我想說的是三本經(jīng)典教材。沒有看完,應(yīng)該說根本不能入門,現(xiàn)在我想談?wù)剬θ窘滩牡膶W(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn) 論壇上有很多大蝦的心得。我還想談?wù)劊?
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我是從艾倫的開始,可以說艾倫的書是模擬CMOS IC 設(shè)計(jì)的最基本的書,它完全是從集成電路的角度,而且和工藝結(jié)合的很緊,好像和分立的電路完全分開,我覺得艾倫的書最經(jīng)典的分析在于大信號的分析,讓你了解集成電路的設(shè)計(jì)要考慮的問題,而不是對實(shí)際電路的具體分析,此書更 好的是書中的電路直接來自工程實(shí)踐的,從設(shè)計(jì)的角度談的很多,很好。特別是5,6,7。 但是如果基礎(chǔ)不夠,那剛開始時有難度!
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那就再看GRAY 的,此書是三本中,最基本的,是從分立到集成的橋梁,看艾倫的如果某些地方有難度,特別是級零點(diǎn),小信號的分析(剛從分立的模擬電路設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)入集成電路設(shè)計(jì)的朋友,喜歡從小信號來分析電路參數(shù)的),強(qiáng)烈推薦GRAY(理論大師,講解的特別清晰、詳細(xì)).
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以上兩本書看完了后,你可能躍躍欲試,想設(shè)計(jì)個電路看看,然后電路結(jié)構(gòu)想改進(jìn),電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)越來越難,小信號的分析有難度的,大信號也不能一目了然了,遇到了瓶頸了,怎么辦?看拉扎維的?。。。ㄓ芯W(wǎng)友說拉是用藝術(shù)的眼光來設(shè)計(jì)電路的)此書從大局的角度來分析電路的。
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三本書后,基本上你算入門了,可以跟大牛做項(xiàng)目了,然后多看IEEE的資料,(基準(zhǔn)源,運(yùn)放,比較器)是要繼續(xù)訓(xùn)練的,(有位大俠談過了,看帖子,模擬電路的四重境界--文章結(jié)尾有)。然后再從CMOS 到BICMOS等等??! 我再推薦兩本好書(專業(yè)性更強(qiáng))introducation to cmos op-amps and comparators;design of analogy chip 本人剛剛學(xué)習(xí),說得不好,不專業(yè),還請各位朋友多多提醒
模擬電路的四重境界
復(fù)旦攻讀微電子專業(yè)模擬芯片設(shè)計(jì)方向研究生開始到現(xiàn)在五年工作經(jīng)驗(yàn),已經(jīng)整整八年了,其間聆聽過很多國內(nèi)外專家的指點(diǎn)。最近,應(yīng)朋友之邀,寫一點(diǎn)心得體會和大家共享。 我記得本科剛畢業(yè)時,由于本人打算研究傳感器的,后來陰差陽錯進(jìn)了復(fù)旦逸夫樓專用集成電路與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室做研究生?,F(xiàn)在想來這個實(shí)驗(yàn)室名字大有深意,只是當(dāng)時惘然。電路和系統(tǒng),看上去是兩個概念, 兩個層次。 我同學(xué)有讀電子學(xué)與信息系統(tǒng)方向研究生的,那時候知道他們是“系統(tǒng)”的, 而我們呢,是做模擬“電路”設(shè)計(jì)的,自然要偏向電路。而模擬芯片設(shè)計(jì)初學(xué)者對奇思淫巧的電路總是很崇拜,尤其是這個領(lǐng)域的最權(quán)威的雜志JSSC (IEEE Journal of solid state circuits), 以前非常喜歡看, 當(dāng)時立志看完近二十年的文章,打通奇經(jīng)八脈,總是憧憬啥時候咱也灌水一篇, 那時候國內(nèi)在此雜志發(fā)的文章鳳毛麟角, 就是在國外讀博士,能夠在上面發(fā)一篇也屬優(yōu)秀了。 讀研時,我導(dǎo)師是鄭增鈺教授,李聯(lián)老師當(dāng)時已經(jīng)退休,逸夫樓邀請李老師每個禮拜過來指導(dǎo)。鄭老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),女中豪杰。李老師在模擬電路方面屬于國內(nèi)先驅(qū)人物,現(xiàn)在在很多公司被聘請為專家或顧問。 李老師在87年寫的一本(運(yùn)算放大器設(shè)計(jì));即使現(xiàn)在看來也是經(jīng)典之作。李老師和鄭老師是同班同學(xué),所以很要好,我自然相對于我同學(xué)能夠幸運(yùn)地得到李老師的指點(diǎn)。李老師和鄭老師給我的培養(yǎng)方案是:先從運(yùn)算放大器學(xué)起。所以我記得我剛開始從小電流源開始設(shè)計(jì)。那時候感覺設(shè)計(jì)就是靠仿真調(diào)整參數(shù)。但是我卻永遠(yuǎn)記住了李老師語重心長的話:運(yùn)放是基礎(chǔ),運(yùn)放設(shè)計(jì)弄好了,其他的也就容易了。 當(dāng)時不大理解,我同學(xué)的課題都是AD/DA,鎖相環(huán)等“高端”的東東,而李老師和鄭老師卻要我做“原始”的模塊,我僅有的在(固體電子學(xué)) (國內(nèi)的垃圾雜志)發(fā)過的一篇論文就是軌到軌(rail-to-rail)放大器。 做的過程中很郁悶,非常羨慕我同學(xué)的項(xiàng)目,但是感覺李老師和鄭老師講的總有他們道理,所以我就專門看JSSC運(yùn)放方面的文章,基本上近20多年的全看了。當(dāng)時以為很懂這個了,后來工作后才發(fā)現(xiàn)其實(shí)還沒懂。 所謂懂,是要真正融會貫通,否則塞在腦袋里的知識再多,也是死的。但是運(yùn)算放大器是模擬電路的基石,只有根基扎實(shí)方能枝繁葉茂,兩位老師的良苦用心工作以后才明白??偟膩碚f,在復(fù)旦,我感觸最深的就是鄭老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)之風(fēng)和李老師的這句話。 碩士畢業(yè),去找工作,當(dāng)時有幾個offer。 我?guī)熜謱O立平, 李老師的關(guān)門弟子,推薦我去新濤科技,他說里面有個常仲元,魯汶天主教大學(xué)博士,很厲害。我聽從師兄建議就去了。新濤當(dāng)時已經(jīng)被IDT以8500萬美金收購了,成為國內(nèi)第一家成功的芯片公司。面試我的是公司創(chuàng)始人之一的總經(jīng)理Howard. C. Yang(楊崇和)。 Howard是Oregon State University 的博士,鎖相環(huán)專家。面試時他當(dāng)時要我畫了一個兩級放大器帶Miller補(bǔ)償?shù)模?我很熟練。他說你面有個零點(diǎn),我很奇怪,從沒聽過,云里霧里,后來才知道這個是Howard在國際上首先提出來的, 等效模型中有個電阻,他自己命名為楊氏電阻。 當(dāng)時出于禮貌,不斷點(diǎn)頭。不過他們還是很滿意,反正就這樣進(jìn)去了。我呢,面試的惟一的遺憾是沒見到常仲元, 大概他出差了。 進(jìn)入新濤后,下了決心準(zhǔn)備術(shù)業(yè)有專攻。因?yàn)楸究坪脱芯可鷷r喜歡物理,數(shù)學(xué)和哲學(xué),花了些精力在這些上面。工作后就得真刀真槍的干了。每天上班仿真之余和下班后,就狂看英文原版書。第一本就是現(xiàn)在流行的Razavi的那本書。讀了三遍。感覺大有收獲。那時候在新濤,初生牛犢不怕虎,應(yīng)該來說,我還是做得很出色的,因此得到常總的賞識,被他評價為公司內(nèi)最有potential的人。偶爾??倳^來指點(diǎn)一把,別人很羨慕。其實(shí)我就記住了??傆写瘟奶鞎r給我講的心得, 他大意是說做模擬電路設(shè)計(jì)有三個境界:第一是會手算,意思是說pensile-to-paper, 電路其實(shí)應(yīng)該手算的,仿真只是證明手算的結(jié)果。第二是,算后要思考,把電路變成一個直觀的東西。 第三就是創(chuàng)造電路。 我大體上按照這三部曲進(jìn)行的。Razavi的那本書后面的習(xí)題我仔細(xì)算了。公司的項(xiàng)目中,我也力圖首先以手算為主, 放大器的那些參數(shù),都是首先計(jì)算再和仿真結(jié)果對比。久而久之,我手計(jì)算的能力大大提高,一些小信號分析計(jì)算,感覺非常順手。這里講一個小插曲,有一次在一個項(xiàng)目中,一個保護(hù)回路AC仿真總不穩(wěn)定, 調(diào)來調(diào)去,總不行,這兒加電容,那兒加電阻,試了幾下都不行,就找??偭?。因?yàn)檫@個回路很大,所以感覺是瞎子摸象。??傄贿^來三下五除二就擺平了, 他仔細(xì)看了,然后就導(dǎo)出一個公式,找出了主極點(diǎn)和帶寬表達(dá)式。通過這件事,我對常總佩服得五體投地, 同時也知道直觀的威力。所以后來看書時,都會仔細(xì)推導(dǎo)書中的公式,然后再直觀思考信號流, 不直觀不罷手。一年多下來, 對放大器終于能夠透徹理解了,感覺學(xué)通了, 通之后發(fā)現(xiàn)一通百通。最后總結(jié):放大器有兩個難點(diǎn),一個是頻率響應(yīng),一個是反饋。其實(shí)所謂電路直觀,就是用從反饋的角度來思考電路。每次分析了一些書上或者JSSC上的“怪異”電路后,都會感嘆:反饋呀,反饋!然后把分析的心得寫在paper上面。 學(xué)通一個領(lǐng)域后再學(xué)其他相關(guān)領(lǐng)域會有某種“加速”作用。 ??偟姆绞绞敲看巫鲆粋€新項(xiàng)目時,讓下面人先研究研究。我在離開新濤前,做了一個鎖相環(huán)。 我以前沒做過,然后就把我同學(xué)的碩士論文,以及書和很多paper弄來研究,研究了一個半月,??傔^來問我:鎖相環(huán)的3dB帶寬弄懂了吧? 我笑答:早就弄懂了。我強(qiáng)大的運(yùn)放的頻率響應(yīng)知識用在鎖相環(huán)上,小菜了。我這時已經(jīng)去研究高深的相位噪聲和jitter了。之后不久,一份30多頁的英文研究報告發(fā)出來,??偞蠹淤澷p!。 后來在COMMIT時,有個項(xiàng)目是修改一個RF Transceiver芯片, 使之從WCDMA到TD-SCDMA。里面有個基帶模擬濾波器。我以前從沒接觸過濾波器,就花了兩個月時間,看了三本英文原版書,第一本有900多頁,和N多paper, 一下子對整個濾波器領(lǐng)域,開關(guān)電容的,GmC的,Active RC的都懂了。提出修改方案時, 由于我運(yùn)放根基扎實(shí),看文章時對于濾波器信號流很容易懂,所以很短時間就能一個人提出芯片電路原理分析和修改方案。最后報告寫出來(也是我的又一個得意之作),送給TI. TI那邊對這邊一下子肅然起敬,Conference call時, 他們首先說這份報告是“Great job!”,我英文沒聽懂,Julian對我夸大拇指,說“他們對你評價很高呢”。后來去Dallas, TI那邊對我們很尊敬, 我做報告時,很多人來聽??傊?,現(xiàn)在知道,凡事情,基礎(chǔ)很重要,基礎(chǔ)扎實(shí)學(xué)其他的很容易切入, 并且越學(xué)越快。 我是02年 11月去的COMMIT,當(dāng)時面試我的也是我現(xiàn)在公司老板Julian。 Julian問我:你覺得SOC (system on chip)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)在哪兒? 我說:應(yīng)該是模擬電路吧,這個比較難一些。Julian說錯了,是系統(tǒng)。我當(dāng)時很不以為然, 覺得模擬電路工程師應(yīng)該花精力在分析和設(shè)計(jì)電路上。 Julian后來自己run了現(xiàn)在這公司On-Bright,把我也帶來, 同時也從TI拉了兩個,有一個是方博士。我呢,給Julian推薦了朱博士。這一兩年,我和朱博士對方博士佩服得五體投地。方博士是TI華人里面的頂級高手, 做產(chǎn)品能力超強(qiáng)。On-Bright現(xiàn)在做電源芯片,我和朱博士做了近兩年,知道了系統(tǒng)的重要性。芯片設(shè)計(jì)最終一定要走向系統(tǒng), 這個是芯片設(shè)計(jì)的第四重境界。電路如同磚瓦,系統(tǒng)如同大廈。芯片設(shè)計(jì)工程師一定要從系統(tǒng)角度考慮問題,否則就是只見樹木,不見森林。電源芯片中,放大器,比較器都是最最普通的, 其難點(diǎn)在于對系統(tǒng)的透徹理解。在On-Bright,我真正見識了做產(chǎn)品,從定義到設(shè)計(jì),再到debug, 芯片測試和系統(tǒng)測試,最后到RTP (release to production)。 Julian把TI的先進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)流程和項(xiàng)目管理方式引入On-Bright,我和朱博士算是大開眼界,也知道了做產(chǎn)品的艱辛。
- Analog Integrated Circuit Design, David Johns, Ken Martin, University of Toronto, John Wiley, Inc. A must read classic book on CMOS. Good circuit cook book and circuit theory. The part of Switched-capacitor PLL parts are very good and you must know it.
- Microelectronic Circuits (the latest edition is 4th). Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith, Oxford, 1998 (University of Toronto). A very good book! It is for undergraduates, easy to understand and the summery is very good and equation is very insightful. A must-read book before interview.
- CMOS Analog Circuit Design, Phillip E. Allen and Douglas R. Holberg, Published in 1987. A little older but still worth to read. (It has a later edition (2002 ?, but I have not found time to read yet).
- Design of analog CMOS Integrated Circuits, Behzad Razavi, McGraw-Hill, 2001. A textbook used by many schools. It helps you understanding lot of the circuits, but too simple to use in real design. I should say it is a very good theory book. Not ENGINEER book. Anyway IT ALL BEGINS FROM MAXWELL'S EQUATIONS, RIGHT?
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