深亚微米CMOS模拟集成电路设计

《深亚微米CMOS模拟集成电路设计》着眼于电路设计，首先介绍双极结型晶体管（BJT）和金属氧化物半导体（MOS）晶体管的抽象模型，然后介绍如何利用晶体管构建更大的系统。主要内容包括：运算放大器、数据转换器、奈奎斯特数据转换器、过采样数据转换器、高精度数据转换器、锁相环、频率综合和时钟恢复等。《深亚微米CMOS模拟集成电路设计》对模拟设计概念的描述将诉诸更加直观的方法而不是繁琐的公式推导。

　　《深亚微米CMOS模拟集成电路设计》可以作为工科院校相关专业高年级本科生和研究生的参考用书，也可以供半导体和集成电路设计领域技术人员阅读。

第1章放大器基础

　　1.1激励点和传递函数

　　1.2频率响应

　　1.3稳定性判据

　　1.4运算放大器用于负反馈

　　1.5相位裕度

　　1.6瞬态响应

　　1.7反馈放大器

　　1.8反馈的作用

　　1.9左半平面和右半平面零点

　　1.10反馈放大器的稳定性

　　第2章放大器的设计

　　2.1晶体管的低频抽象模型

　　2.1.1大信号

　　2.1.2小信号

　　2.1.3跨导gm和输出电阻ro

　　2.1.4小信号模型

　　2.1.5体效应

　　2.2低频激励点电阻

　　2.3电阻反射定律

　　2.4三种基本放大器组态

　　2.5九种组合放大器

　　2.5.1共源—共源结构

　　2.5.2共源—共栅结构

　　2.5.3共源—共漏结构

　　2.5.4共栅—共源、共栅—共栅、共栅—共漏结构

　　2.5.5共漏—共源结构

　　2.5.6共漏—共栅结构

　　2.5.7共漏—共漏结构

　　2.6差分对

　　2.6.1共模抑制

　　2.6.2对称的传递函数

　　2.7增益自举

　　2.7.1零极点对的约束

　　2.7.2其他增益自举的概念

　　2.8偏置

　　2.8.1最大化信号摆幅的套筒结构的偏置

　　2.8.2电流源的匹配

　　2.9电压源和电流源

　　2.9.1以VGS年△VGS为参考的电流源

　　2.9.2带隙参考

　　参考文献

　　第3章运算放大器

　　3.1运算放大器的小信号模型

　　3.2运算放大器的频率补偿

　　3.2.1并联补偿

　　3.2.2极点分裂米勒补偿

　　3.3两级米勒补偿运算放大器的相位裕度

　　3.4两级运算放大器右半平面零点的消除技术

　　3.4.1插入串联电阻

　　3.4.2利用源极跟随器形成反馈

　　3.4.3利用附加的增益级对Gm自举

　　3.5负反馈运算放大器的瞬态响应

　　3.5.1压摆率

　　3.5.2全功率带宽

　　3.6运算放大器设计举例

　　3.6.1三级套筒式运算放大器

　　3.6.2折叠套筒式运算放大器

　　3.6.3增益自举套筒式运算放大器

　　3.6.4两级运算放大器

　　3.7共模反馈

　　3.7.1共模反馈环路的要求

　　3.7.2连续时间共模反馈

　　3.8失调消除

　　3.9运算放大器的输入电容

　　3.10运算放大器的失调

　　3.11运算放大器的噪声

　　3.12运算放大器的共模抑制

　　参考文献

　　第4章数据转换器基础

　　4.1模拟数字转换器基础

　　4.1.1采样的混叠效应

　　4.1.2量化噪声

　　4.1.3信号噪声比

　　4.1.4微分和积分非线性

　　4.1.5DNL相关的低幅度失真

　　4.1.6奈奎斯特采样和过采样

　　4.2采样保持

　　4.2.1电荷注入和时钟馈通

　　4.2.2采样开关的非线性

　　4.2.3底板采样

　　4.2.4时钟自举

　　4.2.5时钟馈通效应对失调的影响

　　4.2.6kT/C噪声和时钟抖动

　　4.3并行模拟数字转换器

　　4.3.1回踢噪声和火花噪声

　　4.4比较器

　　4.4.1前置放大器

　　4.4.2再生式锁存器

　　4.4.3比较器的设计

　　4.5模拟数字转换器的测试

　　4.6平均和插值技术

　　4.6.1失调平均

　　4.6.2插值

　　4.7低电压电路技术

　　4.7.1模拟电源电压的下限

　　4.7.2开关运算放大器技术

　　4.7.3电流模电路技术

　　4.8数字模拟转换器基础

　　4.8.1数字模拟转换器精度的考虑

　　4.8.2压摆率的限制

　　4.8.3码字相关的时间常数

　　4.8.4毛刺

　　4.8.5数字码同步时钟的抖动

　　参考文献

　　第5章奈奎斯特数据转换器

　　5.1模拟数字转换器的架构

　　5.2斜率式模拟数字转换器

　　5.3逐次逼近模拟数字转换器

　　5.3.1精度考虑

　　5.3.2基于R+C、C+R、C+C组合的数字模拟转换器的逐次逼近模拟数字转换器

　　5.4子区间和多步式模拟数字转换器

　　5.4.1余差信号

　　5.4.2多步结构和流水线结构

　　5.5流水线模拟数字转换器

　　5.5.1余差曲线

　　5.5.2电容阵列式乘法及数字模拟转换器

　　5.5.3精度考虑

　　5.5.4数字校正

　　5.5.5一般化的N比特流水线级

　　5.5.6三个参考电压的乘法及数字模拟转换器

　　5.5.7电容匹配

　　5.5.8运算放大器的增益要求

　　5.5.9运算放大器的带宽要求

　　5.5.10噪声的设计考虑

　　5.5.11级电路的最佳分辨率

　　5.5.12逐级缩减的流水线模拟数字转换器

　　5.5.13无采样保持的流水线模拟数字转换器

　　5.6折叠式模拟数字转换器

　　5.6.1精度考虑

　　5.6.2级联折叠

　　5.7其他模拟数字转换器

　　5.7.1算术模拟数字转换器

　　5.7.2时间交织模拟数字转换器

　　5.7.3运算放大器共享的模拟数字转换器

　　5.7.4低电压低功耗的动态电路设计

　　5.7.5时域模拟数字转换器

　　5.8分立的数字模拟转换器

　　5.8.1电阻串型数字模拟转换器

　　5.8.2电流舵数字模拟转换器

　　5.8.3单调的分段数字模拟转换器

　　参考文献

　　第6章过采样数据转换器

　　6.1反馈环路中的量化器

　　6.1.1用在反馈环中的有源滤波器

　　6.1.2环路稳定性

　　6.1.3量化噪声整形

　　6.1.4环路滤波器及其带宽的要求

　　6.2△∑调制器

　　6.2.1量化误差估计

　　6.2.2量化误差整形

　　6.2.3信号对量化噪声比

　　6.2.4稳定性和积分器的过载

　　6.3高阶调制器架构

　　6.3.1直接级联多反馈环路式结构

　　6.3.2单反馈环路式结构

　　6.3.3级联式调制器

　　6.4离散时间和连续时间调制器的比较

　　6.5离散时间调制器的设计

　　6.5.1开关电容积分器

　　6.5.2多比特积分器和乘法及数字模拟转换器

　　6.5.3多反馈电平的数字模拟转换器

　　6.5.4设计考虑

　　6.5.5宽带调制器

　　6.6带通调制器设计

　　6.7连续时间调制器设计

　　6.7.1连续时间△∑调制器

　　6.7.2内在的抗混叠和干扰信号滤除机制

　　6.7.3数字模拟转换器输出脉冲位置和宽度的抖动

　　6.7.4电流数字模拟转换器和开关电容数字模拟转换器

　　6.7.5开关电容数字模拟转换器中的积分器

　　6.7.6量化器的亚稳态

　　6.7.7连续时间调制器的架构

　　6.7.8积分器的设计考虑

　　6.7.9跨导—电容积分器

　　6.7.10电阻—电容积分器

　　6.7.1l反馈路径的设计

　　6.7.12滤波器时间常数的校准

　　6.8内插式过采样数字模拟转换器

　　6.8.1利用△∑调制器做数字信号的截断

　　6.8.2单比特或多比特数字模拟转换器

　　6.8.3单片集成的过采样数字模拟转换器

　　6.8.4模拟信号重建滤波的要求

　　参考文献

　　第7章高精度数据转换器

　　7.1模拟数字转换器的非线性

　　7.1.1流水线模拟数字转换器中非精确的余差信号

　　7.1.2失码和非单调性

　　7.2高精度模拟数字转换器设计的发展

　　7.2.1器件尺寸和电源电压等比例缩减

　　7.2.2宽带高无杂散动态范围的应用

　　7.2.3高精度模拟数字转换器的设计技术

　　7.2.4本质线性的模拟技术

　　7.2.5逐次逼近寄存器模拟数字转换器的自校准

　　7.3模拟数字转换器的数字校准

　　7.3.1数字校准的概念

　　7.3.2乘法及数字模拟转换器中电容误差的校准

　　7.3.3乘法及数字模拟转换器的线性增益误差校准

　　7.3.4乘法及数字模拟转换器的非线性增益误差校准

　　7.4模拟数字转换器的数字校准

　　7.4.1电容误差的后台测量

　　7.4.2基于伪随机扰动的增益误差测量

　　7.4.3伪随机扰动方法的限制因素

　　7.4.4依赖信号的伪随机扰动方法

　　7_5校准增益非线性的数字信号处理方法

　　7.5.1弱非线性增益误差

　　7.5.2利用伪随机扰动测量增益非线性项

　　7.5.3利用信号相关法进行测量

　　7.5.4多级伪随机扰动

　　7.5.5后台误差测量的精度考虑

　　7.6利用迫零最小均方根反馈法进行校准

　　7.6.1最小均方根反馈的概念

　　7.6.2自修正

　　7.6.3数字后台校准中的自适应最小均方根算法

　　7.7时间交织型模拟数字转换器的校准

　　7.7.1失调失配

　　7.7.2增益失配

　　7.7.3采样时刻误差

　　7.8连续时间△∑调制器的校准

　　7.8.1流水线结构和连续时间△∑调制器的比较

　　7.8.2级联△∑调制器中的噪声泄漏

　　7.8.3连续时间—离散时间变换

　　7.8.4积分器的连续时间—离散时间变换

　　7.8.5谐振器的连续时间—离散时间变换

　　7.8.6半时钟周期延迟效应

　　7.8.7单环连续时间△∑调制器的噪声传递函数

　　7.8.8连续时间级联△∑调制器的噪声消除函数

　　7.8.9连续时间级联△∑调制器的信号传递函数和内建抗混叠特性

　　7.8.10连续时间级联△∑调制器的噪声泄漏消除

　　7.8.11运算放大器有限直流增益和带宽的影响

　　7.9电流舵数字模拟转换器的校准

　　7.9.1数字模拟转换器的静态非线性误差

　　7.9.2数字模拟转换器的动态非线性误差

　　7.9.3反馈环路中的数字模拟转换器

　　参考文献

　　……

　　第8章锁相环基础

　　第9章频率综合和时钟恢复