模拟集成电路EDA技术与设计——仿真与版图实例（含CD光盘1张）

　　本书是微电子与集成电路设计系列规划教材之一，全书遵循模拟集成电路全定制设计流程，介绍模拟集成电路设计过程中的一系列相关软件的应用与设计实例。全书共8章，主要内容包括：SPICE数模混合仿真程序介绍、HSPICE模拟集成电路仿真实例、PSPICE模拟集成电路仿真实例、ADS射频集成电路仿真实例、Spectre模拟集成电路仿真工具、Spectre模拟集成电路仿真实例、版图设计和Cadence模拟集成电路设计实例。本书提供配套光盘，光盘内容包括Cadence公司提供的PSPICE学生版软件、HSPICE和PSPICE工具的电路实例、ADS工具的电路实例、Spectre前仿真实例、版图设计及后仿真与版图验证实例等。

陈莹梅，东南大学信息科学与工程学院教授，博士生导师。研究方向主要包括超高速光电集成电路与系统、射频集成电路与系统以及数模混合集成电路设计等。主讲的《集成电路设计技术》课程被评为江苏省优秀研究生课程。负责完成了多项国家自然科学基金项目和863项目，获6项中国发明专利，出版教材4部，在国际国内重要期刊与会议中发表论文40余篇，其中30余篇为SCI或EI检索论文。

第1章 SPICE数模混合仿真程序介绍
　1.1 SPICE的语句格式
　1.2 电路特性分析语句
　1.3 电路特性控制语句
　思考题
　本章参考文献
第2章 HSPICE模拟集成电路仿真实例
　2.1 HSPICE简介
　2.2 MOS管特性分析
　2.3 HSPICE缓冲驱动器设计
　　2.3.1 直流传输特性分析
　　2.3.2 时序特性分析
　　2.3.3 驱动能力分析
　2.4 HSPICE跨导放大器设计
　　2.4.1 直流工作点分析
　　2.4.2 直流扫描分析
　　2.4.3 交流扫描分析
　　2.4.4 噪声分析
　　2.4.5 失调分析
　　2.4.6 压摆率分析
　　2.4.7 模型corner仿真
　　2.4.8 温度分析
　思考题
　本章参考文献
第3章 PSPICE模拟集成电路仿真实例
　3.1 PSPICE简介
　3.2 PSPICE缓冲驱动器设计
　　3.2.1 直流传输特性分析
　　3.2.2 多级反相器直流传输特性分析
　　3.2.3 时序特性分析
　　3.2.4 驱动能力分析
　3.3 PSPICE跨导放大器设计
　　3.3.1 直流工作点分析
　　3.3.2 直流扫描分析
　　3.3.3 交流扫描分析
　　3.3.4 噪声分析
　　3.3.5 压摆率分析
　　3.3.6 温度分析
　思考题
　本章参考文献
第4章 ADS射频集成电路仿真实例
　4.1 ADS简介
　4.2 ADS基本使用
　4.3 低噪声放大器设计
　4.4 混频器设计
　思考题
　本章参考文献
第5章 Spectre模拟集成电路仿真工具
　5.1 Cadence设计环境
　5.2 Spectre原理图编辑
　5.3 Spectre原理图仿真
　5.4 仿真结果显示与处理
　5.5 电路优化
　5.6 工艺角分析
　思考题
　本章参考文献
第6章 Spectre模拟集成电路仿真实例
　6.1 MOS管特性分析
　6.2 共源放大器仿真
　　6.2.1 直流特性仿真
　　6.2.2 交流特性仿真
　　6.2.3 瞬态特性仿真
　6.3 两级运算放大器仿真
　　6.3.1 电路设计与指标分析
　　6.3.2 直流扫描分析
　　6.3.3 失调电压分析
　　6.3.4 输入共模范围仿真
　　6.3.5 输出动态范围仿真
　　6.3.6 频率特性仿真
　　6.3.7 共模抑制比仿真
　　6.3.8 电源抑制比仿真
　　6.3.9 瞬态参数仿真
　思考题
　本章参考文献
第7章 版图设计
　7.1 版图几何设计规则
　7.2 Virtuoso版图编辑与验证
　7.3 CMOS反相器版图设计
　7.4 差分放大器版图设计
　7.5 芯片的版图布局
　7.6 版图设计注意事项
　思考题
　本章参考文献
第8章 Cadence模拟集成电路设计实例
　8.1 电压控制振荡器设计
　　8.1.1 压控振荡器前仿真
　　8.1.2 压控振荡器版图设计
　　8.1.3 压控振荡器Calibre工具版图验证
　　8.1.4 压控振荡器Calibre工具后仿真
　8.2 限幅放大器设计
　　8.2.1 限幅放大器电路设计
　　8.2.2 限幅放大器前仿真
　　8.2.3 限幅放大器版图设计
　　8.2.4 限幅放大器Assura工具版图验证
　　8.2.5 限幅放大器Assura工具后仿真
　思考题
本章参考文献

　　前 言
　　电子设计自动化（EDA）是利用计算机作为工作平台进行自动化设计的一项技术。EDA相对于传统的计算机辅助设计（CAD）工具，其提供的电路依靠标准的程序化模型或模型库的支持，图形的背后具有了深层次的物理含义。20世纪90年代，EDA技术开始渗透到电子设计和集成电路（IC）设计各领域，当前，深亚微米、纳米工艺和SoC设计对集成电路EDA技术提出更高要求。在集成电路EDA技术中，对于数字系统设计主要采用分层次设计流程，采用高级硬件描述语言描述硬件结构、参数和功能，具有系统级仿真和综合能力；而模拟集成电路设计基本上是全定制设计，因为其性能指标复杂，拓扑结构变化无穷，电路性能对器件尺寸、工艺及系统级的串扰非常敏感。需要设计者在设计过程中综合考虑各项性能指标，深入考虑加工工艺、工作环境和各种因素，合理选择电路拓扑结构，反复优化器件尺寸，精心设计物理版图。
　　本书按照模拟集成电路全定制设计流程，介绍模拟集成电路设计过程中一系列相关软件的应用，并基于各种软件平台，选用一些典型的模拟集成电路，进行设计示范。具体内容按照SPICE仿真程序介绍与仿真实例、ADS射频集成电路仿真工具与实例、Cadence平台Spectre集成电路仿真、Virtuoso版图设计、Calibre和Assura版图验证与后仿真的顺序进行展开。通过本书的学习，使读者能够掌握全定制模拟集成电路设计的基本方法及其相关系列工具软件的应用技术，提升在模拟集成电路设计方面的实践能力。
　　本书选用的模拟集成电路典型实例有：缓冲驱动器、跨导放大器、低噪声放大器、混频器、共源放大器、运算放大器、电压控制振荡器和限幅放大器等，通过设计实例，介绍了模拟IC的直流分析、交流分析、瞬态分析、失调分析、压摆率分析和相位噪声分析等各种仿真方法。本书还通过设计实例介绍了射频集成电路的S参数仿真和线性度仿真的方法，最后对模拟集成电路的版图设计与版图验证进行了介绍。
　　为增强教材的实用性，方便读者对本书的仿真实例进行练习，本书配有一张光盘，内容包括Cadence公司提供的PSPICE学生版软件、第2章HSPICE和第3章PSPICE工具的电路实例、第4章ADS工具的电路实例、第5章Spectre集成电路仿真工具、第6章Spectre前仿真实例、第8章版图设计、后仿真与版图验证实例。
　　本书的第1～3章和第7～8章由东南大学陈莹梅主持编写，第4～6章由南京邮电大学胡正飞主持编写，Cadence公司中国区AE总监陈春章博士对PSPICE软件的提供进行了大力支持，东南大学射频与光电集成电路研究所的研究生付佳伟、王津飞、张俊、李艳伟、韩景鹏、何小飞、唐攀和南京邮电大学研究生张磊、王庆林、张莉和黄敏娣为软件实例做了部分前期准备工作。电子工业出版社的王羽佳和王晓庆编辑在组织出版和编辑工作中给予了很大的支持。在此对以上各方人士表示衷心的感谢！
　　本书中介绍的Cadence等软件均为大型EDA软件，具有全面而强大的功能，每一款软件的教程均可独立成书，由于篇幅所限，本书只能对与设计实例相关的部分作简要介绍，书中的错误在所难免，恳请读者对本书进行批评和指正。
　　作 者
　　2014年3月