模拟集成电路分析与设计

模拟集成电路分析与设计一、课程基本情况课程编号40260033开课单位微纳电子学系课程名称中文名称模拟集成电路分析与设计英文名称AnalysisandDesignofAnalogIntegratedCircuit教学目的与重点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课程负责人王自强课程类型□文化素质课□公共基础课□学科基础课□专业基础课■专业课□其它教学方式■讲授为主□实验/实践为主□专题讨论为主□案例教学为主□自学为主□其它授课语言■中文□中文＋英文（英文授课>50%）□英文□其他外语学分学时学分3总学时48考核方式及成绩评定标准作业（15％）＋课程设计（20％）＋期中考试（开卷，25％）＋期末考试（闭卷，40％）教材及主要参考书中文外文教材模拟CMOS集成电路设计，毕查德拉扎维著，陈贵灿等译主要参考书模拟集成电路的分析与设计（第4版），PaulR.Gray等著，张晓林等译先修要求、适用院系及专业学习过“电路原理”、“模拟电子技术”、“信号与系统”、“半导体器件”等课程。本课程面向微纳电子系及电子系本科生，针对电路设计专业二、课程内容简介本课程介绍模拟集成电路的分析与设计方法，引导和帮助学生学习基础电路理论，实现简单的模拟集成电路。课程可分成3个部分：分别是电路理论知识、电路仿真和版图介绍。课程以讲述电路理论为主，通过电路仿真对电路理论加以验证和应用，最后介绍版图、流片方面的内容，使学生对全定制集成电路的设计流程有一个初步的了解。本课程先讲述器件模型，它是模拟集成电路设计的基础。然后说明基本电路的分析和设计方法，它是课程的主要内容。围绕如何设计和使用运算放大器，分析构成运算放大器的单管放大电路、差分电路、电流源及电流镜；讲解运算放大器在使用中涉及的反馈理论和反馈系统的频率补偿方法；研究两个重要的电路指标——噪声和非线性失真；介绍以运放为基础的开关电容电路。此外将介绍有关电路仿真和版图的基础知识。通过这样的课程安排，希望学生能掌握分析电路的方法、完成运算放大器的设计。三、课程主要教学内容第1章模拟集成电路设计绪论（3学时）1.1课程介绍1.2MOS器件物理基础1.1.1直流模型1.1.2交流模型1.1.3高频模型1.1.4短沟效应（可选）第2章EDA软件的使用（3学时）2.1全定制电路设计的设计步骤2.2电路仿真介绍2.3Hspice软件的使用第3章单管放大器（3学时）3.1共源放大器3.2源极跟随器3.3共栅放大器第4章差分放大器（3学时）4.1差分放大器的概念4.2直流分析4.3交流分析第5章电流镜和参考源（3学时）5.1电流源5.2电流镜5.3参考源5.3.1带隙电压源5.3.2参考电流源第6章放大器的频率特性（3学时）6.1分析方法6.2密勒效应6.3各种简单电路的频率特性6.3.1共源放大器6.3.2源极跟随器6.3.3共栅放大器6.3.4差分电路6.3.5电流镜第7章噪声（3学时）7.1噪声的概念7.2噪声的表示方法7.3噪声的计算7.4各种简单电路的噪声性能7.4.1共源放大器7.4.2源极跟随器7.4.3共栅放大器7.4.4差分电路7.4.5电流镜第8章反馈（3学时）8.1反馈的概念8.2反馈对电路性能的影响8.3反馈的几种结构8.3.1电压－电压负反馈8.3.2电压－电流负反馈8.3.3电流－电压负反馈8.3.4电流－电流负反馈8.4反馈网络的负载效应（可选）期中考试（3学时）第9章运算放大器（3学时）9.1运放的指标9.2单级运放9.2.1差转单运放9.2.2对称结构运放9.2.3套筒cascode运放9.2.4折叠cascode运放9.2.5全差分运放9.3两级运放第10章运放的输出级（3学时）10.1输出级的作用10.2输出级的结构10.3ClassAB输出级第11章稳定性和频率补偿（3学时）11.1稳定性的概念11.2稳定性判据11.3单级运放的稳定性11.4两级运放的频率补偿11.4.1密勒补偿11.4.2消除零点第12章非线性失真（3学时）12.1线性与非线性12.2电路中的非线性12.3线性化方法第13章比较器（3学时）13.1比较器的概念13.2几种比较器电路结构13.2.1简单的CMOS比较器13.2.2两级开环比较器13.2.3迟滞性比较器13.2.4再生式比较器第14章开关电容电路（3学时）14.1开关电容的工作原理14.2开关的问题14.2.1开关的实现14.2.2低压下的开关14.2.3时钟馈通14.2.3电荷重分布14.3开关电容电路的应用第15章版图（3学时）15.1全定制电路的设计流程15.2版图的基本概念15.3版图设计中注意的问题注：13、14两章可考虑只讲一章，多出来的一节课用来讲运放实验1：实验名称：MOS管特性分析实验目的：分析MOS管的直流、交流、高频特性；学习Hspice的使用实验内容：1.1求IDS－VDS，IDS－VGS曲线1.2求MOS管的特征频率1.3求MOS管的本征增益实验2：实验名称：简单放大器的设计实验目的：设计简单的放大器实验内容：2.1设计单管共源放大器2.2设计共源共栅放大器2.3设计带有源极跟随器的放大器实验3：实验名称：电路噪声分析实验目的：学习电路噪声的分析方法实验内容：3.1求实验2中各电路的低频等效输