本书是CMOS集成电路设计领域的一部力作，是作者20多年教学和研究成果的总结，内容涵盖电路设计流程、EDA软件、工艺集成、器件、模型、数字和模拟集成电路设计等诸多方面，由基础到前沿，由浅入深,结构合理，特色鲜明。

本书对学生、科研人员和工程师各有所侧重。无论对于哪一种类型的读者而言，本书都是一本极好的参考书。

第 1章　CMOS设计简介　1

1.1　CMOS集成电路设计流程　1

1.2　CMOS基础　6

1.2.1　CMOS缩写　6

1.2.2　CMOS倒相器　7

1.2.3　第 一款CMOS电路　7

1.2.4　模拟CMOS设计　8

1.3　SPICE简介　8

1.3.1　生成网表　8

1.3.2　工作点　9

1.3.3　传输函数分析　10

1.3.4　压控电压源　11

1.3.5　理想运算放大器　11

1.3.6　子电路　12

1.3.7　直流分析　13

1.3.8　绘制IV曲线　14

1.3.9　双环直流分析　14

1.3.10　瞬态分析　15

1.3.11　SIN源　16

1.3.12　RC电路实例　17

1.3.13　另一种RC电路实例　18

1.3.14　交流分析　19

1.3.15　十倍频程和倍频程　20

1.3.16　分贝　20

1.3.17　脉冲语句　20

1.3.18　有限脉冲上升时间　21

1.3.19　阶跃响应　21

1.3.20　RC电路的延迟与上升时间　22

1.3.21　分段线性源　23

1.3.22　仿真开关　23

1.3.23　电容的初始化条件　24

1.3.24　电感的初始化条件　24

1.3.25　LC回路的Q值　25

1.3.26　理想积分器的频率响应　26

1.3.27　单位增益频率　26

1.3.28　积分器的时域特性　27

1.3.29　收敛性　28

1.3.30　一些常见的错误和有用的技巧　28

延伸阅读　29

习题　29

第 2章　阱　30

2.1　图形制作　31

2.2　N阱的版图设计　34

2.3　阻值的计算　36

2.4　N阱/衬底二极管　38

2.4.1　PN结物理学简介　38

2.4.2　耗尽层电容　41

2.4.3　存储或扩散电容　43

2.4.4　SPICE建模　45

2.5　N阱的RC延迟　47

2.6　双阱工艺　50

延伸阅读　53

习题　53

第3章　金属层　56

3.1　连接焊盘　56

3.2　用金属层进行设计和版图绘制　59

3.2.1　metal1和via1　59

3.2.2　与金属层相关的寄生器件　61

3.2.3　电流运载极限　64

3.2.4　金属层的设计规则　65

3.2.5　接触电阻　66

3.3　串扰和地电位上跳　67

3.3.1　串扰　67

3.3.2　地电位上跳　68

3.4　LASI版图设计实例　70

3.4.1　连接焊盘的版图设计Ⅱ　70

3.4.2　金属测试结构的版图设计　73

延伸阅读　75

习题　78

第4章　有源层和多晶硅层　78

4.1　用active层和poly层绘制版图　78

4.2　将导线与poly和active相连　85

4.3　静电放电保护　94

延伸阅读　97

习题　97

第5章　电阻、电容、MOS管　99

5.1　电阻　99

5.2　电容　106

5.3　MOS管　109

5.4　版图实例　116

5.4.1　金属电容　116

5.4.2　多晶硅电阻　119

延伸阅读　121

习题　121

第6章　MOS管工作原理　122

6.1　MOS管电容回顾　122

6.2　阈值电压　126

6.3　MOS管的IV特性　130

6.3.1　工作于线性区的MOS管　131

6.3.2　工作于饱和区的MOS管　133

6.4　MOS管的SPICE模型　135

6.4.1　SPICE仿真实例　138

6.4.2　亚阈值电流　139

6.5　短沟道MOS管　141

6.5.1　MOS管的缩比　142

6.5.2　短沟道效应　143

6.5.3　短沟道CMOS工艺的SPICE模型　144

延伸阅读　149

习题　150

第7章　CMOS制备　152

7.1　CMOS单位工艺步骤　152

7.1.1　晶片制造　152

7.1.2　热氧化　154

7.1.3　掺杂工艺　155

7.1.4　光刻　158

7.1.5　薄膜的去除　160

7.1.6　薄膜淀积　163

7.2　CMOS工艺集成　166

7.2.1　前道集成　169

7.2.2　后道集成　187

7.3　后端工艺　197

7.4　总结　198

延伸阅读　199

第8章　电噪声概述　200

8.1　信号　200

8.1.1　功率和能量　200

8.1.2　功率频谱密度　202

8.2　电路噪声　205

8.2.1　计算电路噪声并为电路噪声建模　206

8.2.2　热噪声　211

8.2.3　信噪比　215

8.2.4　散粒噪声　227

8.2.5　闪烁噪声　229

8.2.6　其他噪声源　235

8.3　讨论　237

8.3.1　相关性　237

8.3.2　噪声与反馈　240

8.3.3　有关符号的一些最后说明　243

延伸阅读　244

符号及缩写列表　245

习题　247

第9章　模拟设计模型　249

9.1　长沟道MOS管　249

9.1.1　平方定律方程　251

9.1.2　小信号模型　257

9.1.3　温度效应　271

9.2　短沟道MOS管　273

9.2.1　通用设计(起始点)　274

9.2.2　专用设计(讨论)　277

9.3　MOS管噪声模型　279

延伸阅读　281

习题　282

第 10章　数字设计模型　287

10.1　数字MOS管模型　288

10.1.1　电容效应　290

10.1.2　工艺特征时间常数　291

10.1.3　延迟时间和转换时间　292

10.1.4　通用数字设计　295

10.2　MOS管单管传输门　295

10.2.1　单管传输门的延迟　297

10.2.2　串联连接的PG的延迟　299

10.3　有关测量的最后注释　300

延伸阅读　301

习题　302

可行的学生项目　302

第 11章　反相器　304

11.1　直流特性　304

11.2　开关特性　309

11.3　反相器的版图　313

11.4　驱动大电容负载的反相器尺寸　315

11.5　其他类型的反相器　319

延伸阅读　321

习题　322

第 12章　静态逻辑门　323

12.1　与非门和或非门的直流特性　323

12.1.1　与非门的直流特性　323

12.1.2　或非门的直流特性　326

12.2　或非门和与非门的版图设计　327

12.3　开关特性　328

12.3.1　与非门　329

12.3.2　输入数目　331

12.4　复杂的CMOS逻辑门　332

延伸阅读　338

习题　338

第 13章　钟控电路　340

13.1　CMOS传输门　340

13.2　传输门的应用　342

13.3　锁存器和触发器　346

13.4　实例　353

延伸阅读　358

习题　358

第 14章　动态逻辑门　360

14.1　动态逻辑基础　360

14.1.1　电荷泄漏　360

14.1.2　动态电路的仿真　363

14.1.3　不交迭时钟的产生　364

14.1.4　动态电路中的CMOS TG　365

14.2　钟控CMOS逻辑　365

延伸阅读　370

习题　370

第 15章　VLSI版图设计举例　372

15.1　芯片版图　373

15.2　版图设计流程　381

延伸阅读　390

第 16章　存储器电路　391

16.1　阵列架构　392

16.1.1　感测基础　392

16.1.2　折叠阵列　397

16.1.3　芯片组织结构　402

16.2　外围电路　403

16.2.1　读出放大器设计　403

16.2.2　行/列解码器　412

16.2.3　行驱动器　417

16.3　存储单元　418

16.3.1　SRAM单元　419

16.3.2　只读存储器　420

16.3.3　浮栅存储器　421

延伸阅读　431

习题　432

第 17章　Δ∑调制感测　437

17.1　定性讨论　438

17.1.1　DSM实例　438

17.1.2　在闪存中用DSM进行感测　440

17.2　感测阻性存储器　450

17.3　感测CMOS图像　457

延伸阅读　470

习题　471

第 18章　专用CMOS电路　473

18.1　施密特触发器　473

18.1.1　施密特触发器的设计　474

18.1.2　施密特触发器的应用　476

18.2　多频振荡器　478

18.2.1　单稳态多频振荡器　479

18.2.2　非稳态多频振荡器　480

18.3　输入缓冲器　480

18.3.1　基本电路　481

18.3.2　差分电路　483

18.3.3　直流参考　487

18.3.4　降低缓冲器的输入阻抗　489

18.4　电荷泵(电压产生电路)　490

18.4.1　提高输出电压　493

18.4.2　产生更高的电压：迪克森电荷泵　493

18.4.3　实例　495

延伸阅读　497

习题　497

第 19章　数字锁相环　499

19.1　检相器　500

19.1.1　XOR检相器　501

19.1.2　鉴频检相器　505

19.2　压控振荡器　508

19.2.1　电流饥饿型VCO　509

19.2.2　源耦合VCO　513

19.3　环路滤波器　514

19.3.1　XOR DPLL　515

19.3.2　鉴频检相器DPLL　521

19.4　系统考虑　528

19.5　延迟锁环　538

19.6　几个实例　542

19.6.1　2GHz的DLL　542

19.6.2　1Gbit/s时钟恢复电路　548

延伸阅读　553

习题　554