CMOS模拟集成电路与系统设计

第一章绪论

1.1模拟电路与芯片级集成系统

1.1.1 CMOS模拟电路缘起

mos管是金属(metal)—氧化物(oxid)—半导体(semiconductor)场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。MOS管的source和drain是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。

1.1.2 模拟电路在芯片级集成系统中的作用

1.1.3模拟集成电路与生物学

1.1.4芯片学的未来

1.2模拟集成电路设计旨要

1.2.1模拟电路设计的科学性与工匠性

1.2.2 电学设计

1.2.3物理设计

1.3有关问题说明

1.3.1 热点问题与本书着重点

1.3.2 内容安排

1.3.3字符、符号使用说明

第二章CMOS集成电路基本器件

2.1 CMOS集成电路物理结构及制作过程

2.1.1 物理结构和基本制作过程

2.1.2　制造工艺分类

2.2　PN结二极管

二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)，另外，还有早期的真空电子二极管；它是一种具有单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的转导性。一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。当外加电压等于零时，由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性。

2.2.1基本电流电压特性

2.2.2 击穿特性

2.2.3 PN结二极管电容

2.2.4 PN结二极管噪声

2.2.5 PN结二极管温度特性

2.3 MOS晶体管电流一电压特性

2.3.1 MOS晶体管基本结构和工作原理

2.3.2 MOS晶体管特性的数学描述

2.3.3 沟道强反型模型

2.3.4 沟道弱反型模型

2.3.5 深亚微米MOS管特性

……

第三章　基本单元电路

第四章　运算放大器

第五章　连续时间滤波器

第六章　天关电容电路

第七章　过采样数据转换器

本书主要参考书目

本书较系统、详细地讲解了CMOS模拟集成电路的有关基本概念、原理及设计方法。全书内容共七章，主要介绍CMOS电路的基本问题。具体包括：基本器件，基本模块电路，放大器，连续时间滤波器，开关电容电路，过采样数据转换器。本书可作为高等院校相关专业师生的教学用书，也可供相关科研、设计人员参阅。

期待多年之后，备受尊敬的两位作者Phillip E. Allen和Douglas R.Holberg又为读者奉上了经典教材《CMOS模拟集成电路设》的第二版。作者从CMOS技术的前沿出发，将他们丰富的实践经验与教学经验相结合，对CMOS模似电路设计的原理和技术给出了深入和详尽的论述，本书有两个主要目标：

将理论和实践完美结事，在内容处理上既不肤浅也不拘泥于细节；

使读者能够应用层次化设计的方法进行模拟集成电路设计；

第二版中讲到的多数技术和原理在过去的十年中已经介绍给了工业界的读者，他们提出的问题和需求对本书的修订起了很大的作用，从而使新版教材成为更有价值的工程技术人员的参考书。

本书的特点是独特的设计方法，该方法可使读者一步一步地经历创建实际电路的过程，并能够分析复杂的设计问题。本书详细计论了容易被忽略的问题，同时有意识地谈化了双极型模拟电路，因为CMOS是模拟集成电路设计的主流工艺。本书适用于具有一定基础电子学背景知识的高年级本科生和研究生，这些知识主要包括：偏置、建模、电路分析和频率响应。本书提供了一个完整的设计流程图，使读者能够用CMOS技术完成模拟电路设计。

《CMOS模拟集成电路设计》（第2版）（英文版）是模拟集成电路设计课的一本经典教材。全书共分5个部分。主要介绍了模拟集成电路设计的背景知识、基本MOS半导体制造工艺、CMOS技术、CMOS器件建模，MOS开关、MOS二极管、有源电阻、电流阱和电流源等模拟CMOS分支电路，以及反相器、差分放大器、共源共栅放大器、电流放大器、输出放大器等CMOS放大器的原理、特性、分析方法和设计，CM0S运算放大器、高性能CMOS运算放大器、比较器，开关电容电路、D/A和A/D变换器等CMOS模拟系统的分析方法、设计和模拟等内容。

该书可作为高等学校电子工程、微电子学、计算机科学、电机工程与应用电子技术等专业的的教科书，以及有关专业的选修课教材或研究生教材、教学参考书；也可作为在职的模拟集成电路设计工程师或与模拟集成电路设计有关的工程师的进修教材或工程设计参考书。

本书分析了CMOS模拟集成电路设计理论与技术,全书由18章组成。从CMOS集成电路的工艺着手,介绍了CMOS模拟集成电路的基础,即MOS器件物理以及高阶效应,然后分别介绍了模拟集成电路中的各种电路模块:基本放大器、恒流源电路、差分放大器、运算放大器、基准电压源、开关电容电路、集成电压比较器、数/模转换与模/数转换以及振荡器与锁相环等。另外,在第6章、第7章与第10章中还特别介绍了CMOS模拟集成电路的频率响应、稳定性、运算放大器的频率补偿及其反馈电路特性,在第8章与第12章中还分析了噪声与非线性。

本书作为CMOS模拟集成电路的教材,可供本科生高年级与研究生使用,也可供从事相关专业的技术人员参考。