CMOS模拟集成电路分析与设计

第1章 cmos集成电路制造工艺

1.1 基本的制造工艺过程

1.1.1 衬底材料的制备

1.1.2 光刻

1.1.3 刻蚀

1.1.4 掺杂、扩散

1.1.5 化学气相淀积

1.2 双阱cmos工艺的主要流程

1.3 高压cmos器件及高低压兼容工艺

1.3.1 高压cmos器件

1.3.2 高低压兼容cmos工艺

1.3.3 高压pmos的厚栅氧刻蚀

1.3.4 高低压之间的隔离

第2章 基本mos器件物理

2.1 有源器件

2.1.1 mos晶体管结构与几何参数

2.1.2 mos管的工作原理及表示符号

2.1.3 mos管的高频小信号电容

2.1.4 mos管的电特性

2.1.5 二阶效应

.2.1.6 mos管交流小信号模型

2.1.7 有源电阻

2.2 无源器件

2.2.1 电阻

2.2.2 电容

2.3 短沟道效应

2.3.1 按比例缩小

2.3.2 短沟道效应

2.4 mos器件模型

第3章 单级放大器

3.1 共源放大器

3.1.1 无源负载共源放大器

3.1.2 有源器件作为负载

3.2 源极跟随器

3.2.1 电阻负载源极跟随器

3.2.2 电流源负载源极跟随器

3.3 共栅放大器

3.4 共源共栅极（级联级）

3.5 折叠式级联

第4章 恒流源电路

4.1 基本电流镜结构

4.2 威尔逊电流源

4.3 共源共栅电流源--高输出阻抗恒流源

4.4 低压共源共栅结构--常数vb的偏置

4.5 高输出阻抗、高输出摆幅的恒流源

4.6 高电源抑制比的电流源

4.6.1 cmos峰值电流源

4.6.2 恒定跨导电流源

第5章 差分放大器

5.1 概述

5.2 基本差分对

5.2.1 电路结构

5.2.2 差分对的共模输入及输出压摆

5.2.3 差分对的差分工作

5.3 以mos管作为负载的差分放大器

5.4 cmos差分放大器

5.4.1 工作原理

5.4.2 电路分析

5.4.3 cmos差分放大器的主要性能

5.5 模拟乘法器

5.5.1 模拟乘法器设计方法

5.5.2 直接利用双差分结构实现

第6章 放大器的频率响应

6.1 频率特性的基本概念和分析方法

6.1.1 基本概念

6.1.2 分析方法

6.2 共源极的频率响应

6.2.1 电路的零极点

6.2.2 输入阻抗

6.3 源极跟随器

6.3.1 电路的零极点

6.3.2 输入阻抗

6.3.3 输出阻抗

6.4 共栅极--电流缓冲器

6.4.1 电路的零极点

6.4.2 输入阻抗

6.5 级联放大器

6.6 cmos增益级

6.7 差分对放大器

6.7.1 cmos全差分对

6.7.2 电流镜为负载的差分对

第7章 反馈

7.1 基本概念

7.1.1 负反馈放大器的方框图及放大倍数的一般表达式

7.1.2 负反馈放大器的类型

7.2 负反馈结构

7.3 负反馈放大器的特性

7.3.1 提高放大器增益的稳定性

7.3.2 对系统的输入与输出电阻的影响

7.3.3 带宽调节

7.3.4 减小非线性失真

7.3.5 负载的影响

7.4 反馈网络的噪声效应

7.5 系统的稳定性

7.5.1 单极点系统

7.5.2 多极点系统

第8章 噪声

8.1 概述

8.1.1 噪声的描述方法

8.1.2 相关噪声源与独立噪声源

8.1.3 噪声带宽

8.2 噪声的种类

8.2.1 热噪声

8.2.2 闪烁噪声--1/f噪声

8.2.3 散粒噪声

8.3 电路中噪声的表示方式

8.3.1 噪声源表示法

8.3.2 与 的计算

8.4 单级放大器中的噪声

8.4.1 共源极

8.4.2 共栅极

8.4.3 共源共栅放大器

8.4.4 源极跟随器

8.4.5 cmos放大器的噪声

8.5 差分对中的噪声

第9章 运算放大器

9.1 概述

9.1.1 运算放大器的主要参数

9.1.2 分析运算放大器的一般步骤

9.2 单级运放

9.2.1 全差分单级运算放大器

9.2.2 单端输出运算放大器

9.3 共模反馈

9.3.1 共模电平的检测方法

9.3.2 误差比较技术

9.4 多级运放

9.4.1 两级运放

9.4.2 多级运放

9.5 运放的建立时间tset

9.5.1 物理意义

9.5.2 单级运放的转换速率

9.5.3 二级运放的转换速率

9.6 增益提高电路

9.6.1 基本增益提高电路

9.6.2 增益提高的级联运放

9.7 运放中的噪声分析

9.8 运算放大器的设计流程

第10章 运算放大器的频率补偿

10.1 稳定相位裕度

10.2 频率补偿

10.2.1 单级高增益运放的频率补偿

10.2.2 cmos多级运放的补偿

第11章 开关电容电路

11.1 概述

11.2 mos模拟开关

11.2.1 mos开关的电阻

11.2.2 mos管寄生电容的影响

11.2.3 衬偏的调制与kt/c噪声

11.3 开关电容电路的工作原理及特点

11.3.1 电荷重分配原理

11.3.2 开关电容电路的等效电阻

11.4 开关电容电路模块

11.4.1 采样维持（s/h）电路

11.4.2 增益放大模块

11.4.3 开关电容积分器

11.4.4 倍乘和单位延迟及积分/加法（或减法）电路

11.4.5 开关电容滤波器

11.4.6 开关电容共模负反馈

11.5 开关电容电路中的非理想效应

11.5.1 开关的非理想效应

11.5.2 电容的不精确

11.5.3 非理想运算放大器的影响

11.5.4 开关电容电路中的噪声

第12章 放大器的非线性失真

12.1 概述

12.1.1 非线性的定义

12.1.2 非线性的度量方法

12.2 单级放大器的非线性

12.2.1 由于管子特性引起的非线性

12.2.2 由放大器传输特性引起的非线性

12.3 差分电路的非线性

12.4 电路中器件引起的非线性

12.4.1 电容的非线性

12.4.2 mos管作为电阻的非线性

12.5 克服非线性的技术

12.5.1 原理

12.5.2 改善放大器非线性失真的实际电路

第13章 基准电压源

13.1 基本工作原理

13.1.1 与温度无关的基准

13.1.2 常见的带隙基准电压源的结构

13.2 带隙基准源各个单元的分析

13.2.1 电流镜

13.2.2 运算放大器

13.2.3 温度补偿

13.3 低电压工作的基准电压源

13.3.1 常态阈值器件的低电压基准电压源

13.3.2 结构改进型低电压基准电压源

13.4 以mos管阈值电压vth为基准的参考电压源

13.5 亚阈值区的基准电压源

13.6 多组电压源的产生

13.7 带负载能力

第14章 集成电压比较器

14.1 概述

14.1.1 基本概念

14.1.2 电压比较器的主要参数及设计要求

14.1.3 电压比较器的结构

14.2 级联倒相器结构

14.2.1 基本倒相器结构

14.2.2 典型级联倒相结构比较器

14.2.3 快速的级联结构比较器

14.3 差分输入运算放大器结构

14.3.1 静态模式

14.3.2 动态工作模式

第15章 d/a、a/d转换器

15.1 概述

15.2 数/模转换（dac）

15.2.1 工作原理

15.2.2 dac的主要性能

15.2.3 dac的种类

15.3 模/数转换电路

15.3.1 工作原理

15.3.2 性能参数

15.3.3 模/数转换器类型

第16章 振荡器与锁相环

16.1 振荡器

16.1.1 概述

16.1.2 lc振荡器

16.1.3 交叉耦合振荡器

16.1.4 科尔皮兹振荡器

16.1.5 负阻振荡器

16.1.6 移相振荡器

16.1.7 环形振荡器

16.1.8 压控振荡器

16.2 锁相环

16.2.1 锁相环结构

16.2.2 锁相环路的性能

16.2.3 锁定状态

16.2.4 频率倍增和合成

16.2.5 电荷泵锁相环

第17章 版图设计技术

17.1 版图的设计流程

17.2 工艺制约

17.3 工艺设计规则

17.4 布局与布线

17.4.1 mos器件的版图设计

17.4.2 二极管的版图设计

17.4.3 无源器件

17.4.4 布局

17.4.5 布线

17.5 封装

17.5.1 自感

17.5.2 互感

第18章 工程设计

18.1 运算放大器设计

18.1.1 放大器结构的确定

18.1.2 选择工艺参数

18.1.3 各级放大器参数的初步考虑

18.2 模数转换器adc的设计

18.2.1 目标与设计流程

18.2.2 电路结构

18.2.3 电路设计

18.2.4 总体电路设计与仿真

18.2.5 版图设计及后仿真

18.2.6 芯片测试方案

参考文献