第一部分 CMOS基础

第1章 概述

1.1 CMOS集成电路的设计流程

1.2 在Windows环境下使用LASI软件

1.2.1 LASI中的单元

1.2.2 浏览LASI的画图窗口

1.2.3 添加对象

1.2.4 编辑对象

1.2.5 放置单元

1.2.6 常见问题

1.3 MOSIS

参考文献

习题

第2章 阱

2.1 衬底

2.1.1 图形转移

2.1.2 n阱图形的转移

2.2 n阱的版图设计

2.2.1 n阱的设计规则

2.2.2 LasiDrc程序的使用

2.3 n阱电阻阻值的计算

2.4 n阱／p衬底二极管

2.4.1 耗尽层电容

2.4.2 存储电容

2.4.3 SPICE建模

2.5 n阱的RC延迟

参考文献

习题

第3章 金属层

3.1 压焊点

3.1.1 压点的版图设计

3.1.2 压点的设计规则

3.2 金属层的版图设计

3.2.1 金属层的设计规则

3.2.2 与金属层相关的寄生效应

3.2.3 电流承载极限

3.2.4 与通孔层相关的寄生效应

3.3 串扰和地线扰动

3.4 层级化的版图设计

参考文献

习题

第4章 有源区层和多晶硅层

4.1 设计规则

4.1.1 n+/p＋有源区的设计规则

4.1.2 polyl的设计规则

4.2 标准单元框的版图

4.3 有源区层的图形转移

4.4 MOSFET的版图

参考文献

习题

第5章 MOSFET

5.1 MOSFET电容

5.1.1 情形一：积累

5.1.2 情形二：耗尽

5.1.3 情形三：强反型

5.1.4 小结

5.2 阈值电压

5.3 MOSFET的I-V特性

5.3.1 工作于线性区的MOSFET

5.3.2 工作于饱和区的MOSFET

5.4 MOSFET的SPICE模型

5.4.1 Level 1模型中与VTHN相关的参数

5.4.2 Level 1模型中与跨导相关的参数

5.4.3 与源／漏注入区相关的SPICE模型参数

5.4.4 MOSFET的版图

参考文献

习题

第6章 BSIM SPICE模型

6.1 BSIM1模型参数

6.2 BSIM1直流公式

6.2.1 阈值电压

6.2.2 漏电流

6.2.3 亚阈值电流

6.3 短沟道MOSFET

6.3.1 MOSFET的按比例缩小

6.3.2 短沟道效应

6.4 BSIM3 SPICE模型

6.5 收敛性

参考文献

习题

第7章 CMOS无源元件

7.1 第二层多晶硅

7.1.1 多晶硅电容的设计规则

7.1.2 多晶硅电容的寄生效应

7.1.3 其他类型的电容

7.2 电阻、电容与温度和电压的关系

7.2.1 电阻

7.2.2 电容

7.3 电阻的噪声

参考文献

习题

第8章 用LasiCkt做设计验证

8.1 LasiCkt基础

8.2 反相器

8.3 用LasiCkt做设计验证

8.4 更高层级的单元：OR门

参考文献

第9章 MOSFET的模拟模型

9.1 MOSFET的低频模型

9.2 MOSFET的高频模型

9.3 MOSFET的温度效应

9.4 MOSFET的噪声

参考文献

习题

第10章 MOSFET的数字模型

10.1 MOSFET的数字模型

10.1.1 电容的影响

10.1.2 MOS管的时间常数

10.1.3 延迟时间和转换时间

10.2 串联连接的MOSFET

10.2.1 串联MOSFET的直流特性

10.2.2 串联MOSFET的延迟

参考文献

习题

课堂训练项目

第二部分 CMOS数字电路

第11章 反相器

11.1 直流特性

11.1.1 噪声容限

11.1.2 反相器的转换点

11.2 开关特性

11.2.1 环路振荡器

11.2.2 动态功耗

11.3 反相器的版图

11.4 驱动大电容负载时反相器的设计

11.4.1 分布式驱动器

11.4.2 驱动较长的互连线

11.5 其他类型的反相器

11.5.1 仅由NMOS管构成的输出驱动器

11.5.2 三态输出反相器

11.5.3 自举NMOS反相器

参考文献

习题

第12章 静态逻辑门

12.1 NAND和NOR逻辑门的直流特性

12.1.1 NAND逻辑门的直流特性

12.1.2 NOR逻辑门的直流特性

12.2 NOR门和NAND门的版图设计

12.3 开关特性

12.3.1 NAND门

12.3.2 输入信号的数目

12.4 复杂的CMOS逻辑门

12.4.1 级联电压开关逻辑

12.4.2 差分分级逻辑

12.4.3 三态输出

参考文献

习题

第13章 传输门和触发器

13.1 传输管

13.2 CMOS传输门

13.2.1 CMOS传输门的版图设计

13.2.2 传输门的级联

13.3 传输门的应用

13.4 触发器

参考文献

习题

第14章 动态逻辑电路

14.1 动态电路基础

14.1.1 电荷泄漏

14.1.2 动态电路的仿真

14.1.3 不交迭时钟的产生

14.1.4 动态电路中的CMOS传输门

14.2 时钟控制的CMOS逻辑

参考文献

习题

第15章 VLSI版图设计

15.1 VLSI版图

15.2 版图设计流程

参考文献

习题

第16章 BiCMOS逻辑门

16.1 结型隔离的双极晶体管版图

16.2 NPN晶体管模型

16.3 BiCMOS反相器

16.4 其他的BiCMOS逻辑门

16.5 BiCMOS电平转换电路

参考文献

习题

第17章 存储电路

17.1 RAM存储单元

17.1.1 DRAM存储单元

17.1.2 SRAM存储单元

17.2 灵敏放大器

17.3 行／列译码器

17.4 DRAM的工作时序

17.5 现代DRAM电路

17.5.1 DRAM存储单元的版图设计

17.5.2 折叠位线结构和开放位线结构

17.6 其他类型的存储单元

参考文献

习题

第18章 专用数字电路

18.1 施密特触发器

18.1.1 施密特触发器的设计

18.1.2 开关特性

18.1.3 施密特触发器的应用

18.1.4 高速施密特触发器

18.2 多频振荡器

18.2.1 单稳态多频振荡器

18.2.2 非稳态多频振荡器

18.3 电压产生电路

18.3.1 提高效率

18.3.2 更高电压的产生

18.3.3 实例

参考文献

习题

第19章 数字锁相环

19.1 鉴相器

19.1.1 XOR鉴相器

19.1.2 鉴频鉴相器

19.2 压控振荡器

19.2.1 电流饥饿型VCO

19.2.2 源耦合VCO

19.3 环路滤波器

19.3.1 XOR DPLL

19.3.2 鉴频鉴相器DPLL

19.4 系统考虑

19.5 延迟锁环

参考文献

习题

第三部分 CMOS模拟电路

第20章 电流源和电流沉

20.1 电流镜

20.1.1 共源共栅接法

20.1.2 敏感度分析

20.1.3 温度特性

20.1.4 瞬态响应

20.1.5 简单电流镜的版图

20.1.6 电流镜中的匹配问题

20.2 其他类型的电流源／沉

参考文献

习题

第21章 基准源

21.1 分压器

21.1.1 电阻-MOS管型分压器

21.1.2 MOS管型分压器

21.2 自偏置电流源

21.2.1 以阈值电压为基准的自偏置电路

21.2.2 以二极管为基准的自偏置电路

21.2.3 以热电压为基准的自偏置电路

21.3 带隙基准电压源

21.4 β倍乘的基准自偏置电路

21.4.1 一个基准电压源

21.4.2 工作在亚阈区的电流源／沉

参考文献

习题

第22章 放大器

22.1 栅漏短接的有源负载

22.1.1 共源放大器

22.1.2 源跟随器

22.1.3 共栅放大器

22.2 电流源做负载的放大器

22.2.1 共源共栅电流源／沉做负载的放大器

22.2.2 推挽放大器

22.3 放大器的噪声和失真

22.4 甲乙类放大器

参考文献

习题

第23章 反馈放大器

23.1 反馈方程

23.2 放大器设计中的负反馈特性

23.2.1 增益的倒灵敏度

23.2.2 扩展带宽

23.2.3 减小非线性失真

23.2.4 输入和输出电阻的控制

23.3 反馈的类型

23.3.1 输入混合

23.3.2 输出采样

23.3.3 反馈电路

23.3.4 计算开环参数

23.3.5 计算闭环参数

23.4 电压放大器（串联-并联反馈）

23.5 跨阻放大器（并联-并联反馈）

23.6 跨导放大器（串联-串联反馈）

23.7 电流放大器（并联-串联反馈）

23.8 稳定性

参考文献

习题

第24章 差分放大器

24.1 源端耦合对

24.1.1 电流源负载

24.1.2 共模抑制比

24.1.3 噪声

24.1.4 匹配考虑

24.2 源端交叉耦合对

24.3 共源共栅负载

24.4 宽摆幅差分放大器

24.4.1 电流差分放大器

24.4.2 恒定跨导的差分放大器

参考文献

习题

第25章 运算放大器

25.1 基本CMOS运算放大器的设计

25.1.1 运算放大器的特性

25.1.2 无缓冲级的运算放大器的补偿

25.1.3 共源共栅输入级的运算放大器

25.2 运算跨导放大器

25.2.1 宽摆幅OTA

25.2.2 折叠共源共栅OTA

25.3 差分输出的运算放大器

25.3.1 全差分折叠共源共栅OTA

25.3.2 增益提升

参考文献

习题

第四部分 混合信号电路

第26章 非线性模拟电路

26.1 基本的CMOS比较器的设计

26.2 偏置自适应

26.3 模拟乘法器

26.3.1 四管乘子

26.3.2 电压平移

26.3.3 采用平方电路实现乘法器

参考文献

习题

第27章 动态模拟电路

27.1 MOS开关

27.2 开关电容电路

27.3 其他几个动态电路的实例

参考文献

习题

第28章 数据转换器基础

28.1 模拟信号和数字信号

28.2 把模拟信号转换为数字信号

28.3 采样-保持电路

28.4 数模转换器的性能指标

28.5 模数转换器的性能指标

28.6 数模混合电路的版图设计

参考文献

习题

第29章 数据转换器结构

29.1 DAC的结构

29.1.1 数字输入编码

29.1.2 电阻串DAC

29.1.3 R-2R梯形网络DAC

29.1.4 电流导引DAC

29.1.5 电荷比例DAC

29.1.6 循环DAC

29.1.7 流水线DAC

29.2 ADC的结构

29.2.1 全并行ADC

29.2.2 两步全并行ADC

29.2.3 流水线ADC

29.2.4 积分ADC

29.2.5 逐次逼近ADC

29.2.6 过采样ADC

参考文献

习题

附录

附录A Orbit CN20工艺

附录B MOSIS按比例设计规则

附录C HP CMOS14TB工艺

索引