Analog集成电路设计知识点
《集成电路设计实践》第一讲_A
课程进度安排（续二）
第9周：Cell-based设计方法及工具 3.1 Cell-based设计流程介绍 3.2 Verilog简介 第10周： 3.3 电路综合 第11周： 3.4 布局布线 3.5 DRC与LVS
课程进度安排（续三）
第12周：项目设计——CYCLIC ADC的设计 4.1 CYCLIC ADC原理 4.2 CYCLIC ADC电路设计 4.3 版图设计考虑 4.4 ADC性能仿真 4.5 设计报告要求 第13周：深亚微米工艺下的集成电路设计方法 5.1 按比例缩小原理 5.2 短沟道效应 5.3 深亚微米工艺下的设计讨论 5.4 SOC设计 第14~16周：项目设计与辅导
课程进度安排（续一）
第5周：Full-custom设计方法及工具 2.1 Full-custom设计流程介绍 2.2 原理图输入与电路网表导出 第6周： 2.3 HSPICE电路仿真 第7周： 2.4 版图编辑 第8周： 2.5 设计规则检查(DRC)与版图电路比对(LVS) 2.6 版图参数提取和后仿真 2.7 分层设计讨论
一. 集成电路设计基础
1.2 版图的基本概念
版图结构
集成电路加工的平面工艺
制 版 加 工
芯片的剖面结构
从平面工艺到立体结 构，需多层掩膜版，故 构，需多层掩膜版，故 版图是分层次的，由多 层图形叠加而成！
一个简单的例子
Vdd 版 图 in metal1
N＋ 剖 N-阱 面 N-阱 图 P-substrate N＋ P＋
逆向电路提取 逆向电路提取
解剖照相 拼图 电路提取 分析与仿真
集成电路分类
集 成 电 路 按用途 数 字 集 成 电 路 模 拟 集 成 电 路 数 模 混 合 集 成 电 路 按集成规模 ULSI ULSI GLSI GLSI 大 规 模 超 大 规 模 集 成 电 路 按制作工艺 GaAs GaAs MOS MOS Bipolar Bipolar 集 成 电 路 集 成 电 路 按生产形式 标 专 准 用 通 集 用 成 集 电 成 路 电 路 ASIC ASIC
电子科大微固学院专业课集成电路原理与设计课件第六章——考研专业全
王向展
2024年10月17日12时22分
18
集成电路原理与设计 2、威尔逊电流镜 – Wilson Current Mirror
通过电流负反馈提高输出电阻，是一种改进型电流镜。
Iout I DS 2 VGS 2 VGS1 I DS1
参考电流Ir恒定
VDS1 (VGS 3 VGS 2 )
VGS3Iout并趋于原稳定值，即Iout 受Vout影响减弱，输出电阻提高。
图6.7威尔逊电流镜
王向展
2024年10月17日12时22分
19
集成电路原理与设计
Rout
ro3
ro
2
1
ro3
gm
3
(13 ) gm1
1 gm2 ro2
rds1
gm
3
ro
集成电路原理与设计
第六章 MOS模拟集成电路
§ 6.1 MOS模拟集成电路基础 6.1.1 MOS模拟集成电路中的元件
§ 6.2 MOS模拟IC子电路 6.2.1 电流源与电流沉 6.2.2 电流镜和电流放大器 6.2.3 基准源 6.2.4 MOS差分放大器 6.2.5 反相放大器 6.2.6 输出级
VDD
R2 R1 R2
VREF对VDD的灵敏度：
VREF
S
VREF
VREF
VREF VDD
1
VDD
VDD VDD
VDD VREF
（a）电阻分压器
（b）有源器件分压器
图6.9 简单分压器
王向展
2024年10月17日12时22分
24
集成电路原理与设计
2、pn结基准电压源 （1）简单的pn结基准源
模电课件-第1章-精选文档
直（交）流→交（直）流。
（5）信号发生电路：产生正弦、三角、矩形波等。 （6）直流电源：将交流电转换成不同输出电压和电流的 直流电。
33 MHz
目录
Analog Electronics
1
导言
33 MHz
2 运算放大器 3 二极管及其基本电路 4 晶体三极管及放大电路基础 5 场效应管放大电路 6 模拟集成电路 7 反馈放大电路 8 信号的运算和滤波 9 波形的发生与变换电路 10 直流稳压电源
信号的 信号的 信号的
信号的
提取
传感器 接收器
预处理
隔离、滤波 放大、阻抗 变换
加工
运算、转 换、比较
执行
功率放大 A/D转换
33 MHz
图1.2.1电子信息系统示意图
Analog Electronics
1.2.3
电子信息系统中的模拟电路
信号的 预处理 信号的 加工 信号的 执行
信号的 提取
（1）放大电路：用于信号的电压、电流或功率放大。 （2）滤波电路：用于信号的提取、变换或抗干扰。
Analog Electronics
模拟电子技术基本教程 Fundamentals of Analog Electronics 华成英 主编
33 MHz
Analog Electronics 1. 电子技术的发展简史
电子技术诞生的历史虽短，但深入的领域却是最深最广， 它不仅是现代化社会的重要标志，而且成为人类探索宇宙宏观 世界和微观世界的物质技术基础。 1904年第一只电子器件发明以来，世界电子技术经历了 电子管、晶体管和集成电路等重要发展阶段。
集成电路EDA与验证技术课件：模拟集成电路设计与仿真
模拟集成电路设计与仿真
常用命令格式： (1) DEFINE 格式：DEFINE <库名> <库路径> 例： DEFINE sample /export/cadence/IC615USER5/tools.lnx86/dfII/samples/cdslib/sa mple (2) INCLUDE 格式：INCLUDE <另外一个cds.lib 的全路径>
模拟集成电路设计与仿真
图3.2 Spectre中包含的各种仿真器
模拟集成电路设计与仿真
2．精确的晶体管模型 Spectre为所有的仿真器提供一致的器件模型，这有利于 消除不同模型间的相关性，从而得到快速收敛的仿真结果。 模型的一致性也保证了器件模型在升级时可以同时应用于所 有的仿真器。 3．高效的程序语言和网表支持 Spectre仿真平台支持多种设计提取方法，并兼容绝大多 数SPICE输入平台。Spectre可以读取Spectre、SPICE以及 Verilog-A格式的器件模型，并支持标准的Verilog-AMS、 VHDL-AMS、Verilog-A、Verilog以及VHDL格式的文本输 入。
模拟集成电路设计与仿真
5．有力衔接了版图设计平台 对于完整的版图设计平台而言，Spectre是不可或缺的重 要环节，它能方便地利用提取的寄生元件参数来快速完成后 仿真(post-layout simulation)的模拟，并与前仿真(pre-layout simulation)的模拟结果作比较，紧密的连接了电路 (Schematic)和版图(layout)的设计。 6．交互的仿真模式 设计者可以在仿真过程中快速改变参数，并在不断调整 参数和模拟之中找到最佳的电路设计结果，减少电路设计者 模拟所花费的时间。
ad芯片中的burnout current原理
一、ad芯片简介AD芯片，全名Analog Devices（ADI）芯片，是一种以模拟信号处理为主要功能的集成电路，广泛应用于通信、工业控制、医疗、汽车和航空航天等领域。
在AD芯片中，burnout current是指在输入端短路时所消耗的电流，本文将介绍其工作原理。
二、burnout current的定义在AD芯片的通信应用中，由于环境复杂性、干扰和错误的电路连接，输入端可能短路，产生较大的电流。
这种电流称为burnout current，即“烧断电流”。
三、burnout current的原理当输入端短路时，AD芯片内部通常会设置一个保护电路，用于限制输入端的电流，防止芯片烧毁。
这保护电路可以通过电流限制器、电阻和TVS等元器件实现。
当输入端短路时，这些保护电路将起到限制电流的作用，保护AD芯片不受损失。
四、burnout current的功能burnout current的功能主要是为了保护AD芯片的输入端，防止因异常电流而损坏芯片。
它也提高了AD芯片的可靠性和稳定性，保证了其在各种复杂环境下的正常工作。
五、burnout current的应用在工业自动化、汽车电子、医疗设备和通信系统中，AD芯片的输入端经常会受到各种干扰和异常电流的影响，burnout current的应用可以保证芯片正常工作，避免故障和损坏。
六、结语在AD芯片的设计和应用中，burnout current作为一项重要的保护功能，起到了至关重要的作用。
它保证了AD芯片的可靠性和稳定性，保护了设备和系统的正常运行。
随着科技的不断进步，我们相信burnout current的功能和应用将会得到更好的发展和完善。
七、burnout current的实际应用案例在实际工程中，burnout current的应用案例非常丰富。
以工业自动化领域为例，许多工业控制系统中使用了AD芯片，如传感器信号采集、数据转换等。
在这些应用中，由于工作环境的复杂性，输入端常常面临各种干扰和异常电流。
常见的集成电路类型有哪些
常见的集成电路类型有哪些集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是一种将大量的晶体管、二极管和其他电子器件及其相应的电气连接电路组合在一块半导体晶体片上的技术。
它具备高度集成、小尺寸、低功耗和可靠性高等特点，在现代电子技术领域起着举足轻重的作用。
下面介绍一些常见的集成电路类型。
1. 数字集成电路（Digital Integrated Circuit，简称DIC）数字集成电路采用二进制码进行信息的处理和传输，主要实现逻辑门电路、触发器、计数器、存储器等功能。
它可以将逻辑门电路等组合形成复杂的电子数字系统，广泛应用于计算机、通信、自动控制等领域。
2. 模拟集成电路（Analog Integrated Circuit，简称AIC）模拟集成电路主要用于处理连续变化的信号，具备对电压、电流和频率的精确控制。
常见的模拟集成电路包括放大器、运算放大器、滤波器和比较器等。
模拟集成电路广泛应用于音频处理、电源管理、通信以及传感器等领域。
3. 混合集成电路（Mixed-Signal Integrated Circuit，简称MSIC）混合集成电路是数字集成电路与模拟集成电路的结合体，它同时可以处理数字信号和模拟信号。
在现代电子设备中，许多功能模块需要同时处理数字数据和模拟信号，因此混合集成电路得到了广泛应用，如数据转换器、功率管理芯片等。
4. 通信集成电路（Communication Integrated Circuit，简称CIC）通信集成电路主要用于实现信息的发送、接收和处理，广泛应用于无线通信、移动通信和网络通信系统中。
通信集成电路包括信号调理电路、解调器、调制解调器和射频电路等，能够实现高速数据传输和可靠的通信连接。
5. 专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC）专用集成电路是根据特定应用需求进行设计和制造的电路，可以根据所需的功能和性能精确地实现目标。
第四讲频率特性与补偿
pY RD
1 CDB2 CL CGD2
说明：1.密勒效应对共源共栅放大器的频率特性影响较小 2.共源共栅电路中三个极点的相对数值取决于实 际的设计参数， 一般情况下，取ωPX离原点最远。
这种选择对运放的稳定 性起重要作用。
26
6、差动对频率特性
➢ 简单差动对 ➢ 电流源为负载的差动对 ➢ 有源电流镜为负载的差动对
p1 p2 p1 p2
S的系数近似等于 1 p1
12
输入 极点
输入极点与通过密勒效应估算的输 入极点 进行比较
S2系数为
in RS
1 CGS (1 gmRD )CGD
输出 极点
13
若： 则：
即若CGS在频率特性中 占优势
输出极点近似于密勒效应 估算输出极点
14
传输函数零点的计算：当s=sz时，Vout（s）=0
43
7、多极点系统
在运放中，每个 增益级产生一个
主极点。
对带宽起 主导作用的
极点
两极点系统环路增益的波特图
若在增益交点处，相位未达-180°，则两极点系统是 稳定的。当反馈变弱时，增益交点向原点移动，而相 位交点保持不变，系统更稳定，而这种稳定性是以更 弱的反馈为代价得到的。
44一个三极点系统的环路增源自的波特图szgm CGD
简便而有效
该零点是输入、输出通过CGD直接耦合产生的，位于右半平面。
产生稳定性问题： 使相位裕度更差
15
输入阻抗：
中频：
CS放大器输入阻抗的计算
若CGD很大， 近似短路
高频时，需考虑输出结点（电容CDB)对输入阻抗的影响
＝（1/CGS)|| 16
3、源跟随器频率特性
CL包含 CSB
集成电路版图设计基础第五章：匹配
school of phye
basics of ic layout design
11
匹配方法 之二：交叉法 interdigitating device
• 通常在电路中有些大堆部件都必须与一个给定的器件匹配，这个 器件称为定义部件（图5-5，P104）。
school of phye
basics of ic layout design
• Also use dummy poly strips to minimize mismatch induced by etch undercutting during fab. And these widths of dummy gates can be shorter than the actual gates.
• analog transistors often have a large W/L ratio. • Interdigitization can be used in a multiple transistor circuit layout to distribute process gradients across the circuit. This improves matching. • two matched transistors with one node in common: ★ split them in an equal part of fingers (for example 4) ★ interdigitate the 8 elements: AABBAABB or ABBAABBA
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Analog集成电路设计知识点
集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是现代电子技术中的重要组成部分，其分为模拟集成电路和数字集成电路。
而模拟集成电路（Analog Integrated Circuit）是指能够对连续时间和连续振幅进行处理
的电路。
本文将针对模拟集成电路设计的知识点展开讨论，内容包括
基本概念、常用模块以及相关设计技术。
1. 基本概念
模拟集成电路设计的核心是基于模拟信号的处理和传输，需要了解
以下基本概念：
1.1 模拟信号：模拟信号是连续时间和连续振幅的信号，在模拟集
成电路设计中，我们需要对模拟信号进行放大、滤波、混频等处理。
1.2 放大器：放大器是模拟集成电路中常用的基本模块，其作用是
将输入信号放大到我们需要的幅度。
常见的放大器包括运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）、差分放大器和共尺放大器等。
1.3 滤波器：滤波器用于对模拟信号进行频率选择，将感兴趣的频
率范围内的信号通过，而排除其他频率的信号。
常见的滤波器有低通
滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
1.4 模数转换器（ADC）：ADC是一种将模拟信号转换为数字信号
的装置。
在模拟集成电路设计中，我们常常需要将模拟信号转换为数
字信号，进而进行数字信号处理。
1.5 数模转换器（DAC）：DAC是一种将数字信号转换为模拟信号
的装置。
在一些应用场景中，我们需要将数字信号转换为模拟信号进
行控制或输出。
2. 常用模块
模拟集成电路的设计涵盖了各种不同的模块，下面是几个常用模块
的介绍：
2.1 运算放大器（Op-Amp）：运算放大器是一种高增益、差分输入
的放大器。
它由多个晶体管和电阻以及电容等元器件组成。
运算放大
器可用于各种模拟电路中，如放大器、比较器、积分器和微分器等。
2.2 信号发生器：信号发生器用于产生不同频率、幅度和波形形状
的信号。
它可以用于测试和调试模拟电路，也可以作为其他电路的输
入信号。
2.3 时钟源：时钟源是模拟集成电路设计中的重要模块，用于提供
稳定的时钟信号。
时钟信号在数字集成电路中起到同步和定时的作用。
2.4 比较器：比较器用于比较两个信号的大小，并输出相应的比较
结果。
在模拟集成电路设计中，比较器常用于电压比较、电压检测和
开关控制等应用。
3. 相关设计技术
模拟集成电路设计还涉及到一些技术和方法，下面是一些常用的相
关设计技术：
3.1 噪声分析与抑制：在模拟电路设计中，噪声是一个不可忽视的
因素。
通过噪声分析，我们可以了解电路中噪声的来源，并针对性地
进行抑制和优化。
3.2 去耦电容设计：去耦电容用于在电源线上提供稳定的电压，防
止由于功率供应不稳定而引起的信号干扰和故障。
3.3 温漂补偿和温度稳定性设计：由于温度对电子元件参数的影响，模拟电路设计中需要进行温漂补偿和温度稳定性设计，以确保电路在
不同温度下的性能稳定。
3.4 电源抗干扰设计：在模拟电路设计中，电源的稳定性对电路的
性能有着重要影响。
通过电源抗干扰设计，可以有效降低电源对电路
的干扰。
总结：
模拟集成电路设计是电子技术中的重要一环，为了实现对模拟信号
的处理和传输，需要掌握基本概念、常用模块以及相关设计技术。
通
过本文的介绍，相信读者对于模拟集成电路设计的知识点有了更清晰
的理解。
在实际应用中，还需要不断学习和探索，结合具体的设计需求，不断提升自己的设计能力。