具体描述
《21世纪电工电子系列教材·模拟电子技术基础》是作者依据教育部高等学校电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导分委员会于2004年8月修订的“电子技术基础课程教学基本要求”的内容，结合作者20多年的教学经验，本着对电子电气信息类课程进行教学改革的思路编著而成。
“模拟电子技术基础”课程是电子信息工程、通信工程、电气工程及其自动化以及计算机应用等专业的基础课，也是一门工程应用和实践性很强的课程，因此，《21世纪电工电子系列教材·模拟电子技术基础》以“电子技术基础课程教学基本要求”为依据，在内容编排上力求突出基本概念、基本原理和基本分析方法，引导读者抓住重点、突破难点、掌握解题方法，强调理论联系实际，注重培养学生的创新意识、工程素养和解决实际问题的能力。书中每章均列出了基本要求、基础知识，让学生明确重点，把握难点，深入理解，以大量例题详细叙述了分析问题和解决问题的思路和方法，并结合理论分析和实际应用，介绍了模拟电子线路的一些应用示例，以利于自学。每个重要知识点都配有相当数量的习题，使读者可以举一反三，逐步提高分析问题和解决问题的能力。书中介绍了常用EDA技术，以便初学者在学习《21世纪电工电子系列教材·模拟电子技术基础》期间能自行设计制作电子电路。
现代集成电路设计与应用 本书聚焦于当代电子系统设计的前沿，深入剖析了集成电路（IC）从概念到物理实现的完整流程。它旨在为读者提供一套系统化、实践性强的知识框架，以应对当前微电子领域对高效率、高性能和低功耗设计的严苛要求。 第一部分：半导体器件基础与工艺制程 本部分奠定了理解现代集成电路工作原理的基石。我们首先回顾了关键半导体物理概念，如载流子输运、PN结的电学特性以及MOS结构的工作原理。重点内容集中在深亚微米及纳米级CMOS晶体管的物理效应，包括短沟道效应、亚阈值导通、热载流子注入（HCI）和偏置相关的效应。 深入探讨了先进制造工艺（Technology Nodes）的演进。这包括从平面CMOS到应变硅（Strained Silicon）、高K介质/金属栅极（HKMG）技术的转变，以及极紫外光刻（EUV）在实现更小特征尺寸中的关键作用。读者将了解不同工艺节点对器件性能（如$V_{th}$失配、阈值电压控制、栅极泄漏）带来的挑战与机遇。此外，还详细分析了先进封装技术，如2.5D和3D集成（Chiplets和TSV），及其对系统级性能的影响。 第二部分：模拟集成电路设计理论与实例 本部分是本书的核心，系统地覆盖了高性能模拟IC的设计方法论和实用技巧。 1. 偏置与反馈网络： 讲解了精确电流源、电压源的设计，特别是启动电路（Start-up Circuits）和电流镜（Current Mirror）的非理想性补偿。详述了运算放大器（Op-Amp）的偏置策略，以确保器件在各种温度和工艺角下的稳定性。 2. 基础放大器结构： 详细分析了共源极、共源共栅（Telescopic Cascode）和折叠式共源共栅放大器的增益、带宽、相位裕度和噪声特性。特别关注了高增益输出级的设计，包括双级运算放大器（Two-Stage Op-Amp）的频率补偿技术，如密勒补偿（Miller Compensation）、导纳提升（Gm-Boosting）和电流反馈补偿。 3. 线性化与失真分析： 深入探讨了信号失真（THD）的来源，包括晶体管的非线性跨导和输出阻抗变化。介绍了提高线性度的方法，如源极/漏极的自偏置技术和源极补偿电阻的使用。 4. 噪声分析与抑制： 涵盖了热噪声、闪烁噪声（Flicker Noise）的建模与计算。着重讲解了噪声匹配技术，并提供了在低噪声放大器（LNA）设计中，如何通过源极输入匹配（Input Matching）优化噪声系数（NF）的具体步骤。 5. 数据转换器（Data Converters）： 详细阐述了高速模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的架构。对于ADC，重点分析了流水线（Pipelined）、逐次逼近寄存器（SAR）和$Sigma-Delta$调制器的设计权衡。对于DAC，讨论了单位元失配（Unit Element Mismatch）对积分非线性（INL）和微分非线性（DNL）的影响，以及配对与校准技术。 第三部分：射频集成电路（RFIC）设计 本部分侧重于无线通信系统对模拟前端的要求，特别是频率合成与功率放大技术。 1. 关键RF模块： 详细讲解了低噪声放大器（LNA）的设计，强调阻抗匹配（$S_{11}$最小化）与噪声优化的平衡。介绍了混频器（Mixer）的原理，包括单平衡、双平衡结构，以及它们在噪声和线性度（IP3）上的表现。 2. 频率合成器： 深入剖析了锁相环（PLL）的结构，包括压控振荡器（VCO）、鉴相器（PD/PFD）和电荷泵（Charge Pump）的设计。重点分析了PLL的相位噪声对系统性能的影响，并提供了降低抖动（Jitter）和提高环路带宽的优化方法。 3. 功率放大器（PA）： 讨论了不同PA类别的特性（A, AB, D, E/F类），特别关注高效率PA的设计。讲解了包络跟踪（Envelope Tracking, ET）技术，用以提高PA在调制信号下的平均效率。 第四部分：系统级集成与低功耗设计 现代IC设计必须考虑系统级的影响和能效问题。 1. 电源管理集成电路（PMIC）： 涵盖了线性稳压器（LDO）和开关模式电源（Switching Regulators，如Buck/Boost转换器）的设计。重点在于纹波抑制、瞬态响应和环路稳定性分析，特别是在多变负载条件下的表现。 2. 低功耗技术： 讨论了降低动态功耗（开关功耗）和静态功耗（泄漏功耗）的设计策略。包括多阈值电压（Multi-$V_t$）设计、时钟频率/电压动态调节（DVFS）以及亚阈值偏置（Subthreshold Design）的应用场景和挑战。 3. 设计验证与仿真： 强调了版图设计对性能的影响，包括互连寄生效应（Interconnect Parasitics）和工艺失配。介绍了 Monte Carlo 仿真在评估PVT（工艺、电压、温度）裕度中的作用，以及后仿真工具（如Spice、FastSPICE）在验证复杂模拟电路中的关键性。 目标读者： 本书适合于电子工程、微电子学、通信工程专业的高年级本科生、研究生，以及在模拟/射频IC设计领域工作的工程师，作为深入学习和实际项目参考的工具书。它强调从第一性原理出发，将理论模型转化为可量化、可实现的电路设计方案。
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