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原著：LoganHe 從學(xué)校微電子專業(yè)畢業(yè)，工作已經(jīng)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(xué)習(xí)本書(shū)的感受和心得。 1、《Analog CMOS集成電路設(shè)計(jì)》是一本很好的集成電路設(shè)計(jì)入門的書(shū)籍。其中涉及到許多的背景知識(shí)，隨著讀者的水平不一，看到的層次不一。有些第一次看沒(méi)感受，多看幾次會(huì)有感受；有些在經(jīng)歷相關(guān)工作前看沒(méi)覺(jué)得，但有工作經(jīng)驗(yàn)之后看有新的體會(huì)；還有一些，你看了之后會(huì)去查找相關(guān)的專業(yè)知識(shí)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充。 第一章《緒論》講述了模擬設(shè)計(jì)的應(yīng)用場(chǎng)合，設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)及要求(如魯棒性、PVT)。 第二章《MOS器件物理基礎(chǔ)》是全書(shū)的基礎(chǔ)，推導(dǎo)出器件的電流公式Id及跨導(dǎo)公式gm，后面的設(shè)計(jì)都緊緊圍繞著兩個(gè)公式展開(kāi)。后面的習(xí)題對(duì)了解MOS管的行為，提升設(shè)計(jì)的直覺(jué)有很大的幫助。 第三章《單級(jí)放大器》基于MOS的三個(gè)端子講述了三種單級(jí)放大器：共源級(jí)、共柵極、共漏級(jí)(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(shí)和實(shí)際的相關(guān)設(shè)計(jì)比較。 第四章《差動(dòng)放大器》,描述了差動(dòng)對(duì)信號(hào)具有抗噪聲的優(yōu)點(diǎn)（還有EMI降低），及差動(dòng)對(duì)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(diǎn)和在差動(dòng)電路中的應(yīng)用。 第六章《放大器的頻率特性》，介紹了密勒效應(yīng)，每一級(jí)的極點(diǎn)的計(jì)算和評(píng)估。這章開(kāi)始涉及頻率響應(yīng)。 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(jì)算，相應(yīng)的低噪聲的要求和特征。 第八章《反饋》，系統(tǒng)地描敘了反饋的結(jié)構(gòu)，種類(V-V,V-I,I-I,I-I)，環(huán)路增益計(jì)算，負(fù)反饋對(duì)電路性能帶來(lái)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(yùn)算放大器》介紹運(yùn)放中的一系列技術(shù)，最主要的事套筒式和折疊式；單級(jí)和多級(jí)運(yùn)放，共模反饋，Rail-Rail介紹，大信號(hào)的轉(zhuǎn)換速率slewing rate響應(yīng)，電源抑制，注意Vdd至Vout約為1。 第十章《穩(wěn)定性與頻率補(bǔ)償》，這章對(duì)于應(yīng)用非常重要，也與振蕩器一章相關(guān)。要透徹理解這一章需要系統(tǒng)控制理論的基礎(chǔ)。比喻清楚多級(jí)點(diǎn)系統(tǒng)的響應(yīng)特性與根軌跡的方法和實(shí)際意義。相位裕度的尖峰響應(yīng)(例10.3)指出了峰值響應(yīng)于相位的量化關(guān)系(45度為1.3；5度為11.5)；頻率補(bǔ)償技術(shù)(密勒補(bǔ)償：補(bǔ)償電容串聯(lián)電阻)。 第11章《帶隙基準(zhǔn)》，介紹了基準(zhǔn)源技術(shù)，包含啟動(dòng)和主基準(zhǔn)產(chǎn)生電路。基于三極管特性(Vbe負(fù)溫度系數(shù)-1.5mV/K;VT的正溫度系數(shù)0.087mV/K) 來(lái)進(jìn)行0溫度系數(shù)基準(zhǔn)1.25V。基準(zhǔn)源技術(shù)產(chǎn)生的衍生技術(shù)，PTAT電流的產(chǎn)生，恒定Gm偏置，最后給出了一個(gè)2.0Vref的設(shè)計(jì)實(shí)例。 第12章《開(kāi)關(guān)電路導(dǎo)論》，因?yàn)楣に囍须娙莸木群茫秒娙?開(kāi)關(guān)來(lái)取代電阻來(lái)匹配運(yùn)放的外圍或進(jìn)行反饋，此外電荷泵也用到開(kāi)關(guān)和電容。 第13章《非線性和不匹配》講述實(shí)際電路中的非理想性。如果做好的魯棒性設(shè)計(jì)的考慮這些，在電路上和版圖上實(shí)現(xiàn)容查設(shè)計(jì)。 第14章《振蕩器》，與第10章相關(guān)，側(cè)重不同。給出了振蕩的條件，振蕩器的類型(環(huán)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(shí)際說(shuō)明了LC振蕩的優(yōu)點(diǎn)，偏離振蕩頻率時(shí)相位裕度達(dá)到90度，并且與放大器的頻率特性結(jié)合具有更好的頻率單一性。最后介紹VCO. 第15章《鎖相環(huán)》，介紹了鎖相環(huán)的技術(shù)，由于處于系統(tǒng)級(jí)，詳細(xì)的電路分析反而較少，介紹了實(shí)用的電荷泵鎖相環(huán)。 第16章《短溝效應(yīng)和模型》介紹了比例縮小和零靜態(tài)功耗驅(qū)動(dòng)CMOS的發(fā)展。 第17章《CMOS工藝技術(shù)》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(shè)計(jì)相關(guān)的版圖和封裝問(wèn)題。 除了最后的三章和第13章沒(méi)有仔細(xì)學(xué)習(xí)之外，其他的基本上學(xué)習(xí)了一遍，跟著書(shū)上的例題進(jìn)行推導(dǎo)，并且做1-2各練習(xí)題。收獲頗大。 2、看專業(yè)的書(shū)籍需要一定的毅力與興趣，還要有好的時(shí)機(jī)與時(shí)間。當(dāng)這些具備了，就要大膽地去完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。書(shū)在學(xué)校的時(shí)候就是教材，但在校時(shí)，從來(lái)沒(méi)有好好地看完過(guò)，做過(guò)一個(gè)集成運(yùn)放的課題設(shè)計(jì)，幾經(jīng)折騰，勉強(qiáng)完成。工作后的第一份工作是互連業(yè)務(wù)，超忙，所以只是在家的空余時(shí)間學(xué)習(xí)完了前面三章和習(xí)題，看到后面的章節(jié)也是零星間斷的，對(duì)MOS的獨(dú)特特性理解有了很好的認(rèn)識(shí)。現(xiàn)在專職于硬件設(shè)計(jì)，工作時(shí)間相對(duì)比較自由，雖然有因工作間斷，但通過(guò)堅(jiān)持，還是把整書(shū)學(xué)習(xí)完畢，前后也花了近兩個(gè)月時(shí)間。 3、由于自己并不是專職做IC設(shè)計(jì)，只是用芯片來(lái)做板級(jí)電路設(shè)計(jì)。因此，學(xué)習(xí)此書(shū)是當(dāng)作一種興趣來(lái)學(xué)習(xí)。對(duì)芯片內(nèi)部的工作原理有一個(gè)更好的認(rèn)識(shí)與理解，目標(biāo)是能夠更好的在板級(jí)電路中應(yīng)用芯片。板級(jí)中實(shí)用最大的應(yīng)該與板級(jí)應(yīng)用相關(guān)的。如第8/10/15章《反饋》、《穩(wěn)定性與頻率補(bǔ)償》、《鎖相環(huán)》等等。 4、硬件工程師工作中，看得最多的技術(shù)文檔應(yīng)該是器件手冊(cè)“datasheet”。這些datasheet就是描述芯片（絕大多數(shù)是集成電路，當(dāng)然還有一些雜的和其他的）的性能。性能與里面的構(gòu)造及電路是相關(guān)的。因而兩者很多時(shí)候，互為驗(yàn)證。所以從微電子專業(yè)出身的，做板級(jí)硬件設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于更清楚芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與原理，所謂底層透明；而不足是缺少《信號(hào)與系統(tǒng)論》、《控制理論》、《計(jì)算機(jī)架構(gòu)》等頂層知識(shí)的學(xué)習(xí)與基礎(chǔ)。 學(xué)習(xí)完此書(shū)后，終于可以對(duì)自己說(shuō)一聲“微電子專業(yè)，我終于算畢業(yè)了”。 |
