Fundamentals of High-Frequency CMOS Analog Integrated Circuits pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Leblebici, Duran/ Leblebici, Yusuf

出品人:

页数:302

译者:

出版时间:2009-5

价格:$ 117.52

装帧:

isbn号码:9780521513401

丛书系列:

图书标签:

• CMOS
• Analog Integrated Circuits
• High-Frequency
• RFIC
• Analog Design
• Circuit Design
• Electronics
• Microwave
• Communication Circuits
• Semiconductor Devices

好的，以下是一份关于“Fundamentals of High-Frequency CMOS Analog Integrated Circuits”这本书内容的详细介绍，侧重于其核心主题和技术深度，旨在全面反映该书的知识体系： 书名： Fundamentals of High-Frequency CMOS Analog Integrated Circuits 内容简介： 本书深入剖析了现代高速集成电路设计所必需的高频CMOS模拟电路基础知识与实践技巧。作为一本面向高级本科生、研究生及专业工程师的专业教材，它系统地涵盖了从基本的半导体器件模型到复杂集成电路系统级应用的整个设计流程。全书结构严谨，理论与实践紧密结合，旨在为读者构建扎实的高频模拟设计框架。 第一部分：高频器件基础与模型 本书首先回顾并深化了MOSFET在射频（RF）工作状态下的物理特性。重点讨论了亚微米及纳米尺度下器件的非理想效应，如沟道长度调制、载流子饱和效应、寄生电阻和电容对器件性能的影响。书中详细阐述了适用于高频应用的精确器件模型，包括其在S参数、Y参数等小型信号参数模型中的应用。读者将学习如何利用这些模型进行精确的频率响应分析和噪声评估。此外，衬底耦合、体效应（Body Effect）以及高温/低温下的器件行为也得到了充分的讨论，为后续的电路设计奠定了器件层面的基础。 第二部分：单级与多级放大器设计 核心章节聚焦于高频放大器的设计。从基础的共源、共漏、共栅结构入手，深入分析了这些拓扑在高频下的增益、带宽、输入/输出阻抗匹配的权衡。书中详尽讨论了米勒补偿（Miller Compensation）在高频下的局限性，并引入了更先进的频率补偿技术，如级联补偿（Cascode Compensation）和前馈补偿（Feedforward Compensation），以确保宽带电路的稳定性。 在噪声分析方面，本书提供了全面的噪声源识别和抑制策略。除了热噪声、闪烁噪声（$1/f$ noise）的详细建模，还探讨了如何通过电路拓扑选择（如共源对、共源共栅结构）和偏置点优化来最小化整体噪声系数（Noise Figure, NF）。跨导-噪声系数（$g_m/N_{o}$）优化方法是本部分的重要内容，指导读者在给定的功耗和面积约束下实现最佳的噪声性能。 第三部分：匹配网络与增益控制 高频电路设计的核心挑战之一是阻抗匹配。本书对输入/输出匹配网络的设计进行了详尽的讲解，涵盖了L型、Pi型、T型匹配网络的设计公式推导、元件选择标准以及Q值对带宽和效率的影响。特别地，书中详细阐述了史密斯圆图在宽带匹配设计中的应用，并讨论了在晶圆级测试和封装效应影响下，如何调整匹配电路以实现期望的S参数性能。 对于需要可变增益的应用，本书详细介绍了可变增益放大器（VGA）的实现技术。从基于MOSFET的乘法器结构到更高效的线性化技术，如Gilbert Cell混频器原理在VGA中的应用，都得到了深入探讨。对增益控制范围、线性度（如二阶/三阶交调失真IMD2/IMD3）和频率响应一致性的设计权衡是本部分的实践重点。 第四部分：振荡器与频率合成 振荡器是无线通信系统的关键模块。本书详细分析了振荡器的基本原理，包括正弦波振荡的相位噪声来源、振荡起振条件（Barkhausen准则）和环路增益分析。重点讨论了压控振荡器（VCO）的设计，包括螺旋电感VCO、槽线VCO以及基于环路的振荡器。书中对电感的设计，特别是高Q值电感的建模（考虑集总电感和分布电感）和衬底损耗的影响，进行了深入的探讨。 在频率合成方面，本书全面介绍了锁相环（PLL）的结构和设计。包括环路滤波器（LPF）的设计、电荷泵（Charge Pump, CP）的非理想效应（如电流失配、毛刺）的抑制，以及压控振荡器（VCO）与分频器接口的处理。重点分析了PLL的锁定速度、抖动（Jitter）性能和相位噪声的系统级优化，为读者提供了从环路传递函数到实际环路滤波器元件选择的完整设计流程。 第五部分：混频器与低噪声放大器（LNA） 在接收机前端设计中，低噪声放大器（LNA）和混频器占据核心地位。 低噪声放大器（LNA）： 本书详细分析了LNA的噪声匹配与增益匹配的矛盾。重点对比了共源LNA、共源共栅LNA和基于反馈的LNA的性能优劣。书中提供了基于$g_m/I_D$ 技术的LNA设计流程，用以在给定功耗下优化噪声系数和输入匹配。对LNA的线性度（$P1_{dB}$ 和 $IIP3$）的分析和提升策略也是重要组成部分。 混频器： 混频器部分涵盖了从原理到实现的各个方面。详细分析了无源混频器（如肖特基二极管混频器）和有源混频器（如Gilbert Cell、开关式混频器）。对混频器的上变频和下变频操作中的非线性效应、本振泄漏（LO Leakage）以及噪声上变频（Noise Upconversion）现象进行了透彻的分析和设计指导。 第六部分：高级主题与系统集成 最后一部分扩展了前述基础知识至实际系统集成。讨论了数据转换器（ADC/DAC）中的高频采样和保持电路设计，以及它们对系统级性能（如SFDR）的影响。此外，书中还涉及了功率放大器（PA）的基础设计考量，特别是工作在线性区和饱和区的偏置选择对效率和失真的影响。对CMOS工艺的演进（如FinFET）及其对高频模拟设计带来的新机遇和挑战，也进行了前瞻性的探讨。 贯穿全书的是对先进EDA工具的使用指导，以及如何结合仿真（如Cadence SpectreRF, ADS）和实际晶圆测试数据进行迭代优化的实践方法论。本书旨在培养读者独立解决复杂高频CMOS电路问题的能力。

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我最欣赏这本书的一点是它极其注重实际工程应用。作者不仅仅是在传授理论知识，更是在教授如何将这些理论转化为实际的产品。书中大量的电路设计实例，涵盖了从基本的放大器到复杂的射频收发器模块，都提供了详细的设计流程和考虑因素。例如，在讲解功率放大器（PA）设计时，作者就详细列举了在不同工艺下，如何选择合适的PA拓扑，如何进行失配补偿，以及如何处理热效应等问题，这些都是在实际产品开发中必须面对的挑战。书中还引入了关于版图设计和物理实现的建议，这对于模拟集成电路的设计者来说，是至关重要的。它让我们明白，一个优秀的电路设计，最终还需要良好的版图来实现。而且，书中对测试和验证的讨论也十分深入，如何设计测试电路，如何分析测试结果，如何进行调试，这些内容都非常有价值。对于任何从事CMOS模拟集成电路设计的工程师，这本书都是一本指导他们完成从概念到产品的实践宝典。

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我必须说，这本书的深度和广度都令人印象深刻。它并没有停留在对基础知识的浅尝辄止，而是深入到了高频电路设计的各个细微之处。比如，在讨论寄生效应对电路性能的影响时，作者就详细剖析了各种寄生电容和电感的来源，以及它们在高频下的表现。这对于优化电路布局、提高性能至关重要。书中关于匹配网络的设计和分析部分，也做得相当到位，各种匹配拓扑的优缺点、设计流程都讲得明明白白，并且提供了实用的设计公式和案例。此外，关于频率补偿和稳定性分析的章节，更是精彩绝伦。作者将复杂的稳定性判据，如Nyquist和Bode图，用一种非常直观易懂的方式呈现出来，让我能够快速掌握如何判断和改善电路的稳定性。我还注意到，书中还涉及了一些前沿的高频技术，比如低噪声放大器（LNA）的设计，以及一些分布式放大器的概念，这使得这本书不仅具有理论价值，还紧跟行业发展的脉搏。对于有一定基础，想要在高频领域深耕的工程师来说，这本书绝对是提升专业技能的利器。

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这本书简直是高频CMOS模拟集成电路领域的圣经！作者以一种极其清晰且逻辑严谨的方式，将复杂的概念层层剥开，让我这个初学者也能茅塞顿开。从基础的MOSFET模型，到各种高频电路的搭建与分析，书中几乎涵盖了所有重要的知识点。我特别喜欢它在讲解偏置电路和增益级设计时，那种循序渐进的引导方式，不会一下子就把人淹没在公式的海洋里，而是先建立直观的理解，再引入数学推导，这让学习过程变得既高效又扎实。而且，书中大量的图示和实例，更是让抽象的理论变得触手可及。举个例子，在讲解噪声分析时，作者不仅仅给出了理论公式，还配上了详细的表格和计算步骤，让我能够亲手去验证，去感受噪声是如何影响电路性能的。对于那些希望深入理解高频CMOS模拟电路设计，并希望能够独立完成复杂设计的工程师和学生来说，这本书绝对是不可或缺的宝贵财富。我甚至觉得，这本书提供的不仅是知识，更是一种解决问题的思维方式，一种严谨的工程态度。

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这本书的叙述风格独树一帜，完全颠覆了我对技术书籍枯燥乏味的刻板印象。作者仿佛是一位经验丰富的导师，循循善诱地引导读者进入高频CMOS模拟电路设计的奇妙世界。阅读过程中，我常常能感受到作者在背后默默地为你铺平道路，预见你可能遇到的困难，并提前给出化解的方案。例如，在介绍振荡器设计时，作者并没有一开始就抛出复杂的相位噪声分析，而是先从基本原理讲起，构建起读者对振荡器工作模式的直观认识，然后再逐步引入更高级的分析方法。书中穿插的“设计师的提示”和“陷阱警告”更是画龙点睛，能够帮助我们避开许多常见的错误，少走弯路。而且，作者在讲解某些原理时，会巧妙地引用一些历史上的经典设计，或者举出一些实际应用中的例子，这不仅增加了阅读的趣味性，也让我们更能理解这些技术是如何一步步发展到今天的。对于那些希望在理论学习的同时，也能获得一些“实战经验”的读者，这本书无疑是一个绝佳的选择。

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不得不承认，这本书的数学推导非常严谨，但又不会让人感到晦涩难懂。作者在展开复杂的数学分析之前，总会先给出清晰的物理意义解释，让我们明白为什么要做这样的推导，以及推导出的结果代表什么。这一点对于我这种不太擅长纯粹数学理论的人来说，简直是救星。例如，在讲解射频混频器设计时，书中对各种混频器拓扑的数学模型和性能指标进行了详细的推导，但同时又不忘解释每一步的物理含义，让我们知道为什么会引入某个变量，或者为什么某个公式会呈现出现在的形式。这使得我能够真正理解射频混频器的核心工作原理，而不是仅仅停留在记忆公式的层面。此外，书中在分析器件非线性行为时，也做得非常到位，考虑到在高频应用中，非线性是不可避免的，作者就对此进行了深入的剖析，并给出了减小非线性影响的方法。对于那些希望在理论上做到知其然更知其所以然的读者，这本书绝对能满足你的求知欲。

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