《模拟集成电路设计——以LDO设计为例（原书第2版）》借由集成线性稳压器的设计，全面介绍了模拟集成电路的设计方法，包括固态半导体理论、电路设计理论、模拟电路基本单元分析、反馈和偏置电路、频率响应、线性稳压器集成电路设计以及电路保护和特性等。《模拟集成电路设计——以LDO设计为例（原书第2版）》从面向设计的角度来阐述模拟集成电路的设计，强调直觉和直观、系统目标、可靠性和设计流程，借助大量的实例，向初学者介绍整个模拟集成电路的设计流程，并引导其熟悉应用，同时本书也适用于有经验的电源集成电路设计工程师，不仅能帮助他们对模拟电路和线性稳压器的理论有更深刻的理解，而且书中所呈现的线性稳压器的技术发展也可以给予他们很多启发，是一本兼具实用性和学术价值的模拟集成电路和集成线性稳压器设计的优秀教科书和参考书。

译者序
原书前言
作者简介
第1章电源系统1
1.1电源管理中的稳压器1
1.2线性稳压器和开关稳压器的对比2
1.2.1响应时间的折中3
1.2.2噪声4
1.2.3功率转换效率4
1.3市场需求5
1.3.1系统5
1.3.2集成6
1.3.3工作寿命6
1.3.4电源净空7
1.4电源8
1.4.1早期电池8
1.4.2锂离子电池9
1.4.3燃料电池9
1.4.4核能电池10
1.4.5能量收集器10
1.5计算机仿真11
1.6总结12
1.7复习题13
第2章线性稳压器14
2.1工作区域14
2.2性能指标15
2.2.1精度15
2.2.2功率转换效率25
2.2.3工作要求27
2.2.4品质因子29
2.3工作环境30
2.3.1负载31
2.3.2稳压点32
2.3.3寄生效应33
2.4分类34
2.4.1输出电流34
2.4.2压差34
2.4.3补偿34
2.4.4类别35
2.5模块级构成36
2.6总结37
2.7复习题38
第3章微电子器件39
3.1电阻39
3.1.1工作原理39
3.1.2寄生元件40
3.1.3版图40
3.1.4绝对精度和相对精度42
3.2电容43
3.2.1工作原理43
3.2.2寄生元件44
3.2.3版图45
3.2.4绝对精度和相对精度45
3.3PN结二极管46
3.3.1工作原理46
3.3.2寄生元件49
3.3.3版图和匹配50
3.3.4小信号模型52
3.4双极型晶体管（BJT）53
3.4.1工作原理53
3.4.2纵向BJT56
3.4.3横向BJT57
3.4.4衬底BJT58
3.4.5小信号模型59
3.5金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）61
3.5.1工作原理61
3.5.2寄生电容66
3.5.3P沟道MOSFET67
3.5.4晶体管变化67
3.5.5版图和匹配69
3.5.6小信号模型71
3.5.7MOS电容73
3.5.8沟道电阻73
3.6结型场效应晶体管(JFET)73
3.6.1工作原理73
3.6.2P沟道JFET75
3.6.3大信号模型75
3.6.4版图和匹配76
3.6.5小信号模型76
3.6.6相对性能78
3.7绝对精度和相对精度78
3.8总结79
3.9复习题80
第4章单晶体管基本单元82
4.1二端口模型82
4.2频率响应83
4.2.1极点84
4.2.2零点85
4.2.3米勒分裂87
4.2.4电容-分流-电阻法88
4.3信号流89
4.3.1输入和输出89
4.3.2极性89
4.3.3单晶体管基本单元90
4.4共发射极/共源极跨导器90
4.4.1大信号工作90
4.4.2小信号模型91
4.4.3频率响应93
4.4.4发射极/源极负反馈95
4.5共基极/共栅极电流缓冲器99
4.5.1大信号工作99
4.5.2小信号模型100
4.5.3频率响应103
4.5.4基极负反馈104
4.6共集电极/共漏极电压跟随器104
4.6.1大信号工作104
4.6.2小信号模型105
4.6.3频率响应108
4.7小信号概括和近似109
4.7.1功能109
4.7.2电阻110
4.7.3频率响应112
4.8总结113
4.9复习题114
第5章模拟电路基本单元115
5.1电流镜115
5.1.1工作原理115
5.1.2小信号模型118
5.1.3带基极电流校正的电流镜119
5.1.4电压校正共源共栅/共射共基（Cascode）电流镜120
5.1.5低电压Cascode电流镜121
5.2差动对123
5.2.1大信号工作124
5.2.2差分信号125
5.2.3共模信号127
5.2.4发射极/源极负反馈128
5.2.5CMOS差动对129
5.3基极/栅极耦合对130
5.3.1大信号工作130
5.3.2小信号响应132
5.3.3输入参考失调和噪声134
5.4差动级136
5.4.1大信号工作137
5.4.2差分信号138
5.4.3共模信号140
5.4.4输入参考失调和噪声143
5.4.5电源抑制145
5.4.6折叠式Cascode147
5.5总结151
5.6复习题152
第6章负反馈154
6.1反馈环路154
6.1.1环路构成154
6.1.2调整155
6.1.3输出转化156
6.2反馈效应156
6.2.1灵敏度156
6.2.2阻抗157
6.2.3频率响应160
6.2.4噪声162
6.2.5线性度163
6.3负反馈结构166
6.3.1跨导放大器166
6.3.2电压放大器167
6.3.3电流放大器168
6.3.4跨阻放大器169
6.4分析170
6.4.1分析过程170
6.4.2叠加器173
6.4.3采样器174
6.4.4跨导放大器175
6.4.5电压放大器179
6.4.6电流放大器183
6.4.7跨阻放大器188
6.5稳定性193
6.5.1频率响应193
6.5.2补偿195
6.5.3反相零点200
6.5.4嵌入式环路202
6.6设计202
6.6.1设计概念202
6.6.2系统结构设计203
6.6.3频率补偿204
6.7总结204
6.8复习题205
第7章偏置电流和基准电路207
7.1电压基元207
7.2PTAT电流208
7.2.1交叉耦合四管单元209
7.2.2锁存单元210

　　原 书 前 言
　　我写作本书第1版的初衷是为了介绍、讨论并分析怎样设计、仿真、构建、测试和评估线性低压差（Low DropOut，LDO）稳压器集成电路。LDO稳压器集成电路在现代生活和新兴的最先进应用中起到了重要的作用，并且随着片上系统（SoC）集成需求的不断增大，在持续推动已有市场的同时，开创出更多新市场，这些因素构成了写作本书第1版的动力。事实上，由于噪声的普遍性，输入信号的未知性，以及功能负载要求负载点（Point of Load，PoL）稳压器消耗极少的功率就可以产生精确且快速响应的电源电压，因此，现在不包含功率调整特性的传统混合信号芯片必须将系统和PoL电源整合在一起。在稳压器选择方面，由于开关稳压器的输出包含了大量噪声，而这是不能容忍的，因此线性稳压器在模拟和混合信号芯片中占据了重要地位。
　　然而，对于线性稳压器的教学，若没有相关模拟集成电路基础的介绍，将是不完整的。因此，与业界流行书籍的写作方式类似，本书也介绍模拟集成电路的基本理论，但是本书将从模拟集成电路直观、面向设计的角度来介绍模拟集成电路设计，我认为这在设计芯片时是非常有用和必要的。该理念是，不需要借助于工具书上的公式（这些公式的成立前提并非总是适用，特别是在开发新技术时），对预测半导体器件的各自特性和在电路中的组合特性有必要的认识。当然，具备了这样的洞察力，读者将可能具备重现和验证教科书上已有的公式和理论的能力。
　　关于本书第2版
　　本书第2版旨在扩充、提高和更新第1版的描述，以使概念和研究进展更加清晰和深刻。从很多角度来看，本版都是一本全新的书。首先，我重组了章节并重写了内容，同时更新了几乎全部的公式和图标，增加了实例和思考题，并几乎在每个章节都增加了新的内容。此外，本书还包括关于偏置电流和基准电路的一个章节，像大部分的模拟系统一样，线性稳压器必须依靠它们才能被唤醒和正常工作。
　　举例来说，第1版的第1章，在本版中被分为两个部分：一个部分介绍电源系统；另一部分更具体地介绍线性稳压器。类似地，第3章也被分为两个部分：一个部分介绍单晶体管基本单元；另一部分介绍模拟电路基本模块。第1-3章中新的内容包括带宽延时、品质因子、开放式设计变量、偏置点、小信号、绝对和相对精度，以及金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）中的亚阈值、弱反型、MOS电容和沟道电阻等内容。第4章和第5章中新的内容包括二端口模型、频率响应、信号流、信号延时、增益分析、直接转换、基极退化、基极/栅极耦合差分对和折叠式共源共栅放大器等，其中包括关于转换速度、电源抑制、输入参考失调和噪声的讨论。
　　除了一些基本概念之外，第6章中关于负反馈的描述完全是新的。关于灵敏度、频率响应、噪声、线性度、反馈结构、嵌入式和并行式反馈环的内容都是新的，同时本章还介绍了13个反馈实例，并对负反馈环路的设计进行了深入解析。第7章也是新章节，内容包括带隙电路中的正温度系数（Proportional To Absolute Temperature，PTAT）和负温度系数（Complementary To Absolute Temperature，CTAT）电流、温度补偿、启动、频率补偿和噪声抑制。第10章和第11章介绍了电源抑制性能提高技术和基准电压修调技术。
　　目标读者
　　本书从线性稳压器的角度，借助大量的实例，向初级微电子工程师介绍了整个模拟集成电路的设计流程，并引导其熟悉应用。同时，本书也可以对几乎没有线性稳压器和集成电路设计概念的电力电子领域模拟电路工程师起到启蒙引导作用。当然，本书也适用于有经验的电源集成电路设计工程师，相信本书不仅能帮助他们在回顾模拟电路和线性稳压器的理论时有更深刻的理解，而且能从最新的线性稳压器的技术发展中得到启发和激励。
　　组织
　　本书分为11个章节。第1章和第2章类似于产品定义阶段（但是以更偏向学术的方式），这个阶段，半导体公司通过定义产品的作用和工作目标来评估设计工作的难度，在此处，针对的是线性稳压器。然而，在承担某项设计工作之前，一个没有经验的工程师必须在模拟集成电路设计领域得到适当的训练，这也是第3-7章讨论的内容，即固态电子学理论和器件、单晶体管基本单元、模拟电路基本模块、负反馈和偏置电路。有了这些背景知识，第8章又回到了线性稳压器，更具体地介绍了线性稳压器的小信号响应，这对应于原型开发周期的第二阶段，在此阶段，设计者可以运用第3-6章中讨论的电路和反馈理论着手设计系统，以满足第1-2章提出的要求。
　　第9-10章结合第3章的器件知识、第4-6章的电路理论和第8章的补偿策略设计实际的稳压器电路，首先是第9章器件级设计，然后进入第10章系统级设计。从设计者的角度来看，因为所有的模拟电路的设计训练以及芯片设计都会重点关注这部分内容，所以这两章就是开发流程的重点。本书的最后一章即第11章讨论集成电路的保护和特性，这也是产品设计周期的最后两个步骤。整体来看，本书是一个自顶