Direct Transistor-level Layout For Digital Blocks pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Gopalakrishnan, Prakash/ Rutenbar, Rob A.

出品人:

页数:125

译者:

出版时间:

价格:125

装帧:HRD

isbn号码:9781402076657

丛书系列:

图书标签:

• VLSI
• 集成电路设计
• 数字电路
• 版图设计
• 晶体管级
• 低功耗
• 高性能
• CMOS
• EDA
• 电路设计

模拟集成电路设计的实践探索：从器件物理到系统集成 图书名称：《模拟集成电路设计的实践探索：从器件物理到系统集成》 图书简介 本书旨在为有志于深入理解和实践模拟集成电路（Analog Integrated Circuit, AIC）设计的工程师、研究人员和高级学生提供一本全面、深入且高度实用的技术指南。我们深知，在当今微电子技术飞速发展的时代，模拟电路在信号链中仍扮演着至关重要的角色，它连接着物理世界与数字处理的核心。本书摒弃了对基础数字电路设计的关注，而是将全部精力聚焦于模拟领域的复杂性、精确性和设计挑战上。 本书的结构设计遵循从底层物理到顶层系统集成的逻辑流程，确保读者能够建立起扎实且连贯的知识体系。全书共分为六大部分，旨在系统地覆盖现代模拟IC设计所需的所有关键领域。 --- 第一部分：模拟器件物理基础与模型精度（The Foundation: Analog Device Physics and Modeling Accuracy） 本部分是理解一切模拟电路行为的基石。我们不满足于教科书中对MOS管的理想化描述，而是深入探讨深度亚微米及纳米工艺节点下晶体管的非理想特性。 内容要点聚焦： 1. 亚阈值传导与短沟道效应的量化分析： 详细剖析DIBL（Drain-Induced Barrier Lowering）、沟道长度调制（CLM）在不同偏置点的影响，以及如何利用这些效应进行高跨导设计。 2. 噪声源的精确建模： 覆盖热噪声、闪烁噪声（1/f噪声）的频谱特性、工艺依赖性以及如何通过器件几何和偏置条件进行优化，特别是针对低噪声放大器（LNA）设计的噪声源分离技术。 3. 寄生参数的提取与影响： 对栅极电阻、源极/漏极扩散电阻、以及沟道电容的精确计算方法进行阐述，这些参数对高频模拟性能（如相位裕度、带宽）的影响分析将是重点。 4. 新型器件结构探讨： 简要介绍FinFET、FD-SOI等先进工艺节点下的晶体管I-V特性变化，以及它们对传统设计规则带来的挑战与机遇。 --- 第二部分：核心模拟单元电路设计与优化（Core Analog Building Blocks Design and Optimization） 本部分是本书的实践核心，详细剖析了构成复杂模拟系统的基本模块。每个模块的设计都将结合理论分析、仿真验证和版图考量。 内容要点聚焦： 1. 跨导放大器（OTA）的高性能设计： 深入探讨基于共源极、共源共栅、以及折叠式共源共栅（Folded Cascode）架构的优化。重点讨论如何利用反馈技术（如零点/极点补偿）实现带宽、增益和相位裕度的精确平衡。 2. 高精度电流镜与偏置电路： 介绍匹配技术（如共质心布局、共源共栅匹配增强）在电流源中的应用，以及如何设计对温度和电源电压敏感度极低的基准偏置电路。 3. 高品质因数（Q值）无源元件设计： 针对高Q值的电感器（用于RF设计）和电容器（用于滤波或补偿）在IC工艺中的实现挑战和优化技术，包括衬底耦合和Q因子退化分析。 4. 高线性度输入级设计： 侧重于二阶失真（HD2）和三阶失真（HD3）的分析与抑制技术，例如使用电阻线性化技术或先进的输入对结构。 --- 第三部分：数据转换器架构与关键指标分析（Data Converter Architectures and Key Metric Analysis） 数据转换器（ADC/DAC）是连接模拟与数字世界的桥梁，本书将重点放在其架构选择和性能瓶颈上。 内容要点聚焦： 1. 高分辨率DAC设计： 详尽分析电阻梯形（R-2R）、电阻解码、以及电容开关网络（CS）DAC的拓扑结构。重点讨论非线性误差的来源（如匹配误差、开关注入电荷）及其校准方法（如动态元素匹配DEM）。 2. 高速ADC架构对比与选择： 深入比较Flash、流水线（Pipeline）、Sigma-Delta（ΣΔ）架构的优缺点、适用场景和设计复杂度。 3. ΣΔ调制器深度解析： 涵盖一阶到高阶调制器的结构，量化噪声整形（Noise Shaping）理论，以及如何选择最优的过采样比（OSR）和滤波器系数以满足特定的信噪比（SNR）和总谐波失真（THD）指标。 4. ADC关键指标的实际权衡： 讨论有效位数（ENOB）、积分非线性（INL）、微分非线性（DNL）之间的相互制约关系，以及如何针对特定应用（如医疗、通信）进行指标侧重。 --- 第四部分：射频（RF）与高速模拟电路设计（Radio Frequency and High-Speed Analog Design） 本部分聚焦于处理GHz频率信号所需的特殊设计方法论和电路拓扑。 内容要点聚焦： 1. 阻抗匹配与Smith圆图应用： 重点讲解在晶体管层面上如何实现50欧姆源端和负载端匹配，以及如何在片上进行宽带匹配的设计技巧。 2. 低噪声放大器（LNA）设计： 分析噪声系数（NF）的最小化，重点是使用源极跟随器或共源极结构实现最优噪声匹配，以及如何处理寄生电容在高频下的影响。 3. 混频器（Mixer）设计与非线性： 深入研究乘法器电路（如Gilbert Cell）的工作原理，如何通过优化晶体管尺寸和偏置电流来最小化杂散响应和混频增益的线性度损失。 4. 压控振荡器（VCO）的设计与抖动控制： 讨论LC振荡器和环形振荡器的结构，并详细分析相位噪声的来源（如闪烁噪声、热噪声）及其降低技术，特别是针对PLL抖动性能的优化。 --- 第五部分：电路的匹配、噪声与失真深度分析（Deep Dive into Matching, Noise, and Distortion） 本部分回归到对模拟性能的根本限制因素——随机性和确定性失真的深入挖掘。 内容要点聚焦： 1. 随机失配（Mismatch）的统计学处理： 针对晶体管的阈值电压($V_{th}$)、跨导($g_m$)和电流密度进行MC（Monte Carlo）仿真分析，推导出所需器件尺寸以满足特定的失配标准。 2. 电源抑制比（PSRR）与共模抑制比（CMRR）的极限分析： 探讨这些参数如何受限于共模信号的引入以及源级偏置的非理想性。提供提高PSRR的结构性方法，如使用高输出阻抗的电流源和共源共栅结构。 3. 瞬态响应与阶跃恢复： 分析电路对快速输入变化的响应特性，包括上冲/下冲（Overshoot/Undershoot）的控制，这对于高速开关应用至关重要。 4. 高频寄生效应的建模与消除： 探讨封装引线电感和PCB走线对高频模拟性能的负面影响，以及片上去嵌（De-embedding）技术的基本原理。 --- 第六部分：设计流程、验证与版图实现（Design Flow, Verification, and Layout Realization） 成功的模拟设计不仅在于电路拓扑，更在于其可制造性和物理实现。本部分将弥合原理图设计与实际芯片制造之间的鸿沟。 内容要点聚焦： 1. 模拟IC设计流程自动化与挑战： 介绍从前端（Spectre/HSPICE）到后端（Layout, DRC/LVS）的完整流程，强调模拟IP复用和设计重用的困难点。 2. 版图为王的原则（Layout is King）： 这是模拟设计的核心理念。详细介绍匹配器件的对称性布局（Common Centroid, Interdigitation）、噪声隔离技术（如深N阱、Guard Ring的应用）、以及如何处理电磁干扰（EMI）。 3. 寄生参数提取与后仿真： 解释寄生R、C、L如何通过PEX工具从版图中精确提取，并指导读者进行具有高置信度的后仿真验证。 4. 可测试性设计（DFT）在模拟电路中的应用： 讨论如何集成内置测试电路（BIST）和扫描链，以简化晶圆测试和良率提升的流程。 目标读者群体： 专注于高精度、高速度或低功耗模拟/混合信号IC的设计工程师；从事传感器接口、电源管理、无线通信前端芯片开发的专业人员；以及希望掌握现代模拟IC设计深层细节的硕士和博士研究生。本书致力于提供超越基础教科书的深度和广度，帮助读者实现从理论概念到硅片性能的跨越。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆