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第一章模拟集成电路设计绪论 自然界信号的处理 数字通信 数字通信 磁盘驱动电子学 无线接受机 光接收机 传感器 为什么要学模拟CMOS集成电路设计？ 首先，MOSFET的特征尺寸越来越小，本征速度越来越快（已可与双极器件相比较），现在几GHz～几十GHz的CMOS模拟集成电路已经可批量生产。 SOC芯片中同时包含有大量的模拟、数字电路，由于CMOS以其低成本、低功耗已成为现代大规模数字集成电路设计及制造的首选，与数字集成电路技术兼容的CMOS模拟集成电路技术可降低SOC芯片的制造及封装成本。因此CMOS电路已成为当今SOC设计的主流制造技术。 模拟设计困难的原因是什么（1）？ 模拟设计涉及到在速度、功耗、增益、精度、电源电压等多种因素间进行折衷，而数字电路只需在速度和功耗之间折衷。 模拟电路对噪声、串扰和其它干扰比数字电路要敏感得多。 器件的二级效应对模拟电路的影响比数字电路要严重得多。 高性能模拟电路的设计很少能自动完成，而许多数字电路都是自动综合和布局的。 模拟设计困难的原因是什么？ 模拟电路许多效应的建模和仿真仍然存在问题，模拟设计需要设计者利用经验和直觉来分析仿真结果。 现代集成电路制造的主流技术是为数字电路开发的，它不易被模拟电路设计所利用（如特征尺寸减小导致器件迁移率下降、沟道调制效应增大；电源电压的下降使以前的一些电路设计技术受到限制等），为了设计高性能的模拟电路，需不停开发新的电路和结构。 在数字集成电路高度发展的今天，为什么还要学模拟集成电路设计？特别是CMOS模拟集成电路设计？ （a）自然界信号的数字化 （ b）增加放大器和滤波器以提高灵敏度 高速、高精度、低功耗ADC的设计是模拟电路设计中的难题之一 高性能放大器和滤波器设计也是热点研究课题 数字信号通过有损电缆的衰减和失真 失真信号需放大、滤波和数字化后才再处理 使用多电平信号以减小所需的带宽 10 11 01 00 1 0 组合二进制数据 多电平信号 确定所传送电平 DAC ADC 传送端 接收端 存储数据 恢复数据 硬盘存储和读出后的数据 无线接收天线接收到的信号(幅度只有几微伏)和噪声频谱 接收机放大低电平信号时必须具有极小噪声、工作在高频并能抑制大的有害成分。 光纤系统 转换为一个小电流 高速电流处理器 激光二极管 光敏二极管 (a) 简单的加速度表 (b) 差动加速度表 汽车触发气囊的加速度检测原理图 CMOS技术的发展及展望 0.35 1995 0.18 2001 0.13 2004 0.07 0.5 1.2 2.0 3.0 L(μm ) 2010 1989 1982 1983 1980 时间 电源电压（V） L 使用时，直接删除本页！ 精品课件，你值得拥有！ 精品课件，你值得拥有！ 使用时，直接删除本页！ 精品课件，你值得拥有！ 精品课件，你值得拥有！ 使用时，直接删除本页！ 精品课件，你值得拥有！ 精品课件，你值得拥有！ 让我们为学好模拟CMOS集成电路设计一起共同努力！ * *