一、课程基本信息
1、课程编码：
2、课程名称（中/英文）：模拟集成电路设计/ Design of Analog integrated Circuits
3、学时/学分：56学时/3.5学分
4、先修课程：电路基础、信号与系统、半导体物理与器件、微电子制造工艺
5、开课单位：微电子学院
6、开课学期（春/秋/春、秋）：秋
7、课程类别：专业核心课程
8、课程简介（中/英文）：
本课程为微电子专业的必修课，专业核心课程，是集成电路设计方向最核心的专业课程之一。本课程主
要介绍典型模拟CMOS集成电路的工作原理、设计方法和设计流程、仿真分析方法，以及模拟CMOS集成电路的最新研发动态。通过该课程的学习，将为学生今后从事集成电路设计奠定坚实的理论基础。 This course is a compulsory course for the students majoring in microelectronics and one of the core courses in the field of integrated circuit (IC) design. This course mainly introduces the operating principles, design methods and process, simulation methods of typical analog CMOS integrated circuits, as well as the latest development trends of analog CMOS integrated circuits. Through the study of this course, a solid theoretical foundation in IC design can be laid for the students.
9、教材及教学参考书：
教材：《模拟集成电路设计》，魏廷存，等编著，电子工业出版社，2022年9月.
教学参考书：
1）《模拟CMOS集成电路设计》（第2版），[美] 毕查德·拉扎维（Behzad Razavi）著，陈贵灿，程军，张瑞智，张鸿译，西安交通大学出版社，2018年12月.
2）《CMOS模拟集成电路设计》，[美] Phillip E. Allen, Douglas R. Holberg著，冯军，等译，电子工
业出版社，2005年.
3）《Analog Integrated Circuit Design》，David A. Johns & Ken Martin著, John Wiley & Sons, Inc.，1997年.
4）《Analysis and Design of Analog Integrated Circuits》，P. R. Gray, P. J. Hurst, S. H. Lewis, and R. G. Meyer著, John Wiley & Sons, Inc.，2001年.
5）《Analog Design Essentials》，Willy M. C. Sansen著，Springer，2011年.
二、课程教学目标
本课程为微电子专业的必修课，专业核心课程，是集成电路设计方向最核心的专业课程之一。通过该课程的学习，将为学生今后从事集成电路设计奠定坚实的理论基础。
本课程主要介绍典型模拟CMOS集成电路的工作原理、设计方法和设计流程、仿真分析方法，以及模拟CMOS模拟集成电路的最新研发动态。主要内容有：1）模拟CMOS 集成电路的发展历史及趋势、功能及应用领域、设计流程以及仿真分析方法；2）CMOS 元器件的工作原理及其各种等效数学模型（低频、高频、噪声等）；3）针对典型模拟电路模块，包括电流镜、各种单级放大器、运算放大器、比较器、基准电压与电流产生电路、时钟信号产生电路、ADC与DAC电路等，重点介绍其工作原理、 性能分析（直流/交流/瞬态/噪声/鲁棒性等特性分析）和仿真方法以及电路设计方法；4）介绍模拟CMOS 集成电路设计领域的最新研究成果，包括低功耗、低噪声、低电压模拟CMOS集成电路设计技术。
通过本课程的学习，使学生熟练掌握典型模拟CMOS集成电路的工作原理、设计方法和设计流程；掌握模拟CMOS集成电路的直流/交流/瞬态/噪声等性能的仿真分析方法。结合《集成电路设计实验》和《模拟集成电路版图设计》课程，通过大量实践，使学生初步具备模拟CMOS集成电路的设计和优化、仿真验证、版图实现和测试评价的基本能力。
课堂教学中，重点讲解典型模拟CMOS集成电路的工作原理和设计方法，为学生今后从事模拟集成电路设计奠定坚实的理论基础。同时，结合授课教师的科研实践和国内外最新研发动态，引入大量新颖和实用的模拟集成电路实例，以科研促进教学（科研反哺教学），开展探索式和启发式教学，以提高学生对该门课程的学习兴趣，锻炼学生的思维能力和集成电路创新能力。另外，本课程与《集成电路设计实验》和《模拟集成电路版图设计》课程紧密结合，使学生在掌握理论知识的基础上，通过大量的设计实践训练，进一步理解和巩固所学理论知识，从而显著提高学生的集成电路设计能力和创新能力。
本课程属于集成电路设计的核心课程，是学生今后从事模拟集成电路、数字集成电路、混合信号集成
电路、射频集成电路设计需要具备的最基础理论知识和设计能力。为此，在前8章的基础部分，安排了大部分的课时，使学生能够充分消化和吸收相关的理论基础知识，为后续内容的学习打下扎实的基础。此外，通过大量的课后习题练习以及阅读其它参考文献，拓展学生的知识面，进一步加深对所学知识的理解。
三、教学内容及教学要求
本课程理论教学56学时，具体安排如下：
第1章绪论（4学时）
1.1 集成电路技术概述
1.2 模拟集成电路的功能及应用领域
1.3 模拟集成电路的设计流程
1.4 SPICE仿真简介
基本要求：了解集成电路技术的发展历史和产业链概况；了解模拟集成电路的功能、应用领域和发展趋势；了解模拟集成电路的设计流程；初步了解SPICE仿真的基本概念。
第2章CMOS元器件及其模型（8学时）
2.1 CMOS器件
2.1.1 物理结构
集成电路版图设计2.1.2 电路符号
2.1.3 版图设计
2.1.4 工作原理
2.1.5 大信号模型
2.1.6 二级效应
2.1.7 小信号模型
2.1.8 寄生电容
2.1.9 闩锁效应
2.1.10 传输门电路
2.1.11 短沟道效应
2.2 双极型晶体管（与CMOS工艺兼容）
2.3 二极管
2.4 电阻
2.4.1 方块电阻
2.4.2 多晶硅电阻
2.4.3 阱电阻
2.4.4 扩散电阻
2.4.5 金属电阻
2.4.6 电阻模型
2.5 电容
2.5.1 电容的结构
2.5.2 传统电容
2.5.3 CMOS电容
2.5.4 金属-金属电容
2.5.5 电容模型
2.6 低压/中压/高压混合电压工艺
基本要求：掌握CMOS器件的基本结构、工作原理、电压-电流特性、二级效应、大信号特性、小信号模型、寄生电容等；掌握其它器件（双极型晶体管、二极管、无源电阻、电容）的基本结构、工作原理和特性；了解混合电压工艺的实现方法；了解CMOS 器件的闩锁现象及其消除方法。
第3章单级放大器（8学时）
3.1 基本电流镜
3.1.1 电流镜的结构
3.1.2 电流镜的误差
3.1.3 电流镜的小信号等效电路
3.2 共源极放大器
3.2.1 电阻负载共源放大器
3.2.2 二极管负载共源放大器
3.2.3 电流镜负载共源放大器
3.2.4 推挽放大器
3.3 共漏极放大器（源跟随器）
3.4 共栅极放大器
3.5 共源共栅电流镜
3.5.1 普通共源共栅电流镜
3.5.2 宽摆幅共源共栅电流镜
3.5.3 共源共栅电流镜的输出电阻
3.6 共源共栅放大器
3.6.1 套筒式共源共栅放大器
3.6.2 折叠式共源共栅放大器
3.7 放大器的频率特性
3.7.1 共源放大器
3.7.2 源极跟随器
3.7.3 共源共栅放大器
基本要求：掌握各种单级放大器的基本电路结构、工作原理（饱和区、线性区、截止区）、大信号特
性、直流偏置方法、小信号特性、频率特性；掌握各种单级放大器的性能特点和应用场合；掌握电流镜的结构、工作原理以及大信号和小信号特性；掌握各种单级放大器的设计方法。
第4章运算放大器（8学时）
4.1 差动放大器
4.1.1 电阻负载差动放大器
4.1.2 二极管负载差动放大器
4.1.3 电流源负载差动放大器
4.1.4 电流镜负载差动放大器
4.1.5 差动放大器的频率特性
4.2 运算放大器的构成和实例
4.3 稳定性和相位补偿
4.4 运算放大器的性能分析
4.4.1 直流或低频特性
4.4.2 高频特性
4.4.3 瞬态特性
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