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上海交通大学微电子学院专业学位课程内容介绍《模拟集成电路理论与设计》

上海交通大学 免费考研网/2013-01-08


《模拟集成电路理论与设计》

课程代码P210504学分/学时3.0/54开课时间春、秋
课程名称模拟集成电路理论与设计
开课学院微电子学院
任课教师
面向专业
预修课程《半导体物理》、《信号与系统》、《电路分析基础》
课程讨论时数0 (小时)课程实验数0 (小时)
课程内容简介

本课程是微电子技术学科研究生阶段的专业学位课程,是通向模拟集成设计工程师的桥梁。课程讨论模拟集成电路的分析与设计,既着重基本原理,也要使学生了解到微电子领域内模拟集成电路的最新研究成果和科学成就。由于模拟电路设计既需要直觉又要求严谨,每个概念首先从直观开始引入,然后逐步地进行仔细分析。其目的是既要建立坚实的理论基础,又要通过观察逐步掌握分析电路的方法,使学生学习到:在那些电路中可以使用怎样的近似方法,在每个近似方法中有多大的预期误差。本课程包括以下内容:集成电路有源器件物理基础;双极、MOS和BiCMOS工艺技术;单级和多级放大器电路的分析与设计;电流镜、有源负载和基准源电路的分析与设计;输出级电路的分析与设计;运算放大器的分析与设计;集成电路的频率响应;电路的反馈及稳定性分析。该课程的教学内容涵盖了模拟集成电路设计的基础知识,并在具体电路分析的工程中穿插了该领域的最新成果,本课程将及时地把国内外的最新研究成果有机地融合到课堂教学中,使同学们能够及时了解模拟集成电路领域的最新进展。本课程的教学方式以多媒体课堂教学为主,并辅以课外上机仿真和设计练习和项目设计训练,以多媒体教学方式可以给学生提供更多的直观信息,通过上机仿真和项目设计训练使学生对于模拟集成电路的设计方法和流程有了更为感观的认识,同时提高了学生的实践和动手能力。同时本课程采用英文原版教材,并采用双语教学方式,使学生在模拟集成电路设计方面有了较高的起点和基础。

课程内容简介(英文)

Theory and design of analog integrated circuits is the degree course for microelectronic graduate students. It is intended to be a bridge to an analog IC design engineers. This course deals with the analysis and design of analog integrated circuits, emphasizing fundamentals as well as new paradigms that students and practicing engineers need to master in today’s industry. Since analog design requires both intuition and rigor, each concept is first introduced from an intuitive perspective and subsequently treated by careful analysis. The objective is to develop both a solid foundation and methods of analyzing circuits by inspection so that the students learn what approximation.This course include under contents: models for integrated circuit active device; Bipolar, MOS and BiCMOS integrated circuit technology; single-transistor and multiple-transistor amplifiers; current mirror, active loads and reference; output stage; Operational Amplifiers with single-ended outputs; frequency response of integrated circuits; feedback, frequency response and stability of feedback amplifiers. The teaching contents cover basic concepts of analog integrated circuits design. And new research achievement of analog IC design is presented during course teaching. Students will know new development of this field.

教学大纲

共分6个专题,以54个学时教授;总学分为54学分。1.课程简介教学内容课程内容的简介,评分方式及其他相关内容。教学要求使学生对整个学期的课程安排有一个宏观的了解;对模拟电路设计产生一定的兴趣。2.MOS 场效应管教学内容1、场效应管的器件结构、工作原理和端口特性2、场效应管小信号等效电路模型3、场效应管中的电容性分析4、基本的场效应管放大电路教学要求了解和掌握MOS器件的基本结构、工作原理和大信号、小信号等效模型,并能利用其等效模型分析电路的直流交流特性,了解深亚微米MOS器件的二级效应,掌握MOS器件的SPICE模型,并能用SPICE模型分析MOS器件特性。3.单级集成电路放大器教学内容1、偏置电路(电流源、镜像电流源)2、频率响应3、CS/CG/Cascode放大电路4、源极跟随器5、镜像电流源教学要求理解基本MOS放大电路的工作原理及特点,掌握放大电路的直流、交流分析方法,能够正确运用基本放大电路的等效模型分析多级放大器的静态工作点和交流特性,由电路的小信号等效模型推导出电路的增益、输入电阻和输出电阻。其中,关键的还是牢固掌握大小信号的分析方法,这也是以后分析其它复杂电路的基本工具。4.差分放大器的分析与设计教学内容1、基本差分对的电路分析2、差分放大电路的特性分析3、差分放大电路的频率相应4、多级放大电路教学要求理解基本MOS差分放大电路的工作原理及特点,掌握差分放大电路的直流、交流分析方法,能够运用正确方法对基本差分电路进行定性分析和定量分析。了解和掌握差分电路的共模特性,能够正确分析不同负载模式的差分电路,了解不同差分电路的各种特性,并对吉尔伯特单元有一定的了解。5.频率响应的分析教学内容1、回顾傅立叶变换及拉普拉斯变换2、传输函数、零极点3、波特图4、CS、CG、SF、diff-pairs的频率相应教学要求通过本节的学习,学会分析一些基本电路模块的传输函数,找出零极点,从而更好的去了解电路6.反馈电路教学内容1、四种基本的反馈结构2、无反馈情况下的环路增益和稳定性3、频率补偿教学要求熟练掌握反馈的基本结构,学会用环路增益来分析电路的稳定性7.运算放大器教学内容1、两级运算放大器的电路分析2、折叠cascode运算放大器的电路分析教学要求 了解不同运放的结构特点、组成及应用范围,并能根据运放的不同要求设计各级电路的静态偏置点。掌握一般运放电压传输特性的特点、推导出运放的主要性能指标。

课程进度计划

课程考核要求

课后作业30% + 课内项目40% + 期末笔试 30% = 100%

参 考 文 献
  • Analysis and Design of Analog Integrated Gircuits,Fourth Edition, Paul R. Gray Paul J. Hurst, Stephen H. Lewis, Robert G. Meyer , John Wiley & sons, Inc, 2003教学参考书Design of Analog CMOS Integrated Circuits, B. Razavi, McGraw-Hill, 2001
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