《國外電子與通信教材系列：微電子電路設(shè)計(jì)（第4版）》涵蓋了微電子電路設(shè)計(jì)所需基礎(chǔ)知識，主要由三個部分組成。第一部分介紹固態(tài)電子學(xué)與器件，討論了電子學(xué)的發(fā)展與電路分析方法和微電子器件的工作原理、I?V特性及SPICE模型等。第二部分為數(shù)字電路，包括數(shù)字電路的基本概念和CMOS電路、存儲電路、ECL與TTL等雙極型邏輯電路以及BiCMOS電路。第三部分為模擬電路，以理想運(yùn)算放大器和SPICE仿真為基礎(chǔ)介紹了不同結(jié)構(gòu)運(yùn)算放大器的相關(guān)特性、小信號模型、具體分析方法和集成設(shè)計(jì)技術(shù)，最后討論了放大器的頻率響應(yīng)、反饋和振蕩器等問題。
通過學(xué)習(xí)本書可以了解現(xiàn)代微電子電路設(shè)計(jì)，包括模擬與數(shù)字，分立與集成，了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有利于系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對集成電路的適當(dāng)選擇。
譯者序
集成電路是信息社會發(fā)展的基礎(chǔ)，培養(yǎng)更多高水平集成電路設(shè)計(jì)人才是目前高校微電子學(xué)科的一項(xiàng)重要任務(wù)。通過本書的學(xué)習(xí)，讀者可以對現(xiàn)代集成電路技術(shù)建立較為全面的概念。盡管絕大多數(shù)讀者最終可能并不從事集成電路設(shè)計(jì)工作，但是如果能對半導(dǎo)體器件原理、基本數(shù)字和模擬單元結(jié)構(gòu)，以及集成電路分析方法等微電子科學(xué)基礎(chǔ)知識有所認(rèn)識，亦將有助于在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中消除諸多隱患，從而使集成電路的應(yīng)用變得更加高效、可靠。
本書是電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一部力作，自第一版正式出版以來一直受到廣大讀者的普遍歡迎，這也是促成后續(xù)版本及中譯本出現(xiàn)的主要原因。書中凝結(jié)了作者多年來在數(shù)字和模擬設(shè)計(jì)領(lǐng)域業(yè)界工作與課堂教學(xué)的寶貴經(jīng)驗(yàn)，從基礎(chǔ)到前沿，由淺入深，結(jié)構(gòu)合理，特色鮮明。全書內(nèi)容分為固體電子學(xué)與器件、數(shù)字電子學(xué)和模擬電子學(xué)三大部分。由于涉獵范圍廣泛，不同專業(yè)的學(xué)生也可根據(jù)需要選擇適合的內(nèi)容作為教材或者參考資料使用。
書中所有的設(shè)計(jì)實(shí)例均采用統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)化求解方法，可大大加深學(xué)生對與設(shè)計(jì)中相關(guān)問題的理解，有助于對設(shè)計(jì)流程的掌握。每章的“電子應(yīng)用”可令讀者對電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用有更加深刻的體會，書中給出的設(shè)計(jì)要點(diǎn)則強(qiáng)調(diào)了電路設(shè)計(jì)者應(yīng)牢記的重要概念。全書充分利用計(jì)算機(jī)在運(yùn)算與分析，以及EDA軟件，例如MATLAB、SPICE等在電路設(shè)計(jì)與分析中的應(yīng)用，并在實(shí)例和章后習(xí)題中提供了許多實(shí)踐機(jī)會。此外，本書還在McGraw?Hill的網(wǎng)站（www.mhhe.com/jaeger）上給出了大量輔助材料和資源的鏈接與更新有關(guān)本書的輔助材料和教學(xué)資源的獲取可參閱書后所附的“教學(xué)支持說明”——編者注。，便于讀者參考。
進(jìn)入21世紀(jì)后，中國的集成電路產(chǎn)業(yè)如雨后春筍般迅猛發(fā)展，集成電路人才炙手可熱。引進(jìn)這樣一部權(quán)威著作，無疑會對在國內(nèi)培養(yǎng)更多高水平電路設(shè)計(jì)人才起到重要的推動作用。
本書由劉艷艷等譯校。參見翻譯工作和初校工作的還有張為、張亮、宋博、姜喆、王猛、潘博陽、王菁、彭彥豪、張旭、陳曙光等。電子工業(yè)出版社馬嵐編輯為本書中譯本的出版提供了大力的支持。在此，對所有為本書翻譯和出版提供了幫助的人們表示誠摯的謝意！
需要指出的是，一些有關(guān)集成電路，特別是版圖和工藝詞匯的翻譯目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，譯者力圖深入淺出、詳實(shí)準(zhǔn)確，但由于水平有限，譯文中難免有不妥之處，敬請讀者不吝指正。另外，在本書出版之際，我們得到了原作者提供的勘誤表并對書中的一些錯誤進(jìn)行了逐一訂正。
前言
通過本書的學(xué)習(xí)，讀者可以對現(xiàn)代電路設(shè)計(jì)的基本技術(shù)、模擬與數(shù)字、分立與集成有較為全面的了解。盡管絕大多數(shù)讀者最終可能不會從事集成電路設(shè)計(jì)本身，但是如果對集成電路的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)有較為通透的了解，可以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中消除諸多隱患，從而讓集成電路的應(yīng)用變得高效而可靠。
在電路設(shè)計(jì)中數(shù)字電路已然成為非常重要的一個領(lǐng)域，但是在許多電子學(xué)入門書籍中幾乎都將其作為補(bǔ)充內(nèi)容。在本書中我們對模擬和數(shù)字電路做了更為均衡的介紹。本書的寫作集成了作者在精密模擬和數(shù)字設(shè)計(jì)領(lǐng)域的資深業(yè)界背景及多年的課堂經(jīng)驗(yàn)。書中涉獵范圍甚廣，讀者可隨意從中選擇合適的內(nèi)容作為兩學(xué)期或三個連續(xù)學(xué)期的電子學(xué)教材。
本版說明
這一版本中繼續(xù)對材料做了更新，更利于學(xué)生閱讀和掌握。除了常規(guī)的材料更新外，在第一部分和第二部分，即固體電子學(xué)與器件以及數(shù)字電子電路中還做了大量修改。在二極管Q點(diǎn)分析中介紹了一種更好的分析方法，同時還介紹了一種新型的四電阻MOS管偏置解決方案。在模擬設(shè)計(jì)中結(jié)型場效應(yīng)管器件同樣重要，在第4章末尾再次對其進(jìn)行了介紹。在MOS邏輯章節(jié)中介紹了基于仿真的邏輯門器件按比例縮小，在新的應(yīng)用電子（EIA）特別報(bào)道中加大了噪聲容限的討論篇幅。在高性能SiGe集成電路中電流模式邏輯（CML）是一股生力軍，故在雙極型邏輯電路這一章中增加了CML章節(jié)。
這次修訂對書中的模擬部分（第三部分）進(jìn)行了大幅結(jié)構(gòu)重組和修訂。放大器的入門介紹（原來的第10章）現(xiàn)在只是作為“剛好及時”的基礎(chǔ)知識穿插在3章運(yùn)算放大器的內(nèi)容中。書中添加了有關(guān)基本運(yùn)算放大器和每種結(jié)構(gòu)晶體管放大器以及晶體管自身的工作原理定性描述的特殊章節(jié)。
在第18章中刪除了采用二端口進(jìn)行反饋分析的內(nèi)容，而是自運(yùn)算放大器章節(jié)開始一貫采用回路增益分析法來分析所有的反饋結(jié)構(gòu)。求解回路增益的重要方法，即持續(xù)電壓和電流注入技術(shù)現(xiàn)在改在了第11章介紹，并采用Blackman理論來求解閉環(huán)放大器的輸入和輸出電阻。SPICE實(shí)例中現(xiàn)在改成采用三端或五端的運(yùn)算放大器模型。
第10章，即模擬系統(tǒng)和理想運(yùn)算放大器中給出了放大器的入門知識，并介紹了基本的理想運(yùn)算放大器電路。
第11章，即運(yùn)算放大器的特性和限制中對非理想運(yùn)算放大器的限制進(jìn)行了介紹，包括頻率響應(yīng)和穩(wěn)定性，介紹了四種經(jīng)典反饋電路，包括串并反饋放大器、并并反饋放大器、并串反饋放大器和串串反饋放大器。
第12章，即運(yùn)算放大器應(yīng)用中匯集了所有運(yùn)算放大器的應(yīng)用，包括多級放大器、濾波器、A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、正弦振蕩器和多諧振蕩器。
對有關(guān)晶體管放大器的第13章和第14章中的多余內(nèi)容進(jìn)行了合并和刪除。有關(guān)模擬材料的其余新增內(nèi)容包括MOS邏輯反相器和共源極放大器之間關(guān)系的討論、通過反饋降低失真、階躍響應(yīng)和相位裕度之間的關(guān)系、帶NMOS負(fù)載晶體管的NMOS差分放大器、可調(diào)共源共柵電流源以及Gilbert乘法器。
由于射頻電路的復(fù)興和廣泛應(yīng)用，有關(guān)射頻放大器介紹的章節(jié)現(xiàn)在安排在了第17章，已擴(kuò)展成包含并聯(lián)峰化和調(diào)諧放大器以及共源放大器中電感負(fù)反饋的采用。新的混頻器內(nèi)容中包含無源混頻器、有源混頻器、單平衡混頻器、雙平衡混頻器和廣泛采用的Gilbert混頻器。
第18章，即晶體管放大器和振蕩器中給出了晶體管反饋放大器和晶體管振蕩器實(shí)現(xiàn)的實(shí)例。晶體管振蕩器章節(jié)中已擴(kuò)展成涵蓋了對振蕩器中的負(fù)阻和負(fù)Gm振蕩器單元的討論。
其他幾個增加的重要內(nèi)容包括：
·現(xiàn)在網(wǎng)站上的SPICE支持中除了PSpice外還包括了NIMultisim的示例。
·至少修訂或新增了35%的習(xí)題。
·現(xiàn)在可從Mc Graw?Hill獲得新的Power Point幻燈片。
·同時還提供一組經(jīng)測試的設(shè)計(jì)問題。所有的實(shí)例繼續(xù)采用結(jié)構(gòu)性問題求解方法。書中進(jìn)一步擴(kuò)充了流行的應(yīng)用電子特別報(bào)道，新增內(nèi)容有用做調(diào)幅解調(diào)的二極管整流器；高性能CMOS工藝；噪聲容限回顧（圖形翻滾方式）；失調(diào)電壓、偏置電流和CMRR測量；采樣保持電路；才串聯(lián)傳輸晶體管的穩(wěn)壓器；噪聲系數(shù)、噪聲特性和最小可檢測信號；串并和并串網(wǎng)絡(luò)變換；以及無源二極管環(huán)形混頻器。
在每一章的開頭加深了讀者對電子學(xué)歷史發(fā)展進(jìn)程的了解。設(shè)計(jì)要點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了電路設(shè)計(jì)者應(yīng)牢記的重要概念。本書還結(jié)合萬維網(wǎng)，在McGraw?Hill的網(wǎng)站上給出了大量輔助材料和資源的鏈接與更新。
第一部分 固態(tài)電子學(xué)與器件
第1章 電子學(xué)簡介
1.1 電子學(xué)發(fā)展簡史：真空管到甚大規(guī)模集成電路
1.2 電學(xué)信號分類
1.3 符號約定
1.4 問題解決方法
1.5 電路理論的重要概念
1.6 電學(xué)信號頻譜
1.7 放大器
1.8 電路設(shè)計(jì)中的元器件參數(shù)值變化
1.9 數(shù)值精度
小結(jié)
關(guān)鍵詞
參考文獻(xiàn)
補(bǔ)充閱讀
習(xí)題
第2章 固態(tài)電子學(xué)
2.1 固態(tài)電子材料
2.2 共價鍵模型
2.3 半導(dǎo)體中的漂移電流和遷移率
2.4 本征硅的電阻率
2.5 半導(dǎo)體中的雜質(zhì)
2.6 摻雜半導(dǎo)體中的電子和空穴濃度
2.7 摻雜半導(dǎo)體的遷移率和電阻率
2.8 擴(kuò)散電流
2.9 總電流
2.10 能帶模型
2.11 集成電路制造概述
小結(jié)
關(guān)鍵詞
參考文獻(xiàn)
補(bǔ)充閱讀
重要公式
習(xí)題
第3章 固態(tài)二極管以及二極管電路
3.1 PN結(jié)二極管
3.2 二極管的i?v特性
3.3 二極管方程：二極管的數(shù)學(xué)模型
3.4 反偏、零偏、正偏下的二極管特性
3.5 二極管的溫度系數(shù)
3.6 反偏下的二極管
3.7 PN結(jié)電容
3.8 肖特基勢壘二極管
3.9 二極管的SPICE模型及版圖
3.10 二極管電路分析
3.11 多二極管電路
3.12 二極管處于擊穿區(qū)的工作情況分析
3.13 半波整流電路
3.14 全波整流電路
3.15 全波橋式整流
3.16 整流器比較及設(shè)計(jì)折中
3.17 二極管的動態(tài)開關(guān)行為
3.18 光電二極管， 太陽能電池和發(fā)光二極管
小結(jié)
關(guān)鍵詞
參考文獻(xiàn)
補(bǔ)充閱讀
習(xí)題
第4章 場效應(yīng)晶體管
4.1 MOS電容特性
4.2 NMOS晶體管
4.3 PMOS晶體管
4.4 MOSFET電路模型
4.5 MOS晶體管的電容
4.6 MOSFET的SPICE模型
4.7 MOS晶體管按比例縮小
4.8 MOS晶體管的制作及版圖設(shè)計(jì)規(guī)則
4.9 NMOS場效應(yīng)晶體管的偏置
4.10 PMOS場效應(yīng)晶體管的偏置
4.11 結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）
4.12 JFET的SPICE模型
4.13 JFET和耗盡型MOSFET的偏置
小結(jié)
關(guān)鍵詞
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第5章 雙極結(jié)型晶體管
5.1 雙極型晶體管的物理結(jié)構(gòu)
5.2 NPN晶體管的傳輸模型
5.3 PNP晶體管
5.4 晶體管模型的等效電路
5.5 雙極型晶體管的i?v特性
5.6 雙極型晶體管的工作區(qū)
5.7 簡化傳輸模型
5.8 雙極型晶體管的非線性行為
5.9 跨導(dǎo)
5.10 雙極工藝和SPICE模型
5.11 BJT的實(shí)際偏置電路
5.12 偏置電路的容差
小結(jié)
關(guān)鍵詞
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第二部分 數(shù)字電子電路
第6章 數(shù)字電子電路簡介
6.1 理想邏輯門
6.2 邏輯電平定義和噪聲容限
6.3 邏輯門的動態(tài)響應(yīng)
6.4 復(fù)習(xí)布爾代數(shù)
6.5 NMOS邏輯設(shè)計(jì)
6.6 晶體管替代負(fù)載電阻方案
6.7 NMOS反相器小結(jié)與比較
6.8 NMOS與非門及或非門
6.9 復(fù)雜NMOS邏輯設(shè)計(jì)
6.10 功耗
6.11 MOS邏輯門的動態(tài)特性
6.12 PMOS邏輯
小結(jié)
關(guān)鍵詞
參考文獻(xiàn)
補(bǔ)充閱讀
習(xí)題
第7章 CMOS邏輯電路設(shè)計(jì)
7.1 CMOS反相器工藝
7.2 CMOS反相器的靜態(tài)特性
7.3 CMOS反相器的動態(tài)特性
7.4 CMOS中的功耗和功耗延遲積
7.5 CMOS或非門和與非門
7.6 CMOS中復(fù)雜門的設(shè)計(jì)
7.7 最小尺寸邏輯門的設(shè)計(jì)及性能
7.8 動態(tài)多米諾CMOS邏輯
7.9 級聯(lián)緩沖器
7.10 CMOS傳輸門
7.11 CMOS閂鎖
小結(jié)
關(guān)鍵詞
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第8章 MOS存儲器及存儲電路
8.1 隨機(jī)存取存儲器
8.2 靜態(tài)存儲器單元
8.3 動態(tài)存儲單元
8.4 敏感放大器
8.5 地址譯碼器
8.6 只讀存儲器（ROM）
8.7 觸發(fā)器
小結(jié)
關(guān)鍵詞
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第9章 雙極型邏輯電路
9.1 電流開關(guān)（發(fā)射極耦合對）
9.2 發(fā)射極耦合邏輯（ECL）門
9.3 ECL門的噪聲容限分析
9.4 電流源的實(shí)現(xiàn)
9.5 ECL或?或非門
9.6 射極跟隨器
9.7 “射極點(diǎn)”或“線或”邏輯
9.8 ECL功率-延遲特性
9.9 電流模式邏輯（CML）
9.10 飽和雙極型反相器
9.11 晶體管晶體管邏輯（TTL）邏輯
9.12 標(biāo)準(zhǔn)7400系列TTL反相器
9.13 TTL中的邏輯函數(shù)
9.14 肖特基鉗位TTL
9.15 ECL和TTL的功率延遲對比
9.16 BiCMOS邏輯
小結(jié)
關(guān)鍵詞
參考文獻(xiàn)
補(bǔ)充閱讀
習(xí)題
第三部分 模擬電子電路
第10章 模擬系統(tǒng)和理想運(yùn)算放大器
10.1 一個模擬電子系統(tǒng)實(shí)例
10.2 放大作用
10.3 放大器的二端口模型
10.4 失配的源和負(fù)載電阻
10.5 運(yùn)算放大器簡介
10.6 放大器的失真
10.7 差分放大器模型
10.8 理想差分放大器和運(yùn)算放大器
10.9 理想集成運(yùn)算放大器分析
10.10 反饋的頻率特性
小結(jié)
關(guān)鍵詞
參考文獻(xiàn)
補(bǔ)充閱讀
習(xí)題
第11章 非線性運(yùn)算放大器和反饋放大器的穩(wěn)定性
11.1 經(jīng)典的反饋系統(tǒng)
11.2 對包含非理想運(yùn)算放大器電路的分析
11.3 串聯(lián)和并聯(lián)反饋電路
11.4 反饋放大器增益計(jì)算的統(tǒng)一方法
11.5 電壓串聯(lián)反饋——電壓放大器
11.6 電壓并聯(lián)反饋放大器——跨阻放大器
11.7 跨導(dǎo)放大器——電流串聯(lián)反饋放大器
11.8 電流放大器——電流并聯(lián)反饋放大器
11.9 使用持續(xù)電壓電流注入法計(jì)算回路增益
11.10 利用反饋減小失真
11.11 直流誤差源和輸出擺幅限制
11.12 共模抑制比和輸入電阻
11.13 運(yùn)算放大器的頻率響應(yīng)和帶寬
11.14 反饋放大器的穩(wěn)定性
小結(jié)
關(guān)鍵詞
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第12章 運(yùn)算放大器應(yīng)用
12.1 級聯(lián)放大器
12.2 儀表放大器
12.3 有源濾波器
12.4 開關(guān)電容電路
12.5 數(shù)/模轉(zhuǎn)換
12.6 模/數(shù)轉(zhuǎn)換
12.7 振蕩器
12.8 非線性電路應(yīng)用
12.9 含正反饋的電路
小結(jié)
關(guān)鍵詞
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第13章 小信號建模與線性放大
13.1 晶體管放大器
13.2 耦合電容和旁路電容
13.3 用直流和交流等效電路進(jìn)行電路分析
13.4 小信號模型簡介
13.5 雙極型晶體管的小信號模型
13.6 共射極放大器
13.7 重要限制及模型簡化
13.8 場效應(yīng)晶體管的小信號模型
13.9 BJT和FET小信號模型的小結(jié)與對比
13.10 共源極放大器
13.11 共射極放大器和共源極放大器小結(jié)
13.12 放大器功率和信號范圍
小結(jié)
關(guān)鍵詞
習(xí)題
第14章 單晶體管放大器
14.1 放大器類型
14.2 反相放大器——共發(fā)射極和共源極電路
14.3 跟隨器電路——共集電極和共漏極放大器
14.4 同相放大器——共基極和共柵極電路
14.5 放大器原型回顧和比較
14.6 采用MOS反相器的共源極放大器
14.7 耦合和旁路電容設(shè)計(jì)
14.8 放大器設(shè)計(jì)實(shí)例
14.9 多級交流耦合放大器
小結(jié)
關(guān)鍵詞
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第15章 差分放大器和運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)
15.1 差分放大器
15.2 基本運(yùn)算放大器的進(jìn)化
15.3 輸出級
15.4 電子電流源
小結(jié)
關(guān)鍵詞
參考文獻(xiàn)
補(bǔ)充閱讀
習(xí)題
第16章 模擬集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)
16.1 電路元件匹配
16.2 電流鏡
16.3 高輸出電阻電流鏡
16.4 參考電流的產(chǎn)生
16.5 與電源電壓無關(guān)的偏置
16.6 帶隙基準(zhǔn)源
16.7 電流鏡作為有源負(fù)載
16.8 運(yùn)算放大器中的有源負(fù)載
16.9 μA741運(yùn)算放大器
16.10 Gilbert模擬乘法器
小結(jié)
關(guān)鍵詞
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第17章 放大器頻率響應(yīng)
17.1 放大器頻率響應(yīng)
17.2 直接確定低頻極點(diǎn)和零點(diǎn)——共源放大器
17.3 用短路時間常數(shù)法估算ωL的值
17.4 高頻晶體管模型
17.5 混合 模型中的基區(qū)電阻
17.6 共發(fā)射極和共源極放大器的高頻響應(yīng)
17.7 共基極和共柵極放大器的高頻響應(yīng)
17.8 共集電極和共漏極放大器的高頻響應(yīng)
17.9 單級放大器高頻響應(yīng)小結(jié)
17.10 多級放大器的頻率響應(yīng)
17.11 射頻電路介紹
17.12 混頻器和平衡調(diào)制器
小結(jié)
關(guān)鍵詞
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第18章 晶體管反饋放大器與振蕩器
18.1 基本反饋系統(tǒng)回顧
18.2 中頻帶反饋放大器分析
18.3 反饋放大器電路舉例
18.4 反饋放大器穩(wěn)定性回顧
18.5 單極點(diǎn)運(yùn)算放大器補(bǔ)償
18.6 高頻振蕩器
小結(jié)
關(guān)鍵詞
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
附錄A 標(biāo)準(zhǔn)分立元件值
附錄B 固態(tài)器件模型及SPICE仿真參數(shù)
附錄C 二端口回顧
新書資訊