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內容簡介： 这本被誉为射频集成电路设计指南的著作全面深入地介绍了设计吉赫兹（GHz）CMOS射频集成电路的细节。本书首先简要介绍了无线电发展史和无线系统原理；在回顾集成电路元件特性、MOS器件物理和模型、RLC串并联和其他振荡网络及分布式系统特点的基础上，介绍了史密斯圆图、S参数和带宽估计技术；着重说明了现代高频宽带放大器的设计方法，详细讨论了关键的射频电路模块，包括低噪声放大器（LNA）、基准电压源、混频器、射频功率放大器、振荡器和频率综合器。书中对于射频集成电路中存在的各类噪声及噪声特性（包括振荡电路中的相位噪声）进行了深入的探讨。本书最后考察了收发器的总体结构并展望了射频电路未来发展的前景。书中给出了许多非常实用的电路图和其他插图，并附有许多具有启发性的习题。 關於作者： Thomas H．Lee于1990年获得美国麻省理工学院电机工程系博士学位，现为斯坦福大学电气工程系副教授。此外，他还是IEEE固态电路协会和IEEE微波理论与技术协会的杰出讲演者。他在国际会议上赢得过四次“最佳论文”奖，并赢得Packard基金会(Packard Foundation Fellowship)的研究基金。Thomas H．Lee教授发表过100余篇学术论文并拥有30项美国专利。他还和其他人共同创办了几家公司，其中包括Matrix Semiconductor。余志平，清华大学教授、博士生导师。1967 年毕业于清华大学无线电电子学系，1980、1985年分别获得美国斯坦福 大学电机工程系硕士、博士学位。现为 IEEE 高级会员。 目錄： 目 录 第1章 无线电发展历史的间断回顾1 1.1 引言1 1.2 麦克斯韦和赫兹1 1.3 真空管发明前的电子学2 1.4 真空管的诞生6 1.5 Armstrong和再生放大器/检波器/振荡器9 1.6 其他无线电电路11 1.6.1 调谐与中和式调谐射频接收器11 1.6.2 返回式电路12 1.7 Armstrong和超再生电路13 1.8 Oleg Losev和第一个固态电路放大器14 1.9 结束语15 1.10 附录A：真空管基础16 1.11 附录B：究竟是谁发明了无线电24 第2章 无线通信原理概述31 2.1 无线系统简史31 2.1.1 新生代时期32 2.1.2 移动电话服务的首次出现34 2.1.3 第一代蜂窝电话系统36 2.1.4 第二代蜂窝电话系统37 2.1.5 第三代（3G）蜂窝电话系统40 2.2 非蜂窝无线通信的应用40 2.2.1 IEEE 802.11（WiFi）40 2.2.2 蓝牙42 2.2.3 无线个人局域网（WPAN）42 2.2.4 超宽带（UWB）43 2.3 香农定理、调制及其他主题43 2.3.1 幅值调制（AM）47 2.3.2 DSB-SC（SC-AM）与SSB49 2.3.3 角度调制：FM和PM53 2.3.4 数字调制56 2.4 传播59 2.5 结论64 2.6 附录：其他无线系统的特性64 第3章 无源RLC网络67 3.1 引言67 3.2 并联RLC谐振回路67 3.2.1 Q值68 3.2.2 谐振时的支路电流69 3.2.3 带宽与Q值69 3.2.4 铃振与Q值70 3.3 串联RLC网络70 3.4 其他谐振RLC网络71 3.5 作为阻抗变换器的RLC网络72 3.5.1 最大功率传输理论72 3.5.2 L形匹配72 3.5.3 形匹配74 3.5.4 T形匹配75 3.5.5 作为阻抗匹配网络的抽头电容谐振器76 3.5.6 抽头电感匹配78 3.5.7 双抽头谐振器79 3.6 实例80 3.6.1 L形匹配求解81 3.6.2 形匹配求解81 3.6.3 抽头电容匹配求解82 3.6.4 抽头电感匹配求解82 习题83 第4章 无源集成电路元件的特性88 4.1 引言88 4.2 射频情况下的互连线：趋肤效应88 4.3 电阻92 4.4 电容94 4.5 电感104 4.5.1 螺旋电感104 4.5.2 键合线电感111 4.5.3 其他电感公式112 4.6 变压器114 4.6.1 单片变压器的实现方法116 4.6.2 平面变压器的解析模型118 4.7 高频时的互连选择120 4.8 小结123 4.9 附录：电容方程总结123 习题124 第5章 MOS器件物理特性回顾127 5.1 引言127 5.2 MOS简史127 5.3 场效应管：一个小故事128 5.4 MOSFET物理特性：长沟道近似128 5.4.1 线性区（三极管区）的漏极电流130 5.4.2 饱和区的漏极电流131 5.4.3 沟道长度调制131 5.4.4 动态元件132 5.4.5 高频品质因子134 5.4.6 长沟道限制内的工艺尺寸等比例缩小规律136 5.5 弱反型区（亚阈值区）的工作情况136 5.5.1 基础知识137 5.5.2 亚阈值模型公式138 5.5.3 亚阈值模型小结139 5.6 短沟道情况下的MOS器件物理特性139 5.6.1 速度饱和对晶体管动态特性的影响141 5.6.2 阈值电压的降低141 5.6.3 衬底电流142 5.6.4 栅极电流142 5.7 其他效应142 5.7.1 背栅偏置142 5.7.2 温度的变化143 5.7.3 垂直电场方向上的迁移率降低144 5.8 小结144 5.9 附录A：0.5 m Level-3 SPICE模型144 5.10 附录B：Level-3 SPICE模型145 5.11 附录C：Level-1 MOS模型149 5.12 附录D：一些非常粗略的尺寸缩小规律150 习题151 第6章 分布参数系统154 6.1 引言154 6.2 集总和分布参数范畴之间的联系156 6.3 重复结构的策动点阻抗156 6.4 关于传输线的更详细讨论157 6.4.1 有损传输线的集总参数模型158 6.4.2 有损传输线的特征阻抗158 6.4.3 传播常数158 6.4.4 与传输线参数的关系159 6.5 有限长传输线的特性162 6.5.1 终端匹配的传输线162 6.5.2 终端接上任意负载阻抗的传输线162 6.6 传输线公式小结164 6.7 人工传输线164 6.7.1 集总参数传输线的截止频率165 6.7.2 终止集总参数传输线165 6.7.3 m参数半段网络166 6.8 小结166 习题167 第7章 史密斯圆图和S参数169 7.1 引言169 7.2 史密斯圆图169 7.3 S参数172 7.4 附录A：关于单位的一些说明174 7.5 附录B：为什么采用50 （或75 ）175 习题177 第8章 带宽估算方法179 8.1 引言179 8.2 开路时间常数方法179 8.2.1 观察与解释181 8.2.2 开路时间常数的精度181 8.2.3 其他重要考虑182 8.2.4 一些有用的公式183 8.2.5 其他公式184 8.2.6 设计实例189 8.2.7 开路时间常数方法小结195 8.3 短路时间常数方法196 8.3.1 引言196 8.3.2 背景材料196 8.3.3 观察与解释197 8.3.4 短路时间常数的精度197 8.3.5 其他重要考虑198 8.3.6 小结与结论199 8.4 补充读物199 8.5 上升时间、延时及带宽200 8.5.1 引言200 8.5.2 级联系统的延时200 8.5.3 级联系统的上升时间201 8.5.4 上升时间相加规则的一个（简单）应用203 8.5.5 带宽-上升时间之间的关系203 8.5.6 开路时间常数、上升时间相加及带宽缩小204 8.6 小结205 习题205 第9章 高频放大器设计208 9.1 引言208 9.2 利用零点增大带宽208 9.2.1 并联补偿放大器208 9.2.2 并联补偿：设计实例212 9.2.3 更多的有关利用零点增大带宽的方法213 9.2.4 二端口网络带宽增大电路215 9.3 并联-串联放大器217 9.4 采用fT倍频器增大带宽222 9.5 调谐放大器223 9.5.1 引言223 9.5.2 带单个调谐负载的共源放大器224 9.5.3 调谐放大器的详细分析225 9.6 中和与单向化226 9.7 级联放大器229 9.7.1 带宽缩小229 9.7.2 每一级的最优增益230 9.7.3 超再生放大器232 9.7.4 一点存疑233 9.7.5 分布式放大器234 9.8 调幅-调相（AM-PM）的转换235 9.9 小结236 习题237 第10章 基准电压和偏置电路241 10.1 引言241 10.2 二极管特性回顾241 10.3 CMOS工艺中的二极管和双极型晶体管242 10.4 独立于电源电压的偏置电路243 10.5 带隙基准电压244 10.5.1 经典的带隙基准电压245 10.5.2 CMOS工艺的带隙基准电压249 10.6 恒gm偏置250 10.7 小结252 习题252 第11章 噪声257 11.1 引言257 11.2 热噪声257 11.3 散粒噪声263 11.4 闪烁噪声264 11.4.1 电阻闪烁噪声265 11.4.2 MOSFET闪烁噪声265 11.4.3 pn结闪烁噪声266 11.5 爆米噪声266 11.6 经典的二端口网络噪声理论267 11.6.1 噪声因子267 11.6.2 最优的噪声源导纳269 11.6.3 经典噪声优化方法的局限270 11.6.4 噪声系数与噪声温度270 11.7 噪声计算实例271 11.8 一个方便的匡算规则272 11.9 典型的噪声性能273 11.10 附录：各种噪声模型274 习题275 第12章 低噪声放大器设计279 12.1 引言279 12.2 MOSFET二端口网络噪声参数的推导279 12.3 LNA的拓扑结构：功率匹配与噪声匹配286 12.4 功耗约束噪声优化291 12.5 设计实例294 12.5.1 单端LNA294 12.5.2 差分LNA297 12.6 线性度与大信号性能299 12.6.1 估计IP3的几种方法301 12.6.2 短沟道MOSFET LNA的线性度303 12.7 无乱真信号的动态范围304 12.8 小结306 习题307 第13章 混频器310 13.1 引言310 13.2 混频器基础310 13.2.1 变换增益311 13.2.2 噪声系数：单边带（SSB）与双边带（DSB）311 13.2.3 线性度和隔离312 13.2.4 杂散信号（SPUR）313 13.3 作为线性混频器的非线性系统315 13.4 基于乘法器的混频器319 13.4.1 单平衡混频器319 13.4.2 有源双平衡混频器321 13.4.3 电位混频器327 13.4.4 无源双平衡混频器328 13.5 亚采样混频器331 13.6 附录：二极管环形混频器332 习题334 第14章 反馈系统337 14.1 引言337 14.2 现代反馈理论简史337 14.2.1 Armstrong和再生放大器337 14.2.2 Harold Black和前馈放大器338 14.2.3 负反馈放大器339 14.3 一个令人费解的问题340 14.4 负反馈系统灵敏度的降低341 14.5 反馈系统的稳定性344 14.6 衡量稳定性的增益与相位裕量344 14.7 根轨迹技术346 14.7.1 正反馈系统的根轨迹规则350 14.7.2 A(s)的零点350 14.8 稳定性准则小结351 14.9 反馈系统建模351 14.9.1 反馈系统建模的困难351 14.9.2 切入点确定与环路传输计算353 14.10 反馈系统的误差353 14.11 一阶和二阶系统的频域与时域特性356 14.11.1 一阶低通系统的公式356 14.11.2 二阶低通系统的公式358 14.12 实用的匡算规则359 14.13 根轨迹实例和补偿359 14.13.1 实例：极点和零点为纯实数且始终保持为实数360 14.13.2 实例：变为复数的两个极点360 14.13.3 实例：两个极点和一个零点361 14.13.4 实例：趋向于不稳定的系统361 14.13.5 实例：L(s)中有复数极点的根轨迹362 14

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