北京大学：《集成电路原理与设计 Principle of Integrated Circuits》课程电子教案（模拟集成电路原理与设计）第零章 引言

模拟集成电路原理与设计 Principle and Design of Analog Integrated Circuits 引言 陈中建 chenziapku. edu.cn 62759051,理科2号楼2619 微电子学系

1 模拟集成电路原理与设计 Principle and Design of Analog Integrated Circuits 引言 陈中建 chenzj@pku.edu.cn 62759051，理科 2号楼2619 微电子学系

授课教师 口陈中建 ◆研究领域 模拟和混合IC设计 低功耗 CMOS IC设计 研究的课题 探测器配套ASIC设计 红外/紫外成像、MEMS加速度计、MEMS悬臂梁、高能粒子 等探测器 以模拟为主的混合电路 含前端低噪声接口电路、ADC、DSP、DAC和RF接收发送器 主讲课程 模拟集成电路原理与设计(本科生主干基础课) 低功耗 CMOS IO设计(研究生限选) 心SOC所ASIC教研室 北京大学微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理与设计

北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计 2 授课教师 陈中建 研究领域  模拟和混合IC设计  低功耗CMOS IC设计 研究的课题  探测器配套ASIC设计 – 红外 /紫外成像、MEMS加速度计、MEMS悬臂梁、高能粒子 等探测器 – 以模拟为主的混合电路 – 含前端低噪声接口电路、ADC 、DSP 、DAC 和RF接收 /发送器 等 主讲课程  模拟集成电路原理与设计（本科生主干基础课）  低功耗CMOS IC设计（研究生限选） SOC 所ASIC教研室

SOC所ASIC教研室 口其他教师 吉利久一教授、博导 退休返聘 研究方向:器件物理、模拟和混合IC设计、LPIC设计 ◇鲁文高一副教授 研究方向:模拟和混合IC设计 课题:探测器配套ASIC设计、电源芯片等 主讲的课程 集成电路设计实习(本科生必修 高阶模拟集成电路分析与设计(本科生选修) ◆张雅聪一博士后 研究方向:模拟和混合IC设计 课题:探测器配套ASIC设计 口每年本科实习、毕设45人,研究生4-5人 北京大学微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理与设计

北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计 3 SOC 所ASIC教研室 其他教师 吉利久－教授、博导  退休返聘  研究方向：器件物理、模拟和混合IC设计、LP IC设计 鲁文高－副教授  研究方向：模拟和混合IC设计  课题：探测器配套ASIC设计、电源芯片等  主讲的课程 – 集成电路设计实习（本科生必修） – 高阶模拟集成电路分析与设计（本科生选修） 张雅聪－博士后  研究方向：模拟和混合IC设计  课题：探测器配套ASIC设计 每年本科实习、毕设 4 － 5人，研究生 4 － 5 人

题目 口模拟集成电路原理与设计 .o Principle and Design of Analog Integrated Circuits 口CMOS模拟集成电路分析与设计 ☆CMoS 主流工艺,一直在进步;低成本、低功耗、高集成 ◇模拟集成电路 Analog IC (AIC) 类比积体电路 ◆分析 分析已有电路工作原理 今设计 自己进行AIC设计实践 北京大学微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理与设计

北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计 4 题目 模拟集成电路原理与设计  Principle and Design of Analog Integrated Circuits CMOS模拟集成电路分析与设计 CMOS  主流工艺，一直在进步；低成本、低功耗、高集成 模拟集成电路  Analog IC （AIC ）  类比积体电路 分析  分析已有电路工作原理 设计  自己进行AIC设计实践

授课内容 绪论,2学时 重要性、一般概念 器件物理基础,2学时 MOSFET结构、IV特性、二级效应、器件模型 单级放大器,5学时 共源、共漏、共栅、共源共栅 EDA系统使用常识 和设计实习实例演示,2学时 做设计实习所需软硬件系统的使用 差动放大器,3学时 定性分析、定量分析、共模响应、吉尔伯特单元 无源有源电流镜,2学时 基本/共源共栅/有源电流镜 放大器的频率特性,4学时 弥勒效应、极点与节点关系、单级放大器频 率特性分析 噪声,4学时 统计特性、类型、电路表示、单级放大器 噪声分析、噪声带宽 期中考试2学时,评卷1学时。习题课若干学时 反馈,6学时 特性、四种反馈结构、负载影响、对噪声的影响 运算放大器,6学时 性能参数、一级运放、两级运放、各指标分析 稳定性和频率补偿,6学时 多极点系统、相位裕度、频率补偿 版图,3学时 叉指、对称、ESD等 北京大学微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理与设计

北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计 5 授课内容 绪论， 2学时 重要性、一般概念 单级放大器， 5学时 无源/有源电流镜， 2学时 差动放大器， 3学时 放大器的频率特性， 4学时 噪声， 4学时 运算放大器， 6学时 反馈， 6学时 稳定性和频率补偿， 6学时 版图 ， 3学时 共源、共漏、共栅、共源共栅 定性分析、定量分析、共模响应、吉尔伯特单元 弥勒效应、极点与节点关系、单级放大器频 率特性分析 统计特性、类型、电路表示、单级放大器 噪声分析、噪声带宽 特性、四种反馈结构、负载影响、对噪声的影响 性能参数、一级运放、两级运放、各指标分析 叉指、对称、ESD 等 多极点系统、相位裕度、频率补偿 器件物理基础， 2学时 MOSFET结构、IV特性、二级效应、器件模型 基本/共源共栅/有源电流镜 EDA系统使用常识 和设计实习实例演示， 2学时 做设计实习所需软硬件系统的使用 期中考试 2学时，评卷 1学时。习题课若干学时

授课方法 口本课特点 要讲授的内容比较多 《教学大纲》中有规定 与国外本科AIC课讲授内容相同 令课时比较紧 口如何解决“内容多、课时有限”矛盾? 心难点内容和通用分析方法 会重点、详细讲 令其他内容 ■“串”一下,给大家讲清思路,大家自己回去看书 例题 ■课上讲一些,大家做习题,建立感性认识 口节奏 开始会进度稍慢,讲授细致,让大家轻松跟上,逐渐适应 ◇等大家掌握了基本分析方法后,就会加快进度 口教学方式 启发加灌输 北京大学微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理与设计 6

北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计 6 授课方法  本课特点  要讲授的内容比较多  《教学大纲》中有规定  与国外本科AIC课讲授内容相同  课时比较紧  如何解决“内容多、课时有限”矛盾？  难点内容和通用分析方法  会重点、详细讲  其他内容  “串”一下，给大家讲清思路，大家自己回去看书  例题  课上讲一些 ，大家做习题，建立感性认识  节奏  开始会进度稍慢，讲授细致，让大家轻松跟上，逐渐适应 AIC分析方法  等大家掌握了基本分析方法后，就会加快进度  教学方式  启发加灌输

先修课 口电子线路分析基础 ◆微电子电路基础 ◇频率特性、S域分析 ◇《电子线路》中也讲单级放大器,但本课程针对 AIC设计,讲得更深入 例如体效应、沟道长度调制效应等的影响 口CMOS器件物理 与器件物理相关的内容会多讲 口CMOS集成电路工艺 口EDA工具的使用 ☆ Hspice、 Spectre 北京大学微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理与设计

北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计 7 先修课 电子线路分析基础 微电子电路基础 频率特性、 S域分析 《电子线路》中也讲单级放大器，但本课程针对 AIC设计，讲得更深入  例如体效应、沟道长度调制效应等的影响 CMOS器件物理 与器件物理相关的内容会多讲 CMOS集成电路工艺 EDA工具的使用 Hspice 、Spectre

教材 口教材 令模拟CMOS集成电路设计,陈贵灿等译,西安交通大学出版 社,2003年 Design of analog cmos integrated circuits Behzad razavi 著,清华大学出版社(影印版),2005 口为什么选它做教材? 中文 避免了英文关,把学习重心放在电路分析和设计本身上 今只讲CMOS 目前绝大部分的AIC是针对CMOS工艺设计 有利于在有限授课时间内讲清AIC的基本分析方法、设计方法 若将来需要设计双极AIC,则可基于本课所学知识自学 作者设计经验丰富,反映了最新10年的技术进展状况 新的变化:性能要求提高,工艺进步(低电源电压等),数模混 合引出的新问题 新的技术:低电源电压电路,对电源电压波动和干扰不敏感电路 今国外名校采用率高 UCLA、 Berkeley等 北京大学微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理与设计 8

北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计 8 教材  教材  模拟CMOS集成电路设计，陈贵灿等译，西安交通大学出版 社，2003 年  Design of Analog CMOS Integrated Circuits，Behzad Razavi 著，清华大学出版社（影印版），2005  为什么选它做教材？  中文  避免了英文关，把学习重心放在电路分析和设计本身上  只讲CMOS  目前绝大部分的AIC是针对CMOS工艺设计  有利于在有限授课时间内讲清AIC的基本分析方法、设计方法  若将来需要设计双极AIC，则可基于本课所学知识自学  作者设计经验丰富，反映了最新10年的技术进展状况  新的变化：性能要求提高，工艺进步（低电源电压等），数模混 合引出的新问题  新的技术：低电源电压电路，对电源电压波动和干扰不敏感电路  国外名校采用率高  UCLA 、Berkeley 等

参考书 口CMOS电路设计、布局和仿真(中译本) ◆陈中建主译,机械工业出版社,2005 ANalysis and Design of Analog Integrated Circuits Fourth Edition) 令 Paul r gray等,高教出版社(影印版),2003 ◇语言刘畅,推理清晰,层次分明;先双极,后MOS, 全讲 OCMOS Analog Circuits Design( Second Edition) ☆ Philip e.allen等,电子工业出版社(影印版), 2002 今设计经验丰富 北京大学微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理与设计

北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计 9 参考书 CMOS电路设计、布局和仿真（中译本） 陈中建主译，机械工业出版社，2005 Analysis and Design of Analog Integrated Circuits （Fourth Edition ） Paul R.Gray等，高教出版社（影印版），2003 语言刘畅，推理清晰，层次分明；先双极，后MOS ， 全讲 CMOS Analog Circuits Design （Second Edition ） Philip E.Allen等，电子工业出版社（影印版）， 2002 设计经验丰富

课件PPT等资料 口在IME的FTP上 3/pub/EE Document/1 Microelectronics Cour beware/模拟CMOS集成电路设计 ◇含PPT、器件模型等 北京大学微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理与设计

北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计 10 课件PPT等资料  在IME 的FTP 上 /pub/EE_Document/1_MicroelectronicsCour seware/模拟CMOS集成电路设计  含PPT、器件模型等