模拟CMOS集成电路分析与设计总复习
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第一章 绪论
• • • • • 研究模拟电路的重要性 模拟电路设计的难点 研究AIC的重要性 研究CMOS AIC的重要性 电路设计一般概念
– 抽象级别 – 健壮性设计 – 符号约定
• 1，模拟集成电路的优点 高集成度、高速度、高精度、低功耗、大批量时 成本低 • 2，CMOS相对于双极工艺在模拟集成电路上的优 缺点 • 优点：输入阻抗大，加工成本低，低功耗，易于 实现数模混合电路（是实现SOC较佳选择），设 计自由度大（小信号特性依赖于器件尺寸和直流 偏量，双极只依赖于直流偏量） • 缺点：低增益，速度慢（在改善，几十GHz）， 噪声大（也在改善）
第二章 MOS器件物理基础
• 基本概念
– 简化模型－开关 – 结构 – 符号
• I/V特性
– 阈值电压 – I-V关系式 – 跨导
• 二级效应
– 体效应、沟道长度调制效应、亚阈值导电性
• 器件模型
– 版图、电容、小信号模型等
• 1，MOSFET基本结构
P9图2.2(包括基本结构的截面图，栅、源、漏、 衬底各极，有效长度、宽度，符号等)
• 6，跨导与VDS间的关系
说明为何通常使MOS管工作在饱和区
• 7，三种二级效应
描述三种效应以及对各参数的影响
• 8，基本器件的寄生电容
含包括了寄生电容的完整小信号电路
• 9，长沟道与短沟道器件的区别
第三章 单级放大器
• • • • • • • • • 放大器基础知识 共源级—电阻做负载 共源级—二极管接法的MOS 管做负载 共源级—电流源做负载 共源级－深线性区MOS管做负载 共源级－带源极负反馈 共漏级－源跟随器 共栅级 共源共栅级
• 2，MOS管源、漏的区分
提供载流子的端口为源，收集载流子的端口为漏
• 3，MOS管正常工作的基本条件
所有衬源（B、S）、衬漏（B、D）pn结必须反偏！
• 4，三极管区MOS管I/V特性的推导
P14~15，包括特性曲线，深三极管区特点
• 5，饱和区MOS管I/V特性的推导
夹断点，跨导gm的三个表达式
第五章 无源与有源电流镜
• 基本电流镜
• 共源共栅电流镜 • 有源电流镜
– 电流镜做负载的差分放大器
• 大信号特性 • 小信号特性 • 共模特性
• 1，基本电流镜的复制关系，L的选择，电 流镜的不足 • 2，有源负载差动对小信号增益求法(辅助定 理、戴维南等效)
第六章 放大器的频率特性
• 米勒定理及利用米勒定理求解输入电阻、 电容、极点等
• 5，共漏极(源极跟随器)：小信号增益(直观 求法)，无体效应的源极跟随器，小信号特 点 • 6，共栅极：小信号增益 • 7，共源共栅极：大信号特性，输出摆幅， 屏蔽特性，折叠式共源共栅极的大信号特 性
第四章 差动放大器
• 差分放大器简介 • 简单差分放大器来自百度文库• 基本差分对放大器
– – – – 大信号差分特性 大信号共模特性 小信号差分特性 小信号共模特性
• 1，电阻负载的共源极大信号特性、小信号 增益及其折中关系，电阻做负载的缺点 • 2，二极管解法做负载的共源极：小信号增 益及其折中关系，输入输出摆幅的求法 • 3，电流源做负载的共源级：小信号增益及 其折中关系，输出摆幅，静态工作点可不 可以“目测”的判断方法，能“目测”与 不能“目测”电路的特点 • 4，带源极负反馈电阻的共源极：等效跨导， 小信号增益的求法(直观)
• MOS管做负载的基本差分对放大器 • 差分放大器的应用－Gilbert单元
• 1，差动相对于单端的优点 • 2，共模电平的变化对简单差动对输出的影 响 • 3，基本差动对大信号特性，静态 • 4，基本差分对共模输入范围的求法，共模 输入电平与小信号增益间的关系，小信号 增益的两种求法(叠加法和半电路法)，单/双 边输入与单/双边输出对增益的影响 • 5，共模抑制比
• • • • • 研究模拟电路的重要性 模拟电路设计的难点 研究AIC的重要性 研究CMOS AIC的重要性 电路设计一般概念
– 抽象级别 – 健壮性设计 – 符号约定
• 1，模拟集成电路的优点 高集成度、高速度、高精度、低功耗、大批量时 成本低 • 2，CMOS相对于双极工艺在模拟集成电路上的优 缺点 • 优点：输入阻抗大，加工成本低，低功耗，易于 实现数模混合电路（是实现SOC较佳选择），设 计自由度大（小信号特性依赖于器件尺寸和直流 偏量，双极只依赖于直流偏量） • 缺点：低增益，速度慢（在改善，几十GHz）， 噪声大（也在改善）
第二章 MOS器件物理基础
• 基本概念
– 简化模型－开关 – 结构 – 符号
• I/V特性
– 阈值电压 – I-V关系式 – 跨导
• 二级效应
– 体效应、沟道长度调制效应、亚阈值导电性
• 器件模型
– 版图、电容、小信号模型等
• 1，MOSFET基本结构
P9图2.2(包括基本结构的截面图，栅、源、漏、 衬底各极，有效长度、宽度，符号等)
• 6，跨导与VDS间的关系
说明为何通常使MOS管工作在饱和区
• 7，三种二级效应
描述三种效应以及对各参数的影响
• 8，基本器件的寄生电容
含包括了寄生电容的完整小信号电路
• 9，长沟道与短沟道器件的区别
第三章 单级放大器
• • • • • • • • • 放大器基础知识 共源级—电阻做负载 共源级—二极管接法的MOS 管做负载 共源级—电流源做负载 共源级－深线性区MOS管做负载 共源级－带源极负反馈 共漏级－源跟随器 共栅级 共源共栅级
• 2，MOS管源、漏的区分
提供载流子的端口为源，收集载流子的端口为漏
• 3，MOS管正常工作的基本条件
所有衬源（B、S）、衬漏（B、D）pn结必须反偏！
• 4，三极管区MOS管I/V特性的推导
P14~15，包括特性曲线，深三极管区特点
• 5，饱和区MOS管I/V特性的推导
夹断点，跨导gm的三个表达式
第五章 无源与有源电流镜
• 基本电流镜
• 共源共栅电流镜 • 有源电流镜
– 电流镜做负载的差分放大器
• 大信号特性 • 小信号特性 • 共模特性
• 1，基本电流镜的复制关系，L的选择，电 流镜的不足 • 2，有源负载差动对小信号增益求法(辅助定 理、戴维南等效)
第六章 放大器的频率特性
• 米勒定理及利用米勒定理求解输入电阻、 电容、极点等
• 5，共漏极(源极跟随器)：小信号增益(直观 求法)，无体效应的源极跟随器，小信号特 点 • 6，共栅极：小信号增益 • 7，共源共栅极：大信号特性，输出摆幅， 屏蔽特性，折叠式共源共栅极的大信号特 性
第四章 差动放大器
• 差分放大器简介 • 简单差分放大器来自百度文库• 基本差分对放大器
– – – – 大信号差分特性 大信号共模特性 小信号差分特性 小信号共模特性
• 1，电阻负载的共源极大信号特性、小信号 增益及其折中关系，电阻做负载的缺点 • 2，二极管解法做负载的共源极：小信号增 益及其折中关系，输入输出摆幅的求法 • 3，电流源做负载的共源级：小信号增益及 其折中关系，输出摆幅，静态工作点可不 可以“目测”的判断方法，能“目测”与 不能“目测”电路的特点 • 4，带源极负反馈电阻的共源极：等效跨导， 小信号增益的求法(直观)
• MOS管做负载的基本差分对放大器 • 差分放大器的应用－Gilbert单元
• 1，差动相对于单端的优点 • 2，共模电平的变化对简单差动对输出的影 响 • 3，基本差动对大信号特性，静态 • 4，基本差分对共模输入范围的求法，共模 输入电平与小信号增益间的关系，小信号 增益的两种求法(叠加法和半电路法)，单/双 边输入与单/双边输出对增益的影响 • 5，共模抑制比