內容簡介

本書是《CMOS射頻集成電路設計》的第二版，這本被譽為射頻集成電路設計的指南書全面深入地介紹了設計千兆赫茲（GHz）CMOS射頻集成電路的細節。本書首先簡要介紹了無線電發展史和無線系統原理；在回顧集成電路元件特性、MOS器件物理和模型、RLC串並聯和其他振蕩網絡以及分布式系統特點的基礎上，介紹了史密斯圓圖、S參數和帶寬估計技術；著重說明了現代高頻寬帶放大器的設計方法，詳細討論了關鍵的射頻電路模塊，包括低噪聲放大器（LNA）、基準電壓源、混頻器、射頻功率放大器、振蕩器和頻率綜合器。對于射頻集成電路中存在的各類噪聲及噪聲特性（包括振蕩電路中的相位噪聲）進行了深入的探討。本書最後考察了收發器的總體結構並展望了射頻電路未來發展的前景。書中包括許多非常實用的電路圖和其他插圖，並附有許多具有啟發性的習題，因此是高年級本科生和研究生學習有關射頻電子學方面課程的理想教科書，對于從事射頻集成電路設計或其他領域實際工作的工程技術人員也是一本非常有益的參考書。
 

目錄

第1章 無線電發展歷史的間斷回顧
1.1 引言
1.2 麥克斯韋和赫茲
1.3 真空管發明前的電子學
1.4 真空管的誕生
1.5 Armstrong和再生放大器/檢波器/振蕩器
1.6 其他無線電電路
1.7 Armstrong和超再生電路
1.8 Oleg Losev及第一個固態電路放大器
1.9 結束語
1.10 附錄A︰真空管基礎
1.11 附錄B︰究竟是誰發明了無線電
第2章 無線通信原理概述
2.1 無線系統的片段簡史
2.2 非蜂窩無線通信的應用
2.3 香農定理、調制及其他
2.4 傳播
2.5 結論
2.6 附錄︰其他無線系統的特性
第3章 無源PLC網絡
3.1 引言
3.2 並聯RLC諧振回路
3.3 串聯RLC網絡
3.4 其他RLC諧振網絡
3.5 作為阻抗變換器的RLC網絡
3.6 實例
第4章 無源集成電路元件的特性
4.1 引言
4.2 射頻情況下的互連線︰趨膚效應
4.3 電阻
4.4 電容
4.5 電感
4.6 變壓器
4.7 高頻時的互連選擇
4.8 小結
4.9 附錄︰電容方程總結
第5章 MOS器件物理回顧
5.1 引言
5.2 簡短歷史
5.3 場效應管︰一個小故事
5.4 MOSFET物理︰長溝道近似
5.5 弱反型區（亞閾值區）的工作情況
5.6 短溝情況下的MOS器件物理
5.7 其他效應
5.8 小結
5.9 附錄A︰0.5 um Level-3的SPICE模型
5.10 附錄B︰Level-3 SPICE模型
5.11 附錄C︰Level-1 MOS模型
5.12 附錄D︰一些非常粗略的尺寸縮小規律
第6章 分布參數系統
6.1 引言
6.2 集總和分布參數範圍之間的聯系
6.3 重復結構的策動點阻抗
6.4 關于傳輸線的更詳細討論
6.5 有限長度傳輸線的特性
6.6 傳輸線公式小結
6.7 人工傳輸線
6.8 小結
第7章 中密斯圓圖和S參數
7.1 引言
7.2 史密斯圓圖
7.3 S參數
7.4 附錄A︰關于單位的一些說明
7.5 附錄B︰為什麼采用50 Ω（或75 Ω）
第8章 頻帶寬度估算方法
8.1 引言
8.2 開路時間常數方法
8.3 短路時間常數方法
8.4 補充讀物
8.5 上升時間、延時及帶寬
8.6 小結
第9章 高頻放大器設計
第10章 基準電壓和偏置電路
第11章 噪聲
第12章 低噪聲放大器設計
第13章 混頻器
第14章 反饋系統
第15章 RF功率放大器
第16章 鎖相環
第17章 振蕩器與頻率合成器
第18章 相位噪聲
第19章 系統結構
第20章 射頻電路歷史回顧
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序

Thomas H．Lee的《CMOS射頻集成電路設計》一書在1998年由英國劍橋大學出版社首版至2004年第二版發行期間，CMOS射頻集成電路的設計技術已從開發實驗室原型和單個電路模塊發展成為能設計商用化的實現單片無線通信與無線局域網（WLAN）的射頻前端電路。例如，德國Infineon（英飛凌公司）早在2003年就實現了以零中頻變頻接收器通路和直接調制發送器通路為特征的單片RF收發器。2006年初發表在國際固態電路年會（ISSCC）的文章已報道進一步實現了片上接收濾波器的集成。可見射頻CMOS集成電路的設計已經實現並正在繼續完善從電路到系統的過渡。

本書第二版正是為順應這一技術發展的趨勢而增訂的。相對于第一版來說，篇幅增加了三分之一（英文版頁數近800頁）。第2章“無線通信原理概述”完全是新的；第19章“系統結構”的內容除了少部分涵蓋第一版第18章（相同標題）的內容外又增加了大量系統級的描述及兩個芯片設計的實例[即全球定位系統（GPS），以及IEEE 802.lla直接變頻無線局域網收發器]。這一前一後的兩章對幫助讀者從無線通信的角度學習後續具體的射頻電路分析方法以及從系統的高度來總結、貫通已掌握的知識極為有益。這在很大程度上也彌補了第一版對無線通信對系統級描述不充分的遺憾。

除保持了第一版流暢的寫作風格外，Thomas H．Lee在第二版的新添部分中更加注重概念和直覺的描述，使抽象、煩瑣的系統標準介紹得十分自然，容易理解或記憶，這也為進一步學習通信電路與系統知識打下了良好的基礎。作為教科書，這的確是一本值得推薦的大學研究生或高年級電子、信息工程領域本科生的優秀教材。

譯者已在清華大學的研究生課程中連續六年使用該書（英文原版第一、二版及中譯本）講授CMOS射頻集成電路的分析與設計，並另外開設一門專門面向流片的射頻電路模塊的設計課程。本書對電路的工作原理介紹得十分詳盡與深入，雖有一些細節、公式上的錯誤，但這已在中譯本中盡可能地得到糾正。

第二版的翻譯工作是在第一版中譯版的基礎上加以補充、修訂的，有多位研究生與教師參與了此項工作。雖經認真校對，但仍難免在最後譯稿中存在缺陷和錯誤，望讀者指正諒解。所幸電子工業出版社出版的第二版英文原版[《CMOS射頻集成電路設計》（第二版）（英文版），2005年︰是原著的忠實影印本，讀者如能同時參考該影印本則會受益更多。譯者感謝美國UC Berkeley大學的博士研究生周曄，清華大學微電子學研究所的博士研究生張雷、管曦萌、葉佐昌及參與第一版翻譯的其他研究生的貢獻。金申美女士在結稿過程中也給予了許多幫助，在此深表謝意。

余志平，周潤德
于清華大學
2006年5月
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