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CMOSアナログ回路設計技術

CMOSアナログ回路設計技術

目次

第1章 序論

  • 1 アナログ回路の重要性
  • 2 CMOSアナログ方式
  • 3 低電力、低電圧、システムLSI

第2章 CMOSデバイス

  • 1 MOSトランジスタ
    • 1.1 DC特性 (サブスレショルド領域を含む)
    • 1.2 AC特性 (容量、fT)
    • 1.3 雑音特性 (1/f雑音、熱雑音)
    • 1.4 特性バラツキ
  • 2 バイポーラトランジスタ
    • 2.1 ダイオード
    • 2.2 バイポーラトランジスタ
  • 3 受動素子、配線
    • 3.1 抵抗
    • 3.2 容量
    • 3.3 配線
  • 4 基板構造

第3章 アナログ基本回路

  • 1 アナログの基本回路と性能
    • 1.1 ソース接地回路
    • 1.2 ゲート接地回路
    • 1.3 ソースファオロワ回路
    • 1.4 カレントミラー回路
    • 1.5 カスコード回路
    • 1.6 差動増幅回路
    • 1.7 スイッチ回路
    • 1.8 チョッパーインバータ回路
    • 1.9 バンドギャップ回路
    • 1.10 バイアス回路
  • 2 CMOSオペアンプ
    • 2.1 基本オペアンプ
      • 2.2.1 トランスコンダクタンスアンプ
      • 2.2.2 低電圧動作オペアンプ
      • 2.2.3 広帯域差動カスコードアンプ
    • 2.2 電圧バッファー回路
    • 2.3 位相補償
  • 3 コンパレータ
    • 3.1 差動コンパレータ
    • 3.2 ストローブ回路
    • 3.3 チョッパーインバータ
    • 3.4 オフセット補償

第4章 アナログ機能回路

第1節 A/D変換器
  • 1 変換方式
  • 2 逐次比較型
  • 3 高精度オーバサンプリング型
  • 4 高速並列比較、直並列型
    • 4.1 並列型A/D変換器
    • 4.2 直並列型A/D変換器 (サブレンジング型)
    • 4.3 直並列型A/D変換器 (マルチステップ並列型)
    • 4.4 直並列型A/D変換器 (折り返し型)
    • 4.5 直並列型A/D変換器 (補間型)
第2節 D/A変換器
  • 1 変換エレメントと変換精度
    • 1.1 変換エレメント
    • 1.2 ダイナミックエレメントマッチング技術
  • 2 変換方式
    • 2.1 抵抗ラダー型
    • 2.2 容量アレイ型
    • 2.3 サインマグニチュード型
    • 2.4 オーバーサンプリング型
第3節 時間連続アナログフィルタ
  • 1 RCアクティブフィルタ
  • 2 gm-Cフィルタ
  • 3 チューニング回路
  • 4 電流モードフィルタ
第4節 サンプル値アナログフィルタ
  • 1 スイッチトキャパシタフィルタ
    • 1.1 スイッチトキャパシタフィルタの原理
    • 1.2 1次、2次回路とその継続接続
    • 1.3 リアクタンスはしご形フィルタのシミュレーション
    • 1.4 回路実現における諸技術と問題点
  • 2 スイッチトカレントフィルタ
    • 2.1 スイッチトカレント技術
    • 2.2 基本回路 (メモリセル、遅延セル、積分器)
    • 2.3 フィルタの構成法
    • 2.4 クロックフィードスルーの影響とその補償法
第5節 RF回路
  • 1 RF回路の働き
  • 2 パワーアンプ
  • 3 ローノイズアンプ
  • 4 ミキサ
  • 5 変調復調器
  • 6 モノリシック発振器
  • 7 1チップトランシーバに適したアーキテクチャと1チップ化の課題
第6節 PLL回路
  • 1 PLLの基本特性
    • 1.1 PLLの構成
    • 1.2 基本方程式
    • 1.3 過渡応答特性
    • 1.4 雑音の影響
  • 2 PLLの要素回路
    • 2.1 VCO
    • 2.2 位相比較回路
    • 2.3 ループフィルタ
  • 3 PLLの適用例
    • 3.1 マイクロプロセッサ用クロック発生回路
    • 3.2 携帯電話用周波数シンセサイザ
第7節 光通信回路
  • 1 光送受信回路の全体構成
  • 2 光受信系回路
    • 2.1 プリアンプ
    • 2.2 可変利得増幅回路
    • 2.3 識別再生タイミング信号抽出回路
  • 3 光送信系回路
    • 3.1 レーザダイオード駆動回路
第8節 ニューロンMOS機能回路
  • 1 知能システム実現に向けて
  • 2 ニューロンMOSトランジスタ (νMOS)
  • 3 νMOSを用いたバイナリ論理回路
  • 4 νMOS・WTA回路
  • 5 自己学習型ニューラルネットワーク
  • 6 右脳的情報処理回路へ
  • 7 結論
第9節 CMOSイメージセンサ
  • 1 アクティブピクセルセンサ
  • 2 センサ用A/D変換
  • 3 演算機能の集積化
  • 4 画像圧縮機能の集積化
第10節 アナログニューラルネットLSI
  • 1 ニューラルネットLSIの重要性と課題
    • 1.1 生体的情報処理原理に基づく回路アーキテクチャ
    • 1.2 回路方式の特徴比較 (アナログ、ディジタル、パルス)
    • 1.3 回路実現での非理想的特性への対処
  • 2 アナログニューラル機能回路
    • 2.1 基本演算回路
      • 2.2.1 積和演算回路
      • 2.2.2 規格化演算回路
      • 2.2.3 ウィナ―・テイク・オール回路
      • 2.2.4 非線形関数演算回路
    • 2.2 アナログ記憶
    • 2.3 抵抗ネットワーク回路
  • 3 アナログニューラルネットLSIの機能と性能

第5章 アナログ回路のCAD技術

第1節 アナログ回路のCAD
  • 1 アナログ回路設計フロー
  • 2 設計フレームワーク
  • 3 回路設計のCAD
  • 4 レイアウト設計のCAD
  • 5 設計ライブラリ
第2節 回路シミュレーションとMOSモデル
  • 1 回路シミュレーションの動作原理
  • 2 MOSFET の動作原理
  • 3 回路シミュレーション用MOSモデル
  • 4 新しいタイプのMOSモデル
第3節 アナログHDL
  • 1 アナログHDLとは 歴史 / 種類 / 適用範囲
  • 2 アナログHDLによるモデリング
  • 3 応用分野
    • 3.1 トップダウン設計最適化の応用
    • 3.2 ボトムアップモデリングリバースシンセシス
    • 3.3 信号生成、加工ツール
    • 3.4 その他の応用
  • 4 標準化動向
    • 4.1 VHDL-ams
    • 4.2 verilog-ams
第4節 A/D混載クロストーク雑音
  • 1 A/D混載LSIにおけるクロストーク雑音
  • 2 基板雑音シミュレーションモデル
  • 3 基板雑音検証手法

第6章 A/D混載LSIのテスト技術

第1節 A/D混載デバイスの試験
  • 1 デバイス種類ごとの試験手法
    • 1.1 高精度A/D、D/A変換器 (シグマデルタタイプ)
    • 1.2 高速A/D、D/A変換器 (Flash、直列型)
    • 1.3 PLLの試験手法
  • 2 評価ボードの作成上の留意事項
    • 2.1 高精度信号の扱い
      • 2.1.1 グラウンドの処理
      • 2.1.2 電源インピーダンス
    • 2.2 高速信号の扱い
      • 2.2.1 ICソケットのインピーダンス
      • 2.2.2 クロストーク
      • 2.2.3 ロス
    • 2.3 周辺回路用デバイスの選び方
      • 2.3.1 ダイナミックインピーダンス
      • 2.3.2 受動素子の特性
  • 3 A/D混載デバイス試験の今後
    • 3.1 アナログスキャンの可能性
    • 3.2 IDDQの応用
第2節 ミックスドシグナルICテスタ
  • 1 ミックスドシグナルICの現状と動向
  • 2 ミックスドシグナルICテスタ
    • 2.1 基本アーキテクチャ
    • 2.2 アプリケーション開発環境
  • 3 ミックスドシグナルICのテスト技術
    • 3.1 システムテスト
    • 3.2 マルチサイトテスト
    • 3.3 テスト技術の今後の動向

第7章 アナログ及びA/D混載CMOS-LSI設計事例

第1節 光加入者通信用LSI
  • 1 プリアンプIC
  • 2 瞬時応答可変利得増幅IC
  • 3 LD駆動IC
  • 4 その他
第2節 高精度A/D変換LSI:高次1bitデルタシグマ方式
  • 1 ΔΣ変調 (高次1bit single loop) について
  • 2 Analog delta sigma modulator (5次1bit)
  • 3 Digital Filter (乗算器フリー、一段デシメーション方式)
  • 4 特性 (評価結果)
第3節 携帯無線用LSI
  • 1 ダイレクトコンバージョントランシーバ
  • 2 準IF構成レシーバ
  • 3 low-IF構成レシーバ

執筆者

  • 岩田 穆 : 広島大学 工学部 第2類 (電気系) 教授
  • 松澤 昭 : 松下電器産業株式会社 半導体開発本部 半導体先行開発センター 副参事
  • 木村 博 : 松下電器産業株式会社 半導体開発本部 半導体先行開発センター 技師
  • 道正 志郎 : 松下電器産業株式会社 半導体開発本部 半導体先行開発センター 技師
  • 松谷 康之 : 日本電信電話株式会社 NTT入出力システム研究所 第一プロジェクト 主幹研究員
  • 濱﨑 利彦 : 日本バー・ブラウン株式会社 開発本部 本部長
  • 飯田 哲也 : 株式会社東芝 LSI技術第3部 LSI設計第2担当 グループ長
  • Zislaw Czarnul : 株式会社東芝 LSI技術第3部 LSI設計第2担当
  • 佐々木 守 : 熊本大学 工学部 電気システム工学科 助教授
  • 束原 恒夫 : 日本電信電話株式会社 NTT入出力システム研究所 第一プロジェクト 主幹研究員
  • 小久保 優 : 株式会社日立製作所 中央研究所 通信システム研究部 653研究ユニット 主任研究員
  • 石原 昇 : 日本電信電話株式会社 NTT光エレクトロニクス研究所 集積光エレクトロニクス研究部 主幹研究員
  • 柴田 直 : 東京大学 工学部 工学系研究科 電子情報工学専攻 教授
  • 川人 祥二 : 豊橋技術科学大学 情報工学系 助教授
  • 森江 隆 : 広島大学 工学部 電子物性工学講座 助教授
  • 森山 誠二郎 : 株式会社東芝 半導体事業本部 システムLSI事業部 LSI技術第1部 ミックスシグナル設計自動化担当 課長
  • 三浦 道子 : 広島大学 工学部 電子物性工学講座 教授
  • 村山 敏夫 : ソニー株式会社 セミコンダクターカンパニー システムLSI部門 設計技術部 主任技師
  • 永田 真 : 広島大学 工学部 第2類 (電気系) 助手
  • 古川 靖夫 : 株式会社アドバンテスト ATE事業本部 ATEテクノロジー統括部 第3開発部 部長
  • 大岡 浩一 : 日本ヒューレットパッカード株式会社 ミックスド・シグナル・テスト開発部 マーケット開発グループ グループ長
  • 浜下 浩一 : 旭化成マイクロシステム株式会社 設計開発センター AV第1グループ長

監修

広島大学
工学部
第2類 (電気系)
教授
岩田 穆

出版社

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お問い合わせ

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体裁・ページ数

B5判 406ページ

発行年月

1998年11月

販売元

tech-seminar.jp

価格

69,000円 (税別) / 75,900円 (税込)

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