模拟集成电路设计精粹两个版本
电路中的集成电路与模拟电路设计
电路中的集成电路与模拟电路设计在现代电子技术领域中，集成电路和模拟电路设计是无法分开的两大重要部分。
集成电路是电子元件的组合，而模拟电路设计则侧重于信号的处理和传输。
本文将重点探讨电路中的集成电路与模拟电路设计的相关内容，包括其定义、应用以及设计方法等。
一、集成电路的概念与应用集成电路是应用微电子技术的产物，它将电子元件（如二极管、晶体管等）以微小尺度集成到芯片上，通过集成技术的手段实现多电子元件的功能。
相比于传统的离散电路设计，集成电路在体积、功耗、可靠性等方面有明显的优势，被广泛应用于通信、计算机、消费电子等领域。
集成电路的设计过程包括电路拓扑设计、电路功能设计和电路布局设计等步骤。
其中，电路拓扑设计是指确定电路元件之间的连接方式和拓扑结构，电路功能设计则是明确电路的功能和性能要求，并选取适合的元件进行组合。
电路布局设计则是将电路元件在芯片上的位置进行优化，以实现最佳的电路性能。
二、模拟电路设计的基本原理与方法模拟电路是处理和传输连续信号的电路，与数字电路不同，它能够处理连续的信号，如声音、温度等。
模拟电路设计常用于放大、滤波和调制解调等信号处理领域，如音频放大器、射频前端等。
在模拟电路设计中，首先需要进行电路规划，确定电路的整体结构和功能模块。
其次，需要根据信号特性选择合适的电路拓扑结构，如共射、共集和共基等。
接着，进行元件选取，选取合适的电阻、电容、电感等元件，并进行参数计算。
最后，进行电路调试和性能优化，通过仿真和实验验证电路的性能。
模拟电路设计中还需要注意一些设计技巧和方法。
如去耦（Decoupling）电容的设计，用于消除噪声和电源抖动；温度补偿电路的设计，用于稳定电路在不同温度下的工作性能；信号调理电路的设计，用于提高信号质量和减小信号失真等。
三、集成电路与模拟电路的结合与创新集成电路与模拟电路既有相互独立的存在，也有一定程度上的结合。
集成电路中常常包含模拟电路模块，如模拟信号处理、模拟-数字转换等。
模拟cmos集成电路设计实验
模拟cmos集成电路设计实验实验要求：设计一个单级放大器和一个两级运算放大器。
单级放大器设计在课堂检查，两级运算放大器设计需要于学期结束前，提交一份实验报告。
实验报告包括以下几部分内容：1、电路结构分析及公式推导（例如如何根据指标确定端口电压及宽长比）2、电路设计步骤3、仿真测试图（需包含瞬态、直流和交流仿真图）4、给出每个MOS管的宽长比（做成表格形式，并在旁边附上电路图，与电路图一一对应）5、实验心得和小结单级放大器设计指标两级放大器设计指标实验操作步骤：a.安装Xmanagerb.打开Xmanager中的Xstartc.在Xstart中输入服务器地址、账号和密码Host：202.38.81.119Protocol: SSHUsername/password: 学号（大写）/ 学号@567& （大写）Command : Linux type 2然后点击run运行。
会弹出xterm窗口。
修改密码输入passwd，先输入当前密码，然后再输入两遍新密码。
注意密码不会显示出来。
d.设置服务器节点用浏览器登陆http://202.38.81.119/ganglia/,查看机器负载情况，尽量选择负载轻的机器登陆，（注：mgt和rack01不要选取）选择节点，在xterm中输入 ssh –X c01n?? (X为大写，??为节点名)如选择13号节点，则输入ssh –X c01n13e.文件夹管理通常在主目录中，不同工艺库建立相应的文件夹，便于管理。
本实验采用SMIC40nm工艺，所以在主目录新建SMIC40文件夹。
在xterm中，输入mkdir SMIC40然后进入新建的SMIC40文件夹，在xterm中，输入cd SMIC40.f.关联SMIC40nm 工艺库在xterm窗口中，输入gedit&,(gedit为文档编辑命令)将以下内容拷贝到新文档中。
SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/dfII/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/hdl/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/pic/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/sg/cds.libDEFINE smic40llrf /soft2/eda/tech/smic040/pdk/SPDK40LLRF_1125_2TM_CDS_V1.4/smic40llrf_1 125_2tm_cds_1P8M_2012_10_30_v1.4/smic40llrf保存为cds.lib 。
模拟集成电路设计实习讲义_SCUT_ICC
模拟集成电路设计实习培训内容介绍培训目的经过本培训，学员将会学到在模拟集成电路设计过程中的绝大部分环节。
1.学会使用数模混合集成电路设计EDA工具进行简单的模拟集成电路设计的流程，包括Cadence的Virtuoso原理图输入、版图设计，Cadence的Spectre电路仿真，及Mentor Graphics 的Calibre版图规则检查（DRC）、电路图版图一致性检查（LVS）。
2.学会使用三大常用的仿真方式（DC，AC，以及Transient）来对电路进行性能的验证与设计参数的调整培训内容本培训首先设计一个运算放大器，在该放大器中采用了一个理想的电流源做偏置。
接着设计一个带隙基准源（Bandgap reference）来提供这个运算放大器中用到的电流源，然后对整个电路进行仿真验证。
整个电路Lab_top电原理图以及仿真激励如下图所示。
最后，参加培训的学员要求对所设计的Bandgap reference进行版图设计以及DRC、LVS检查，时间充裕的学员进一步设计运算放大器的版图及对其进行DRC/LVS的检查。
图1-0 Lab_top 原理图上图中的运算放大器（opam）电路如下图所示，值得注意的是，该运算放大器需要一个current sink做偏置，该current sink由上图中的NM1来提供。
其中的bandgap电路如下图。
这里看上去好像电压源并没有和电路直接连在一起，但是由于系统中所有标记相同的点电位都相同，所以，图中的这种接法等效于直接把V4接到电路的正负极。
图1-14 加入激励源后的图二、Spectre 仿真 (opam)（1）直流分析(DC Analyses)我们在共模输入管脚接一个可以调节的电压源VCM ，使得这个电压源的电压从0升到高到3.3v 然后我们测量output 端的电压。
从图1-14中的Tools 菜单->Analog Environment 调出spectreV4AnalogLib/vsource/DCIbiasAnalogLib/isource/DCV0与V1 AnlogLib/vsinVCMAnalogLib/vsource/DC图2-1 spectre仿真界面。
《三极管应用分析精粹：从单管放大到模拟集成电路设计》（基础篇）已全面上市，各网店均有销售
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考虑到读者对三极管应⽤知识的强烈诉求，决定将与三极管相关的⽂章整合成图书出版，书中每章⼏乎都有⼀个鲜明的主题。
本书将在公众号中已发布内容收录的同时，也进⾏了细节的更正及内容的扩充。
当然，更多的内容是新撰写的，它们对读者系统深刻地理解三极管及其应⽤有着⾮常实⽤的价值。
三极管是绝⼤多数读者最初接触到的（也是应⽤最为⼴泛的）基础有源器件，市⾯上相关的教材也是琳琅满⽬，然⽽其普遍存在的问题是脱离实践（偏理论），很多概念的表达⽐较晦涩，可以说对于初次接触三极管的读者⾮常不友好，表述虽然是正确的（对于懂的⼈来说），但由于缺少诸多背景知识（或与实践应⽤之间的关键枢纽）⽽导致读者获益并不多，甚⾄引发“教材⽆⽤”的负⾯评价。
少数图书结合电路制作案例讲解三极管放⼤电路（偏实践），这的确不失为⼀种好的教学⽅式，但缺点是花费时间太多（效率不⾼），⽽且过多抛却理论也不利于系统深⼊地理解三极管及其应⽤。
本书先从初中物理涉及的电阻率过渡到半导体材料，然后再切⼊三极管，避免给初学者造成学习困难的同时，对透彻理解与三极管性能相关的⼀些重要参数有着⾮凡的意义。
紧接着从多个层⾯对基本放⼤电路的性能进⾏分析，掌握了⾜够的⽅法后再讨论共射放⼤电路、⼤/⼩功率放⼤电路、串联型稳压电路、共基放⼤电路、差分放⼤电路及各种逻辑开关电路，使读者从中可以全⾯地掌握对三极管放⼤电路设计尤为关键的数据⼿册，也能够系统地理解温度、级联、负反馈、有源负载、密勒效应、厄尔利效应、⾃举、信号反射、⾮线性失真、噪声等因素对放⼤电路的性能产⽣的影响及相应的设计⽅法。
CMOS模拟集成电路设计
缺勤1/3总课时，成绩评定为不及格！
课时分配
❖ 第一讲 集成电路介绍（3课时） ❖ 第二讲 CMOS技术与器件模型（3课时） ❖ 第三讲 CMOS子电路与放大器（3课时） ❖ 第四讲 Smart Spice软件介绍（6课时） ❖ 第五讲 NMOS与PMOS的仿真（6课时） ❖ 第六讲 CMOS反相放大器的设计（18课时） ❖ 复习考核（6课时）
作为 配套重点，较好地解决了彩电集成电路的国产化；
集成电路的特点及发展
2、集成电路的发展 ⑶我国集成电路发展历史 1990年-2000年：以908工程、909工程为重点，以 CAD为突破口，抓好科技攻关和北方科研开发基地的 建设，为信息产业服务，集成电路行业取得了新的发 展。
集成电路的特点及发展
集成电路的封装
4、COB (chip on board) 板上芯片封装，是裸芯片贴装技术之一，半导体芯片 交接贴装在印刷线路板上，芯片与 基 板的电气连接用 引线缝合方法实现，芯片与基板的电气连接用引线缝 合方法实现，并用 树脂覆 盖以确保可靠性。 5、LCC (Leadless chip carrier) 无引脚芯片载体。指陶瓷基板的四个侧面只有电极接 触而无引脚的表面贴装型封装。是 高 速和高频IC 用封
集成电路的特点及发展
2、集成电路的发展 ⑵世界集成电路发展历史 1989年：1Mb DRAM进入市场； 1989年：486微处理器推出，25MHz，1μm工艺，后 来50MHz芯片采用 0.8μm工艺； 1992年：64M位随机存储器问世； 1993年：66MHz奔腾处理器推出，采用0.6μｍ工艺； 1995年：Pentium Pro, 133MHz，0.6-0.35μｍ工艺； 1997年：300MHz奔腾Ⅱ问世，采用0.25μｍ工艺；
模拟集成电路设计流程(1)
2020/11/10
模拟集成电路设计流程(1)
运放小信号仿真示例
l 电源电压Vdc=1.8V； l 交流信号源acm=1 V； l 负载电容Cload=5p F； l 采用Spectre分析方式，选择交流分析（ac），设置如下：
Sweep Variable： Frequency Sweep Range ：1 Hz~100M Hz l 仿真完成后，点击 Result -> Direct Plot -> AC Gain&Phase 查看运放的幅频特性和相频特性
2020/11/10
模拟集成电路设计流程(1)
四、模拟仿真的设置(重点)
Composerschamatic界面中 的Tools → Analog Environment项可 以打开Analog Design Environment 窗口， 如右图所示。
2020/11/10
模拟集成电路设计流程(1)
需要注意的是：表达式一般都是通过计算器（caculator） 输入的。Cadance自带的计算器功能强大，除了输入一些 普通表达式以外，还自带有一些特殊表达式，如
bandwidth、average等等。
2020/11/10
模拟集成电路设计流程(1)
Calculator的使用
Calculator是 一个重要的数 据处理工具， 可以用来仿真 电源抑制比， 相位裕度，共
Library
Cell
Schematic Symbol
Layout （View）
Verilog
模拟集成电路设计流程(1)
Library,Cell以及View的关系
1、library(库)的地位相当于文件夹，它用来存放一整个设计 的所有数据，包括子单元（cell）以及子单元（cell）中的 多种视图（view）。新建库时注意选择链接所用工艺pdk 的techfile。
拉扎维模拟CMOS集成电路设计第三章作业答案详解完整版教程解析
拉扎维模拟CMOS集成电路设计第三章作业答案详解完整版教程解析1. 引言在拉扎维模拟CMOS集成电路设计第三章的作业中，涉及了多个内容，包括放大电路、反馈放大电路、功率放大电路等。
本文将对这些内容进行详细的解析和讲解，并给出相应的答案。
2. 放大电路放大电路是电子电路中非常常见且重要的一种电路结构。
在本章的作业中，我们需要设计一个放大电路，并回答一些相关问题。
2.1 放大电路设计根据作业要求，我们需要设计一个放大电路，输入信号为正弦波，放大倍数为10倍。
我们可以选择使用CMOS集成电路来实现这个放大电路。
首先，我们需要根据放大倍数和输入信号的幅度来确定CMOS放大电路的电路参数。
在设计过程中，我们需要考虑一些关键因素，包括电流源、负反馈电阻等。
其次，我们可以选择合适的电路拓扑结构，例如共源共栅放大电路、共源共漏放大电路等。
根据实际情况，我们可以选择合适的电路结构。
最后，我们需要进行电路参数的计算和电路的仿真。
通过计算和仿真，我们可以得到放大电路的性能指标，例如增益、截止频率等。
2.2 放大电路问题解答在作业中，还需要回答一些问题，例如输入电阻、输出电阻、频率响应等。
针对这些问题，我们需要根据放大电路的拓扑结构和电路参数做相应的计算和分析。
例如，输入电阻可以通过计算输入端的电流和电压之比得到；输出电阻可以通过计算输出端的电流和电压之比得到；频率响应可以通过对放大电路进行交流分析得到。
总的来说，放大电路的设计和问题解答需要综合考虑多个因素，包括电路参数、电路结构、输入信号的幅度、负载等。
需要进行一系列的计算和仿真，以得到满足要求的电路性能。
3. 反馈放大电路反馈放大电路是一种常见的电路结构，它可以通过引入反馈回路来改善电路性能，例如增益稳定性、线性度等。
在作业中，我们需要设计一个反馈放大电路，并回答一些相关问题。
3.1 反馈放大电路设计根据作业要求，我们需要设计一个反馈放大电路，输入信号为正弦波，放大倍数为20倍。
模拟集成电路版图基础
Ｎ阱电容
• 在场效应管的栅极和衬底之间，存在寄生电容。 称之为恶性寄生。但是，如果正好需要电容，这 个寄生是需要的。
金属电容
• 扩散电容缺点：
– 传递噪声：扩散电容在PN 结上会有一个寄生电容。任 何输入到扩散电容底部平行板上的信号将会自动耦合 到衬底上。在电路设计中有些情况，需要一个电容器 阻断直流信号，但是允许交流信号传输到下个电路块。
层与层间的寄生电容
• 寄生包括：
– 层对衬底形成寄生，层与层之间，层与层的侧面之间等等。 – 在ASIC 设计中，会用到自动布局布线工具，有些金属连线常常直接从某
个功能块上通过，如图3-3 所示。这是因为，数字集成电路为了节约芯片 面积，减少流片成本，而不得已为之。
• 在模拟集成电路中：
– 常常需要把敏感的信号线互相隔离开来，使它们不会互相影响。 – 所以为了减少寄生对电路的干扰，就需要在作版图时，最好不要到处布
– 它不仅具有寄生效应小 – 与偏置电压无关 – 低的温度系数 – 单位面积的电容值很高。
– 在制作固定面积金属电容中，交叉金属来得到 更大电容的方法同样可以用在POLY 电容中， 我们形象的称之为“三明治电容”
几种集成电容的比较
电阻电容画法实例: 电阻画法实例
• 现在以1.5K 和250Ω的Poly 电阻为例，介绍一下电阻的画 法。 – 首先查到Poly 的方块电阻值为25Ω/□ – 先做一个电阻单元，Poly 宽为2u,长为40u,两端通过引 线孔用金属引出。此电阻阻值为500Ω。
• 金属电容
– 大多数信号电容会由金属制成。这可以消除PN 结，可 以消除寄生二极管带来的电容。电容依赖性也将得到 消除。
金属电容
• 为了保证上部平行板和下部平行板没有短接，几乎所有的IC 工 艺都有一个非常厚的金属介质层。
CMOS模拟集成电路设计拉扎维课件
.endHIT Microelectronics
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王永生
2009-1-16
MOS SPICE模型
例：采样spice进行TRAN分析
* TRAN analysis for AMP M1 2 1 0 0 MOSN w=5u l=1.0u M2 2 3 4 5 MOSP w=5u l=1.0u M3 3 3 4 4 MOSP w=5u l=1.0u R1 3 0 100K *CL 2 0 5p
CMOS模拟集成电路设计
绪论、MOS器件物理基础
王永生 Harbin Institute of Technology Microelectronics Center
2009-1-16
提纲
2
提纲
1、绪论 2、MOS器件物理基础
HIT Microelectronics
王永生
2009-1-16
chapter11带隙基准
chapter6频率特性
chapter7噪声
chapter8反馈
chapter3单级放大器 simple Circuits
chapter4差动放大器
Devices
chapter2 MOS器件物理
chapter5电流源
HIT Microelectronics
chapter1绪论
2.2.1 阈值电压
（以N型FET为例）
耗尽（b）；反型开始（c）；反型（d）
HIT Microelectronics
王永生
2009-1-16
MOS器件物理基础
模拟集成电路课程设计
模拟集成电路课程设计模拟集成电路课程设计设计目的：设计目的：复习、巩固模拟集成电路课程所学知识，运用复习、巩固模拟集成电路课程所学知识，运用 EDA 软件，在一定的工艺模型基础上，软件，在一定的工艺模型基础上，完成一个基本功能单元的电路结构设计、参数手工估算和电路仿真验证，并根据仿真结果与并根据仿真结果与 指标间的折衷关系，指标间的折衷关系，对重点指标进行优化，掌握电路分析、电路设计的基本方法，对重点指标进行优化，掌握电路分析、电路设计的基本方法，对重点指标进行优化，掌握电路分析、电路设计的基本方法，加深对运加深对运加深对运 放、带隙基准、稳定性、功耗等相关知识点的理解，培养分析问题、解决问题的能力。
实验安排：实验安排：同学们自由组合，2 人一个设计小组选择五道题目中的一道完成，人一个设计小组选择五道题目中的一道完成，为了避免所选题目过为了避免所选题目过为了避免所选题目过 度集中的现象，规定每个题目的最高限额为度集中的现象，规定每个题目的最高限额为 4 组。
小组成员协调好每个人的任务，分工合组。
小组成员协调好每个人的任务，分工合 作，发挥团队精神，同时注意复习课堂所学内容，必要时查阅相关文献，完成设计后对验收与考核：验收与考核：该门设计实验课程的考核将采取现场验收和设计报告相结合的方式。
当小组成员完成 了所选题目的设计过程，了所选题目的设计过程，并且仿真结果达到了所要求的性能指标，并且仿真结果达到了所要求的性能指标，并且仿真结果达到了所要求的性能指标，可以申请现场验收，可以申请现场验收，可以申请现场验收，向老向老向老 师演示设计步骤和仿真结果，通过验收后每小组提交一份设计报告（打印版和电子版）。
其。
其 中，设计指标，电路设计要求和设计报告要求的具体内容在下面的各个题目中给出了参考。
成绩的评定将根据各个小组成员在完成项目中的贡献度以及验收情况和设计报告的完成度 来确定。
来确定。
时间安排：时间安排：机房开放时间：2013 年 10 月 28 日～11 月 8 日，8:30~12:00，14:00~18:00课程设计报告提交截止日期：2012 年 11 月 15 日该专题实验的总学时为该专题实验的总学时为 48 学时（1.5 学分），请同学们安排好知识复习，理论计算与上，请同学们安排好知识复习，理论计算与上机设计的时间，该实验以上机设计为主，在机房开放时间内保证在机房开放时间内保证 5 天以上的上机时间，我们我们 将实行每天上下午不定时签到制度。
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模拟集成电路设计精粹两个版本
以下是两个版本的模拟集成电路设计精粹：
版本一：
1. 尽量使用差动结构：差动结构能够抑制共模干扰，并提高电路的抗干扰能力。
2. 选择适当的工作点：工作点的选择对电路性能很重要，应根据具体应用需求选择合适的工作点。
3. 使用负反馈：负反馈能够提高电路的稳定性和线性度，减小非线性畸变。
4. 添加偏置电路：偏置电路能够确保电路工作在稳定的工作点上，提高电路的可靠性和线性度。
5. 使用校准技术：校准技术能够提高电路的准确性和精度，减小误差。
6. 考虑功耗与速度的平衡：在设计中要考虑功耗和速度之间的平衡，根据应用需求选择合适的方案。
版本二：
1. 设计低噪声放大器：低噪声放大器能够提高电路的信噪比，提高信号的清晰度。
2. 使用电流源：电流源能够提供稳定的电流，确保电路性能稳定。
3. 添加滤波电路：滤波电路能够滤除不需要的频率成分，提高电路的信号质量。
4. 使用混频器：混频器能够将不同频率的信号进行混合，实现频率的转换。
5. 优化布线：合理的布线能够减小电路的串扰和延迟，提高电
路性能。
6. 使用模拟开关电路：模拟开关电路能够实现信号的开关和选择，提高电路的灵活性。
以上是两个版本的模拟集成电路设计精粹，根据具体应用需求和设计目标，可以选取其中的一些方法来进行设计。