《CMOS射频集成电路设计》中文译版序言及背景介绍

2013-07-11 来源:微波射频网 我要评论(0) 字号:

美国斯坦福(Stanford)大学电机工程系教授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出版时就受到了普遍的关注和读者的青睐。至今该书己成为从事射频集成电路设计的技术人员和有关电路专业学生少数的必读和必备的参考书和教科书之一。该书的巨大成功其原因是多方面的。一方面是对这方面的专著( CMOS射频集成电路)大量的,不断增长的需求,另一方面则是作者严谨,活泼的写作风格和选题的恰当。阅读该书就似在科学的殿堂和历史的隧道来回漫游,既学到了用CMOS来设计射频集成电路,又了解了无线电学科漫长的发展经过。

无线通信技术是继计算机技术之后近几十年来在信息技术(IT)领域中发展最快的二个部门之一。无线通信的发展大致可分为两个阶段:移动通信(以手机的广泛使用为标志)和移动计算。后者的起飞则是以无线局域网(WLAN)为代表,并且和CMOS射频电路的设计技术和CMOS工艺的成熟密切相关的。由于数字集成电路多年来一直是集成电路设计的主流,大学的教育和工程业界对射频电路集成到数字及数模混合信号电路的技术缺乏足够的准备和训练。Lee的这本书正好弥补了这个知识上的空档。

该书除了介绍足够多的微波,电磁场和无线电知识以让读者有必要的基础来了解和掌握对射频电路的分析和设计外,还用了大量的篇幅讨论了CMOS器件的工作原理和模型化。作者擅长用简洁明了的直观思维"图象"来阐述问题的物理本质。使读者很快能理解和学会电路分析的方法。举个例子来说,尽管作者是一个电路背景出身的学者,他对MOS短沟,长沟器件的定义区分不以物理长度而以电场大小(沿沟道方向)为标尺,一下子就点明了问题的本质所在。书中对衡量器件高频特性两个代表品质因子的特征频率,fT和fmax,的讨论也十分深刻,不仅使读者学会了如何去计算它们,而且了解到为什么在电路分析中往往要用品质因子来表征一个繁杂电路或系统的性能(因为它是一个综合的指标)。这样的寓一般原理于个案研究的例子在书中不乏少数。

本书的侧重点是讲述电路的工作原理和分析方法,射频电路可看作是一个讲解的载体。将该书作为模拟电路分析和设计课程的后续课来教授或自修通读,会大大增强理解和分析电子电路的能力。全书组织合理,材料由浅入深,电路,系统层次由底而上(bottom up)。作者从无源元件讲起,再介绍MOS器件原理包括噪声模型,直到射频收发器的各个单元电路(低噪声放大器,混频器,功率放大器,锁相环,振荡器和频率综合器),最后以介绍射频收发器的总体结构结束全书的技术内容讨论。

除了该书卓著的专业内容外,尚有两个非技术特色不可不提。一是本书提供了极佳的无线电通信的发展历史的回顾。作者引用的材料准确仔细(连有关发明专利的号码都提供),描述生动(例如真空管发明时期的一些轶闻),读起来如同看科普文章,容易记忆。另一个特点是作者文笔风趣,遣词“平民”化,但表达的专业内容又无失真。例如作者将A类(classA)功率放大器比喻为"吃了激素"的通用的小信号放大器,令人忍俊不己。但事实上这个比方技术上是十分准确的。读者如想学习现代美式英语,不妨在攻读这本中文译本时,参照阅读英文原版(电子工业出版社有英文原版出版),必定收益不浅。

译者连续三年用该书(英文原版)在清华大学教授研究生课程,期间也发现和纠正了原文中的一些错误(大多系排版类的错误)。这些错误都在中文译本中得到了纠正。这本书的翻译工作大多为年轻人完成,特别要感谢的是周研(清华大学电子工程系毕业生,现美国UC Berkeley博士研究生),她承担了大部分章节的翻译。清华大学微电子学研究所博士研究生高巍,邵雪,叶佐昌和焦超帮助结束了第15章到第19章的翻译工作,在此深表谢意。

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余志平,周润德
清华大学
2003年7月

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