CMOS模拟集成电路设计与仿真实例

第1 章 CMOS模拟集成电路基础

1.1 CMOS模拟集成电路的重要性

1.2 CMOS模拟集成电路设计

1.3 MOS管理论基础

1.3.1 MOS管概述

1.3.2 MOS管工作原理

1.3.3 MOS管I/V特性

1.3.4 MOS管二阶效应

1.3.5 MOS管的短沟道效应

1.4 CMOS器件模型

1.4.1 MOS管大信号模型

1.4.2 MOS管小信号模型

1.4.3 MOS管计算机仿真模型

1.5 小结

第 章 ADE概述与基本操作指引

2.1 ADE概述

2.1.1 ADE的特点

2.1.2 ADE的仿真设计方法

2.1.3 ADE与其他EDA软件的连接

2.2 ADE的基本操作

2.2.1 Cadence IC启动设置

2.2.2 ADE主窗口和选项介绍

2.2.3 设计库管理器（Library Manager）介绍

2.2.4 电路图编辑器（Schematic Editor）介绍

2.2.5 模拟设计环境（Analog Design Environment）介绍

2.2.6 波形显示窗口（Waveform）介绍

2.2.7 波形计算器窗口（Waveform Calculator）介绍

2.3 ADE库中的基本器件

2.4 ADE仿真实例

2.5 小结

第 章 ADE仿真基础与范例分析

3.1 ADE仿真功能概述

3.2 交流小信号分析

3.2.1 交流分析概述

3.2.2 交流仿真实例

3.3 瞬态仿真

3.3.1 瞬态仿真概述

3.3.2 瞬态仿真实例

3.4 直流仿真

3.4.1 直流仿真概述

3.4.2 直流仿真实例

3.5 噪声分析

3.5.1 噪声分析概述

3.5.2 噪声仿真实例

3.6 零极点分析

3.6.1 零极点分析概述

3.6.2 零极点仿真实例

3.7 S参数分析

3.7.1 S参数分析概述

3.7.2 S参数仿真实例

3.8 小结

第 章 ADE高阶分析与仿真

4.1 蒙特卡罗分析

4.1.1 蒙特卡罗分析基础

4.1.2 蒙特卡罗仿真实例

4.2 工艺角分析

4.2.1 工艺角分析基础

4.2.2 工艺角分析实例

4.3 参数分析

4.3.1 参数分析基础

4.3.2 参数分析实例

4.4 小结

第 章 运算放大器的设计与仿真

5.1 运算放大器设计基础

5.1.1 运算放大器特性和性能参数

5.1.2 运算放大器基本分类

5.2 两级运算放大器的设计与仿真

5.2.1 运算放大器设计分析

5.2.2 运算放大器交流及瞬态特性仿真

5.2.3 运算放大器其他特性仿真

5.3 低噪声低失调斩波运算放大器设计与仿真

5.3.1 斩波运算放大器基础

5.3.2 斩波运算放大器交流特性分析

5.3.3 斩波运算放大器瞬态特性分析

5.3.4 斩波运算放大器噪声特性分析

5.4 小结

第 章 功率放大器的设计与仿真

6.1 功率放大器设计基础

6.1.1 功率放大器的分类

6.1.2 功率放大器的性能参数

6.2 功率放大器的设计实例

6.2.1 直流扫描

6.2.2 偏置及稳定性分析

6.2.3 负载牵引及阻抗匹配

6.2.4 电路参数测试及优化

6.3 小结

第 章 低噪声放大器的设计与仿真

7.1 低噪声放大器设计基础

7.1.1 低噪声放大器结构

7.1.2 LNA的性能参数

7.2 低噪声放大器设计实例

7.2.1 基本电路建立

7.2.2 稳定性分析

7.2.3 噪声及阻抗匹配

7.2.4 大信号噪声仿真

7.2.5 线性度仿真

7.3 小结

第 章 混频器的设计与仿真

8.1 混频器设计基础

8.1.1 混频器基础知识

8.1.2 混频器性能参数

8.2 混频器仿真实例

8.2.1 混频器总谐波失真仿真

8.2.2 混频器噪声系数仿真

8.2.3 混频器变频增益仿真

8.2.4 混频器线性度仿真

8.3 小结

第 章 压控振荡器的设计与仿真

9.1 压控振荡器设计基础

9.1.1 压控振荡器基本原理与性能参数

9.1.2 相位噪声的特性

9.2 压控振荡器的设计

9.2.1 LC压控振荡器的电路设计

9.2.2 压控振荡器仿真

9.3 小结

第 章 混合信号电路的设计与仿真

10.1 混合信号电路基础

10.2 自动增益控制环路的设计与仿真

10.2.1 自动增益控制环路基础

10.2.2 自动增益控制环路时域仿真

10.2.3 自动增益控制环路频域仿真

10.3 逐次逼近模数转换器的设计与仿真

10.3.1 逐次逼近模数转换器基础

10.3.2 逐次逼近模数转换器时域仿真

10.3.3 逐次逼近模数转换器频域仿真

10.4 小结

附录A 数字反馈回路verilog程序

附录B 理想16位模数转换器verilogA程序

附录C 理想16位数模转换器verilogA程序

附录D 逐次逼近数字逻辑（SAR logic）

附录E 理想10b DAC verilogA程序

本书通过大量实例，由浅入深、系统地介绍了各类常用CMOS 模拟集成电路的理论知识和设计仿真方法，包括运算放大器、功率放大器、低噪声放大器、混频器、压控振荡器、自动增益控制环路和逐次逼近模数转换器等仿真实例，涵盖范围广，工程实用性强。ADE—Analog Design Environment，是美国Cadence 公司开发的模拟集成电路设计自动化仿真软件，其功能强大，仿真功能多样，包含直流仿真（DC Analysis）、瞬态仿真（Transient Analysis）、交流小信号仿真（AC Analysis）、零极点分析（PZ Analysis）、噪声分析（Noise Analysis）、周期稳定性分析（PeriodicSteady-state Analysis）和蒙特卡罗分析（MentoCarlo Analysis）等，并可对设计仿真结果进行成品率分析和优化，大大提高了复杂集成电路的设计效率。本书主要介绍利用Cadence ADE 软件进行CMOS 模拟集成电路设计的相关知识和仿真方法。内容包括CMOS 模拟集成电路基础理论、ADE 概况介绍及ADE 的各种仿真功能和实例。本书通过大量实例，由浅入深、系统地介绍了各类常用CMOS 模拟集成电路的理论知识和设计仿真方法，包括运算放大器、功率放大器、低噪声放大器、混频器、压控振荡器、自动增益控制环路和逐次逼近模数转换器等仿真实例，涵盖范围广，工程实用性强。【作者简介】陈铖颖，工作于中科院微电子所，博士，主要从事射频/模拟集成电路设计与研究，负责或参与了多项国家项目，发表论文5篇，申请专利11项。