近年來,隨著集成電路工藝技術(shù)的進(jìn)步,電子系統(tǒng)的構(gòu)成發(fā)生了兩個(gè)重要的變化: 一個(gè)是數(shù)字信號(hào)處理和數(shù)字電路成為系統(tǒng)的核心,一個(gè)是整個(gè)電子系統(tǒng)可以集成在一個(gè)芯片上(稱為片上系統(tǒng))。這些變化改變了模擬電路在電子系統(tǒng)中的作用,并且影響著模擬集成電路的發(fā)展。 數(shù)字電路不僅具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過模擬電路的集成規(guī)模,而且具有可編程、靈活、易于附加功能、設(shè)計(jì)周期短、對噪聲和制造工藝誤差的抗擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),因而大多數(shù)復(fù)雜系統(tǒng)以數(shù)字信號(hào)處理和數(shù)字電路為核心已成為必然的趨勢。雖然如此,模擬電路仍然是電子系統(tǒng)中非常重要的組成部分。這是因?yàn)槲覀兘佑|到的外部世界的物理量主要都是模擬量,比如圖像、聲音、壓力、溫度、濕度、重量等,要將它們變換為數(shù)字信號(hào),需要模擬信號(hào)處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路,如果這些電路性能不夠高,將會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。其次,系統(tǒng)中的許多功能不可能或很難用數(shù)字電路完成,如微弱信號(hào)放大,很高頻率和寬頻帶信號(hào)的實(shí)時(shí)處理等。因此,雖然模擬電路在系統(tǒng)中不再是核心,但作為固有的模擬世界與數(shù)字系統(tǒng)的接口,其地位和作用仍然十分重要。 片上系統(tǒng)要求將數(shù)字電路和模擬電路集成在一個(gè)芯片上,這希望模擬電路使用與數(shù)字電路相同的制造工藝。隨著MOS器件的線寬不斷減小,使MOS器件的性能不斷提高,MOS數(shù)字電路成為數(shù)字集成電路的主流,并因此促進(jìn)了MOS模擬集成電路的迅速發(fā)展。為了適應(yīng)電子系統(tǒng)功能的不斷擴(kuò)展和性能的不斷提高,對模擬電路在降低電源電壓、提高工作頻率、擴(kuò)大線性工作范圍和提高性能指標(biāo)的精度和穩(wěn)定度等方面提出更高要求,促進(jìn)了新電路技術(shù)的發(fā)展。 作為研究生課程的教材,本書內(nèi)容是在本科相關(guān)課程基礎(chǔ)上的深化和擴(kuò)展,同時(shí)涉及實(shí)際設(shè)計(jì)中需要考慮的一些問題,重點(diǎn)介紹具有高工作頻率、低電源電壓和高工作穩(wěn)定性的新電路技術(shù)和在電子系統(tǒng)中占有重要地位的功能電路及其中的新技術(shù)。全書共7章,大致可分為三個(gè)部分。第一部分包括第1章和第7章。第1章為MOS模擬集成電路基礎(chǔ),比較全面地介紹MOS器件的工作原理和特性以及由MOS器件構(gòu)成的基本單元電路,為學(xué)習(xí)本教材其他內(nèi)容提供必要的知識(shí)。由于版圖設(shè)計(jì)與工藝參數(shù)對模擬集成電路性能的影響很大,因此第7章簡單介紹制造MOS模擬集成電路的CMOS工藝過程和版圖設(shè)計(jì)技術(shù),讀者可以通過對該章所介紹的相關(guān)背景知識(shí)的了解,更深入地理解MOS器件和電路的特性,有助于更好地完成模擬集成電路的可實(shí)現(xiàn)性設(shè)計(jì)。第二部分為新電路技術(shù),由第2章、第3章和第5章的部分組成,包括近年來逐步獲得廣泛應(yīng)用的電流模電路、抽樣數(shù)據(jù)電路和對數(shù)域電路,它們在提高工作頻率、降低電源電壓、擴(kuò)大線性工作范圍和提高性能指標(biāo)的精度和穩(wěn)定度方面具有明顯的潛力,同時(shí)它們也引入了一些模擬電路的新概念。這些內(nèi)容有助于讀者開拓提高電路性能方面的思路。第2章介紹電流模電路的工作原理、特點(diǎn)和典型電路。與傳統(tǒng)的以電壓作為信號(hào)載體的電路不同,這是一種以電流作為信號(hào)載體的電路,雖然在電路中電壓和電流總是共同存在并相互作用的,但由于信號(hào)載體不同,不僅電路性能不同而且電路結(jié)構(gòu)也不同。第3章介紹抽樣數(shù)據(jù)電路的特點(diǎn)和開關(guān)電容與開關(guān)電流電路的工作原理、分析方法與典型電路。抽樣數(shù)據(jù)電路類似于數(shù)字電路,處理的是時(shí)間離散信號(hào),又類似于模擬電路,處理的是幅度連續(xù)信號(hào),它比模擬電路具有穩(wěn)定準(zhǔn)確的時(shí)間常數(shù),解決了模擬電路實(shí)際應(yīng)用中的一大障礙。對數(shù)域電路在第5章中結(jié)合其在濾波器中的應(yīng)用介紹,這類電路除具有良好的電性能外,還提出了一種利用器件的非線性特性實(shí)現(xiàn)線性電路的新思路。第三部分介紹幾個(gè)模擬電路的功能模塊,它們是電子系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分,并且與信號(hào)和信號(hào)處理聯(lián)系密切,有助于在信號(hào)和電路間形成整體觀念。這部分包括第4章至第6章。第4章介紹數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路的技術(shù)指標(biāo)和高精度與高速度轉(zhuǎn)換電路的構(gòu)成、工作原理、特點(diǎn)和典型電路。第5章介紹模擬集成濾波器的設(shè)計(jì)方法和主要類型,包括連續(xù)時(shí)間濾波器、對數(shù)域?yàn)V波器和抽樣數(shù)據(jù)濾波器。第6章介紹通信系統(tǒng)中的收發(fā)器與射頻前端電路,包括收信器、發(fā)信器的技術(shù)指標(biāo)、結(jié)構(gòu)和典型電路。因?yàn)檩d波通信系統(tǒng)傳輸?shù)氖悄M信號(hào),射頻前端電路的性能對整個(gè)通信系統(tǒng)有直接的影響,所以射頻集成電路已成為重要的研究課題。 〖〗高等模擬集成電路〖〗〖〗前言〖〗〖〗本書是在為研究生開設(shè)的“高等模擬集成電路”課程講義的基礎(chǔ)上整理而成,由董在望主編,第1、4、7章由李冬梅編寫,第6章由王志華編寫,第5章由李永明和董在望編寫,第2、3章由董在望編寫,李國林參加了部分章節(jié)的校核工作。 本書可作為信息與通信工程和電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科相關(guān)課程的研究生教材或教學(xué)參考書,也可作為本科教學(xué)參考書或選修課教材和供相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。 清華大學(xué)出版社多位編輯為本書的出版做了卓有成效的工作,深致謝意。 限于編者水平,難免有錯(cuò)誤和疏漏之處,歡迎批評(píng)指正。 目錄 1.1MOS器件基礎(chǔ)及器件模型 1.1.1結(jié)構(gòu)及工作原理 1.1.2襯底調(diào)制效應(yīng) 1.1.3小信號(hào)模型 1.1.4亞閾區(qū)效應(yīng) 1.1.5短溝效應(yīng) 1.1.6SPICE模型 1.2基本放大電路 1.2.1共源(CS)放大電路 1.2.2共漏(CD)放大電路 1.2.3共柵(CG)放大電路 1.2.4共源共柵(CSCG)放大電路 1.2.5差分放大電路 1.3電流源電路 1.3.1二極管連接的MOS器件 1.3.2基本鏡像電流源 1.3.3威爾遜電流源 1.3.4共源共柵電流源 1.3.5有源負(fù)載放大電路 1.4運(yùn)算放大器 1.4.1運(yùn)算放大器的主要參數(shù) 1.4.2單級(jí)運(yùn)算放大器 1.4.3兩級(jí)運(yùn)算放大器 1.4.4共模反饋(CMFB) 1.4.5運(yùn)算放大器的頻率補(bǔ)償 1.5模擬開關(guān) 1.5.1導(dǎo)通電阻 1.5.2電荷注入與時(shí)鐘饋通 1.6帶隙基準(zhǔn)電壓源 1.6.1工作原理 1.6.2與CMOS工藝兼容的帶隙基準(zhǔn)電壓源 思考題 2電流模電路 2.1概述 2.1.1電流模電路的概念 2.1.2電流模電路的特點(diǎn) 2.2基本電流模電路 2.2.1電流鏡電路 2.2.2電流放大器 2.2.3電流模積分器 2.3電流模功能電路 2.3.1跨導(dǎo)線性電路 2.3.2電流傳輸器 2.4從電壓模電路變換到電流模電路 2.5電流模電路中的非理想效應(yīng) 2.5.1MOSFET之間的失配 2.5.2寄生電容對頻率特性的影響 思考題 3抽樣數(shù)據(jù)電路 3.1開關(guān)電容電路和開關(guān)電流電路的基本分析方法 3.1.1開關(guān)電容電路的時(shí)域分析 3.1.2開關(guān)電流電路的時(shí)域分析 3.1.3抽樣數(shù)據(jù)電路的頻域分析 3.2開關(guān)電容電路 3.2.1開關(guān)電容單元電路 3.2.2開關(guān)電容電路的特點(diǎn) 3.2.3非理想因素的影響 3.3開關(guān)電流電路 3.3.1開關(guān)電流單元電路 3.3.2開關(guān)電流電路的特點(diǎn) 3.3.3非理想因素的影響 思考題 4A/D轉(zhuǎn)換器與D/A轉(zhuǎn)換器 4.1概述 4.1.1電子系統(tǒng)中的A/D與D/A轉(zhuǎn)換 4.1.2A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的基本原理 4.1.3A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo) 4.1.4A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的分類 4.1.5A/D與D/A轉(zhuǎn)換器中常用的數(shù)碼類型 4.2高速A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.1全并行結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.2兩步結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.3插值與折疊結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.4流水線結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.5交織結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.3高精度A/D轉(zhuǎn)換器 4.3.1逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器 4.3.2雙斜率積分型A/D轉(zhuǎn)換器 4.3.3過采樣ΣΔA/D轉(zhuǎn)換器 4.4D/A轉(zhuǎn)換器 4.4.1電阻型D/A轉(zhuǎn)換器 4.4.2電流型D/A轉(zhuǎn)換器 4.4.3電容型D/A轉(zhuǎn)換器 思考題 5集成濾波器 5.1引言 5.1.1濾波器的數(shù)學(xué)描述 5.1.2濾波器的頻率特性 5.1.3濾波器設(shè)計(jì)的逼近方法 5.2連續(xù)時(shí)間濾波器 5.2.1連續(xù)時(shí)間濾波器的設(shè)計(jì)方法 5.2.2跨導(dǎo)電容(GmC)連續(xù)時(shí)間濾波器 5.2.3連續(xù)時(shí)間濾波器的片上自動(dòng)調(diào)節(jié)電路 5.3對數(shù)域?yàn)V波器 5.3.1對數(shù)域電路概念及其特點(diǎn) 5.3.2對數(shù)域電路基本單元 5.3.3對數(shù)域?yàn)V波器 5.4抽樣數(shù)據(jù)濾波器 5.4.1設(shè)計(jì)方法 5.4.2SZ域映射 5.4.3開關(guān)電容電路轉(zhuǎn)換為開關(guān)電流電路的方法 思考題 6收發(fā)器與射頻前端電路 6.1通信系統(tǒng)中的射頻收發(fā)器 6.2集成收信器 6.2.1外差式接收與鏡像信號(hào) 6.2.2復(fù)數(shù)信號(hào)處理 6.2.3收信器前端結(jié)構(gòu) 6.3集成發(fā)信器 6.3.1上變換器 6.3.2發(fā)信器結(jié)構(gòu) 6.4收發(fā)器的技術(shù)指標(biāo) 6.4.1噪聲性能 6.4.2靈敏度 6.4.3失真特性與線性度 6.4.4動(dòng)態(tài)范圍 6.5射頻電路設(shè)計(jì) 6.5.1晶體管模型與參數(shù) 6.5.2噪聲 6.5.3集成無源器件 6.5.4低噪聲放大器 6.5.5混頻器 6.5.6頻率綜合器 6.5.7功率放大器 思考題 7CMOS集成電路制造工藝及版圖設(shè)計(jì) 7.1集成電路制造工藝簡介 7.1.1單晶生長與襯底制備 7.1.2光刻 7.1.3氧化 7.1.4擴(kuò)散及離子注入 7.1.5化學(xué)氣相淀積(CVD) 7.1.6接觸與互連 7.2CMOS工藝流程與集成電路中的元件 7.2.1硅柵CMOS工藝流程 7.2.2CMOS集成電路中的無源元件 7.2.3CMOS集成電路中的寄生效應(yīng) 7.3版圖設(shè)計(jì) 7.3.1硅柵CMOS集成電路的版圖構(gòu)成 7.3.2版圖設(shè)計(jì)規(guī)則 7.3.3CMOS版圖設(shè)計(jì)技術(shù) 思考題
標(biāo)簽: 模擬集成電路
上傳時(shí)間: 2013-11-13
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DAC34H84 是一款由德州儀器(TI)推出的四通道、16 比特、采樣1.25GSPS、功耗1.4W 高性能的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。支持625MSPS 的數(shù)據(jù)率,可用于寬帶與多通道系統(tǒng)的基站收發(fā)信機(jī)。由于無線通信技術(shù)的高速發(fā)展與各設(shè)備商基站射頻拉遠(yuǎn)單元(RRU/RRH)多種制式平臺(tái)化的要求,目前收發(fā)信機(jī)單板支持的發(fā)射信號(hào)頻譜越來越寬,而中頻頻率一般沒有相應(yīng)提高,所以中頻發(fā)射DAC 發(fā)出中頻(IF)信號(hào)的二次諧波(HD2)或中頻與采樣頻率Fs 混疊產(chǎn)生的信號(hào)(Fs-2*IF)離主信號(hào)也越來越近,因此這些非線性雜散越來越難被外部模擬濾波器濾除。這些子進(jìn)行pcb設(shè)計(jì)布局,能取得較好的信號(hào)完整性效果,可以在pcb打樣后,更放心。這些雜散信號(hào)會(huì)降低發(fā)射機(jī)的SFDR 性能,優(yōu)化DAC 輸出的二次諧波性能也就變得越來越重要。
上傳時(shí)間: 2013-10-23
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半導(dǎo)體的產(chǎn)品很多,應(yīng)用的場合非常廣泛,圖一是常見的幾種半導(dǎo)體元件外型。半導(dǎo)體元件一般是以接腳形式或外型來劃分類別,圖一中不同類別的英文縮寫名稱原文為 PDID:Plastic Dual Inline Package SOP:Small Outline Package SOJ:Small Outline J-Lead Package PLCC:Plastic Leaded Chip Carrier QFP:Quad Flat Package PGA:Pin Grid Array BGA:Ball Grid Array 雖然半導(dǎo)體元件的外型種類很多,在電路板上常用的組裝方式有二種,一種是插入電路板的銲孔或腳座,如PDIP、PGA,另一種是貼附在電路板表面的銲墊上,如SOP、SOJ、PLCC、QFP、BGA。 從半導(dǎo)體元件的外觀,只看到從包覆的膠體或陶瓷中伸出的接腳,而半導(dǎo)體元件真正的的核心,是包覆在膠體或陶瓷內(nèi)一片非常小的晶片,透過伸出的接腳與外部做資訊傳輸。圖二是一片EPROM元件,從上方的玻璃窗可看到內(nèi)部的晶片,圖三是以顯微鏡將內(nèi)部的晶片放大,可以看到晶片以多條銲線連接四周的接腳,這些接腳向外延伸並穿出膠體,成為晶片與外界通訊的道路。請注意圖三中有一條銲線從中斷裂,那是使用不當(dāng)引發(fā)過電流而燒毀,致使晶片失去功能,這也是一般晶片遭到損毀而失效的原因之一。 圖四是常見的LED,也就是發(fā)光二極體,其內(nèi)部也是一顆晶片,圖五是以顯微鏡正視LED的頂端,可從透明的膠體中隱約的看到一片方型的晶片及一條金色的銲線,若以LED二支接腳的極性來做分別,晶片是貼附在負(fù)極的腳上,經(jīng)由銲線連接正極的腳。當(dāng)LED通過正向電流時(shí),晶片會(huì)發(fā)光而使LED發(fā)亮,如圖六所示。 半導(dǎo)體元件的製作分成兩段的製造程序,前一段是先製造元件的核心─晶片,稱為晶圓製造;後一段是將晶中片加以封裝成最後產(chǎn)品,稱為IC封裝製程,又可細(xì)分成晶圓切割、黏晶、銲線、封膠、印字、剪切成型等加工步驟,在本章節(jié)中將簡介這兩段的製造程序。
上傳時(shí)間: 2014-01-20
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電路板故障分析 維修方式介紹 ASA維修技術(shù) ICT維修技術(shù) 沒有線路圖,無從修起 電路板太複雜,維修困難 維修經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)不足 無法維修的死板,廢棄可惜 送電中作動(dòng)態(tài)維修,危險(xiǎn)性極高 備份板太多,積壓資金 送國外維修費(fèi)用高,維修時(shí)間長 對老化零件無從查起無法預(yù)先更換 維修速度及效率無法提升,造成公司負(fù)擔(dān),客戶埋怨 投資大量維修設(shè)備,操作複雜,績效不彰
上傳時(shí)間: 2013-10-26
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利用單片機(jī)MSP430F449設(shè)計(jì)寬帶直流放大器。采用單片機(jī)MSP430F449作為寬帶直流放大器的控制芯片,利用三級(jí)放大器級(jí)聯(lián)的形式實(shí)現(xiàn)對輸入小信號(hào)的放大。其中MSP430F449 單片機(jī)來控制雙路數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLV5638實(shí)現(xiàn)AD603的程控增益調(diào)節(jié)和整體后級(jí)放大模塊引入的直流的軟件補(bǔ)償,并利用OPA847作為固定增益放大器。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明整個(gè)系統(tǒng)輸出穩(wěn)定,性能良好。該系統(tǒng)具有可行性和實(shí)用性。
上傳時(shí)間: 2013-11-07
上傳用戶:xinzhch
對於集成電路而言,汽車是一種苛刻的使用環(huán)境,這裡,引擎罩下的工作溫度範(fàn)圍可寬達(dá) -40°C 至 125°C,而且,在電池電壓總線上出現(xiàn)大瞬變偏移也是預(yù)料之中的事
標(biāo)簽: 集成 電流檢測 保護(hù) 汽車系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-11-20
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電路板裝配、PCB 布局和數(shù)字 IC 集成的進(jìn)步造就了新一代的高密度安裝、高性能繫統(tǒng)。
上傳時(shí)間: 2013-10-17
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本設(shè)計(jì)要點(diǎn)介紹了兩款能夠增加太陽能電池板接收能量的簡單電路。在這兩款電路中,均由太陽能電池板給電池充電,再由電池在沒有陽光照射的情況下提供應(yīng)用電路運(yùn)作所需的電源。
上傳時(shí)間: 2013-11-16
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在越來越多的短時(shí)間能量存貯應(yīng)用以及那些需要間歇式高能量脈衝的應(yīng)用中,超級(jí)電容器找到了自己的用武之地。電源故障保護(hù)電路便是此類應(yīng)用之一,在該電路中,如果主電源發(fā)生短時(shí)間故障,則接入一個(gè)後備電源,用於給負(fù)載供電
標(biāo)簽: 電源故障保護(hù) 后備電池 超級(jí)電容器
上傳時(shí)間: 2014-01-08
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高頻磁放大器穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-10-27
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