CMOS射频集成电路设计（第二版）
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- 原书名： The Design of CMOS Radio-Frequency Integrated Circuits, Second Edition
- 原出版社： Cambridge University Press
- 作者： （美）Thomas H.Lee [作译者介绍]
- 译者： 余志平 周润德 等
- 丛书名： 国外优秀信息科学与技术系列教学用书
- 出版社：电子工业出版社
- ISBN：7121032805
- 上架时间：2006-11-8
- 出版日期：2006 年11月
- 开本：16开
- 页码：596
- 版次：2-1
- 所属分类：
工业技术 > 电工技术 > 电路 > 集成电路
教材 > 研究生/本科/专科教材 > 工学 > 电工电子
内容简介回到顶部↑
本书是《CMOS射频集成电路设计》的第二版，这本被誉为射频集成电路设计指南的书全面深入地介绍了设计千兆赫(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以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、振荡器和频率合成器。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。书中包括许多非常实用的电路图和其他插图，并咐有许多具有启发性的习题，因此是高年级本科生和研究生学习有关射频电子学方面课程的理想教科书，对于从事射频集成电路设计或其他领域实际工作的工程技术人员也是一本非常有益的参考书。...
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本书提供作译者介绍
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。...
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第1章 无线电发展历史的间断回顾
1．1 引言.
1．2 麦克斯韦和赫兹
1．3 真空管发明前的电子学
1．4 真空管的诞生
1．5 armstrong和再生放大器／检波器／振荡器
1．6 其他无线电电路
1．7 armstrong和超再生电蹈
1．8 oleg losev及第一个固态电路放大器
1．9 结束语
1．10 附录a：真空管基础
1．11 附录b：究竟是谁发明了无线电
第2章 无线通信原理概述
2．1 无线系统的片段简史
2．2 非蜂窝无线通信的应用
2．3 香农定理、调制及其他
2．4 传播
2．5 结论
2．6 附录：其他无线系统的特性
第3章 无源rlc网络
1．1 引言.
1．2 麦克斯韦和赫兹
1．3 真空管发明前的电子学
1．4 真空管的诞生
1．5 armstrong和再生放大器／检波器／振荡器
1．6 其他无线电电路
1．7 armstrong和超再生电蹈
1．8 oleg losev及第一个固态电路放大器
1．9 结束语
1．10 附录a：真空管基础
1．11 附录b：究竟是谁发明了无线电
第2章 无线通信原理概述
2．1 无线系统的片段简史
2．2 非蜂窝无线通信的应用
2．3 香农定理、调制及其他
2．4 传播
2．5 结论
2．6 附录：其他无线系统的特性
第3章 无源rlc网络
译者序回到顶部↑
Thomas H．Lee的《CMOS射频集成电路设计》一书在1998年由英国剑桥大学出版社首版至2004年第二版发行期间，CMOS射频集成电路的设计技术已从开发实验室原型和单个电路模块发展成为能设计商用化的实现单片无线通信与无线局域网(WLAN)的射频前端电路。例如，德国Infineon(英飞凌公司)早在2003年就实现了以零中频变频接收器通路和直接调制发送器通路为特征的单片RF收发器。2006年初发表在国际固态电路年会(ISSCC)的文章已报道进一步实现了片上接收滤波器的集成。可见射频CMOS集成电路的设计已经实现并正在继续完善从电路到系统的过渡。.
本书第二版正是为顺应这一技术发展的趋势而增订的。相对于第一版来说，篇幅增加了三分之一(英文版页数近800页)。第2章“无线通信原理概述”完全是新的；第19章“系统结构”的内容除了少部分涵盖第一版第18章(相同标题)的内容外又增加了大量系统级的描述及两个芯片设计的实例[即全球定位系统(GPS)，以及IEEE 802．11a直接变频无线局域网收发器]。这一前一后的两章对帮助读者从无线通信的角度学习后续具体的射频电路分析方法以及从系统的高度来总结、贯通已掌握的知识极为有益。这在很大程度上也弥补了第一版对无线通信对系统级描述不充分的遗憾。..
除保持了第一版流畅的写作风格外，Thomas H．Lee在第二版的新添部分中更加注重概念和直觉的描述，使抽象、烦琐的系统标准介绍得十分自然，容易理解或记忆，这也为进一步学习通信电路与系统知识打下了良好的基础。作为教科书，这的确是一本值得推荐的大学研究生或高年级电子、信息工程领域本科生的优秀教材。
译者已在清华大学的研究生课程中连续六年使用该书(英文原版第一、二版及中译本)讲授CMOS射频集成电路的分析与设计，并另外开设一门专门面向流片的射频电路模块的设计课程。本书对电路的工作原理介绍得十分详尽与深入，虽有一些细节、公式上的错误，但这已在中译本中尽可能地得到纠正。
第二版的翻译工作是在第一版中译版的基础上加以补充、修订的，有多位研究生与教师参与了此项工作。虽经认真校对，但仍难免在最后译稿中存在缺陷和错误，望读者指正谅解。所幸电子工业出版社出版的第二版英文原版[《CMOS射频集成电路设计》(第二版)(英文版)，2005年]是原著的忠实影印本，读者如能同时参考该影印本则会受益更多。译者感谢美国UC Berkeley大学的博士研究生周晔，清华大学微电子学研究所的博士研究生张雷、管曦萌、叶佐昌及参与第一版翻译的其他研究生的贡献。金申美女士在结稿过程中也给予了许多帮助，在此深表谢意。...
余志平，周润德
于清华大学
2006年5月
本书第二版正是为顺应这一技术发展的趋势而增订的。相对于第一版来说，篇幅增加了三分之一(英文版页数近800页)。第2章“无线通信原理概述”完全是新的；第19章“系统结构”的内容除了少部分涵盖第一版第18章(相同标题)的内容外又增加了大量系统级的描述及两个芯片设计的实例[即全球定位系统(GPS)，以及IEEE 802．11a直接变频无线局域网收发器]。这一前一后的两章对帮助读者从无线通信的角度学习后续具体的射频电路分析方法以及从系统的高度来总结、贯通已掌握的知识极为有益。这在很大程度上也弥补了第一版对无线通信对系统级描述不充分的遗憾。..
除保持了第一版流畅的写作风格外，Thomas H．Lee在第二版的新添部分中更加注重概念和直觉的描述，使抽象、烦琐的系统标准介绍得十分自然，容易理解或记忆，这也为进一步学习通信电路与系统知识打下了良好的基础。作为教科书，这的确是一本值得推荐的大学研究生或高年级电子、信息工程领域本科生的优秀教材。
译者已在清华大学的研究生课程中连续六年使用该书(英文原版第一、二版及中译本)讲授CMOS射频集成电路的分析与设计，并另外开设一门专门面向流片的射频电路模块的设计课程。本书对电路的工作原理介绍得十分详尽与深入，虽有一些细节、公式上的错误，但这已在中译本中尽可能地得到纠正。
第二版的翻译工作是在第一版中译版的基础上加以补充、修订的，有多位研究生与教师参与了此项工作。虽经认真校对，但仍难免在最后译稿中存在缺陷和错误，望读者指正谅解。所幸电子工业出版社出版的第二版英文原版[《CMOS射频集成电路设计》(第二版)(英文版)，2005年]是原著的忠实影印本，读者如能同时参考该影印本则会受益更多。译者感谢美国UC Berkeley大学的博士研究生周晔，清华大学微电子学研究所的博士研究生张雷、管曦萌、叶佐昌及参与第一版翻译的其他研究生的贡献。金申美女士在结稿过程中也给予了许多帮助，在此深表谢意。...
余志平，周润德
于清华大学
2006年5月
前言回到顶部↑
自1998年本书第一版出版以来，RF CMOS已经迅速发展到民用领域。在1998年，惟一值得举出的RF CMOS电路例子是科研和工业样品。那时没有任何一家公司销售采用这种工艺技术的RF产品，而且会议的专题讨论(panel session)曾公开质疑CMOS是否适合于这样的应用——其结论常常是否定的。那时几乎没有什么大学开设任何一种RF集成电路设计课程，只有一个大学教授开设了一门专门针对CMOS RF电路设计的课程。开发RF CMOS集成电路的障碍是缺少能正确考虑在吉赫兹(GHz)的频率时噪声和阻抗的器件模型。由于测量结果和模型之间相差太大引起了激烈的争论：即深亚微米CMOS是否存在基本的尺寸缩小问题以至于永远无法获得良好的噪声系数(noisefigure)。.
今天，情况已经发生了很大改变，许多公司现正利用CMOS工艺制造RF电路，世界各地的大学也在讲授一些关于将CMOS作为一种RF工艺的内容。在吉赫兹频率下已在实际的电路中演示过低于1 dB的噪声系数，并且现在已有了极好的RF器件模型。这种发展趋势显然已提出了出版这本教科书新版的要求。
根据许多读者的建议，第二版现在包括了一章有关无线通信系统的基础知识。在简述了无线传播的内容之后，我们有必要简短地讨论一下著名的香农调制方法以引入用于讨论现代调制方法的相关内容。为了避免过度陷入信息论的奥秘之中，我们只涵盖了那些为理解无线系统为什么像它们表现的那样所必需的最基本概念。用来说明这些概念的几个系统[如IEEE 802．11无线LAN(局域网)、第二代和第三代蜂窝电话技术以及最新发展的技术如超宽带(UWB)]就是在这个意义上进行简略考察的。
有关无源RLC元件这一章现在直接放在已做了许多扩充的有关无源IC元件一章的前面，而不是像第一版那样放在它的后面。有关MOS器件物理这一章同样也做了更新以反映最新的尺寸缩小趋势，并增加了相关内容以使读者能更好地理解适合于手工计算的模型；它同时还对尺寸缩小趋势将如何影响以后几年的技术的可能性做了一些合理的推测。与此相关的一章是有关LNA的设计，它对射频频率下MOS噪声的机理进行了详细讨论。在此我们衷心地感谢Philips公司的Andries Scholten博士和他的同事们友好与及时的帮助，就在交付本书手稿最后期限的前几天，他们为我提供了丰富的数据。他们透彻而严格的工作为器件物理和LNA这两章提供了大量新材料。..
第二版的另一重新安排是：有关反馈的一章现在放在了有关功率放大器一章的前面，以提供理解几个线性化方法所必需的原理。熟悉第一版的读者也将注意到功率放大器这一章已做了大量扩充，其中增加了很多内容来说明线性化和提高效率的技术。
有关收发器结构的一章现在包括了更多有关直接变换结构的详细内容。许多工程师们通过坚持不懈的工作已克服了许多令人生畏的、在第一版中所描述的那些使人悲观的问题。
这一章现在包括了许多用来说明的实例，以全面论述如何将前几章的知识综合成一个连贯的整体。本章简要地讨论了几个主题(虽然这些主题对于实现实际的收发器是必不可少的)，但它们已多少超出了一本有关RF电路教科书的范围。这里还是评论了有关的细节，这些细节包括模拟、平面布局、封装及其他内容。
第二版几乎对所有各章都做了重要的改进、澄清和修正，这要归功于正在进行的大量研究工作，也要感谢许多专心敬业的学生和工程师们非常有价值的建议，他们在过去的五年中一直非常友好地提出他们的意见。哥伦比亚大学的Yannis Tsividis教授和他的学生们所提出的建议和修正无疑是特别有价值的。
正如在第一版前言中所提到的，学生们常常特别乐意指出教授的错误。由研究生们搜集到的一系列丰富的建议大大提高了本书的清晰透彻程度，这将为今后使用本书的学生所体会。感谢所有曾为本书第一版指出错误和提出建议的人使这一版的错误大大减少，否则本书就不可能做到像现在这样好。不过，经验表明凡事不可能达到尽善尽美，而且我知道我还将继续从读者那里听到有关这本书的某些印刷错误、谬见或表述不清的问题。这也就是将要出第三版的原因。
最后，我要最深切地感谢我的聪明美丽甚至迷人的妻子Angelina的爱、鼓励和理解，她无疑希望我要出第三版的说法是在开玩笑，只是因为太爱我而不这么说就是了。...
今天，情况已经发生了很大改变，许多公司现正利用CMOS工艺制造RF电路，世界各地的大学也在讲授一些关于将CMOS作为一种RF工艺的内容。在吉赫兹频率下已在实际的电路中演示过低于1 dB的噪声系数，并且现在已有了极好的RF器件模型。这种发展趋势显然已提出了出版这本教科书新版的要求。
根据许多读者的建议，第二版现在包括了一章有关无线通信系统的基础知识。在简述了无线传播的内容之后，我们有必要简短地讨论一下著名的香农调制方法以引入用于讨论现代调制方法的相关内容。为了避免过度陷入信息论的奥秘之中，我们只涵盖了那些为理解无线系统为什么像它们表现的那样所必需的最基本概念。用来说明这些概念的几个系统[如IEEE 802．11无线LAN(局域网)、第二代和第三代蜂窝电话技术以及最新发展的技术如超宽带(UWB)]就是在这个意义上进行简略考察的。
有关无源RLC元件这一章现在直接放在已做了许多扩充的有关无源IC元件一章的前面，而不是像第一版那样放在它的后面。有关MOS器件物理这一章同样也做了更新以反映最新的尺寸缩小趋势，并增加了相关内容以使读者能更好地理解适合于手工计算的模型；它同时还对尺寸缩小趋势将如何影响以后几年的技术的可能性做了一些合理的推测。与此相关的一章是有关LNA的设计，它对射频频率下MOS噪声的机理进行了详细讨论。在此我们衷心地感谢Philips公司的Andries Scholten博士和他的同事们友好与及时的帮助，就在交付本书手稿最后期限的前几天，他们为我提供了丰富的数据。他们透彻而严格的工作为器件物理和LNA这两章提供了大量新材料。..
第二版的另一重新安排是：有关反馈的一章现在放在了有关功率放大器一章的前面，以提供理解几个线性化方法所必需的原理。熟悉第一版的读者也将注意到功率放大器这一章已做了大量扩充，其中增加了很多内容来说明线性化和提高效率的技术。
有关收发器结构的一章现在包括了更多有关直接变换结构的详细内容。许多工程师们通过坚持不懈的工作已克服了许多令人生畏的、在第一版中所描述的那些使人悲观的问题。
这一章现在包括了许多用来说明的实例，以全面论述如何将前几章的知识综合成一个连贯的整体。本章简要地讨论了几个主题(虽然这些主题对于实现实际的收发器是必不可少的)，但它们已多少超出了一本有关RF电路教科书的范围。这里还是评论了有关的细节，这些细节包括模拟、平面布局、封装及其他内容。
第二版几乎对所有各章都做了重要的改进、澄清和修正，这要归功于正在进行的大量研究工作，也要感谢许多专心敬业的学生和工程师们非常有价值的建议，他们在过去的五年中一直非常友好地提出他们的意见。哥伦比亚大学的Yannis Tsividis教授和他的学生们所提出的建议和修正无疑是特别有价值的。
正如在第一版前言中所提到的，学生们常常特别乐意指出教授的错误。由研究生们搜集到的一系列丰富的建议大大提高了本书的清晰透彻程度，这将为今后使用本书的学生所体会。感谢所有曾为本书第一版指出错误和提出建议的人使这一版的错误大大减少，否则本书就不可能做到像现在这样好。不过，经验表明凡事不可能达到尽善尽美，而且我知道我还将继续从读者那里听到有关这本书的某些印刷错误、谬见或表述不清的问题。这也就是将要出第三版的原因。
最后，我要最深切地感谢我的聪明美丽甚至迷人的妻子Angelina的爱、鼓励和理解，她无疑希望我要出第三版的说法是在开玩笑，只是因为太爱我而不这么说就是了。...
序言回到顶部↑
2001年7月间，电子工业出版社的领导同志邀请各高校十几位通信领域方面的老师，商量引进国外教材问题。与会同志对出版社提出的计划十分赞同，大家认为，这对我国通信事业、特别是对高等院校通信学科的教学工作会很有好处。.
教材建设是高校教学建设的主要内容之一。编写、出版一本好的教材，意味着开设了一门好的课程，甚至可能预示着一个崭新学科的诞生。20世纪40年代MIT林肯实验室出版的一套28本雷达丛书，对近代电子学科、特别是对雷达技术的推动作用，就是一个很好的例子。
我国领导部门对教材建设一直非常重视。20世纪80年代，在原教委教材编审委员会的领导下，汇集了高等院校几百位富有教学经验的专家，编写、出版了一大批教材；很多院校还根据学校的特点和需要，陆续编写了大量的讲义和参考书。这些教材对高校的教学工作发挥了极好的作用。近年来，随着教学改革不断深入和科学技术的飞速进步，有的教材内容已比较陈旧、落后，难以适应教学的要求，特别是在电子学和通信技术发展神速、可以讲是日新月异的今天，如何适应这种情况，更是一个必须认真考虑的问题。解决这个问题，除了依靠高校的老师和专家撰写新的符合要求的教科书外，引进和出版一些国外优秀电子与通信教材，尤其是有选择地引进一批英文原版教材，是会有好处的。
一年多来，电子工业出版社为此做了很多工作。他们成立了一个“国外电子与通信教材系列”项目组，选派了富有经验的业务骨干负责有关工作，收集了230余种通信教材和参考书的详细资料，调来了100余种原版教材样书，依靠由20余位专家组成的出版委员会，从中精选了40多种，内容丰富，覆盖了电路理论与应用、信号与系统、数字信号处理、微电子、通信系统、电磁场与微波等方面，既可作为通信专业本科生和研究生的教学用书，也可作为有关专业人员的参考材料。此外，这批教材，有的翻译为中文，还有部分教材直接影印出版，以供教师用英语直接授课。希望这些教材的引进和出版对高校通信教学和教材改革能起一定作用。..
在这里，我还要感谢参加工作的各位教授、专家、老师与参加翻译、编辑和出版的同志们。各位专家认真负责、严谨细致、不辞辛劳、不怕琐碎和精益求精的态度，充分体现了中国教育工作者和出版工作者的良好美德。
随着我国经济建设的发展和科学技术的不断进步，对高校教学工作会不断提出新的要求和希望。我想，无论如何，要做好引进国外教材的工作，一定要联系我国的实际。教材和学术专著不同，既要注意科学性、学术性，也要重视可读性，要深入浅出，便于读者自学；引进的教材要适应高校教学改革的需要，针对目前一些教材内容较为陈旧的问题，有目的地引进一些先进的和正在发展中的交叉学科的参考书；要与国内出版的教材相配套，安排好出版英文原版教材和翻译教材的比例。我们努力使这套教材能尽量满足上述要求，希望它们能放在学生们的课桌上，发挥一定的作用。
最后，预祝“国外电子与通信教材系列”项目取得成功，为我国电子与通信教学和通信产业的发展培土施肥。也恳切希望读者能对这些书籍的不足之处、特别是翻译中存在的问题，提出意见和建议，以便再版时更正。...
吴佑寿
中国工程院院士、清华大学教授
“国外电子与通信教材系列”出版委员会主任
教材建设是高校教学建设的主要内容之一。编写、出版一本好的教材，意味着开设了一门好的课程，甚至可能预示着一个崭新学科的诞生。20世纪40年代MIT林肯实验室出版的一套28本雷达丛书，对近代电子学科、特别是对雷达技术的推动作用，就是一个很好的例子。
我国领导部门对教材建设一直非常重视。20世纪80年代，在原教委教材编审委员会的领导下，汇集了高等院校几百位富有教学经验的专家，编写、出版了一大批教材；很多院校还根据学校的特点和需要，陆续编写了大量的讲义和参考书。这些教材对高校的教学工作发挥了极好的作用。近年来，随着教学改革不断深入和科学技术的飞速进步，有的教材内容已比较陈旧、落后，难以适应教学的要求，特别是在电子学和通信技术发展神速、可以讲是日新月异的今天，如何适应这种情况，更是一个必须认真考虑的问题。解决这个问题，除了依靠高校的老师和专家撰写新的符合要求的教科书外，引进和出版一些国外优秀电子与通信教材，尤其是有选择地引进一批英文原版教材，是会有好处的。
一年多来，电子工业出版社为此做了很多工作。他们成立了一个“国外电子与通信教材系列”项目组，选派了富有经验的业务骨干负责有关工作，收集了230余种通信教材和参考书的详细资料，调来了100余种原版教材样书，依靠由20余位专家组成的出版委员会，从中精选了40多种，内容丰富，覆盖了电路理论与应用、信号与系统、数字信号处理、微电子、通信系统、电磁场与微波等方面，既可作为通信专业本科生和研究生的教学用书，也可作为有关专业人员的参考材料。此外，这批教材，有的翻译为中文，还有部分教材直接影印出版，以供教师用英语直接授课。希望这些教材的引进和出版对高校通信教学和教材改革能起一定作用。..
在这里，我还要感谢参加工作的各位教授、专家、老师与参加翻译、编辑和出版的同志们。各位专家认真负责、严谨细致、不辞辛劳、不怕琐碎和精益求精的态度，充分体现了中国教育工作者和出版工作者的良好美德。
随着我国经济建设的发展和科学技术的不断进步，对高校教学工作会不断提出新的要求和希望。我想，无论如何，要做好引进国外教材的工作，一定要联系我国的实际。教材和学术专著不同，既要注意科学性、学术性，也要重视可读性，要深入浅出，便于读者自学；引进的教材要适应高校教学改革的需要，针对目前一些教材内容较为陈旧的问题，有目的地引进一些先进的和正在发展中的交叉学科的参考书；要与国内出版的教材相配套，安排好出版英文原版教材和翻译教材的比例。我们努力使这套教材能尽量满足上述要求，希望它们能放在学生们的课桌上，发挥一定的作用。
最后，预祝“国外电子与通信教材系列”项目取得成功，为我国电子与通信教学和通信产业的发展培土施肥。也恳切希望读者能对这些书籍的不足之处、特别是翻译中存在的问题，提出意见和建议，以便再版时更正。...
吴佑寿
中国工程院院士、清华大学教授
“国外电子与通信教材系列”出版委员会主任
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