Analogue Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits for Signal Processing pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Gregorian, Roubik/ Temes, Gabor C.

出品人:

页数:624

译者:

出版时间:1986-4

价格:1853.00 元

装帧:

isbn号码:9780471097976

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• 专业书
• IC
• 模拟电路
• 金属氧化物半导体
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• MOSFET
• 电路设计
• 低功耗设计
• 射频电路
• 混合信号电路

电子学与信号处理的基石：当代集成电路设计与应用 本书深入探讨了现代电子系统设计的核心——集成电路（IC）的原理、架构和实际应用。 聚焦于驱动当前信息技术革命的半导体技术前沿，本书旨在为电子工程、微电子学、通信工程及相关领域的学生和专业人士提供一个全面、严谨且与时俱进的知识框架。 本书的结构设计兼顾理论深度与工程实践，从半导体物理基础出发，逐步过渡到复杂的电路设计和系统集成。我们摒弃了对特定器件结构的过度拘泥，转而强调通用设计方法论、性能优化策略和系统级考量，确保读者掌握的核心知识能够适应快速迭代的技术环境。 第一部分：半导体器件与基础电路原理的深化理解 本部分致力于巩固读者对构成现代IC的底层物理过程和基本元件特性的认识。我们着重于从材料科学视角理解器件的局限性与潜力。 1. 现代半导体材料的特性与界面物理： 本书详细分析了硅基以及新型宽禁带半导体材料（如氮化镓、碳化硅）的电子能带结构、载流子输运机制。重点阐述了晶体缺陷、杂质扩散和薄膜生长对器件电学性能的深远影响。特别关注了MOS结构中的界面态密度、氧化层完整性及其对阈值电压、亚阈值斜率的耦合作用。 2. 晶体管模型与非理想效应分析： 超越简单的理想模型，本书对先进CMOS晶体管的短沟道效应（如DIBL、速度饱和）进行了深入的数学建模和仿真验证。详细讨论了工艺尺寸微缩带来的热载流子效应（HCI）和 Bias Temperature Instability (BTI) 等长期可靠性问题，并介绍了业界常用的紧凑模型（如BSIM系列）的适用范围和局限性。对于射频和高速应用，则详细分析了米勒效应、寄生电容与电感对电路动态性能的影响。 3. 基础模拟与数字构件： 我们系统性地回顾并深化了对基本放大器（共源、共射、共源共栅）、电流镜、有源负载等模拟模块的分析。强调了带宽、增益、相位裕度之间的权衡艺术。在数字领域，则侧重于延迟模型、扇出系数、逻辑门家族的功耗-速度特性比较，特别是对低功耗设计（如多阈值电压技术）的原理进行了剖析。 第二部分：信号处理系统架构与关键模块设计 本部分将视角从单个器件提升到功能模块，探讨了如何利用半导体技术实现高效、高精度的信号处理功能。 4. 高性能运算放大器设计与稳定性分析： 着重讲解了复杂反馈结构的设计，如双级、多极点补偿技术（米勒补偿、零点对消）。详细分析了噪声源的识别与抑制，包括热噪声、闪烁噪声（1/f噪声）在不同工作频率下的主导作用，以及如何通过优化晶体管尺寸和偏置电流来最小化输入参考噪声。讨论了开关电容技术在模拟信号处理中的应用。 5. 模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的精度与速度： 本书将ADC/DAC视为信号处理链中的核心环节，对不同架构（如SAR, Pipeline, Delta-Sigma）的原理、优势和设计挑战进行了详尽对比。重点阐述了失调误差、积分非线性（INL）和微分非线性（DNL）的来源与校准技术。对于高速应用，讨论了量化噪声塑形（Noise Shaping）和时钟抖动对系统性能的影响。 6. 锁相环（PLL）和时钟生成电路： 在通信和高速数字系统中，精确的时钟信号至关重要。本章详述了压控振荡器（VCO）的设计，包括其调谐范围、相位噪声特性。深入分析了环路滤波器设计对PLL稳定性和抖动的影响，并介绍了分频器、鉴相器（PD） 的不同实现方式及其对整体环路动态性能的制约。 第三部分：系统级集成与先进工艺考量 最后一部分将目光投向了实际的集成电路设计流程和跨领域的技术挑战。 7. 射频（RF）前端电路设计基础： 讨论了微波电路设计的基本阻抗匹配理论（史密斯圆图应用）。详细介绍了低噪声放大器（LNA）、混频器和功率放大器（PA） 的设计指标（噪声系数、P1dB、效率）。强调了在多频段操作中，滤波器设计和寄生参数抑制的重要性。 8. 低功耗与能效优化策略： 随着移动计算和物联网（IoT）的发展，能效成为关键指标。本章系统总结了功耗分解（静态与动态功耗），并介绍了业界采用的优化手段，包括动态电压与频率调整（DVFS）、时钟门控、电源门控技术。讨论了在特定应用场景下，如何通过近似计算和脉冲域处理来降低整体能耗。 9. 芯片布局、布线与电磁兼容性（EMC）： 强调了物理实现对电路性能的决定性作用。涵盖了标准单元布局规划、时序收敛方法（静态时序分析 STA），以及电源完整性（Power Integrity, PI） 的设计实践，包括去耦电容的有效放置。特别关注了串扰（Crosstalk）和电磁辐射的预防措施，确保了芯片在复杂电磁环境下的可靠运行。 本书的特色在于其跨越模拟、数字和射频领域的综合性视角，强调了从微观物理到宏观系统架构的无缝衔接。 通过大量的案例分析和理论推导，读者将能够全面掌握现代集成电路设计所需具备的深厚功底和前瞻性视野。

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阅读这本书的过程，对我来说是一次思维的拓展和能力的提升。作者在讲解模拟信号处理的各个模块时，总能巧妙地将理论基础与实际应用场景紧密结合，使得学习过程既有深度又不失趣味。我非常喜欢他对模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的章节。他不仅仅是介绍了各种转换器架构（如逐次逼近型、∑-Δ调制型、流水线型ADC等），还深入分析了它们在分辨率、采样率、功耗、线性度和噪声等方面的权衡。更让我印象深刻的是，他对于量化噪声（quantization noise）的详细分析，以及如何通过过采样（oversampling）和噪声整形（noise shaping）技术来提高数字信号处理系统的信噪比。这种深入到根本的理解，对于我日后在设计和选择合适的ADC/DAC器件时，提供了非常有力的指导。书中关于增益误差（gain error）、失调电压（offset voltage）和非线性（nonlinearity）等器件参数的讨论，也让我受益匪浅。作者解释了这些参数是如何影响信号处理的精度，以及在实际设计中可以通过哪些电路技术来减小这些误差的影响。整本书的逻辑非常清晰，每一章节都像是精心构建的积木，层层递进，最终搭建起了一个对模拟信号处理集成电路的全面认知体系。这本书不仅让我掌握了重要的技术知识，更重要的是，它培养了我解决复杂工程问题的能力和系统性的设计思维。

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这本书对我来说，不仅仅是一本关于模拟金属氧化物半导体集成电路信号处理的书，更像是一扇通往更深层次理解模拟世界的大门。作者在讲解模拟电路的各种基本单元时，总能够跳出简单的公式推导，而更注重其在整个信号处理链中的作用和意义。我特别欣赏他对滤波器设计中“Q值”概念的阐述。他不仅解释了Q值与滤波器选择性、阻尼系数的关系，还深入分析了在集成电路设计中，如何通过调整器件参数和电路结构来获得理想的Q值，以及Q值过高或过低可能带来的问题。书中还详细介绍了如何利用 MOSFET 来实现各种模拟信号处理功能，例如，如何用 MOSFET 构建电流源、电压源、有源负载，以及如何将这些基本单元组合起来构建更复杂的电路。他对于不同偏置方式下 MOSFET 的特性分析，以及它们对电路性能的影响，都让我有了更深刻的认识。这本书的图表和实例都非常丰富，能够帮助读者更好地理解抽象的概念。它不仅仅是技术人员的案头必备，更是一本能够激发创新思维的读物，它让我看到了模拟电路设计无限的可能性，并为我今后的研究和工作提供了坚实的基础。

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坦白说，起初我对于“Analogue Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits for Signal Processing”这个书名，心中多少有些疑虑。总觉得这样一本聚焦于特定技术领域的书籍，可能会过于枯燥和晦涩，充斥着难以理解的公式和抽象的理论。然而，在翻阅了几章之后，我的这种顾虑被彻底打消了。作者以一种非常引人入胜的方式，将看似冰冷的技术知识，赋予了生命和温度。他不仅仅是在讲解电路，更是在讲述一个关于如何用电子元件来“倾听”和“塑造”世界的故事。我特别欣赏他对于模拟信号处理在不同应用场景下所扮演角色的详细描绘。例如，在探讨射频（RF）前端设计时，他深入剖析了信号的微弱、噪声的干扰以及高频特性带来的挑战，并展示了如何利用 MOSFET 集成电路来克服这些困难，实现高灵敏度和高选择性。这种从宏观应用出发，再深入到底层电路设计的叙事方式，极大地提升了我学习的兴趣和动力。书中关于不同类型运算放大器（op-amp）的分析，也让我受益匪浅。作者清晰地阐述了各种架构的优缺点，以及它们在速度、精度、功耗和稳定性等方面的权衡。他不仅仅是给出电路图，还会分析这些结构背后的设计哲学，以及如何根据具体的信号处理需求来选择最合适的放大器拓扑。这本书的语言流畅且富有条理，即使是对于一些复杂的概念，也能被清晰地解释清楚。我真心觉得，这本书不仅仅是技术人员的案头必备，更是一本能够激发创新思维的读物，它让我看到了模拟电路设计无限的可能性。

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这是一本让我感到“意犹未尽”的书籍，它的内容之丰富，涵盖的知识面之广，以及对细节的关注程度，都远远超出了我最初的预期。作者在讲解模拟电路设计中的各种拓扑结构时，总是能够将理论与实践紧密结合，并给出非常具体的设计指导。我特别喜欢他对反馈（feedback）在模拟电路中的作用的深入剖析。他详细解释了反馈如何影响电路的增益、带宽、输入阻抗、输出阻抗和稳定性，并提供了多种负反馈和正反馈的应用示例。他对于不同类型的反馈网络（如串联、并联、电压、电流反馈）的分析，以及它们在各种电路（如运算放大器、滤波器、稳压器）中的应用，都让我受益匪浅。书中还包含了对不同工艺技术下 MOSFET 器件特性的详细比较，以及在不同工艺下设计模拟集成电路时需要考虑的因素。例如，他分析了浅沟道效应、短沟道效应、载流子迁移率降低等问题，以及如何通过调整器件结构和偏置条件来优化电路性能。这种对底层工艺的深刻理解，对于进行高性能模拟集成电路设计至关重要。这本书的图表和公式都经过精心设计，清晰明了，能够有效地辅助理解。它不仅是一本技术参考书，更是一本能够激发创新思维的读物，它让我看到了模拟电路设计的无限可能性，并为我今后的研究和工作提供了坚实的基础。

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这本书带给我的惊喜，在于它并非仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，循循善诱地引导我理解模拟金属氧化物半导体集成电路在信号处理领域的精髓。作者在介绍核心概念时，往往会采用多角度的阐释，比如在讲解噪声分析时，他不仅列出了各种噪声源及其数学模型，还结合了实际的测量技巧和降低噪声的策略。这种理论与实践相结合的叙述方式，让抽象的概念变得生动具体，更容易被理解和应用。我尤其喜欢书中关于跨导（transconductance）和输出阻抗（output impedance）等关键参数的讨论。作者并没有止步于定义，而是深入分析了这些参数如何影响电路的增益、带宽、线性度和功耗，以及在不同设计目标下如何进行权衡和优化。书中引入的各种表格和图示，也极大地辅助了我的理解。例如，在比较不同工艺下 MOSFET 的特性时，作者提供的表格清晰地展示了各种参数的差异，使得我们可以快速地评估在特定应用场景下哪种工艺更具优势。而那些精心绘制的电路示意图，更是让复杂的电路结构一目了然。这本书最让我印象深刻的一点是，它鼓励读者去思考“为什么”，而不是简单地接受“是什么”。作者经常会提出一些开放性的问题，引导我们去探索不同设计选择背后的权衡和取舍，这极大地激发了我主动学习和独立思考的欲望。对于任何希望深入掌握模拟电路信号处理设计，并将其应用于实际问题的工程师和研究者来说，这本书无疑是一份宝贵的财富，它将带领你穿越技术的迷雾，直达核心。

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这本书给我带来的价值，远超我最初的期望。它并非一本浅尝辄止的概览性书籍，而是以一种深度挖掘的态度，深入剖析了模拟金属氧化物半导体集成电路在信号处理领域的每一个关键环节。作者在介绍设计方法论时，极其注重工程实践的重要性。他不仅强调理论的严谨性，更关注如何将理论转化为实际可行的设计，以及在设计过程中需要考虑的各种现实约束，如成本、功耗、寄生效应、工艺限制等等。我特别欣赏他对滤波器设计的讲解。他不仅详细介绍了不同类型的模拟滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器等）的数学原理和设计公式，更重要的是，他深入探讨了如何在集成电路中实现这些滤波器，并详细分析了由于器件非理想性、寄生电容和电感等因素带来的实际性能偏差，以及相应的补偿和优化方法。这种从理论到实践，再到对非理想效应进行补偿的完整流程，对于任何想要在模拟滤波领域有所建树的设计者来说，都是极其宝贵的。书中对混叠（aliasing）和采样（sampling）理论的阐述也十分到位，他清晰地解释了奈奎斯特准则，以及在实际采样系统中如何选择合适的采样率和抗混叠滤波器来保证信号的完整性。这本书的专业性毋庸置疑，但作者的叙述风格却避免了机械的堆砌，而是充满了洞察力，让读者在学习技术知识的同时，也能体会到设计的艺术和挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的最大启示，在于它能够以一种非常系统和全面的方式，将模拟集成电路信号处理的各个环节融会贯通。作者在讲解电路设计时，不仅仅是关注单一模块的性能，更注重整个系统的协同工作和优化。我特别欣赏他对信号链（signal chain）的分析。他详细阐述了从输入信号的采集，到信号的放大、滤波、调理，再到最终的输出或模数转换，各个环节之间是如何相互影响的，以及如何在整体上进行优化以达到最佳的系统性能。书中还包含了对不同类型的模拟滤波器（如低通、高通、带通、带阻滤波器）的详细介绍，以及它们在不同应用场景下的优缺点。他对于这些滤波器在集成电路中的实现方式，以及由于器件非理想性带来的性能偏差，都进行了深入的分析和讨论。这种从系统级出发，再深入到模块级和器件级的分析方法，对于我理解和设计复杂的模拟集成电路系统非常有帮助。这本书的语言风格非常专业且富有条理，即使是对于一些复杂的概念，也能被清晰地解释清楚。它就像一位经验丰富的导师，耐心地带领我们探索模拟电路信号处理的奥秘，让我们在理解理论的同时，也能够获得实际的设计能力。

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这本书绝对是我近期读过最令人振奋的技术书籍之一，尽管它的标题听起来可能有些学术化，但其内容之丰富与深度，足以吸引任何对模拟集成电路信号处理领域抱有浓厚兴趣的读者。作者在开篇就构建了一个宏大的图景，将模拟电路设计置于一个更加广阔的技术和社会背景之下，这在我看来是非常高明的。他并非仅仅罗列公式和电路图，而是深入探讨了模拟信号处理在现代技术发展中的关键作用，从通信系统到医疗设备，再到消费电子产品，几乎无处不在。书中对历史的梳理也相当到位，让人能够清晰地看到模拟电路技术是如何一步步演进至今，有哪些里程碑式的突破，以及在不同时期遇到的挑战和解决方案。我特别欣赏作者在理论讲解上的细致入微，他并没有因为是针对“信号处理”这个应用方向而简化对基础模拟电路原理的介绍。相反，他用一种非常清晰且富有逻辑的方式，回顾并深化了 MOSFET 的工作原理、不同工作区域的特性，以及在实际应用中需要考虑的非理想效应。这对于像我这样，可能在理论基础上有一定了解，但希望在实际设计中更进一步的读者来说，无疑是极大的帮助。他对器件建模的阐述，尤其是那些能更精确地反映真实行为的模型，让我对如何更准确地预测电路性能有了新的认识。总而言之，这本书为理解模拟电路信号处理打下了坚实而全面的基础，其广度与深度都远超我的预期，让我迫不及待地想深入探索后面的章节，去学习具体的电路设计方法和实际应用。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的感受，是它能够将相对晦涩难懂的模拟集成电路信号处理知识，转化为一种清晰、逻辑严谨且富有启发性的学习体验。作者在阐述每一个电路模块时，都仿佛是一位资深的工程师，在分享他的设计经验和独到见解。我特别欣赏他对频率响应（frequency response）分析的讲解。他不仅详细介绍了伯德图（Bode plot）等分析工具，还深入探讨了不同电路结构对频率响应的影响，以及如何通过调整电路参数来优化频率响应，例如，如何改善通带内的平坦度，如何控制阻带的衰减特性。书中还包含了很多关于实际设计中可能遇到的挑战和解决方案的讨论，例如，如何处理寄生效应、如何进行布局布线优化、如何进行热噪声分析和时域仿真等等。这些内容对于像我这样的工程师来说，无疑是极其宝贵的经验之谈。书中对不同类型放大器（如跨导放大器、电流反馈放大器）的分析也十分透彻，他不仅解释了它们的原理，还深入探讨了它们在不同应用场景下的优缺点。这种从原理到应用，再到具体实现的详细分析，极大地加深了我对模拟电路设计的理解。这本书的专业性毋庸置疑，但作者的叙述风格却避免了机械的堆砌，而是充满了洞察力，让读者在学习技术知识的同时，也能体会到设计的艺术和挑战。

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这本书的价值，在于它能够将复杂的模拟电路信号处理概念，以一种系统化、结构化的方式呈现出来，并让读者能够真正地理解其背后的原理和应用。作者在介绍不同电路模块时，非常注重对“为什么”的解释，而不是仅仅给出“是什么”。例如，在讲解低噪声放大器（LNA）时，他不仅分析了各种噪声源（如热噪声、闪烁噪声等）的特性，还深入探讨了如何在电路设计中最小化这些噪声的影响，并通过具体的电路设计示例，展示了如何实现高性能的LNA。我尤其喜欢他对阻抗匹配（impedance matching）的详细论述。他清晰地解释了阻抗不匹配对信号传输效率和功率传输的影响，并介绍了多种阻抗匹配技术，如匹配网络的设计、使用变压器等。书中还包含了许多关于实际设计中可能遇到的挑战和解决方案的讨论，例如，如何处理寄生效应、如何进行布局布线优化、如何进行热噪声分析和时域仿真等等。这些内容对于像我这样的工程师来说，无疑是极其宝贵的经验之谈。这本书的叙述风格非常严谨，但又不失清晰和易懂。即使是对于初学者，也能通过循序渐进的讲解，逐步掌握复杂的概念。它就像一位经验丰富的导师，耐心地带领我们探索模拟电路信号处理的奥秘，让我们在理解理论的同时，也能够获得实际的设计能力。

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哎，这学期被老头的课坑惨了...这书把SC filter关键部分全部略过了...

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