模拟电路设计绪论.pptVIP

鲁棒性设计 要满足以下的的要求 电源电压范围 工作温度范围 制造工艺波动 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Introduction Ch. 1 # * 模拟集成电路原理 课程概况 专业核心课程之一 目标 培养初步的CMOS模拟集成电路分析能力，了解模拟集成电路基本模块的分析方法和设计过程，充分认识模拟集成电路设计的独特性 教 材 模拟CMOS集成电路设计，毕查德.拉扎维著，陈贵灿等译，西安交通大学出版社 参考资料 CMOS模拟电路设计，P.E.Allen，D.R.Holberg，电子工业出版社 模拟集成电路的分析与设计，P.R.Gray等著，高等教育出版社 半导体集成电路发展历史 1947年BELL 实验室发明了世界上第一个点接触式晶体管（Ge NPN） 半导体集成电路发展历史 1948年BELL 实验室的肖克利发明结型晶体管(Ge NPN) 1956年肖克利、布拉顿和巴丁一起荣获诺贝尔物理学奖 50年代晶体管得到大发展（材料由Ge?Si） 半导体集成电路发展历史 1958年TI公司基尔比发明第一块简单IC。 在Ge晶片上集成了12个器件。 基尔比也因此与赫伯特·克勒默和俄罗斯的泽罗斯·阿尔费罗夫一起荣获2000年度诺贝尔物理学奖。 半导体集成电路发展历史 19世纪60年代美国仙童公司的诺依斯开发出用于IC的平面工艺技术，从而推动了IC制造业的大发展。 半导体集成电路发展历史 60年代 TTL、ECL出现并得到广泛应用 1966年 MOS LSI发明（集成度高，功耗低） 70年代 MOS LSI得到大发展（出现集成化微处理器，存储器） 80年代 VLSI出现，使IC进入了崭新的阶段。 90年代 ASIC、ULSI和巨大规模集成GSI等代表更高技术水平的IC 不断涌现，并成为IC应用的主流产品。 21世纪 SOC、纳米器件、宽禁带半导体与电路等领域的研究已展 开 展 望 可望突破一些先前认为的IC发展极限，对集成电路IC的涵 义也将有新的诠释。 集成电路 用半导体工艺，或薄膜、厚膜工艺（或这些工艺的组合），把电路的有源器件、无源元件及互连布线以相互不可分离的状态制作在半导体或绝缘材料基片上，最后封装在一个管壳内，构成一个完整的、具有特定功能的电路、组件、子系统或系统。 模拟集成电路 1967年国际电工委员会（IEC）正式提出模拟集成电路的概念，它包括了除逻辑集成电路以外的所有半导体集成电路。 模拟集成电路主要是指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的集成电路。 逻辑电路：处理（0，1）信号。 模拟电路：处理 连续变化的信号。 有许多的模拟集成电路，如 运算放大器 模拟乘法器 锁相环 电源管理芯片等。 模拟集成电路的主要构成电路有：放大器、滤波器、反馈电路、基准源电路、开关电容电路等。 模拟集成电路的种类 线性模拟集成电路： 输出信号随输入信号的变化成线性关系（即成比例的关系）的集成电路，如各种运算放大器，直流、高频、低频放大器、集成稳压电源（因其主要晶体管工作于线性工作态）等。 非线性模拟集成电路： 限幅放大器、对数放大器、乘法器、信号变换电路、电压比较器等。 功率线性模拟集成电路： 输出功率大于1W的线性模拟集成电路。 微波及毫米波线性模拟集成电路： 工作频率在300MHz～30GHz及30GHz～300GHz范围内。 A/D及D/A转换电路。 模拟集成电路的重要性 尽管许多类型的信号处理已经转移到数字领域,但在现代许多复杂高性能系统中模拟电路从根本上证明是必需的 自然界的信号处理 (放大器, ADC) 数字通讯 (放大器, ADC,DAC) 磁盘驱动 (有源滤波器) 无线接收器 (RF接受/发射段) 光接收器 (低噪声宽带发射器) 传感器 (放大,滤波,ADC) 微处理器和存储器 (读出放大器) 自然界信号的处理 （a）自然界信号的数字化 （ b）增加放大器和滤波器以提高灵敏度 高速、高精度、低功耗ADC的设计是模拟电路设计中的难题之一 高性能放大器和滤波器设计也是热点研究课题 数字通信 数字信号通过有损电缆的衰减和失真 失真信号需放大、滤波和数字化后才再处理 数字通信 使用多电平信号以减小所需的带宽 1 0 组合二进制数据 多电平信号 确定所传送电平 DAC ADC 传送端 接收端 磁盘驱动电子学 存储数据 恢复数据 硬盘存