Układy scalone CMOS na częstotliwości radiowe i mikrofalowe

Ostatnie lata to okres szybkiego rozwoju technologii wytwarzania układów scalonych Si CMOS oraz ich szerokiego zastosowania w cyfrowej telefonii komórkowej i bezprzewodowej, w odbiornikach telewizji naziemnej i satelitarnej, w odbiornikach GPS, systemach RF ID, w bezprzewodowych sieciach lokalnych (WLAN) itd.

Oto książka, w której przedstawiono najistotniejsze informacje o technologii Si CMOS, zasady projektowania layoutu, modele elektryczne scalonych elementów biernych oraz tranzystorów MOSFET. Najwięcej miejsca poświęcono zagadnieniom układowym i zasadom realizacji, dla zakresu częstotliwości radiowych i mikrofalowych, wzmacniaczy małych sygnałów, wzmacniaczy małoszumnych, wzmacniaczy mocy, mieszaczy, generatorów oraz modulatorów i demodulatorów sygnałów cyfrowych. Omówiono także zagadnienia szumów i zniekształceń nieliniowych w układach i systemach wielkiej częstotliwości.

Książka jest przeznaczona dla studentów elektroniki i telekomunikacji, studiujących technikę mikrofalową, radioelektronikę i mikroelektronikę. Będzie także przydatna dla inżynierów i naukowców specjalizujących się w tych dziedzinach.

Spis treści

Przedmowa

1. Wstęp

2. Szumy i zniekształcenia nieliniowe w układach na częstotliwości radiowe i mikrofalowe

2.1. Wprowadzenie
2.2. Szumy w układach elektronicznych
2.3. Nieliniowości i zniekształcenia w układach na częstotliwości radiowe
Literatura

3. Obwody RLC, linie transmisyjne i dopasowanie impedancji

3.1. Wprowadzenie
3.2. Równoległy obwód rezonansowy RLC
3.3. Szeregowy obwód rezonansowy RLC
3.4. Modyfikacje obwodów rezonansowych RLC
3.5. Dopasowanie impedancji za pomocą obwodów LC o parametrach skupionych
3.6. Dopasowanie impedancji za pomocą linii transmisyjnych (obwodów o parametrach rozłożonych)
Literatura

4. Modele elementów biernych układów scalonych

4.1. Wprowadzenie
4.2. Rezystory scalone i ich modele
4.3. Kondensatory scalone i ich modele obwodowe
4.4. Scalone elementy indukcyjne i ich modele obwodowe
4.5. Koplanarne linie transmisyjne
Literatura

5. Modele tranzystorów MOSFET i waraktorów

5.1. Wprowadzenie
5.2. Charakterystyki prądowo-napięciowe tranzystora MOSFET
5.3. Efekt napięcia zasilania podłoża
5.4. Tranzystor MOSFET z krótkim kanałem
5.5. Typy tranzystorów MOSFET
5.6. Pojemności tranzystora MOSFET
5.7. Obwody zastępcze tranzystorów MOSFET
5.8. Modele szumowe tranzystora MOSFET dla zakresu częstotliwości radiowych i mikrofalowych
5.9. Modele waraktorów
Literatura

6. Zasilanie układów CMOS

6.1. Wprowadzenie
6.1. Właściwości diody p-n jako źródła napięcia odniesienia
6.2. Realizacja diod i tranzystorów bipolarnych w technologii CMOS
6.3. Lustra prądowe
6.4. Dzielniki napięcia
6.5. Źródła (generatory) prądu odniesienia
6.6. Obwody z prądem zasilania niezależnym od napięcia zasilania - obwody z samozasilaniem
Literatura

7. Stabilność, wzmocnienie i współczynnik szumów wzmacniacza

7.1. Wprowadzenie
7.2. Warunki stabilności i maksymalne wzmocnienie mocy
7.3. Minimalny współczynnik szumów wzmacniacza
Literatura

8. Wzmacniacze małych sygnałów

8.1. Wprowadzenie
8.2. Wzmacniacz z równoległą indukcyjnością kompensującą spadek wzmocnienia w zakresie dużych częstotliwości
8.3. Wzmacniacz szerokopasmowy z czwórnikowym obwodem kompensujących
8.4. Wzmacniacze szerokopasmowe ze sprzężeniem zwrotnym
8.5. Układy tranzystorowe podwajające częstotliwość odcięcia fT
8.6. Wzmacniacz rezonansowy
8.7. Wzmacniacze różnicowe na zakres częstotliwości radiowych
8.8. Wzmacniacz rozłożony
Literatura

9. Wzmacniacze o małych szumach

9.1. Wprowadzenie
9.2. Klasyczna teoria szumów dwuwrotnika
9.3. Zależność parametrów szumowych tranzystorów od layoutu tranzystora MOSFET (skalowanie parametrów szumowych)
9.4. Parametry szumowe tranzystorów MOSFET
9.5. Topografie wzmacniaczy małoszumnych, dopasowanie na minimum współczynnika szumów a dopasowanie na maksimum wzmocnienia mocy
9.6. Technika projektowania wzmacniacza z jednoczesnym dopasowaniem szumowym i dopasowaniem impedancyjnym
9.7. Technika projektowania wzmacniacza z jednoczesnym dopasowaniem szumowym i dopasowaniem impedancyjnym przy ograniczeniu mocy zasilania
Literatura

10. Wzmacniacze mocy

10.1. Wprowadzenie
10.2. Rezonansowe wzmacniacze mocy pracujące w klasach A, B, AB i C
10.3. Wzmacniacz mocy klasy D
10.4. Wzmacniacz mocy klasy E
10.5. Wzmacniacz mocy klasy F
10.6 Liniowość wzmacniacza mocy
10.7. Ograniczenia prądowe i ograniczenia mocy w scalonych wzmacniaczach mocy
10.8. Wzmacniacze mocy z sumowaniem mocy sygnału wyjściowego
Literatura

11. Mieszacze

11.1. Wprowadzenie
11.2. Mieszacze z elementem nieliniowym o charakterystyce kwadratowej
11.3. Mieszacze jako układy mnożące
11.4. Mieszacze potencjometryczne
11.5. Mieszacze jednowstęgowe (z eliminacją częstotliwości lustrzanej)
Literatura

12. Generatory

12.1. Wprowadzenie
12.2. Obwód rezonansowy
12.3. Generator jako system z dodatnim sprzężeniem zwrotnym
12.4. Topografie obwodów sprzężenia zwrotnego w generatorach w.cz.
12.5. Uproszczona analiza generatorów ze sprzężeniem zwrotnym
12.6. Różnicowe układy generatorów tranzystorowych
12.7. Przestrajanie napięciem układy generatorów tranzystorowych w wersji różnicowej
12.8. Generatory wytwarzające sygnały kwadraturowe
12.9. Generatory kołowe
Literatura

13. Szumy fazowe

13.1. Wprowadzenie
13.2. Widmo sygnału generatora LC
13.3. Szumy fazowe generatorów LC
Literatura

14. Modulatory i detektory cyfrowe

14.1. Wprowadzenie
14.2. Cyfrowa modulacja fazy
14.3. Binarna skokowa modulacja fazy (BPSK)
14.4. Modulatory cyfrowe BPSK
14.5. Kwadraturowa skokowa modulacja fazy (QPSK)
14.6. Modulator wektorowy
14.7. Modulator cyfrowy QPSK
14.8. Demodulator sygnału z modulacją QPSK
Literatura

15. Technologia układów scalonych CMOS

15.1. Wprowadzenie
15.2. Właściwości fizyczne materiałów stosowanych do wytwarzania układów CMOS
15.3. Technologia CMOS
Literatura

16. Topografia (layout) układów scalonych Si CMOS

16.1. Wprowadzenie
16.2. Maski i warstwy layoutu w projektowaniu układów CMOS
16.3. Warstwy layoutu
16.4. Layout rezystorów scalonych
16.5. Layout kondensatorów scalonych
16.6. Layout cewek scalonych
16.7. Layout pola montażowego
16.8. Layout tranzystorów MOSFET i diod
16.9. Layout diody p-n
16.10. Layout diody waraktorowych
16.11. Podstawowe uwagi dotyczące projektowania layoutu układów CMOS
Literatura