模拟集成电路设计（第2版）
定价：￥79.80
作者： 魏廷存等
出版时间：2026-04
出版社：电子工业出版社
- 电子工业出版社
- 9787121519376
- 1-1
- 16开
- 2026-04
- 704
- 工学
- 电子信息类
- 电子信息与电气
- 本科 研究生及以上
内容简介
本书是编者结合多年的集成电路科研实践及“模拟集成电路设计”等课程的教学经验，并在参考国内外同类教材的基础上，精心编著而成的。本书基于现代CMOS工艺，从电路元器件出发，详细分析了各种典型模拟CMOS集成电路的工作原理和设计方法，并引入大量的工程设计实例，对模拟集成电路的研究和设计具有较高的学术和工程实用价值。本书还具有通俗易懂、便于自学的特点。 全书共10章，其中前8章介绍CMOS元器件及经典模拟集成电路模块的基础知识和设计方法，后2章介绍它们的典型应用，包括时钟信号产生电路和数据转换电路。本书可供“微电子科学与工程”“集成电路设计与集成系统”“集成电路科学与工程”等相关专业的本科生及研究生作为教材使用（理论教学大约需要60学时），也可供模拟集成电路设计工程师参考。本书的读者应具备“电路分析基础”及“信号与系统”等方面的专业基础知识。如果读者还具备“半导体物理和器件”及“集成电路制造工艺”等方面的专业知识，则更容易理解本书的内容。
目录
第1章 绪论 1
1.1 集成电路的发展历史及趋势 1
1.2 模拟集成电路的功能及应用领域 3
1.2.1 电源管理电路 3
1.2.2 放大器电路 5
1.2.3 模拟-数字接口电路 5
1.2.4 驱动电路 6
1.2.5 时钟信号产生电路 7
1.2.6 射频集成电路 7
1.2.7 有源滤波器 8
1.2.8 电子成像及传感器电路 8
1.2.9 半导体存储器电路 9
1.3 模拟集成电路与数字集成电路的比较 10
1.4 模拟集成电路的设计流程 11
1.5 HSpice仿真简介 13
本章小结 16
思政内容 16
第2章 元器件及其模型 17
2.1 pn结与二极管 18
2.1.1 pn结的形成 18
2.1.2 pn结的特性 19
2.1.3 二极管 22
2.2 双极型晶体管 25
2.2.1 结构及工艺实现 26
2.2.2 基本工作原理 26
2.2.3 大信号模型 31
2.2.4 小信号模型 33
2.3 CMOS器件 37
2.3.1 物理结构 37
2.3.2 电路符号 39
2.3.3 版图设计 40
2.3.4 工作原理 40
2.3.5 大信号模型 43
2.3.6 二级效应 49
2.3.7 小信号模型 52
2.3.8 寄生电容 54
2.3.9 闩锁效应 59
2.3.10 传输门电路 61
2.3.11 短沟道效应 63
2.4 电阻 63
2.4.1 方块电阻 64
2.4.2 多晶硅电阻 65
2.4.3 阱电阻 66
2.4.4 扩散电阻 67
2.4.5 金属电阻 67
2.4.6 电阻模型 68
2.5 电容 68
2.5.1 电容的结构 68
2.5.2 传统电容 69
2.5.3 CMOS电容 70
2.5.4 MIM电容 72
2.5.5 MOM电容 73
2.5.6 电容模型 74
2.6 混合电压CMOS工艺 74
本章小结 75
参考文献 76
习题 76
第3章 单级放大器 81
3.1 电流镜 81
3.1.1 电流镜的结构 82
3.1.2 电流镜的误差 83
3.1.3 电流镜的小信号等效电路 85
3.2 共源放大器 86
3.2.1 电阻负载共源放大器 86
3.2.2 二极管负载共源放大器 91
3.2.3 电流镜负载共源放大器 95
3.2.4 推挽放大器 98
3.3 源极跟随器 100
3.4 共栅放大器 103
3.5 共源共栅电流镜 106
3.5.1 普通共源共栅电流镜 106
3.5.2 宽摆幅共源共栅电流镜 108
3.5.3 共源共栅电流镜的输出电阻 110
3.6 共源共栅放大器 111
3.6.1 套筒式共源共栅放大器 111
3.6.2 折叠式共源共栅放大器 114
3.7 放大器的频率特性 118
3.7.1 共源放大器 118
3.7.2 源极跟随器 123
3.7.3 共源共栅放大器 124
本章小结 126
参考文献 126
习题 127
第4章 运算放大器 134
4.1 差动放大器 134
4.1.1 电阻负载差动放大器 134
4.1.2 有源负载差动放大器 140
4.1.3 单端输出差动放大器 142
4.1.4 差动放大器的频率特性 146
4.2 运算放大器的基本结构 147
4.2.1 概述 147
4.2.2 普通两级运算放大器 149
4.3 稳定性与相位补偿 152
4.3.1 闭环工作时的稳定性 152
4.3.2 相位补偿方法 155
4.4 运算放大器的性能分析 166
4.4.1 直流或低频特性 166
4.4.2 高频特性 170
4.4.3 瞬态特性 172
4.4.4 增益线性度 177
4.5 运算放大器的性能仿真 177
4.5.1 DC特性仿真 177
4.5.2 AC特性仿真 180
4.5.3 瞬态特性仿真 184
4.6 两级运算放大器设计实例 185
本章小结 190
参考文献 191
习题 191
第5章 高性能运算放大器 196
5.1 套筒式共源共栅运算放大器 196
5.2 折叠式共源共栅运算放大器 201
5.3 高增益运算放大器 204
5.4 轨对轨运算放大器 208
5.5 全差动运算放大器 212
5.6 微功耗运算放大器 219
5.7 输出级电路 221
5.7.1 输出级电路的类型 221
5.7.2 源极跟随器输出级 222
5.7.3 甲乙类共源输出级 224
5.7.4 低功耗输出级 228
5.7.5 运算放大器的输出电阻分析和仿真 230
本章小结 231
参考文献 231
习题 232
第6章 比较器 240
6.1 比较器的电路符号与理想特性 240
6.2 比较器的性能参数 241
6.2.1 精度（电压分辨率） 241
6.2.2 输入失调电压 241
6.2.3 传输时延 242
6.2.4 比较器的其他性能参数 242
6.3 比较器的结构与电路实例 242
6.3.1 开环运算放大器构成的比较器 242
6.3.2 “预放大器+锁存器”结构的比较器 245
6.3.3 反相器型比较器 247
6.4 比较器的失调电压校正 248
6.4.1 输入失调存储技术 249
6.4.2 输出失调存储技术 250
6.4.3 改进的输出失调存储技术 251
6.5 迟滞比较器 254
6.5.1 外部正反馈迟滞比较器 256
6.5.2 内部正反馈迟滞比较器 258
本章小结 264
参考文献 264
习题 264
第7章 基准电压与电流 269
7.1 MOS管型基准源 269
7.1.1 MOS管型分压电路 269
7.1.2 自偏置MOS管型基准源 272
7.2 带隙基准源 281
7.2.1 与CMOS工艺兼容的双极型晶体管和等效二极管 281
7.2.2 利用两个二极管产生具有正温度系数的电压 283
7.2.3 经典的带隙基准电路 284
7.2.4 改进的带隙基准电路 287
7.2.5 高精度电流源 295
7.3 基准电压调节电路 299
7.3.1 同相输入比例放大器 300
7.3.2 电荷泵电路 300
7.3.3 线性稳压电源 302
7.3.4 开关稳压电源 303
本章小结 305
参考文献 305
习题 306
第8章 电路噪声 313
8.1 电路噪声的性质与表征 313
8.2 电路的信噪比 315
8.3 电路元器件的噪声及其模型 315
8.3.1 电阻 316
8.3.2 CMOS管 316
8.3.3 CMOS开关 319
8.4 电路噪声性能分析 322
8.4.1 共源放大器 323
8.4.2 共栅放大器 324
8.4.3 源极跟随器 324
1.1 集成电路的发展历史及趋势 1
1.2 模拟集成电路的功能及应用领域 3
1.2.1 电源管理电路 3
1.2.2 放大器电路 5
1.2.3 模拟-数字接口电路 5
1.2.4 驱动电路 6
1.2.5 时钟信号产生电路 7
1.2.6 射频集成电路 7
1.2.7 有源滤波器 8
1.2.8 电子成像及传感器电路 8
1.2.9 半导体存储器电路 9
1.3 模拟集成电路与数字集成电路的比较 10
1.4 模拟集成电路的设计流程 11
1.5 HSpice仿真简介 13
本章小结 16
思政内容 16
第2章 元器件及其模型 17
2.1 pn结与二极管 18
2.1.1 pn结的形成 18
2.1.2 pn结的特性 19
2.1.3 二极管 22
2.2 双极型晶体管 25
2.2.1 结构及工艺实现 26
2.2.2 基本工作原理 26
2.2.3 大信号模型 31
2.2.4 小信号模型 33
2.3 CMOS器件 37
2.3.1 物理结构 37
2.3.2 电路符号 39
2.3.3 版图设计 40
2.3.4 工作原理 40
2.3.5 大信号模型 43
2.3.6 二级效应 49
2.3.7 小信号模型 52
2.3.8 寄生电容 54
2.3.9 闩锁效应 59
2.3.10 传输门电路 61
2.3.11 短沟道效应 63
2.4 电阻 63
2.4.1 方块电阻 64
2.4.2 多晶硅电阻 65
2.4.3 阱电阻 66
2.4.4 扩散电阻 67
2.4.5 金属电阻 67
2.4.6 电阻模型 68
2.5 电容 68
2.5.1 电容的结构 68
2.5.2 传统电容 69
2.5.3 CMOS电容 70
2.5.4 MIM电容 72
2.5.5 MOM电容 73
2.5.6 电容模型 74
2.6 混合电压CMOS工艺 74
本章小结 75
参考文献 76
习题 76
第3章 单级放大器 81
3.1 电流镜 81
3.1.1 电流镜的结构 82
3.1.2 电流镜的误差 83
3.1.3 电流镜的小信号等效电路 85
3.2 共源放大器 86
3.2.1 电阻负载共源放大器 86
3.2.2 二极管负载共源放大器 91
3.2.3 电流镜负载共源放大器 95
3.2.4 推挽放大器 98
3.3 源极跟随器 100
3.4 共栅放大器 103
3.5 共源共栅电流镜 106
3.5.1 普通共源共栅电流镜 106
3.5.2 宽摆幅共源共栅电流镜 108
3.5.3 共源共栅电流镜的输出电阻 110
3.6 共源共栅放大器 111
3.6.1 套筒式共源共栅放大器 111
3.6.2 折叠式共源共栅放大器 114
3.7 放大器的频率特性 118
3.7.1 共源放大器 118
3.7.2 源极跟随器 123
3.7.3 共源共栅放大器 124
本章小结 126
参考文献 126
习题 127
第4章 运算放大器 134
4.1 差动放大器 134
4.1.1 电阻负载差动放大器 134
4.1.2 有源负载差动放大器 140
4.1.3 单端输出差动放大器 142
4.1.4 差动放大器的频率特性 146
4.2 运算放大器的基本结构 147
4.2.1 概述 147
4.2.2 普通两级运算放大器 149
4.3 稳定性与相位补偿 152
4.3.1 闭环工作时的稳定性 152
4.3.2 相位补偿方法 155
4.4 运算放大器的性能分析 166
4.4.1 直流或低频特性 166
4.4.2 高频特性 170
4.4.3 瞬态特性 172
4.4.4 增益线性度 177
4.5 运算放大器的性能仿真 177
4.5.1 DC特性仿真 177
4.5.2 AC特性仿真 180
4.5.3 瞬态特性仿真 184
4.6 两级运算放大器设计实例 185
本章小结 190
参考文献 191
习题 191
第5章 高性能运算放大器 196
5.1 套筒式共源共栅运算放大器 196
5.2 折叠式共源共栅运算放大器 201
5.3 高增益运算放大器 204
5.4 轨对轨运算放大器 208
5.5 全差动运算放大器 212
5.6 微功耗运算放大器 219
5.7 输出级电路 221
5.7.1 输出级电路的类型 221
5.7.2 源极跟随器输出级 222
5.7.3 甲乙类共源输出级 224
5.7.4 低功耗输出级 228
5.7.5 运算放大器的输出电阻分析和仿真 230
本章小结 231
参考文献 231
习题 232
第6章 比较器 240
6.1 比较器的电路符号与理想特性 240
6.2 比较器的性能参数 241
6.2.1 精度（电压分辨率） 241
6.2.2 输入失调电压 241
6.2.3 传输时延 242
6.2.4 比较器的其他性能参数 242
6.3 比较器的结构与电路实例 242
6.3.1 开环运算放大器构成的比较器 242
6.3.2 “预放大器+锁存器”结构的比较器 245
6.3.3 反相器型比较器 247
6.4 比较器的失调电压校正 248
6.4.1 输入失调存储技术 249
6.4.2 输出失调存储技术 250
6.4.3 改进的输出失调存储技术 251
6.5 迟滞比较器 254
6.5.1 外部正反馈迟滞比较器 256
6.5.2 内部正反馈迟滞比较器 258
本章小结 264
参考文献 264
习题 264
第7章 基准电压与电流 269
7.1 MOS管型基准源 269
7.1.1 MOS管型分压电路 269
7.1.2 自偏置MOS管型基准源 272
7.2 带隙基准源 281
7.2.1 与CMOS工艺兼容的双极型晶体管和等效二极管 281
7.2.2 利用两个二极管产生具有正温度系数的电压 283
7.2.3 经典的带隙基准电路 284
7.2.4 改进的带隙基准电路 287
7.2.5 高精度电流源 295
7.3 基准电压调节电路 299
7.3.1 同相输入比例放大器 300
7.3.2 电荷泵电路 300
7.3.3 线性稳压电源 302
7.3.4 开关稳压电源 303
本章小结 305
参考文献 305
习题 306
第8章 电路噪声 313
8.1 电路噪声的性质与表征 313
8.2 电路的信噪比 315
8.3 电路元器件的噪声及其模型 315
8.3.1 电阻 316
8.3.2 CMOS管 316
8.3.3 CMOS开关 319
8.4 电路噪声性能分析 322
8.4.1 共源放大器 323
8.4.2 共栅放大器 324
8.4.3 源极跟随器 324
