類比積體電路佈局(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• 積體電路設計
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本書為詳細介紹使用積體電路設計軟體之操作步驟、介紹類比元件電容電阻之佈局方式、放大器之詳細佈局步驟與驗證模擬與介紹Cadence佈局軟體以及Calibre驗證軟體與Hspice模擬軟體，使初學者能快速上手、簡單學習。本書內容包含：積體電路設計介紹、UNIX的基本指令操作、設計與驗證軟體初使用、CMOS反相放大器、CMOS反相放大器電路圖、對稱結構的電晶體、CMOS雙電晶體電流鏡、電阻佈局、電容佈局、運算放大器佈局等。適用大學、科大之電子、電機、資工係「類比積體電路設計」、「VLSI實習」之課程。

本書特色

　　本書特點為詳細介紹使用積體電路設計軟體之操作步驟、介紹類比元件電容電阻之佈局方式、介紹放大器之詳細佈局步驟與驗證模擬與介紹Cadence佈局軟體、Calibre驗證軟體與Hspice模擬軟體。使初學者能快速上手

模擬集成電路版圖設計：從原理到實踐的精深探索 第一捲：基礎理論與設計哲學 緒論：模擬集成電路設計的新範式 本書旨在為讀者構建一個堅實的基礎，用以理解和掌握現代模擬集成電路版圖設計的復雜性與藝術性。不同於單純的器件物理描述或電路功能實現，本書的核心聚焦於如何將優化的電路拓撲轉化為在矽片上高效、可靠且可製造的物理布局。我們將在第一章深入探討版圖設計在整個IC流程中的關鍵地位，分析版圖質量如何直接決定電路的性能（如噪聲、失真、匹配度）以及良率。 第一章：CMOS工藝的物理約束與版圖基礎 模擬設計與數字設計的顯著區彆在於對寄生效應的敏感性。本章詳細剖析瞭當前主流CMOS工藝（如FinFET、FD-SOI等）的層結構、光刻、刻蝕等製造限製。重點闡述瞭設計規則檢查（DRC）與版圖提取（Layout Extraction）的物理基礎。我們將係統介紹構成版圖的基本元素：有源區（Well/Substrate）、柵極（Gate）、擴散區（Diffusion）、接觸孔（Contact）、互連綫（Metal Layers）的幾何特性及其對電學性能的耦閤效應。特彆強調瞭“尺寸效應”——即器件尺寸的微小變化如何對匹配和噪聲産生顯著影響。 第二章：寄生效應的量化分析與最小化策略 寄生電阻、寄生電容和寄生電感是模擬版圖的“隱形殺手”。本章提供瞭一套係統的寄生參數分析框架。 電阻分析： 深入討論源極/漏極串聯電阻、柵極串聯電阻的建模，及其對電流源輸齣阻抗和晶體管跨導的影響。重點解析瞭采用多指結構、更寬接觸孔陣列等技術來降低串聯電阻的實際應用。 電容分析： 詳細區分瞭器件間耦閤電容（如柵-源/漏、柵-襯底）和互連綫間的走綫耦閤電容。通過電場分析，指導讀者如何利用保護環（Guard Ring）和“口袋”（Pocket）結構來隔離噪聲源，並運用“井隔開”原則來控製耦閤。 電感效應： 針對高頻（RF/毫米波）設計，討論瞭封裝電感和片上傳輸綫電感的建模方法（如Pi模型），以及如何通過優化信號迴路麵積來抑製電感對瞬態響應的影響。 第三章：匹配性、噪聲與版圖對稱性 模擬電路的性能往往受限於器件的隨機失配（Mismatch）。本章是版圖設計的核心。 失配理論： 從統計學角度引入“隨機失配”和“係統失配”。係統性地分析瞭溝道長度、寬度、閾值電壓的差異如何通過工藝梯度和隨機缺陷引入。 版圖對稱性原則： 詳細闡述瞭“共質心、共邊界、共享環境”（Common-Centroid, Common-Boundary, Common-Environment）設計技術。通過大量的實例（如差分對、電流鏡），展示如何構建高度匹配的版圖單元，包括指紋狀（Interdigitation）和棋盤格（Checkerboard）布局的應用場景與局限性。 噪聲隔離技術： 區分瞭熱噪聲、閃爍噪聲（1/f Noise）和工藝噪聲。重點講解瞭如何利用寬溝道、低電阻的金屬層來分散噪聲源，以及如何通過特殊的接地和電源網絡設計來抑製地彈（Ground Bounce）和電源噪聲注入。 第二捲：核心模塊的版圖實現 第四章：運算放大器（OTA）的版圖優化 運算放大器是模擬版圖設計的基石。本章將OTA分解為各個關鍵子電路，針對性地進行版圖優化。 輸入級設計： 重點討論差分對的匹配布局、共模抑製比（CMRR）的版圖實現。分析瞭輸入晶體管的保護措施（如ESD結構）與匹配性能之間的權衡。 偏置電路與電流鏡： 闡述瞭如何設計高保真度的電流鏡，確保電流傳輸的精度。探討瞭如何通過“共用擴散區”或“共用接觸孔陣列”來增強電流源的匹配性。 補償與穩定性： 討論瞭米勒補償電容的物理布局，強調補償電容的寄生引入路徑，以及如何通過優化與補償節點相連的走綫寬度來控製寄生電容值。 第五章：數據轉換器（ADC/DAC）的版圖挑戰 數據轉換器對時序和電荷注入極為敏感。本章聚焦於提高分辨率和速度的版圖策略。 電荷注入與時鍾前饋： 詳細分析瞭開關電容網絡（如DAC中的單位電容陣列）中的電荷注入效應。介紹瞭“數字修正”（Digital Correction）與“版圖修正”（Layout Correction）相結閤的方法，例如使用“鏡像電容”和“位權電容”的對稱排布。 單位元件的構建： 討論瞭如何構建匹配精度極高的單位電容和單位電阻。對於電容陣列，必須嚴格遵守“位權對稱性”原則，確保同位段單元的布局環境完全一緻。 時序隔離： 探討瞭時鍾網絡與模擬信號路徑的隔離技術。強調瞭在高速ADC中，ADC核心部分與輸入/輸齣緩衝區的物理隔離距離和布綫策略。 第六章：射頻（RF）電路的版圖特殊性 射頻版圖設計對電感、傳輸綫和電磁耦閤的控製要求極高。 電感布局： 介紹瞭螺鏇電感（Spiral Inductor）的構建、優化其Q值（Quality Factor）的方法，包括如何通過“縫隙”（Meander）結構控製電感值，以及如何利用襯底的抗性來隔離電感。 傳輸綫設計： 講解瞭阻抗匹配（50Ω或特定阻抗）的微帶綫（Microstrip）和帶狀綫（Stripline）的寬度計算與布綫規則。 噪聲注入與串擾： RF電路對相鄰信號的耦閤極其敏感。本章深入講解瞭如何利用保護環（Guard Ring）接地技術來阻止襯底噪聲的傳播，以及如何使用三綫（Triple-Track）布綫來最小化串擾。 第三捲：設計流程、驗證與前瞻技術 第七章：版圖驗證與物理設計流程 成功的版圖不僅要能工作，更要能被製造。本章概述瞭從GDSII到流片的完整驗證周期。 LVS/DRC/ERC的深入理解： 不僅是運行工具，更要理解其背後的物理意義。重點分析瞭常見的LVS（Layout Versus Schematic）錯誤，特彆是由於寄生路徑未被正確提取導緻的原理圖/版圖不一緻問題。 後仿真與寄生提取（PEX）： 強調瞭後仿真（Post-Layout Simulation）的重要性。詳細介紹瞭基於場解算器的寄生參數提取流程（RCX/PDK），以及如何利用提取結果來迭代優化設計。 DFM（Design for Manufacturability）： 討論瞭如何根據目標工藝節點（如16nm, 7nm）的特定DFM要求來調整最小間距、最小綫寬、金屬填充（Metal Fill）策略，以確保高良率。 第八章：新興技術與挑戰 模擬版圖設計正麵臨著摩爾定律的極限挑戰。本章展望瞭麵嚮未來的技術方嚮。 先進節點的版圖應對： 探討瞭在FinFET結構下，如何處理柵極側壁的耦閤效應，以及如何管理更密集的接觸孔陣列。 高壓與功率集成： 簡要介紹用於高壓隔離的特殊版圖技術，如深埋擴散（Deep Diffusion）和LDMOS的布局考量。 版圖自動化趨勢： 討論瞭如何利用機器學習和參數化單元（Pcell）來加速重復性高、復雜度大的版圖設計任務，但同時強調瞭人類工程師在關鍵性能模塊中不可替代的直覺判斷。 本書以其嚴謹的物理基礎、詳盡的實例分析和對前沿工藝的關注，旨在為讀者提供一套全麵的、麵嚮工程實踐的模擬集成電路版圖設計方法論，使其能夠設計齣性能卓越、工藝魯棒的模擬芯片。

第一章 積體電路設計介紹
1-1 積體電路設計 1-2
1-2 積體電路設計工具 1-6

第二章 UNIX的基本指令操作
2-1 指令介紹 2-2
2-2 實驗方法 2-7
2-2-1 建立新目錄與檔案 2-7
2-2-2 復製檔案 2-11
2-2-3 預期結果 2-13

第三章 設計與驗證軟體初使用
3-1 工作站環境設定與Cadence 佈局 3-3
3-1-1 設計流程 3-3
3-2 設計規則檢查(DRC) 3-18
3-2-1 使用DRACULA軟體做設計規則檢查 3-18
3-2-2 使用Calibre軟體做設計規則檢查 3-22

第四章 CMOS反相放大器
4-1 CMOS反相放大器佈局 4-2
4-1-1 PMOS的佈局與驗證 4-3
4-1-2 NMOS的佈局與驗證 4-25
4-1-3 反相器的佈局與驗證 4-36
4-1-4 CMOS反相器萃取 4-51
4-2 CMOS反相放大器模擬 4-53
4-2-1 直流轉移特性模擬 4-53
4-2-2 交流頻率響應 4-61
4-2-3 交流暫態分析 4-69
4-2-4 傅利葉(Fourier)分析 4-72

第五章 CMOS反相放大器電路圖
5-1 CMOS反相放大器電路圖 5-2
5-2 CMOS反相放大器電路圖與佈局圖比對(LVS) 5-19

第六章 對稱結構的電晶體
6-1 N個MOS並聯 6-2
6-2 兩組MOS佈局圖－交錯分布 6-14
6-3 兩組MOS佈局圖－中心對稱 6-26

第七章 CMOS雙電晶體電流鏡
7-1 簡單CMOS電流鏡的佈局與驗證 7-4
7-1-1 簡單CMOS電流鏡的佈局 7-4
7-1-2 簡單CMOS電流鏡的模擬 7-22
7-2 基本Wilson電流鏡的佈局與驗證 7-25
7-2-1 基本Wilson電流鏡的佈局 7-25
7-2-2 基本Wilson電流鏡的模擬 7-44

第八章 電阻佈局
8-1 電阻單元佈局 8-6
8-2 匹配的電阻佈局 8-16

第九章 電容佈局
9-1 電容佈局 9-2

第十章 運算放大器佈局
10-1 運算放大器的佈局 10-4
10-2 運算放大器的模擬 10-69
10-2-1 直流分析 10-69
10-2-2 暫態分析 10-73
10-2-3 交流分析 10-81

评分☆☆☆☆☆

說實話，「類比積體電路佈局（第二版）」這本書，一開始拿到手的時候，我並沒有抱太大的期望，畢竟佈局這塊，感覺上是比較偏嚮「工程」和「經驗」的學問，不太像電路理論那麼有係統性。然而，當我真的深入閱讀後，我纔發現自己錯得離譜。這本書的作者，真的是一位深耕類比IC佈局多年的大師，他將許多看似「眉角」的經驗，用一種非常清晰、有條理的方式呈現齣來。書中沒有太多冗長的廢話，而是直接切入核心，教你如何處理那些在實際佈局中會讓你頭痛不已的問題。我最欣賞的是，書中對於「訊號完整性」（signal integrity）和「電源完整性」（power integrity）的討論。在現代的IC設計中，這兩個方麵的重要性越來越高，而類比電路尤其對這些方麵非常敏感。書中提供瞭許多具體的佈局策略，例如如何規劃導線的寬度、間距，如何設計適當的接地網格，以及如何處理高低頻訊號的隔離等等。這些都不是空泛的理論，而是可以直接套用到實際設計中的實用技巧。我特別記得有一個章節，是關於「製程變化影響」的。作者詳細地分析瞭不同的製程參數（例如厚度、離子注入濃度等）如何影響元件的特性，以及在佈局上如何進行補償，以確保電路在不同批次的製程下都能保持一緻的效能。這點對於追求產品穩定性和良率的我們來說，是至關重要的。雖然書中的部分內容，對於剛入門的學生來說，可能需要一些時間去消化，但對於有一定實務經驗的工程師來說，這本書絕對是「神助攻」。它不僅能解決你現在遇到的問題，更能讓你預見未來可能遇到的挑戰，並提前做好準備。

评分☆☆☆☆☆

這本「類比積體電路佈局（第二版）」，對我來說，簡直就像是一本「設計者的聖經」，尤其是在我剛開始接觸類比IC佈局時，它提供的指引作用是無可取代的。我還記得當時，麵對複雜的電路圖，要將其轉換成實際的晶片版圖，常常感到無所適從，不知道該如何下手纔能達到最佳的效能和穩定性。這本書就像及時雨，它用清晰的結構，由淺入深地引導我進入類比IC佈局的世界。書中不僅僅是羅列佈局的規則，更重要的是，它深刻地闡述瞭「為什麼」要這樣佈局。作者透過大量的圖例和案例分析，生動地解釋瞭各種佈局技巧背後的物理原理，像是製程變化如何影響元件特性，寄生效應（parasitic effects）如何影響訊號的完整性，以及如何透過優化的佈局來最小化這些負麵影響。例如，對於電容、電阻的佈局，書中不僅教你如何擺放，更讓你理解到，即使是看似簡單的元件，在不同的佈局下，其效能也會有天壤之別。我尤其欣賞書中對於「隔離」（isolation）和「遮蔽」（shielding）的深入探討，這是在類比電路中至關重要的部分，特別是在處理高頻訊號或敏感訊號時。作者提供瞭一係列實用的方法，教導我們如何有效地減少不同電路區域之間的串擾，確保訊號的純淨度。雖然書中有些部分，例如對於製程的深入探討，可能需要讀者具備一定的半導體製程知識，但整體來說，其引導性和實用性都非常高。我認為，無論是剛入行的新手，還是經驗豐富的設計師，都能從中獲得極大的啟發和幫助。

评分☆☆☆☆☆

「類比積體電路佈局（第二版）」這本書，我必須說，它絕對是我個人在類比IC設計生涯中，影響最深遠的一本書籍之一。剛開始接觸類比IC佈局時，我的認知非常膚淺，認為佈局隻是將電路圖上的連線在版圖上實現。但隨著閱讀這本書，我纔真正理解到，佈局的藝術與科學，其複雜性和重要性遠超乎我的想像。書中以一種非常細膩且有係統的方式，引導讀者深入理解每一個佈局決策背後的物理原理和效能影響。從基本的元件擺放到複雜的功率電路佈局，書中都提供瞭詳盡的解析和實用的範例。我尤其欣賞書中對於「雜訊耦閤」（noise coupling）和「寄生效應」（parasitic effects）的深入探討。作者用非常生動的圖示和數學模型，解釋瞭這些效應是如何產生的，以及它們對類比電路效能造成的潛在影響。並且，更重要的是，書中提供瞭非常多實用的佈局技巧，教導我們如何有效地減小這些負麵效應。例如，關於差動訊號的佈局，書中詳細分析瞭如何進行精確的匹配，以及如何避免因製程不匹配或熱梯度引起的效應。這類型的細節，往往是決定類比電路效能的關鍵，而書中提供的解決方案，對我來說是寶貴的知識財富。此外，書中關於「熱管理」（thermal management）和「功耗最佳化」（power optimization）的討論，也讓我印象深刻。在越來越小的封裝尺寸下，這些問題變得越來越重要，而書中提供的佈局策略，能夠幫助我們設計齣更可靠、更節能的類比電路。總而言之，這本書不僅僅是一本教科書，它更像是一位經驗豐富的導師，引導你穿越類比IC佈局的複雜迷宮，讓你能夠設計齣真正高效、穩定且具備競爭力的產品。

评分☆☆☆☆☆

「類比積體電路佈局（第二版）」這本書，身為一個在類比IC設計領域打滾多年的工程師，我對這本著作真的是又愛又恨。愛的是，它真的是一本「神書」，將繁複到讓人頭痛的佈局技巧，以一種看似平實卻充滿智慧的方式呈現齣來。第一次翻開它，我還在猜想，不就是佈局嘛，有這麼難嗎？結果，隨著閱讀的深入，我纔驚覺自己過去的佈局經驗，根本隻是冰山一角。書中的每個章節，都像是為我打開瞭一扇新的窗戶，讓我看到原本習以為常的佈局背後，蘊含著多少物理現象的考量、製程特性的影響、以及最佳化效能的奧秘。從基本的元件佈局、導線規劃，到進階的溫度效應、雜訊耦閤、功率傳輸的處理，每一個細節都講得淋灕盡緻。尤其讓我印象深刻的是，書中對於「版圖約束」（layout constraints）的闡述，這是我過去比較忽略的部分，但作者卻用相當篇幅去強調其重要性，並且提供瞭許多具體的範例，讓我理解到，所謂的「好佈局」，不隻是外觀的整齊，更是對各種潛在問題的預防性考量。舉例來說，對於差動訊號的匹配，過去我可能隻會想著訊號線要平行，但書中卻進一步分析瞭不同匹配方式的優劣，以及可能產生的各種雜訊耦閤路徑，這讓我豁然開朗。雖然書中偶爾會齣現一些比較學術的推導，對於實務操作的工程師來說，初期可能會覺得有點吃力，但一旦跟著書中的邏輯去思考，你會發現，這些推導正是那些「魔法」般的佈局技巧的根源。總體而言，這本書絕對是類比IC佈局領域不可或缺的參考書，每一個想在類比IC佈局領域有所精進的工程師，都應該好好研讀，甚至可以說，是必修課。

评分☆☆☆☆☆

「類比積體電路佈局（第二版）」這本書，在我歷經幾次專案的洗禮後，我對它的價值有瞭更深一層的體會。剛開始接觸類比IC佈局時，我總是以為隻要把元件擺對，線路連好就好，但隨著專案的複雜度提升，我開始遇到各種難以預期的問題，像是訊號失真、雜訊過大、甚至電路的不穩定。這本書，就像是為我量身打造的「問題解決手冊」。它沒有講太多華而不實的理論，而是紮實地、一步一步地教你如何去處理實際佈局中會遇到的種種挑戰。書中對於「版圖效應」（layout effects）的分析，我認為是其最精華的部分。作者非常清楚地闡述瞭，即使是同一個電路，在不同的版圖佈局下，其效能可能會產生巨大的差異。從電容、電感的寄生效應，到導線上的電阻和電容，以及不同元件之間的耦閤，書中都提供瞭非常細膩的分析，並給齣瞭相應的佈局建議。我特別喜歡書中關於「元件匹配」（component matching）的章節，這在類比電路中至關重要，例如在差動放大器或電流鏡的設計中。作者不僅解釋瞭為什麼匹配很重要，更提供瞭多種實用的版圖技巧來達成良好的匹配，像是使用中心對稱佈局（common centroid layout）或是製程補償（process compensation）等。這類技巧，如果沒有書中的指導，自己去摸索，可能會耗費大量的時間和精力。另外，書中對於「接地」（grounding）和「電源」（power delivery）的佈局也做瞭深入的探討，這對於確保電路的穩定性和效能是不可或缺的。總體來說，這本書對於想要在類比IC佈局方麵做齣成績的工程師來說，是一本不可或缺的工具書，它能幫助你避免許多不必要的彎路，提高設計的成功率。