CMOS模拟集成电路

第1章绪论

1.1模拟电路与数字电路

1.2电路抽象层次

1.3模拟集成电路设计

1.4符号标记法

1.5本章小结

第2章MOSFET器件及模型

2.1引言

2.2MOSFET器件结构

2.2.1MOSFET器件

2.2.2CMOS

2.3MOSFET器件I/V特性

2.3.1工作区

2.3.2输出特性和转移特性

2.3.3沟道长度调制效应

2.3.4体效应

2.3.5亚阈值导通效应

2.4MOSFET器件模型

2.4.1MOSFET器件的大信号模型

2.4.2MOSFET器件的小信号模型

2.4.3MOSFET器件的噪声模型

2.4.4MOSFET器件的SPICE模型

2.5MOSFET电路的SPICE仿真

2.5.1SPICE仿真基本描述

2.5.2SPICE中的基本仿真

2.6本章小结

习题

第3章CMOS电流源与电流镜

3.1引言

3.2MOSFET电流源

3.2.1简单电流源

3.2.2共源共栅电流源

3.3MOS电流镜

3.3.1基本电流镜

3.3.2共源共栅电流镜

3.3.3大摆幅的共源共栅电流镜

3.3.4威尔逊电流镜

3.4本章小结

习题

第4章基准源

4.1引言

4.2电压基准源

4.2.1分压型电压基准源

4.2.2有源电压基准源

4.2.3带隙基准源

4.3电流基准源

4.3.1基于电流镜的简单基准源

4.3.2与电源无关的电流基准源

4.3.3PTAT电流基准源

4.4本章小结

习题

第5章CMOS单级放大器

5.1引言

5.2放大器基本分析方法

5.2.1电压增益

5.2.2放大器非线性

5.3共源极放大器

5.3.1采用电阻负载的共源极放大器

5.3.2二极管连接MOS晶体管负载的共源极放大器

5.3.3采用电流源负载的共源极放大器

5.3.4CMOS推挽放大器

5.4共漏极放大器

5.5共栅极放大器

5.6共源共栅放大器

5.7本章小结

习题

第6章CMOS差分放大器

6.1引言

6.2差分工作方式

6.3基本MOS差分对

6.3.1大信号分析

6.3.2小信号分析

6.4共模响应

6.5采用有源负载的差分对

6.5.1采用电流源负载的差分对

6.5.2采用二极管连接的MOS负载的差分对

6.5.2采用MOS电流镜负载的差分对

6.6本章小结

习题

第7章CMOS放大器的频率响应

7.1引言

7.2放大器的频率响应

7.2.1低通特性

7.2.2高通特性

7.2.3带通特性

7.2.4伯德图

7.3密勒定理

7.4频率响应分析方法

7.4.1传递函数的s域分析方法——高截止频率

7.4.2传递函数的s域分析方法——低截止频率

7.4.3密勒电容方法

7.4.4零值方法

7.4.5短路方法

7.5单端放大器的频率响应

7.5.1共源极放大器

7.5.2共漏极放大器

7.5.3共栅极放大器

7.5.4共源共栅放大器

7.6差分放大器的频率响应

7.6.1全差分放大器

7.6.2电流镜作为负载的差分放大器

7.7本章小结

习题

第8章噪声

8.1引言

8.2噪声的表示

8.3噪声类型及噪声模型

8.3.1噪声类型

8.3.2集成电路器件的噪声模型

8.4电路中噪声的计算

8.4.1相关噪声源和非相关噪声源

8.4.2等效输入噪声

8.4.3MOS晶体管中的等效输入噪声源

8.4.4噪声带宽

8.5基本放大器中的噪声

8.5.1共源极放大器

8.5.2共漏极放大器

8.5.3共栅极放大器

8.5.4共源共栅放大器

8.6差分放大器中的噪声

8.7本章小结

习题

第9章反馈

9.1引言

9.2理想反馈

9.3反馈电路的特性

9.3.1增益灵敏度的降低

9.3.2输入输出阻抗的变化

9.3.3频率响应的变化

9.3.4线性度的提高

9.4反馈拓扑结构

9.5反馈结构

9.5.1串联并联反馈

9.5.2串联串联反馈

9.5.3并联并联反馈

9.5.4并联串联反馈

9.6实际反馈结构和负载的影响

9.6.1实际串联并联反馈

9.6.2实际串联串联反馈

9.6.3实际并联并联反馈

9.6.4实际并联串联反馈

9.7反馈对噪声的影响

9.8反馈电路的分析与设计

9.8.1反馈关系

9.8.2反馈放大器的分析

9.8.3反馈放大器的设计

本章小结

习题

第10章CMOS运算放大器

10.1引言

10.2运算放大器性能参数

10.2.1增益

10.2.2频率特性

10.2.3输入电阻和输出电阻

10.2.4输入失调电压

10.2.5共模输入范围

10.2.6共模抑制比

10.2.7电源抑制比

10.3单级CMOS运算放大器

10.3.1基本的单级运算放大器

10.3.2套筒式共源共栅运算放大器

10.3.3折叠式共源共栅运算放大器

10.4二级CMOS运算放大器

10.4.1基本的二级运算放大器

10.4.2采用共源共栅的二级运算放大器

10.5CMOS运算放大器输出级

10.5.1输出级电路结构分类

10.5.2共漏极A类输出级

10.5.3AB类推挽输出级

10.6全差分运算放大器与共模反馈

10.6.1全差分放大器的特性

10.6.2共模反馈

10.7转换速率

本章小结

习题

第11章稳定性与频率补偿

11.1引言

11.2稳定性分析

11.2.1稳定性问题

11.2.2闭环极点和稳定性

11.2.3环路增益和奈奎斯特稳定准则

11.2.4增益裕度和相位裕度

11.2.5相位裕度的影响

11.2.6采用伯德图的稳定性分析

11.3补偿技术

11.3.1增加主极点

11.3.2改变主极点

11.3.3密勒补偿和极点分裂

本章小结

习题

第12章比较器

12.1引言

12.2比较器的特性

12.3比较器与运算放大器

12.4比较器的阈值

12.5比较器结构

12.5.1采用运放的比较器

12.5.2推挽输出的比较器

12.5.3基于锁存器结构的比较器

12.5.4级联比较器

12.5.5离散时间比较器

12.6迟滞比较器

12.6.1反相迟滞比较器

12.6.2同相迟滞比较器

12.6.3带参考电压的迟滞比较器

12.6.4迟滞对输出电压的影响

12.7失调消除

12.7.1输出失调消除

12.7.2输入失调消除

12.7.3辅助放大器失调消除

12.8本章小结

习题

第13章开关电容电路

13.1引言

13.2基本开关电容

13.3开关电容电路拓扑结构

13.4基本单元

13.4.1运算放大器

13.4.2电容

13.4.3开关

13.4.4不交叠时钟

13.5开关电容放大器

13.6开关电容积分器

13.7开关电容电路的z域信号流图

13.8开关电容滤波器

13.9本章小结

习题

第14章DAC和ADC电路

14.1引言

14.2数模转换器（DAC）

14.2.1DAC的基本特性

14.2.2DAC的典型结构

14.3模数转换器(ADC)

14.3.1ADC的基本特性

14.3.2ADC的典型结构

14.4本章小结

习题

第15章模拟集成电路的版图设计

15.1引言

15.2MOS晶体管

15.3对称性

15.4无源器件

15.4.1电阻

15.4.2电容

15.4.3电感

15.5连线

15.6噪声及干扰

15.7本章小结

习题参考答案及解析

参考文献