Empyrean模擬集成電路設計與工程 胡遠奇 王昭昊著 9787115636195 【台灣高等教育出版社】

編輯推薦
適讀人群 ：本書適合集成電路專業本科生、研究生閱讀，也可為技術發燒友提供有益參考。
聚焦核心理論與技術，模擬複現與創新設計相結合。通過”先仿複現、後創新設計”的教學思路，幫助讀者深入理解並掌握集成電路的基礎知識和設計理念。
引入工程技術思路，介紹產業發展趨勢。廣泛納入模擬集成電路的工程技術思路，幫助讀者理解產業與工程設計的內在聯繫。
基於國產EDA工具，培養工程實踐能力。採用華大九天Empyrean工具進行教學和實驗，提供更加貼近產業實際的教學環境。

內容簡介
本書著重介紹模擬集成電路的核心特性和設計方法，理論部分簡要介紹擬集成電路涉及的公式和原理，通過仿真案例為教學打下基礎，確保讀者能夠”知其然，知其所以然”。本書以”先模仿複現、後創新設計”的思路設置了不同難度的仿真練習，並詳細介紹操作流程，使讀者可以自主完成相應的仿真實驗，從而掌握集成電路設計思路逐步培養全域規劃能力和工程思維方式，為後續深入學習高階模擬集成電路課程奠定堅實的基礎。
本書適合電子信息和集成電路相關專業本科生和研究生閱讀，也可為模擬集成電路技術發燒友提供有益參考。

作者簡介
胡遠奇
長期從事高精度數模混合集成電路設計工作。2015年獲英國帝國理工學院博士學位，2015—2018年擔任芯片企業Cirrus Logic的研發設計師，2018年入職北京航空航天大學，獲評國 家級青年人才。主持國家自然科學基金區域聯合重點項目等7個項目，發表論文20餘篇。擔任國家”十四五”重點研發計劃”微納電子技術”重點專項總體專 家組成員、IEEE TBiOCAS 編委及IEEECAS傳感系統技術委員會委員等。
王昭昊
長期從事存儲器及集成電路教學科研工作。2015年獲法國巴黎薩克雷大學物理學博士學位，2016年入職北京航空航天大學。主講本科生核心專業課”模擬集成電路基礎”，以第 一作者或通信作者身份發表學術論文60餘篇，獲30余項發明專利授權，轉讓專利4項。獲北京市高等教育教學成果二等獎、中國電子學會自然科學一等獎等。

目錄

第 1 章 緒論 1
1 1 經典的模擬集成電路 1
1 2 模擬集成電路的主要推動力 2
1 3 CMOS 技術與工藝 3
1 4 設計技巧與工程思想 3
1 5 電路仿真工具： 華大九天Empyrean 4
第 2 章 MOSFET 物理特性 6
2 1 MOSFET 的基本伏安特性 6
2 1 1 原理簡介 6
2 1 2 仿真實驗： MOSFET 的伏安特性曲線 7
2 1 3 仿真實驗： MOSFET 的二級效應 14
2 2 MOSFET 的小信號模型 21
2 2 1 小信號模型的理論依據 21
2 2 2 仿真實驗： MOSFET 的小信號參數測試 24
2 3 MOSFET 的幾種常見連接方式 33
2 3 1 MOSFET 的二極管連接方式 33
2 3 2 MOSFET 的電流源連接方式 34
2 3 3 仿真實驗：二極管連接型MOSFET 和電流源連接型 MOSFET 34
2 4 課後練習 37
第 3 章 CMOS 單級放大器 38
3 1 共源放大器 38
3 1 1 以電阻為負載的共源放大器 38
3 1 2 推挽放大器 41
3 1 3 帶源極負反饋的共源放大器 42
3 1 4 仿真實驗：共源放大器 43
3 2 源跟隨器 51
3 2 1 源跟隨器的基礎理論 52
3 2 2 仿真實驗：源跟隨器仿真 53
3 3 共柵放大器 56
3 3 1 共柵放大器的基礎理論 56
3 3 2 仿真實驗：共柵放大器的仿真 57
3 4 共源共柵放大器 60
3 4 1 共源共柵放大器的基礎理論 61
3 4 2 仿真實驗：共源共柵放大器的仿真 62
3 5 課後練習 65
第 4 章 CMOS 差分放大器 66
4 1 基本差分對 66
4 1 1 基本差分對的直流分析 67
4 1 2 仿真實驗：基本差分對的直流特性分析 68
4 1 3 半邊電路法 71
4 1 4 仿真實驗：基本差分對的小信號特性分析 73
4 2 共模響應 76
4 2 1 尾電流源阻抗的影響 76
4 2 2 MOSFET 失配的影響 78
4 2 3 仿真實驗：差分放大器的共模響應 78
4 3 課後練習 84
第 5 章 電流鏡與偏置電路 85
5 1 電流鏡的工作原理 85
5 1 1 基本電流鏡 85
5 1 2 共源共柵電流鏡 87
5 1 3 仿真實驗：電流鏡的特性曲線 88
5 2 高輸出擺幅的共源共柵電流鏡 91
5 2 1 共源共柵電流鏡擺幅分析 91
5 2 2 兩種高輸出擺幅的共源共柵電流鏡 91
5 2 3 仿真實驗：高輸出擺幅的共源共柵電流鏡 94
5 3 電流鏡用作有源負載 96
5 3 1 有源負載的原理 96
5 3 2 仿真實驗：以電流鏡作為負載的差分放大器 98
5 4 偏置電路 103
5 4 1 恒定跨導偏置電路 104
5 4 2 仿真實驗：恒定跨導偏置電路 106
5 5 課後練習 111
第 6 章 頻率響應 112
6 1 頻域分析的基礎理論 112
6 1 1 零點和極點 112
6 1 2 波特圖 114
6 1 3 仿真實驗：二階系統的幅頻響應 116
6 2 共源放大器的頻率特性 121
6 2 1 MOSFET 電容 121
6 2 2 小信號分析法 121
6 2 3 近似分析 123
6 2 4 特徵頻率 125
6 2 5 仿真實驗：共源放大器的頻率響應 126
6 3 課後練習 131
第 7 章 MOSFET 的進階特性 132
7 1 弱反型區 132
7 1 1 理論分析與模型 132
7 1 2 仿真實驗： MOSFET 的弱反型區 134
7 2 速度飽和區 138
7 2 1 理論分析與模型 138
7 2 2 仿真實驗： MOSFET 的速度飽和區 140
7 3 共源放大器的特徵頻率 142
7 3 1 跨區域特徵頻率估算 142
7 3 2 仿真實驗：共源放大器的特徵頻率 144
7 4 跨區域的工程設計方法論 147
7 4 1 gm ID 方法論 147
7 4 2 仿真實驗： gm ID 工程設計方法 148
7 5 課後練習 150
第 8 章 反饋與穩定性 151
8 1 反饋與穩定性問題 151
8 1 1 開環增益、閉環增益與環路增益 151
8 1 2 運算放大器的反饋 152
8 1 3 運算放大器的穩定性 154
8 1 4 仿真實驗：相位裕度的測量 159
8 2 有源負載差分對的穩定性 164
8 2 1 有源負載差分對 164
8 2 2 仿真實驗：有源負載差分對的頻率特性 166
8 3 課後練習 169
第 9 章 密勒運算放大器的系統性設計 170
9 1 兩級運算放大器的穩定性問題 170
9 1 1 兩級運算放大器的級聯 170
9 1 2 極點分離技術 171
9 1 3 正零點補償技術 173
9 1 4 仿真實驗：兩級運算放大器中的密勒補償 176
9 2 密勒運算放大器的系統性設計方法 179
9 2 1 運算放大器的系統性設計思路 179
9 2 2 仿真實驗：運算放大器系統性設計方法 182
9 3 課後練習 184
第 10 章 噪聲 185
10 1 晶體管的噪聲 185
10 1 1 熱噪聲 185
10 1 2 閃爍噪聲 188
10 1 3 噪聲帶寬 189
10 1 4 仿真實驗： MOSFET噪聲特性的標定 190
10 2 電路系統中的噪聲優化 193
10 2 1 噪聲的等效轉換 193
10 2 2 仿真實驗：五管 OTA 的噪聲優化 198
10 3 課後練習 201
第 11 章 失調與共模抑制比 202
11 1 失調的來源 202
11 1 1 隨機性失調 202
11 1 2 電路中失調因素的轉換 205
11 1 3 系統性失調 206
11 1 4 仿真實驗：五管 OTA 的輸入等效失調電壓優化 207
11 2 共模抑制比 210
11 2 1 隨機性共模抑制比 211
11 2 2 系統性共模抑制比 214
11 2 3 共模抑制比的仿真測量方法 218
11 2 4 仿真實驗：五管 OTA 的共模抑制比設計與優化 219
11 3 課後練習 223
附錄 本書 180 nm 工藝下 gm ID仿真圖 224

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