本书以电路为轴线,从基础到复杂,从纯粹的模拟集成电路到数模混合 信号集成电路,重点介绍模拟集成电路和数模混合信号集成电路中基本电 路的概念、工作原理、电路分析和设计。全书共10章:第1章介绍在系统集 成时代的模拟集成电路;第2章介绍模拟集成电路中的器件,包括双极型晶 体管、MOS管、集成电阻、集成电容和片上电感;第3章以带隙基准源和电 流镜为重点,分析了参考电压源和参考电流源电路,其中对温度补偿技术进 行了详细分析;第4、5章介绍了 CMOS放大器的分析和设计;第6章介绍了 双极型和CMOS模拟乘法器电路;第1章介绍了无源、有源和开关电容滤波 器电路;第8章介绍了模/数转换电路的概念、体系结构、分析和设计实例; 第9章介绍了过采样2A模/数转换技术和过采样SAADC分析与设计;第 10章介绍了锁相环的基本概念、性能指标、分析模型及其两个应用——频 率综合和数据时钟恢复(CDR)电路。
样章试读
目录
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丛书序
第二版前言
第一版前言
第1章 在系统集成时代的模拟集成电路 1
1.1 我们生活在模拟世界中 1
1.2 在系统集成时代的模拟集成电 1
1.3 模拟集成电路设计工具、设计方法和设计流程 3
1.4 模拟集成电路的工艺技术 5
1.5 模拟集成电路的发展方向:高速、高精度、低电源和低功耗 5
参考文献 6
思考题与习题 7
第2章 模拟集成电路中的器件 8
2.1 双极型晶体管 8
2.2 横向PNP晶体管 14
2.3 MOS管 17
2.4 集成电阻 23
2.4.1 扩散电阻 24
2.4.2 扩散致窄电阻 25
2.4.3 外延电阻 25
2.4.4 离子注人电阻 26
2.4.5 薄膜电阻 26
2.4.6 电阻的修正 26
2.4.7 CMOS工艺中的电阻 26
2.4.8 电阻的版图设计 28
2.5 集成电容 29
2.5.1 结电容 29
2.5.2 MOS电容 29
2.5.3 MMC电容 30
2.5.4 电容的版图设计 30
2.6 片上电感 30
参考文献 38
思考题与习题 38
第3章 参考电压源和参考电流源 40
3.1 电流镜 40
3.2 基准 41
3.2.1 用齐纳二极管作参考电压 42
3.2.2 采用VBE实际偏置 42
3.2.3 利用带隙基准源作基准 43
3.2.4 与温度成正比的(PTAT)参考电压源 45
3.3 参考电源的温度补偿 45
3.4 在CMOS工艺中实用化的带隙基准源 47
3.5 带有高阶温度补偿的带隙基准源 49
参考文献 51
思考题与习题 51
第4章 CMOS单级放大器 54
4.1 CMOS共源放大器 54
4.1.1 带电阻负载的共源放大器 54
4.1.2 用恒流源作负载的CMOS共源放大器 59
4.1.3 用栅漏短接的MOS管作负载的共源放大器 60
4.1.4 带负反馈的共源放大器 61
4.2 共栅极放大器 63
4.2.1 输入输出特性曲线 63
4.2.2 交流小信号参数 64
4.2.3 频率特性 65
4.2.4 噪声特性 66
4.3 共源共栅放大器 66
4.3.1 输入输出特性曲线 67
4.3.2 交流小信号参数 67
4.3.3 频率特性 69
4.3.4 噪声特性 70
4.4 源极跟随器 71
4.4.1 输入输出特性曲线 71
4.4.2 交流小信号参数 71
4.4.3 频率特性 72
4.4.4 噪声特性 73
4.5 CMOS差分放大器 73
4.5.1 差分放大器的工作原理 73
4.5.2 差分放大器的交流小信号参数 75
4.5.3 CMOS差分放大器性能分析 77
4.5.4 CMOS差分放大器的性能参数 79
4.5.5 差分放大器的特性 87
参考文献 89
思考题与习题 89
第5章 CMOS运算放大器 91
5.1 运算放大器的应用及基本性能参数 91
5.1.1 运算放大器的应用 91
5.1.2 运算放大器的基本性能参数 93
5.2 两级电压放大器的分析和设计 95
5.2.1 负反馈系统的稳定性判据 95
5.2.2 常用的频率补偿方法 96
5.2.3 两级电压放大器的设计 99
5.2.4 运放的性能仿真 105
5.3 共源共栅型放大器 107
5.3.1 基本共源共栅型放大器的分析 107
5.3.2 几种增益提高方法 112
5.3.3 —种增益自举型OTA的设计实例115
5.4 电流镜型放大器 119
5.4.1 电流镜型放大器的基本性能参数分析 119
5.4.2 建立时间和稳定状态的分析 122
5.4.3 高速运算放大器的实例 127
5.5 其他类型的运算放大器 129
5.5.1 轨到轨放大器的输入级 129
5.5.2 轨到轨放大器的输出级 131
参考文献 133
思考题与习题 133
第6章 模拟乘法器 137
6.1 双极型模拟乘法器 137
6.1.1 双极型模拟乘法器的工作原理 137
6.1.2 双极型模拟乘除器电路分析和设 139
6.2 CMOS模拟乘法器 140
6.3 乘除器的性能参数 142
参考文献 142
思考题与习题 143
第7章 滤波器 144
7.1 滤波器的基本概念 144
7.2 几种常用滤波器的传输函数和特性 145
7.2.1 巴特沃思低通滤波器 146
7.2.2 切比雪夫低通滤波器 146
7.2.3 椭圆低通滤波器 147
7.3 无源滤波器 148
7.4 连续时间滤波器 149
7.5 开关电容滤波器 157
7.5.1 用开关电容来逼近电阻 157
7.5.2 电容的制备 158
7.5.3 积分器 158
7.5.4 利用积分器设计滤波器分析 159
参考文献 163
考题与习题 163
第8章 奈奎斯特型数据转换器 169
8.1 奈奎斯特型数据转换器的基本原理及概念 169
8.1.1 数据转换器的发展历史 169
8.1.2 数据转换器的基本原理和性能指标 172
8.1.3 数据转换器设计的基本原则 188
8.2 数/模转换器 189
8.2.1 D/A转换器的基本类型 189
8.2.2 D/A转换器的设计基础 192
8.2.3 D/A转换器的设计实例 193
8.3 模/数转换器 212
8.3.1 快闪结构A/D转换器 212
8.3.2两步结构模/数转换器 216
8.3.3 逐次逼近型模/数转换器 218
8.3.4 流水线结构模/数转换器 219
8.3.5 并行结构模/数转换器 226
8.3.6 一个10位流水线操作CMOS A/D变换器的设计 227
参考文献 250
思考题与习题.251
第9章 过采样EA模/数转换器 253
9.1 2A调制器的工作原理和基本概念 254
9.1.1 过采样254
9.1.2 *△调制器的工作原理及性能 254
9.1.3 *△调制器的特性 258
9.2 *△调制器的体系结构 259
9.2.1 单环高阶*△调制器 259
9.2.2 级联*△调制器 263
9.2.3 采用多位量化器的*△调制器 268
9.3 电路的非理想特性及噪声对*△调制器性能的影响 272
9.3.1 积分器的非理想特性 272
9.3.2 比较器的非理想特性 277
9.3.3 电路噪声277
9.4 2A调制器的设计过程及设计实例 277
9.5 降采样滤波器 281
参考文献 287
思考题与习题 288
第10章 锁相环 290
10.1 锁相环的基本概念 290
10.2 锁相环的性能指标 290
10.2.1 相位噪声 290
10.2.2 抖动 291
10.2.3 相位噪声与抖动的关系 291
10.2.4 锁相环的瞬态响应时间 292
10.2.5 锁相环的线性分析 292
10.3 锁相环的基本模块 295
10.3.1 鉴相器 295
10.3.2 压控振荡器 304
10.3.3 环路滤波器 312
10.4 锁相环的噪声分析 315
10.5 锁相环的应用 316
10.5.1 频率综合器 316
10.5.2 时钟数据恢复 317
参考文献 324
思考题与习题 325
索引 328