模擬集成電路分析與設(shè)計(jì)

模擬集成電路分析與設(shè)計(jì)一、課程基本情況課程編號(hào)40260033開課單位微納電子學(xué)系課程名稱中文名稱模擬集成電路分析與設(shè)計(jì)英文名稱AnalysisandDesignofAnalogIntegratedCircuit教學(xué)目的與重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生具有初步的模擬集成電路分析能力和設(shè)計(jì)能力，了解模擬集成電路基本模塊的分析方法和設(shè)計(jì)過程課程負(fù)責(zé)人王自強(qiáng)課程類型□文化素質(zhì)課□公共基礎(chǔ)課□學(xué)科基礎(chǔ)課□專業(yè)基礎(chǔ)課■專業(yè)課□其它教學(xué)方式■講授為主□實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐為主□專題討論為主□案例教學(xué)為主□自學(xué)為主□其它授課語言■中文□中文＋英文（英文授課>50%）□英文□其他外語學(xué)分學(xué)時(shí)學(xué)分3總學(xué)時(shí)48考核方式及成績?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)（15％）＋課程設(shè)計(jì)（20％）＋期中考試（開卷，25％）＋期末考試（閉卷，40％）教材及主要參考書中文外文教材模擬CMOS集成電路設(shè)計(jì)，畢查德拉扎維著，陳貴燦等譯主要參考書模擬集成電路的分析與設(shè)計(jì)（第4版），PaulR.Gray等著，張曉林等譯先修要求、適用院系及專業(yè)學(xué)習(xí)過“電路原理”、“模擬電子技術(shù)”、“信號(hào)與系統(tǒng)”、“半導(dǎo)體器件”等課程。本課程面向微納電子系及電子系本科生，針對(duì)電路設(shè)計(jì)專業(yè)二、課程內(nèi)容簡介本課程介紹模擬集成電路的分析與設(shè)計(jì)方法，引導(dǎo)和幫助學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)電路理論，實(shí)現(xiàn)簡單的模擬集成電路。課程可分成3個(gè)部分：分別是電路理論知識(shí)、電路仿真和版圖介紹。課程以講述電路理論為主，通過電路仿真對(duì)電路理論加以驗(yàn)證和應(yīng)用，最后介紹版圖、流片方面的內(nèi)容，使學(xué)生對(duì)全定制集成電路的設(shè)計(jì)流程有一個(gè)初步的了解。本課程先講述器件模型，它是模擬集成電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。然后說明基本電路的分析和設(shè)計(jì)方法，它是課程的主要內(nèi)容。圍繞如何設(shè)計(jì)和使用運(yùn)算放大器，分析構(gòu)成運(yùn)算放大器的單管放大電路、差分電路、電流源及電流鏡；講解運(yùn)算放大器在使用中涉及的反饋理論和反饋系統(tǒng)的頻率補(bǔ)償方法；研究兩個(gè)重要的電路指標(biāo)——噪聲和非線性失真；介紹以運(yùn)放為基礎(chǔ)的開關(guān)電容電路。此外將介紹有關(guān)電路仿真和版圖的基礎(chǔ)知識(shí)。通過這樣的課程安排，希望學(xué)生能掌握分析電路的方法、完成運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)。三、課程主要教學(xué)內(nèi)容第1章模擬集成電路設(shè)計(jì)緒論（3學(xué)時(shí)）1.1課程介紹1.2MOS器件物理基礎(chǔ)1.1.1直流模型1.1.2交流模型1.1.3高頻模型1.1.4短溝效應(yīng)（可選）第2章EDA軟件的使用（3學(xué)時(shí)）2.1全定制電路設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)步驟2.2電路仿真介紹2.3Hspice軟件的使用第3章單管放大器（3學(xué)時(shí)）3.1共源放大器3.2源極跟隨器3.3共柵放大器第4章差分放大器（3學(xué)時(shí)）4.1差分放大器的概念4.2直流分析4.3交流分析第5章電流鏡和參考源（3學(xué)時(shí)）5.1電流源5.2電流鏡5.3參考源5.3.1帶隙電壓源5.3.2參考電流源第6章放大器的頻率特性（3學(xué)時(shí)）6.1分析方法6.2密勒效應(yīng)6.3各種簡單電路的頻率特性6.3.1共源放大器6.3.2源極跟隨器6.3.3共柵放大器6.3.4差分電路6.3.5電流鏡第7章噪聲（3學(xué)時(shí)）7.1噪聲的概念7.2噪聲的表示方法7.3噪聲的計(jì)算7.4各種簡單電路的噪聲性能7.4.1共源放大器7.4.2源極跟隨器7.4.3共柵放大器7.4.4差分電路7.4.5電流鏡第8章反饋（3學(xué)時(shí)）8.1反饋的概念8.2反饋對(duì)電路性能的影響8.3反饋的幾種結(jié)構(gòu)8.3.1電壓－電壓負(fù)反饋8.3.2電壓－電流負(fù)反饋8.3.3電流－電壓負(fù)反饋8.3.4電流－電流負(fù)反饋8.4反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載效應(yīng)（可選）期中考試（3學(xué)時(shí)）第9章運(yùn)算放大器（3學(xué)時(shí)）9.1運(yùn)放的指標(biāo)9.2單級(jí)運(yùn)放9.2.1差轉(zhuǎn)單運(yùn)放9.2.2對(duì)稱結(jié)構(gòu)運(yùn)放9.2.3套筒cascode運(yùn)放9.2.4折疊cascode運(yùn)放9.2.5全差分運(yùn)放9.3兩級(jí)運(yùn)放第10章運(yùn)放的輸出級(jí)（3學(xué)時(shí)）10.1輸出級(jí)的作用10.2輸出級(jí)的結(jié)構(gòu)10.3ClassAB輸出級(jí)第11章穩(wěn)定性和頻率補(bǔ)償（3學(xué)時(shí)）11.1穩(wěn)定性的概念11.2穩(wěn)定性判據(jù)11.3單級(jí)運(yùn)放的穩(wěn)定性11.4兩級(jí)運(yùn)放的頻率補(bǔ)償11.4.1密勒補(bǔ)償11.4.2消除零點(diǎn)第12章非線性失真（3學(xué)時(shí)）12.1線性與非線性12.2電路中的非線性12.3線性化方法第13章比較器（3學(xué)時(shí)）13.1比較器的概念13.2幾種比較器電路結(jié)構(gòu)13.2.1簡單的CMOS比較器13.2.2兩級(jí)開環(huán)比較器13.2.3遲滯性比較器13.2.4再生式比較器第14章開關(guān)電容電路（3學(xué)時(shí)）14.1開關(guān)電容的工作原理14.2開關(guān)的問題14.2.1開關(guān)的實(shí)現(xiàn)14.2.2低壓下的開關(guān)14.2.3時(shí)鐘饋通14.2.3電荷重分布14.3開關(guān)電容電路的應(yīng)用第15章版圖（3學(xué)時(shí)）15.1全定制電路的設(shè)計(jì)流程15.2版圖的基本概念15.3版圖設(shè)計(jì)中注意的問題注：13、14兩章可考慮只講一章，多出來的一節(jié)課用來講運(yùn)放實(shí)驗(yàn)1：實(shí)驗(yàn)名稱：MOS管特性分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模悍治鯩OS管的直流、交流、高頻特性；學(xué)習(xí)Hspice的使用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.1求IDS－VDS，IDS－VGS曲線1.2求MOS管的特征頻率1.3求MOS管的本征增益實(shí)驗(yàn)2：實(shí)驗(yàn)名稱：簡單放大器的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模涸O(shè)計(jì)簡單的放大器實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：2.1設(shè)計(jì)單管共源放大器2.2設(shè)計(jì)共源共柵放大器2.3設(shè)計(jì)帶有源極跟隨器的放大器實(shí)驗(yàn)3：實(shí)驗(yàn)名稱：電路噪聲分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)電路噪聲的分析方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：3.1求實(shí)驗(yàn)2中各電路的低頻等效輸