CMOS集成电路设计手册

目　录

第1章　电流镜　1

1．1　基本电流镜　1

1．1．1　长沟道设计　1

1．1．2　电流镜中的电流匹配　3

1．1．3　电流镜的偏置　8

1．1．4　短沟道设计　15

1．1．5　温度特性　19

1．1．6　亚阈值区的偏置　23

1．2　共源共栅电流镜　24

1．2．1　简单共源共栅　24

1．2．2　低压(宽摆幅)共源共栅　27

1．2．3　宽摆幅短沟道设计　30

1．2．4　调节漏极电流镜　33

1．3　偏置电路　35

1．3．1　长沟道偏置电路　35

1．3．2　短沟道偏置电路　38

1．3．3　小结　40

第2章　放大器　45

2．1　栅-漏短接有源负载　45

2．1．1　共源放大器　45

2．1．2　源跟随器(共漏放大器)　58

2．1．3　共栅放大器　59

2．2　电流源负载放大器　60

2．2．1　共源放大器　60

2．2．2　共源共栅放大器　75

2．2．3　共栅放大器　79

2．2．4　源跟随器(共漏放大器)　79

2．3　推挽放大器　88

2．3．1　直流工作与偏置　89

2．3．2　小信号分析　91

2．3．3　失真　93

第3章　差分放大器　101

3．1　源端耦合对　101

3．1．1　直流工作　101

3．1．2　交流工作　108

3．1．3　共模抑制比　111

3．1．4　匹配考虑　114

3．1．5　噪声　116

3．1．6　压摆率限制　　117

3．2　源端交叉耦合对　117

电流源负载　121

3．3　共源共栅负载(套简式差分放大器)　123

3．4　宽摆幅差分放大器　126

3．4．1　电流差分放大器　127

3．4．2　恒定跨导差分放大器　128

第4章　电压基准源　135

4．1　MOSFET-电阻型电压基准源　135

4．1．1　电阻-MOSFET型分压器　136

4．1．2　MOSFET型分压器　139

4．1．3　自偏置电压基准源　140

4．2　寄生二极管型基准源　147

4．2．1　长沟道BGR设计　151

4．2．2　短沟道BGR设计　158

第5章　运算放大器I　165

5．1　二级运放　165

5．2　带输出缓冲器的运算放大器　186

5．3　运算跨导放大器　190

5．4　增益提升　203

5．5　几个实例及讨论　207

第6章　动态模拟电路　225

6．1　MOSFET开关　225

6．2　全差分电路　232

全差分采样-保持　234

6．3　开关电容电路　238

开关电容积分器　240

开关电容积分器的精确频率响应　245

6．4　电路实例　249

第7章　运算放大器　II　259

7．1　基于功耗和速度的偏置选择　259

7．1．1　器件特性　260

7．1．2　偏置电路　261

7．2　基本概念　263

7．3　基本运算放大器设计　272

7．4　采用开关电容CMFB的运算放大器设计　292

第8章　非线性模拟电路　　307

8．1　基本CMOS比较器的设计　307

8．1．1　对比较器进行表征　313

8．1．2　钟控比较器　316

8．1．3　再讨论输入缓冲器　317

8．2　自适应偏置　318

8．3　模拟乘法器　321

8．3．1　四管乘子(Multiplying Quad)　322

8．3．2　采用平方电路实现乘法器　326

第9章　数据转换器基础　329

9．1　模拟信号和离散时间信号　329

9．2　模拟信号转换为数字信号　330

9．3　采样-保持的性能指标(Sample and Hold，S/H)　332

9．4　数模转换器的性能指标　335

9．5　模数转换器的性能指标　344

9．6　混合电路的版图问题　354

第10章　数据转换器结构　361

10．1　DAC的结构　361

10．1．1　数字输入编码　361

10．1．2　电阻串型DAC　362

10．1．3　R-2R梯形网络型DAC　366

10．1．4　电流导引型DAC　369

10．1．5　电荷比例型DAC　373

10．1．6　循环型DAC　377

10．1．7　流水线型DAC　378

10．2　ADC的结构　379

10．2．1　全并行型ADC　380

10．2．2　两步全并行型ADC　384

10．2．3　流水线型ADC　388

10．2．4　积分型ADC　391

10．2．5　逐次逼近型ADC　395

10．2．6　过采样型ADC　400

第11章　数据转换器实现　415

11．1　DAC的R-2R技术　415

11．1．1　电流模R-2R DAC　416

11．1．2　电压模R-2R DAC　417

11．1．3　宽摆幅电流模R-2R DAC　419

11．1．4　不采用运算放大器时的拓扑　431

11．2　数据转换器中使用运算放大器　437

11．2．1　运算放大器增益　439

11．2．2　运算放大器单位增益频率　440

11．2．3　运算放大器失调　441

11．3　ADC实现　444

11．3．1　S/H的实现　444

11．3．2　循环ADC　450

11．3．3　流水线ADC　458

第12章　反馈放大器　489

12．1　反馈方程　489

12．2　放大器设计中负反馈的特性　490

12．2．1　增益的倒灵敏度　491

12．2．2　扩展带宽　491

12．2．3　减小非线性失真　493

12．2．4　输入和输出阻抗控制　493

12．3　识别反馈拓扑结构　494

12．3．1　输入混合　495

12．3．2　输出采样　496

12．3．3　反馈网络　496

12．3．4　计算开环参数　500

12．3．5　计算闭环参数　501

12．4　电压放大器(串联-并联反馈)　502

12．5　跨阻放大器(并联-并联反馈)　508

用栅-漏电阻构成简单反馈　514

12．6　跨导放大器(串联-串联反馈)　517

12．7　电流放大器(并联-串联反馈)　521

12．8　稳定性　523

返回比　526

12．9　设计实例　529

12．9．1　电压放大器　529

12．9．2　一个跨阻放大器　532

附录　543

量纲　543

物理常量　543

平方律公式　544

《CMOS集成电路设计手册》讨论了CMOS电路设计的工艺、设计流程、EDA工具手段以及数字、模拟集成电路设计，并给出了一些相关设计实例，内容介绍由浅入深。该著作涵盖了从模型到器件，从电路到系统的全面内容，是一本权威的、综合的CMOS电路设计的工具书及参考书。
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