特性分析,更是让我豁然开朗,明白了为什么某些设计选择在CMOS下更为高效。我特别欣赏书中关于芯片物理设计的部分,例如版图设计、布线规则以及可靠性考虑,这些都是常常被理论教材忽略但又至关重要的内容。作者通过清晰的图示和案例,展示了如何在保证电气性能的同时,实现优化的物理布局,这对于理解一个完整的VLSI设计流程至关重要。这本书的价值在于,它不仅教会你“是什么”,更重要的是教会你“为什么”,以及“如何去做”。对于希望构建扎实CMOS VLSI设计基础的读者,这本书绝对物超所值。

评分

这本《CMOS VLSI Design》真是令人惊艳!作为一名对集成电路设计充满热情但又自知经验尚浅的学生,我一直苦于找不到一本既能系统介绍基础知识,又能深入讲解实际应用的教材。而这本书,恰恰填补了这一空白。它的逻辑清晰,从最基本的CMOS器件特性讲起,逐步过渡到更复杂的电路设计,比如时序逻辑、组合逻辑,再到存储器等。每个章节都配有丰富的图示和详细的解释,即使是初学者也能轻松理解。作者没有回避那些看似晦涩难懂的概念,而是用一种循序渐进的方式,将它们化繁为简。我特别喜欢书中关于设计流程的介绍,它真实地反映了从概念到芯片的整个过程,让我对VLSI设计的全貌有了更深刻的认识。而且,书中还穿插了许多案例研究,这些实际应用的例子,极大地激发了我进一步学习的兴趣。它不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的导师,在我探索VLSI世界的道路上,给予我最宝贵的指导。我坚信,无论你是在校学生,还是初入行业的工程师,这本书都将是你不可或缺的学习伙伴。它所提供的知识深度和广度,足以让你在CMOS VLSI设计领域打下坚实的基础,并为你未来的职业生涯铺平道路。

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《CMOS VLSI Design》这本书给我的整体印象是:严谨、全面且具有前瞻性。它不仅仅涵盖了CMOS设计的核心技术,还对最新的发展趋势进行了展望,这对于我们这些希望走在行业前沿的设计师来说,意义重大。我特别欣赏书中对时序分析和时钟树综合的深入探讨,这些都是决定芯片性能的关键环节。作者并没有简单地给出公式,而是详细地解释了背后的物理原理和实际影响,让我对时序问题的理解提升到了新的高度。此外,书中关于低功耗设计策略的介绍,更是切中了当前集成电路设计领域最热门的议题之一。从动态功耗到静态功耗的优化,再到各种低功耗设计技术,这本书都进行了详尽的讲解,并且提供了许多实用的建议。我感觉自己读的不仅仅是一本书,更像是在参加一场由顶尖专家主持的深度研讨会。书中蕴含的智慧和经验,无疑会帮助我更有效地应对未来复杂的设计挑战,并在职业发展中取得更大的成就。

评分

我最近在阅读《CMOS VLSI Design》的过程中,体验到了一种前所未有的学习快感。这本书的叙事方式非常吸引人,它没有使用枯燥的术语堆砌,而是用一种更加直观和用户友好的方式来引导读者。我印象深刻的是书中对测试性和可制造性设计(DTM)的介绍,这部分内容通常在其他教材中被简略带过,但在这本书里却得到了详尽的阐述,让我认识到在设计初期就考虑测试和制造的重要性。作者还深入探讨了数字信号处理(DSP)和射频(RF)集成电路在CMOS工艺中的实现,这让我看到了CMOS技术在更广泛领域的应用潜力。书中的内容具有很强的启发性,能够激发读者对更深入研究的兴趣。例如,它提出的关于新兴CMOS技术和设计方法的讨论,让我对行业的未来发展有了更清晰的认识。总而言之,这本《CMOS VLSI Design》是一本充满智慧和洞察力的著作,它不仅能帮助读者掌握CMOS VLSI设计的核心知识,更能点燃他们对这一领域的探索热情。

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此书不错,确实不错,就是内容微多,期末cover 2/3不到就已经受不了了鸟~~

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你们的世界我曾经好奇,现在只能远观不愿近亵。

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