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原著：LoganHe 從學校微電子專業畢業，工作已經五年了。最近終于完完整整地看完一遍拉扎維的《Design of Analog CMOS integrated circuits》。在此記一下學習本書的感受和心得。 1、《Analog CMOS集成電路設計》是一本很好的集成電路設計入門的書籍。其中涉及到許多的背景知識，隨著讀者的水平不一，看到的層次不一。有些第一次看沒感受，多看幾次會有感受；有些在經歷相關工作前看沒覺得，但有工作經驗之后看有新的體會；還有一些，你看了之后會去查找相關的專業知識來進行補充。 第一章《緒論》講述了模擬設計的應用場合，設計挑戰及要求(如魯棒性、PVT)。 第二章《MOS器件物理基礎》是全書的基礎，推導出器件的電流公式Id及跨導公式gm，后面的設計都緊緊圍繞著兩個公式展開。后面的習題對了解MOS管的行為，提升設計的直覺有很大的幫助。 第三章《單級放大器》基于MOS的三個端子講述了三種單級放大器：共源級、共柵極、共漏級(源跟隨)；和一種組合：共源共柵。其中例3.10涉及到50ohm高速傳輸線知識和實際的相關設計比較。 第四章《差動放大器》,描述了差動對信號具有抗噪聲的優點（還有EMI降低），及差動對的分析、共模抑制比、吉爾伯特單元等。 第五章《電流鏡》，分析了電流鏡的特點和在差動電路中的應用。 第六章《放大器的頻率特性》，介紹了密勒效應，每一級的極點的計算和評估。這章開始涉及頻率響應。 第七章《噪聲》，介紹了IC中的各種噪聲：熱噪聲4kTR(4kTrgm)、閃爍噪聲(1/f噪聲)K/(CoxWLf).給出了多種電路的主要噪聲的譜和RMS計算，相應的低噪聲的要求和特征。 第八章《反饋》，系統地描敘了反饋的結構，種類(V-V,V-I,I-I,I-I)，環路增益計算，負反饋對電路性能帶來的改變(增益靈敏度降低、阻抗有益改變、帶寬增加，非線性減少)。 第九章《運算放大器》介紹運放中的一系列技術，最主要的事套筒式和折疊式；單級和多級運放，共模反饋，Rail-Rail介紹，大信號的轉換速率slewing rate響應，電源抑制，注意Vdd至Vout約為1。 第十章《穩定性與頻率補償》，這章對于應用非常重要，也與振蕩器一章相關。要透徹理解這一章需要系統控制理論的基礎。比喻清楚多級點系統的響應特性與根軌跡的方法和實際意義。相位裕度的尖峰響應(例10.3)指出了峰值響應于相位的量化關系(45度為1.3；5度為11.5)；頻率補償技術(密勒補償：補償電容串聯電阻)。 第11章《帶隙基準》，介紹了基準源技術，包含啟動和主基準產生電路。基于三極管特性(Vbe負溫度系數-1.5mV/K;VT的正溫度系數0.087mV/K) 來進行0溫度系數基準1.25V。基準源技術產生的衍生技術，PTAT電流的產生，恒定Gm偏置，最后給出了一個2.0Vref的設計實例。 第12章《開關電路導論》，因為工藝中電容的精度好，利用電容+開關來取代電阻來匹配運放的外圍或進行反饋，此外電荷泵也用到開關和電容。 第13章《非線性和不匹配》講述實際電路中的非理想性。如果做好的魯棒性設計的考慮這些，在電路上和版圖上實現容查設計。 第14章《振蕩器》，與第10章相關，側重不同。給出了振蕩的條件，振蕩器的類型(環形振蕩器，LC振蕩器：交叉耦合，科爾皮茲，單端口振蕩器)。其中圖14.17中Vp特性可以用于倍頻器，而圖14.22中相位的圖的理解很重要，實際說明了LC振蕩的優點，偏離振蕩頻率時相位裕度達到90度，并且與放大器的頻率特性結合具有更好的頻率單一性。最后介紹VCO. 第15章《鎖相環》，介紹了鎖相環的技術，由于處于系統級，詳細的電路分析反而較少，介紹了實用的電荷泵鎖相環。 第16章《短溝效應和模型》介紹了比例縮小和零靜態功耗驅動CMOS的發展。 第17章《CMOS工藝技術》介紹了CMOS 集成電路的制造。 第18章《版圖和封裝》介紹了集成電路設計相關的版圖和封裝問題。 除了最后的三章和第13章沒有仔細學習之外，其他的基本上學習了一遍，跟著書上的例題進行推導，并且做1-2各練習題。收獲頗大。 2、看專業的書籍需要一定的毅力與興趣，還要有好的時機與時間。當這些具備了，就要大膽地去完成學習目標。書在學校的時候就是教材，但在校時，從來沒有好好地看完過，做過一個集成運放的課題設計，幾經折騰，勉強完成。工作后的第一份工作是互連業務，超忙，所以只是在家的空余時間學習完了前面三章和習題，看到后面的章節也是零星間斷的，對MOS的獨特特性理解有了很好的認識。現在專職于硬件設計，工作時間相對比較自由，雖然有因工作間斷，但通過堅持，還是把整書學習完畢，前后也花了近兩個月時間。 3、由于自己并不是專職做IC設計，只是用芯片來做板級電路設計。因此，學習此書是當作一種興趣來學習。對芯片內部的工作原理有一個更好的認識與理解，目標是能夠更好的在板級電路中應用芯片。板級中實用最大的應該與板級應用相關的。如第8/10/15章《反饋》、《穩定性與頻率補償》、《鎖相環》等等。 4、硬件工程師工作中，看得最多的技術文檔應該是器件手冊“datasheet”。這些datasheet就是描述芯片（絕大多數是集成電路，當然還有一些雜的和其他的）的性能。性能與里面的構造及電路是相關的。因而兩者很多時候，互為驗證。所以從微電子專業出身的，做板級硬件設計的優勢在于更清楚芯片的內部結構與原理，所謂底層透明；而不足是缺少《信號與系統論》、《控制理論》、《計算機架構》等頂層知識的學習與基礎。 學習完此書后，終于可以對自己說一聲“微電子專業，我終于算畢業了”。 |
