Low-Power High-Speed ADCs for Nanometer CMOS Integration pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Cao, Zhiheng/ Yan, Shouli

出品人:

页数:112

译者:

出版时间:

价格:1150.00 元

装帧:

isbn号码:9781402084492

丛书系列:

图书标签:

• ADC
• 低功耗
• 高速ADC
• 纳米CMOS
• 模拟电路
• 混合信号电路
• 集成电路设计
• 数据转换器
• 低功耗设计
• CMOS电路

《超大规模集成电路设计：从理论到实践》 内容简介： 本书旨在为电子工程、微电子学及相关领域的学生、研究人员和专业工程师提供一个全面、深入且极具实践指导意义的集成电路设计指南。全书紧密围绕现代集成电路设计方法论，从半导体器件物理基础出发，系统性地阐述了从晶体管级电路到系统级架构的完整设计流程。 第一部分：基础与器件物理 本书首先回顾了构成现代集成电路的CMOS晶体管的基本物理原理。详细讨论了MOSFET的工作机制、亚阈值导电现象、短沟道效应以及不同工艺节点下晶体管特性的演变。重点分析了器件的非理想特性，如阈值电压失调（Mismatch）、速度倾斜（Slew Rate）以及噪声源（热噪声、闪烁噪声等）的物理成因及其对电路性能的影响。此外，本书还对先进的半导体工艺技术（如SOI、FinFET等）进行了概述，探讨了它们如何改变了电路设计的约束条件和设计空间。 第二部分：模拟集成电路设计核心 在打下坚实的器件物理基础后，本书深入探讨了核心的模拟电路模块设计。 1. 偏置与电流镜设计： 详细解析了各种精密偏置电路的设计，包括启动电路（Startup Circuits）和对工艺、电源和温度（PVT）变化不敏感的电流源设计。重点分析了高精度、高匹配度电流镜的实现技术，包括使用威尔逊（Wilson）电流镜、Cascode结构以及对失配进行补偿的策略。 2. 运算放大器（Op-Amp）设计： 提供了从低功耗、低噪声到高增益、高速等各类运算放大器的设计规范和实现细节。详细讲解了单级、多级放大器的频率补偿技术（如密勒补偿、导纳提升补偿），以及如何利用相位裕度（Phase Margin）和增益带宽积（GBW）进行权衡取舍。对于高精度应用，本书还探讨了失调电压（Offset Voltage）的消除技术，例如自动归零（Auto-Zeroing）和斩波（Chopping）技术。 3. 基础线性电路： 覆盖了线性稳压器（LDO）的设计，包括其瞬态响应、PSRR（电源抑制比）的优化，以及带隙基准源（Bandgap Reference）的设计原理，确保电路拥有极稳定的参考电压输出。 第三部分：数据转换器设计 数据转换器（ADC和DAC）是连接模拟世界与数字世界的桥梁，本书在此部分投入了大量篇幅进行深入讲解。 1. 数字-模拟转换器（DAC）： 阐述了DAC的基本结构，包括R-2R梯形网络、电阻串结构以及电容式DAC的原理。重点分析了失配误差、非线性度（INL/DNL）的产生机理，并介绍了消除这些误差的先进技术，如单位元匹配优化和校准技术。 2. 模拟-数字转换器（ADC）： 提供了对主流ADC架构的全面比较和分析。 流水线（Pipeline）ADC： 详细拆解了多级设计、残余电荷转移技术以及中间级放大器的设计要求。 Σ-Δ（Sigma-Delta）调制器： 深入讲解了调制器的结构（一阶、二阶及更高阶）、噪声整形（Noise Shaping）的数学原理、量化噪声的降低机制，以及数字下采样滤波器（Decimator）的设计。 逐次逼近寄存器（SAR）ADC： 侧重于高速采样保持（Sample-and-Hold, S/H）电路的设计、比较器的关键参数（如延迟和分辨率）以及电容阵列的开关策略。 第四部分：高速与低噪声电路设计 针对高性能系统的需求，本书专门设立章节讨论了高速信号路径的设计挑战。 1. 锁相环（PLL）与时钟生成： 全面介绍了PLL的反馈结构、压控振荡器（VCO）的线性化设计、鉴相器（PD）的类型（如电荷泵PD）以及环路滤波器的设计对抖动（Jitter）和锁定时间的影响。探讨了低抖动时钟分配网络的设计。 2. 低噪声放大器（LNA）与混频器： 针对射频前端，详细分析了LNA的噪声系数（NF）优化、输入匹配技术（如格里德-源反馈）以及高线性度（$P_{1dB}$）的设计。混频器部分则涵盖了单边带、双边带混频器的原理，重点讨论了插入损耗和本振泄漏（LO Leakage）的抑制。 第五部分：设计流程与后仿真 本书强调从理论到实际生产的转化。详细介绍了标准单元库的抽取与建模过程，以及版图设计对电路性能的决定性影响。涵盖了寄生效应提取（Extraction）、后仿真工具的使用（如Spice、Spectre）、蒙特卡洛分析（Monte Carlo Analysis）以及设计收敛性验证的实践经验。特别强调了PVT角点分析在确保产品鲁棒性中的关键作用。 本书结构严谨，图文并茂，不仅提供了丰富的理论推导，更结合了大量实际设计案例和工程经验，是微电子领域设计工程师和高级学生的必备参考书。

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