课程大纲

课程大纲

模拟集成电路分析与设计

课程编码:085402M04003H 英文名称:Analog Integrated Circuit Analysis and Design 课时:60 学分:3.00 课程属性:专业核心课 主讲教师:刘鸣等

教学目的要求
本课程为微电子学与固体电子学学科研究生的学科基础课。本课程讲述CMOS模拟集成电路设计有关的基础性内容,首先介绍模拟集成电路在现代超大规模数模芯片中的地位和作用,使学生了解学习模拟集成电路设计的重要性,接下来介绍CMOS模拟集成电路设计所需的基本知识包括模拟电路中的半导体器件及非理想因素、单管放大器及频率特性、运算放大器的设计方法、负反馈以及频率补偿、开关电容电路、全差分放大器、噪声、带隙基准电路、工艺和版图基础等。通过本课程学习,使得学生掌握模拟集成电路分析与设计的基本技能为其从事相关研究打好基础。

预修课程
半导体物理,模拟电子电路,信号与系统,电路与分析

大纲内容
第一章 MOS器件基础 6学时
第1节 CMOS模拟集成电路绪论
第2节 基础知识
第3节 MOS管基本概念
第4节 I/V特性曲线
第5节 二级效应和短沟道效应
第6节 MOS器件模型
第二章 单级放大器和频率响应 6学时
第1节 基本概念
第2节 共源级
第3节 源跟随器
第4节 共栅级和共源共栅级
第5节 频率特性分析初步
第6节 三种单级放大器的频率分析
第三章 差分放大器和电流镜 3学时
第1节 差动放大器的基本原理
第2节 差动对分析方法
第3节 电流镜设计
第四章 噪声 3学时
第1节 噪声的统计特性
第2节 噪声类型及电路表示
第3节 基本电路单元的噪声
第五章 反馈 3学时
第1节 概述
第2节 反馈结构
第3节 负载的影响
第六章 运算放大器 6学时
第1节 概述
第2节 两级运算放大器
第3节 两级放大器的设计
第七章 典型运放 6学时
第1节 套筒式和折叠放大器
第2节 全差分放大器
第3节 其他放大器结构
第八章 稳定性和频率补偿 3学时
第1节 稳定性
第2节 频率补偿
第3节 频率响应和时域响应
第九章 开关电容电路基础 3学时
第1节 采样开关
第2节 开关电容放大器
第十章 课程设计(一) 3学时
第1节 Cadence工具使用方法介绍
第2节 课题布置及设计流程实例
第3节 课题布置及设计流程实例
第十一章 课程设计(二) 3学时
第1节 上机辅导
第十二章 失真和失调 3学时
第1节 失真
第2节 失调
第3节 消除技术
第十三章 带隙基准电路 3学时
第1节 带隙基准的基本原理
第2节 基准的实现原理
第3节 典型基准源实例分析
第十四章 工艺和版图 3学时
第1节 CMOS基本工艺
第2节 版图设计方法
第3节 时效机制
第十五章 模拟集成电路最新进展和复习 3学时
第1节 模拟集成电路最新进展
第2节 复习课
第3节 作业答疑
第十六章 期末考试 3学时
第1节 期末考试(上)
第2节 期末考试(下)

教材信息
1、 模拟CMOS集成电路设计(第2版) Behzad Razavi著,陈贵灿、程军、张瑞智、张鸿译 2018年12月 西安交通大学出版社

参考书
1、 CMOS Analog Circuit Design(Second Edition) Phillip E.Allen、 Douglas R.Holberg(著) 2007年8月 电子工业出版社

课程教师信息
(1)刘鸣:现任中国科学院半导体研究所副研究员,硕士生导师
2010年毕业于清华大学微电子学研究所,获博士学位,2012年从清华大学电子系博士后出站后入职中国科学院半导体研究所。主要研究研究方向是面向生物医院应用及系统集成,包括面向生物医学应用的数字信号处理算法、机器学习算法及人工智能应用,系统集成包括集成电路设计和系统开发。曾开发多种医疗电子产品及相应的核心算法,系统芯片或算法IP核,其中部分产品已经实现了产业化。承担国家自然科学基金、863项目多项。发表学术论文40多篇,其中SCI论文10余篇。在中国科学院大学连续5年承担了“高等模拟集成电路设计”教学。
(2)冯鹏:男,博士,现任中国科学院半导体研究所副研究员,硕士生导师。
2011年毕业于中国科学院半导体研究所,获博士学位。2011年7月至今在中国科学院半导体研究所工作。主要从事新型无源无线传感芯片、高可靠高速并行图像处理芯片和高速CMOS图像传感器等数模混合集成电路的研究工作,其中部分成果已与企业开展产业化合作。承担国家自然科学基金、863等项目研究工作,在国外内外学术期刊和国际会议上发表论文30余篇,获授权发明专利12项。在中国科学院大学同时担任“无线身份识别传感器原理及应用”和“非线性电子线路实验”课程的主讲。"