课程介绍-清华大学模拟集成电路分析与设计

清华大学微电子学研究所Feb. 25, 2008模拟集成电路分析与设计

课程概况

z微电子学专业核心课程之一

z3学分48学时：每周3学时X16周

z目标：培养学生具有初步的模拟集成电路分析能力和设计能力，了解模拟集成电路基本模块的分析方法和设计过程

z上课时间：每周一上午第二大节（9：50～

12：15）z上课地点：六教6A301

z习题课：四次习题课

习题课

z答疑时间：周三下午2：00～3：30

z答疑地点：任课教师办公室

答疑地点

教材与参考书

z教材：

Behzad Razavi，“Design of Analog CMOS

Integrated Circuits”, 西安电子科技大学出版社英版中版

（英文影印版或者中文版），2001年

池保勇,“模拟集成电路分析与设计”,（编写中）z参考书：

P R Gray“Analysis and Design of Analog

P.R. Gray, Analysis and Design of Analog

Integrated Circuits”, Fourth Edition，高等教育出

版社英文影印版或者中文版，2001年

()

P.E. Allen, “CMOS Analog Circuit Design”,

Second Edition, 电子工业出版社，2002年

,

课程内容

CMOS电路为主，适当介绍Bipolar电路

考核

z总原则：学到东西、相对公平

总原则学到东西相对公平

z平时表现（5％）＋作业（10％）＋课程设计（25％）＋期中考试（开卷，25％）＋期末考试（闭卷，35％）

试（闭卷

z作业：10次作业，每次1分

z课程设计：设计思路和结果、口头报告及文档z期中考试：开卷考试(Lecture 1-7)

期中考试(Lecture17)

z期末考试：闭卷考试(期中考试后的内容)

课程设计

z课程设计

全差分运算放大器的设计（第十四周前递交中期进展报告、第十六周前完成全部电路设计）

z三人为一组，根据项目水平以及各人贡献给分人为组，根据项目水平以及各人贡献给分z时间：课后完成，16周习题课上作口头报告（5分钟）,期末考试后提交完整书面设计报告z提供的资源：SUE安装文件和帮助文档（画

电路图）、Hspice安装文件、Hspice完整的帮助文档、Hspice的简单帮助文档（中文）、仿真工艺库文件、库文件使用说明、课程设计说明文件Hspice ToolBox

明文件、Hspice ToolBox（与Matlab的接口文件）及部分数据后处理源文件

模拟集成电路概要

（1）信号分类

（2）集成电路与分立电路

（3）模拟集成电路分析与设计（4）模拟集成电路在系统中的作用（5）模拟电路中的基本概念

（6）放大器基础

模拟信号与数字信号

集成电路与分立电路

SUN

华硕P5K-E/WIFI-AP主板

P5K E/WIFI AP

集成电路与

分立电路

模拟集成电路概要

（1）信号分类

（2）集成电路与分立电路

（3）模拟集成电路分析与设计（4）模拟集成电路在系统中的作用（5）模拟电路中的基本概念

（6）放大器基础

模拟电路分析与设计z电路分析：已知电路拓扑结构和元

器件尺寸的基础上应用简单、但足

器件尺寸的基础上应用简单但足

够精确的元器件模型来分析该电路

所具有的各种性能

z电路设计：根据一组给定的性能指

标设计出满足指标要求的路拓

标，设计出满足指标要求的电路拓

扑结构并确定各种元器件的尺寸

z电路分析是电路设计的前提和基础

电路分析可以帮助设计者增强电路知识，

了解各种拓扑结构的优势和缺点，为设

计者选择合适的电路结构提供参考

电路分析是进行电路设计的前提，只有

对电路进行了全面的分析，设计者才能

明确如何在各种设计指标之间进行权衡，

明确如何在各种设计指标之间进行权衡

从而确定各元器件的尺寸

模拟电路的基本分析方法z基尔霍夫电压定理：任何个电路环路上基尔霍夫电压定理：任何一个电路环路上

的各元器件电压降之和等于0

模拟电路的基本分析方法（续）z基尔霍夫电流定理：在电路中流进某个节点各支路等

点的各支路电流之和等于0

模拟电路的基本分析方法（续）z欧姆定理：电阻上的压降等于电流乘以该电阻的阻值欧姆定理电阻上的压降等于电流乘以该电阻的阻值

模拟电路的基本分析方法（续）z戴维营诺顿电源等效定理：如果个网络不包含非线性戴维营－诺顿电源等效定理：如果一个网络不包含非线性

受控源和非线性元件，则向该网络的输出端口看过去，网络的行为都可以等效为一个电压源和一个阻抗的串联，也可以等效为该阻抗和一个电流源的并联，该阻抗等于向该网络输出端看过去的输出阻抗，电压源等于该端口上的开路电压，而电流源的大小等于该端口的短路电流

路电压而电流源的大小等于该端口的短路电流

模拟电路的基本分析方法（续）z电路分析基本步骤

析本步

确定电路的直流工作点

确定各元器件的小信号模型及其中的参数值

画小信号等效电路（在这一步中，要注意交流与画小信号等效电路（在这步中要注意交流与直流的划分，直流偏置点都是交流地）

应用KVL、KCL定理和欧姆定理列电路方程

求解方程组得到该电路的分析结果（在这一步中通常要做简化处理）