虫虫首页| 资源下载| 资源专辑| 精品软件
登录| 注册

硅光设计

  • 高等模拟集成电路

    近年来,随着集成电路工艺技术的进步,电子系统的构成发生了两个重要的变化: 一个是数字信号处理和数字电路成为系统的核心,一个是整个电子系统可以集成在一个芯片上(称为片上系统)。这些变化改变了模拟电路在电子系统中的作用,并且影响着模拟集成电路的发展。 数字电路不仅具有远远超过模拟电路的集成规模,而且具有可编程、灵活、易于附加功能、设计周期短、对噪声和制造工艺误差的抗扰性强等优点,因而大多数复杂系统以数字信号处理和数字电路为核心已成为必然的趋势。虽然如此,模拟电路仍然是电子系统中非常重要的组成部分。这是因为我们接触到的外部世界的物理量主要都是模拟量,比如图像、声音、压力、温度、湿度、重量等,要将它们变换为数字信号,需要模拟信号处理和数据转换电路,如果这些电路性能不够高,将会影响整个系统的性能。其次,系统中的许多功能不可能或很难用数字电路完成,如微弱信号放大,很高频率和宽频带信号的实时处理等。因此,虽然模拟电路在系统中不再是核心,但作为固有的模拟世界与数字系统的接口,其地位和作用仍然十分重要。 片上系统要求将数字电路和模拟电路集成在一个芯片上,这希望模拟电路使用与数字电路相同的制造工艺。随着MOS器件的线宽不断减小,使MOS器件的性能不断提高,MOS数字电路成为数字集成电路的主流,并因此促进了MOS模拟集成电路的迅速发展。为了适应电子系统功能的不断扩展和性能的不断提高,对模拟电路在降低电源电压、提高工作频率、扩大线性工作范围和提高性能指标的精度和稳定度等方面提出更高要求,促进了新电路技术的发展。 作为研究生课程的教材,本书内容是在本科相关课程基础上的深化和扩展,同时涉及实际设计中需要考虑的一些问题,重点介绍具有高工作频率、低电源电压和高工作稳定性的新电路技术和在电子系统中占有重要地位的功能电路及其中的新技术。全书共7章,大致可分为三个部分。第一部分包括第1章和第7章。第1章为MOS模拟集成电路基础,比较全面地介绍MOS器件的工作原理和特性以及由MOS器件构成的基本单元电路,为学习本教材其他内容提供必要的知识。由于版图设计与工艺参数对模拟集成电路性能的影响很大,因此第7章简单介绍制造MOS模拟集成电路的CMOS工艺过程和版图设计技术,读者可以通过对该章所介绍的相关背景知识的了解,更深入地理解MOS器件和电路的特性,有助于更好地完成模拟集成电路的可实现性设计。第二部分为新电路技术,由第2章、第3章和第5章的部分组成,包括近年来逐步获得广泛应用的电流模电路、抽样数据电路和对数域电路,它们在提高工作频率、降低电源电压、扩大线性工作范围和提高性能指标的精度和稳定度方面具有明显的潜力,同时它们也引入了一些模拟电路的新概念。这些内容有助于读者开拓提高电路性能方面的思路。第2章介绍电流模电路的工作原理、特点和典型电路。与传统的以电压作为信号载体的电路不同,这是一种以电流作为信号载体的电路,虽然在电路中电压和电流总是共同存在并相互作用的,但由于信号载体不同,不仅电路性能不同而且电路结构也不同。第3章介绍抽样数据电路的特点和开关电容与开关电流电路的工作原理、分析方法与典型电路。抽样数据电路类似于数字电路,处理的是时间离散信号,又类似于模拟电路,处理的是幅度连续信号,它比模拟电路具有稳定准确的时间常数,解决了模拟电路实际应用中的一大障碍。对数域电路在第5章中结合其在滤波器中的应用介绍,这类电路除具有良好的电性能外,还提出了一种利用器件的非线性特性实现线性电路的新思路。第三部分介绍几个模拟电路的功能模块,它们是电子系统中的关键组成部分,并且与信号和信号处理联系密切,有助于在信号和电路间形成整体观念。这部分包括第4章至第6章。第4章介绍数据转换电路的技术指标和高精度与高速度转换电路的构成、工作原理、特点和典型电路。第5章介绍模拟集成滤波器的设计方法和主要类型,包括连续时间滤波器、对数域滤波器和抽样数据滤波器。第6章介绍通信系统中的收发器与射频前端电路,包括收信器、发信器的技术指标、结构和典型电路。因为载波通信系统传输的是模拟信号,射频前端电路的性能对整个通信系统有直接的影响,所以射频集成电路已成为重要的研究课题。 〖〗高等模拟集成电路〖〗〖〗前言〖〗〖〗本书是在为研究生开设的“高等模拟集成电路”课程讲义的基础上整理而成,由董在望主编,第1、4、7章由李冬梅编写,第6章由王志华编写,第5章由李永明和董在望编写,第2、3章由董在望编写,李国林参加了部分章节的校核工作。 本书可作为信息与通信工程和电子科学与技术学科相关课程的研究生教材或教学参考书,也可作为本科教学参考书或选修课教材和供相关专业的工程技术人员参考。 清华大学出版社多位编辑为本书的出版做了卓有成效的工作,深致谢意。 限于编者水平,难免有错误和疏漏之处,欢迎批评指正。 目录 1.1MOS器件基础及器件模型 1.1.1结构及工作原理 1.1.2衬底调制效应 1.1.3小信号模型 1.1.4亚阈区效应 1.1.5短沟效应 1.1.6SPICE模型 1.2基本放大电路 1.2.1共源(CS)放大电路 1.2.2共漏(CD)放大电路 1.2.3共栅(CG)放大电路 1.2.4共源共栅(CSCG)放大电路 1.2.5差分放大电路 1.3电流源电路 1.3.1二极管连接的MOS器件 1.3.2基本镜像电流源 1.3.3威尔逊电流源 1.3.4共源共栅电流源 1.3.5有源负载放大电路 1.4运算放大器 1.4.1运算放大器的主要参数 1.4.2单级运算放大器 1.4.3两级运算放大器 1.4.4共模反馈(CMFB) 1.4.5运算放大器的频率补偿 1.5模拟开关 1.5.1导通电阻 1.5.2电荷注入与时钟馈通 1.6带隙基准电压源 1.6.1工作原理 1.6.2与CMOS工艺兼容的带隙基准电压源 思考题 2电流模电路 2.1概述 2.1.1电流模电路的概念 2.1.2电流模电路的特点 2.2基本电流模电路 2.2.1电流镜电路 2.2.2电流放大器 2.2.3电流模积分器 2.3电流模功能电路 2.3.1跨导线性电路 2.3.2电流传输器 2.4从电压模电路变换到电流模电路 2.5电流模电路中的非理想效应 2.5.1MOSFET之间的失配 2.5.2寄生电容对频率特性的影响 思考题 3抽样数据电路 3.1开关电容电路和开关电流电路的基本分析方法 3.1.1开关电容电路的时域分析 3.1.2开关电流电路的时域分析 3.1.3抽样数据电路的频域分析 3.2开关电容电路 3.2.1开关电容单元电路 3.2.2开关电容电路的特点 3.2.3非理想因素的影响 3.3开关电流电路 3.3.1开关电流单元电路 3.3.2开关电流电路的特点 3.3.3非理想因素的影响 思考题 4A/D转换器与D/A转换器 4.1概述 4.1.1电子系统中的A/D与D/A转换 4.1.2A/D与D/A转换器的基本原理 4.1.3A/D与D/A转换器的性能指标 4.1.4A/D与D/A转换器的分类 4.1.5A/D与D/A转换器中常用的数码类型 4.2高速A/D转换器 4.2.1全并行结构A/D转换器 4.2.2两步结构A/D转换器 4.2.3插值与折叠结构A/D转换器 4.2.4流水线结构A/D转换器 4.2.5交织结构A/D转换器 4.3高精度A/D转换器 4.3.1逐次逼近型A/D转换器 4.3.2双斜率积分型A/D转换器 4.3.3过采样ΣΔA/D转换器 4.4D/A转换器 4.4.1电阻型D/A转换器 4.4.2电流型D/A转换器 4.4.3电容型D/A转换器 思考题 5集成滤波器 5.1引言 5.1.1滤波器的数学描述 5.1.2滤波器的频率特性 5.1.3滤波器设计的逼近方法 5.2连续时间滤波器 5.2.1连续时间滤波器的设计方法 5.2.2跨导电容(GmC)连续时间滤波器 5.2.3连续时间滤波器的片上自动调节电路 5.3对数域滤波器 5.3.1对数域电路概念及其特点 5.3.2对数域电路基本单元 5.3.3对数域滤波器 5.4抽样数据滤波器 5.4.1设计方法 5.4.2SZ域映射 5.4.3开关电容电路转换为开关电流电路的方法 思考题 6收发器与射频前端电路 6.1通信系统中的射频收发器 6.2集成收信器 6.2.1外差式接收与镜像信号 6.2.2复数信号处理 6.2.3收信器前端结构 6.3集成发信器 6.3.1上变换器 6.3.2发信器结构 6.4收发器的技术指标 6.4.1噪声性能 6.4.2灵敏度 6.4.3失真特性与线性度 6.4.4动态范围 6.5射频电路设计 6.5.1晶体管模型与参数 6.5.2噪声 6.5.3集成无源器件 6.5.4低噪声放大器 6.5.5混频器 6.5.6频率综合器 6.5.7功率放大器 思考题 7CMOS集成电路制造工艺及版图设计 7.1集成电路制造工艺简介 7.1.1单晶生长与衬底制备 7.1.2光刻 7.1.3氧化 7.1.4扩散及离子注入 7.1.5化学气相淀积(CVD) 7.1.6接触与互连 7.2CMOS工艺流程与集成电路中的元件 7.2.1硅栅CMOS工艺流程 7.2.2CMOS集成电路中的无源元件 7.2.3CMOS集成电路中的寄生效应 7.3版图设计 7.3.1硅栅CMOS集成电路的版图构成 7.3.2版图设计规则 7.3.3CMOS版图设计技术 思考题

    标签: 模拟集成电路

    上传时间: 2013-11-13

    上传用户:chengxin

  • 用于硅半导体探测器的电荷灵敏放大器的研制

      氛及其子体的能谱测量中常用到钝化离子注人硅探测器或金硅面垒探测器。本文介绍了一种用于这两类硅半导体探测器的电荷灵敏放大器的实例,它由电荷灵敏级和电压放大级构成。给出了它的设计思想和调试过程。介绍了测试手段并测试了它的技术指标,说明了应用场合。

    标签: 硅半导体 探测器 电荷灵敏 放大器

    上传时间: 2014-12-23

    上传用户:hphh

  • 被动组件之电感设计与分析

    随着高频微波在日常生活上的广泛应用,例如行动电话、无线个人计算机、无线网络等,高频电路的技术也日新月异。良好的高频电路设计的实现与改善,则建立在于精确的组件模型的基础上。被动组件如电感、滤波器等的电路模型与电路制作的材料、制程有紧密的关系,而建立这些组件等效电路模型的方法称为参数萃取。 早期的电感制作以金属绕线为主要的材料与技术,而近年来,由于高频与高速电路的应用日益广泛,加上电路设计趋向轻薄短小,电感制作的材质与技术也不断的进步。例如射频机体电路(RFIC)运用硅材质,微波集成电路则广泛的运用砷化镓(GaAs)技术;此外,在低成本的无线通讯射频应用上,如混合(Hybrid)集成电路则运用有机多芯片模块(MCMs)结合传统的玻璃基板制程,以及低温共烧陶瓷(LTCC)技术,制作印刷式平面电感等,以提升组件的质量与效能,并减少体积与成本。 本章的重点包涵探讨电感的原理与专有名词,以及以常见的电感结构,并分析影响电感效能的主要因素与其电路模型,最后将以电感的模拟设计为例,说明电感参数的萃取。

    标签: 被动组件 电感 设计与分析

    上传时间: 2013-11-20

    上传用户:yuanxiaoqiang

  • 智能台灯设计资料

    设计制作了一种智能台灯,主要是以BISS0001和单片机组成的红外传感控制电路。其特点是在有人时且外界光强较弱时能自动开灯,无人时关灯,节约能源;且能纠正坐姿,防止近视。

    标签: 智能台灯 设计资料

    上传时间: 2013-11-08

    上传用户:hanhanj

  • 太阳能LED路灯控制器的设计

    文中首先介绍了太阳能LED路灯系统的组成,及各组成部分的工作原理。然后详细讨论了用STC90C52单片机实现的太阳能LED路灯控制器的设计,包括用并联式三端稳压管TL431芯片实现的蓄电池充电控制电路、用场效应管实现的负载输出控制电路、用光敏电阻实现的光控电路、用运算放大器实现的检测电路的硬件电路设计和系统软件的实现。

    标签: LED 太阳能 路灯控制器

    上传时间: 2013-11-18

    上传用户:windgate

  • 输出可调直流稳压电源的设计(2012大学生电子设计竞赛论文)

    这是 输出电压电流均可调的高效DC电源:本作品是基于开关电源基本拓扑之一的正激拓扑设计而成的输出小电压,大电流DC-DC开关稳压电源,通过电压反馈环节对主电路的输出进行稳压,本 文所设计的开关电源输入为DC41-57开关频率为75kHz,实现输出电压0-30V可调,恒流限制0-3A可调。单管正激变换器具有外围电路简单,效率高,抗过载能力强,输入与输出隔离等优点,适合低压、中小功率的电能变换,恒压过程采用OP07作为比较器,改变基准电压,从而实现输出电压可调,原副边用光耦隔离,恒流部分也采用比较器,但是电流采样采的是负压,这样只调节电位器就可改变OP07输入端的电压大小,从而调节恒流限制。

    标签: 2012 输出可调 直流稳压电源 大学生电子设计竞赛

    上传时间: 2013-10-12

    上传用户:1142895891

  • 座舱显示器背光驱动电路的研制

    座舱中液晶显示器的背光亮度自动调节功能非常重要,背光亮度直接影响信息的可读性。为了研制高效的能自动调节背光亮度的显示器,通过对相关电路的设计和对单片机定时器和中断器的编程控制,实现了液晶屏亮度的自动和人工调节,使得座舱显示器在各种环境光下都能正常有效的工作。该电路不仅可用于军用显示器还可用于民用显示器。

    标签: 座舱显示器 背光驱动电路

    上传时间: 2013-12-29

    上传用户:变形金刚

  • 基于LonWorks技术的智能调光节点的设计

    阐述了Mini EVK工具开发节点的过程,并利用Mini EVK工具开发一个智能调光节点,实现根据现场环境的光线来自动调节灯光的功能.与目前的调光节点相比,它更智能化、更节约能源.

    标签: LonWorks 智能调光 节点

    上传时间: 2013-10-09

    上传用户:hfmm633

  • 光伏电池聚光特性

    基于槽式聚光热电联供系统,深入分析晶硅电池阵列和砷化镓电池阵列在高倍聚光下的输出特性及输出功率的影响因素+ 研究结果表明,聚光光强下砷化镓电池阵列输出性能优于晶硅电池阵列,高光强会导致光伏电池禁带宽度变窄,短路电流成倍增加,增加输出功率,但同时耗尽层复合率变大,开路电压降低,制约阵列的输出功率;高光强还引起电池温度升高,电池阵列串联内阻增加+ 分析表明聚光作用下电池阵列串联内阻对输出功率影响巨大,串联内阻从&!增加!!,四种电池阵列输出功率分别损失$*,*(-,*.,’)-,**,)&-和%(,&!- +

    标签: 光伏电池 聚光特性

    上传时间: 2013-10-18

    上传用户:赵一霞a

  • 嵌入式系统中小功率开关电源的设计与实现

    摘要:根据嵌入式系统电源的实际需求,以FSD200小功率单片开关电源集成电路为核心,结合可调式精密稳压器TL431和线性光耦PC817等外围器件,设计并实现了适合嵌入式系统使用的多路小功率开关电源。关键词:嵌入式系统;FSD200;开关电源

    标签: 嵌入式系统 小功率 开关电源

    上传时间: 2013-12-07

    上传用户:黑漆漆