| 1 アナログCMOS回路とその学び方 1 |
| 1.1 現代におけるアナログCMOS回路技術の位置づけ 1 |
| 1.2 電子回路とは 3 |
| 1.3 アナログ回路とデジタル回路 3 |
| 1.4 アナログ回路とデジタル回路の使い分け 5 |
| 1.5 連続時間信号と離散時間信号 5 |
| 1.6 現代の電子回路設計に必要な基礎知識 6 |
| 2 電気回路理論と信号処理の基礎 9 |
| 2.1 電子回路の構成 9 |
| 2.2 信号源 10 |
| 2.2.1 電圧源 10 |
| 2.2.2 電流源 11 |
| 2.2.3 電圧源と電流源の等価性 11 |
| 2.2.4 制御電源 12 |
| 2.2.5 重ねの理 13 |
| 2.3 受動素子 14 |
| 2.3.1 抵抗 14 |
| 2.3.2 容量 15 |
| 2.3.3 インダクタ 17 |
| 2.4 微分方程式とラプラス変換 20 |
| 2.4.1 微分方程式 20 |
| 2.4.2 ラプラス変換 21 |
| 2.4.3 ラプラス逆変換 25 |
| 2.4.4 微分方程式への応用 26 |
| 2.4.5 各素子のラプラス表記 27 |
| 2.5 回路網方程式の解き方 29 |
| 2.5.1 キルヒホッフの法則 29 |
| 2.6 回路の時間応答と安定性 31 |
| 2.6.1 システム関数とインパルス応答 31 |
| 2.6.2 システムの安定性 32 |
| 2.6.3 インディシャル応答 33 |
| 2.7 システムの周波数特性 36 |
| 2.7.1 ポールとゼロおよびシステムの周波数特性 36 |
| 2.7.2 ボーデ図と骨格ボーデ図 40 |
| 2.8 離散時間システムと■変換 41 |
| 2.8.1 ■変換 41 |
| 2.8.2 ■変換の性質 43 |
| 2.8.3 ■逆変換の方法 45 |
| 2.8.4 入出力差分方程式の変換 48 |
| 2.8.5 入出力畳み込み演算関係式の変換 49 |
| 2.8.6 システムの伝達関数表現（ブロック線図） 49 |
| 2.8.7 離散時間システムの特性 50 |
| 2.8.8 簡単な離散時間フィルタとその周波数特性 53 |
| 2.8.9 伝達関数の極零点配置と周波数特性 55 |
| 3 半導体の基礎と半導体デバイス 57 |
| 3.1 半導体 57 |
| 3.1.1 エネルギー帯 58 |
| 3.1.2 電子密度と正孔密度 59 |
| 3.1.3 不純物の導入 60 |
| 3.2 PN接合ダイオード 61 |
| 3.2.1 PN接合 61 |
| 3.2.2 空乏層 63 |
| 3.2.3 電圧-電流特性 64 |
| 3.2.4 接合容量 66 |
| 3.3 バイポーラトランジスタ 66 |
| 3.3.1 基本電圧-電流特性 67 |
| 3.3.2 アーリー効果 70 |
| 3.4 MOSトランジスタ 71 |
| 3.4.1 MOSトランジスタの基本構造 71 |
| 3.4.2 キャリアの発生 71 |
| 3.4.3 しきい値電圧 74 |
| 3.4.4 電圧-電流特性 74 |
| 3.4.5 ドレイン電圧の影響 77 |
| 3.4.6 バックゲート効果 79 |
| 3.4.7 MOSトランジスタの容量 80 |
| 3.4.8 特殊な動作モードと微細化効果 83 |
| 3.5 受動素子と寄生素子 88 |
| 3.5.1 抵抗 89 |
| 3.5.2 容量 90 |
| 3.5.3 寄生バイポーラトランジスタ 92 |
| 4 MOSトランジスタのアナログ特性 95 |
| 4.1 小信号等価回路 95 |
| 4.2 小信号パラメータ 96 |
| 4.2.1 トランスコンダクタンスgm 96 |
| 4.2.2 ボディートランスコンダクタンスgmb 101 |
| 4.2.3 ドレインコンダクタンスgds 101 |
| 4.2.4 スイッチ回路のオンコンダクタンス 103 |
| 4.3 デバイス特性の変動やバラツキ 105 |
| 4.3.1 デバイスの温度特性 105 |
| 4.3.2 絶対値精度と相対値精度 106 |
| 4.4 雑音 109 |
| 4.4.1 熱雑音 110 |
| 4.4.2 フリッカー雑音（1/f雑音） 112 |
| 4.5 歪み 113 |
| 4.6 高周波等価回路 115 |
| 4.6.1 遮断周波数fT 115 |
| 4.7 MOSトランジスタの動作点と基本パラメータの決め方 116 |
| 4.7.1 飽和領域での動作 116 |
| 5 基本回路 121 |
| 5.1 MOSトランジスタを用いた基本増幅回路 121 |
| 5.2 各種接地方式 122 |
| 5.2.1 ソース接地回路 123 |
| 5.2.2 ゲート接地回路 125 |
| 5.2.3 ドレイン接地回路 127 |
| 5.2.4 カスコード回路 128 |
| 5.3 カレントミラー回路 130 |
| 5.3.1 基本カレントミラー回路 130 |
| 5.3.2 カスコードカレントミラー回路 131 |
| 5.4 電圧不感型バイアス電流回路 134 |
| 5.4.1 電圧不感型バイアス電流回路 135 |
| 5.4.2 バンドギャップ型バイアス回路 136 |
| 5.5 差動増幅回路 139 |
| 5.5.1 トランジスタ対と差動増幅回路 139 |
| 5.5.2 差動信号と同相信号 143 |
| 5.5.3 能動負荷を用いた高利得差動増幅器 145 |
| 5.6 周波数特性 147 |
| 5.6.1 ミラー効果 147 |
| 5.6.2 Yパラメータ 148 |
| 5.6.3 各種接地回路の周波数特性 149 |
| 5.7 負帰還回路技術 153 |
| 5.7.1 負帰還の原理 153 |
| 5.7.2 負帰還の効果 154 |
| 5.7.3 負帰還の種類 156 |
| 5.7.4 負帰還回路の安定性 159 |
| 6 演算増幅器 161 |
| 6.1 演算増幅器の基本特性 161 |
| 6.2 演算増幅器の基本回路 162 |
| 6.2.1 反転増幅回路 163 |
| 6.2.2 正転増幅回路 164 |
| 6.3 演算増幅器の線形演算回路への応用 164 |
| 6.3.1 加算回路 164 |
| 6.3.2 減算回路 165 |
| 6.3.3 積分回路 165 |
| 6.4 スイッチトキャパシタ回路 166 |
| 6.5 周波数特性と時間応答特性 167 |
| 6.5.1 小信号周波数特性 167 |
| 6.5.2 スルーレート 169 |
| 6.5.3 時間応答 170 |
| 6.6 基本演算増幅回路 170 |
| 6.6.1 基本演算増幅回路の電圧利得 171 |
| 6.6.2 基本演算増幅回路の各部の動作と入出力電圧範囲 172 |
| 6.7 高利得化 174 |
| 6.7.1 カスコード回路 174 |
| 6.7.2 折り返しカスコード回路 176 |
| 6.7.3 スーパーカスコード回路 178 |
| 6.8 コモンモードフィードバック回路 179 |
| 6.9 2段構成の演算増幅器と出力バッファ 182 |
| 6.9.1 2段構成の演算増幅器 182 |
| 6.9.2 出力バッファ 183 |
| 6.10 位相補償と周波数特性 186 |
| 6.10.1 発振条件 186 |
| 6.10.2 1段構成の増幅器の場合 187 |
| 6.10.3 2段構成の増幅器の場合 189 |
| 6.10.4 スルーレイト 191 |
| 6.11 雑音 191 |
| 6.12 オフセット電圧 192 |
| 7 フィルタ回路 193 |
| 7.1 フィルタ特性の仕様 193 |
| 7.2 各種フィルタ 194 |
| 7.3 伝達関数 195 |
| 7.4 群遅延特性 196 |
| 7.5 バターワースフィルタとチェビシェフフィルタ 198 |
| 7.5.1 バターワースフィルタ 199 |
| 7.5.2 チェビシェフフィルタ 201 |
| 7.6 LCラダーフィルタ 203 |
| 7.7 周波数変換とインピーダンススケーリング 205 |
| 7.7.1 周波数変換 206 |
| 7.7.2 インピーダンス変換 206 |
| 7.8 バイカットフィルタ 208 |
| 7.9 積分器 209 |
| 7.9.1 0Pアンプを用いた積分器 209 |
| 7.9.2 gm-C積分器 209 |
| 7.10 能動フィルタの合成 212 |
| 7.10.1 バイカットフィルタの合成 212 |
| 7.10.2 ラダーフィルタの合成 213 |
| 7.10.3 gm-C積分器を用いたラダーフィルタの合成 215 |
| 7.11 スイッチトキャパシタフィルタ 218 |
| 8 A/D D/A変換器 223 |
| 8.1 A/D D/A変換と基本仕様 223 |
| 8.1.1 標本化 224 |
| 8.1.2 量子化 230 |
| 8.1.3 変換特性仕様 231 |
| 8.2 D/A変換器 234 |
| 8.2.1 バイナリー型D/A変換器 234 |
| 8.2.2 デコード型D/A変換器 237 |
| 8.2.3 バイナリー型D/A変換器とデコード型D/A変換器 238 |
| 8.2.4 グリッチ 238 |
| 8.3 A/D変換器 239 |
| 8.3.1 並列型A/D変換器 239 |
| 8.3.2 直並列型A/D変換器 241 |
| 8.3.3 積分型A/D変換器 242 |
| 8.3.4 逐次比較型A/D変換器 243 |
| 8.3.5 パイプライン型A/D変換器 246 |
| 8.4 A/D D/A変換器用ビルディングブロック 250 |
| 8.4.1 比較器 250 |
| 8.4.2 サンプル・ホールド回路 257 |
| 8.5 パイプライン型A/D変換器の基本設計 263 |
| 8.5.1 演算増幅器の利得 264 |
| 8.5.2 容量ミスマッチ 265 |
| 8.5.3 ノイズ 267 |
| 8.5.4 演算増幅器の帯域と動作電流 272 |
| 9 ΔΣ型A/D D/A変換器 275 |
| 9.1 オーバーサンプリング技術 275 |
| 9.2 △Σ変調技術 276 |
| 9.3 高次の△Σ変調器 278 |
| 9.4 △Σ変調器の安定化 282 |
| 9.5 カスケード型△Σ変調器 284 |
| 9.6 バンドパス△Σ変調器 285 |
| 9.7 アナログ積分器 286 |
| 9.8 アナログ回路設計における留意事項 287 |
| 9.9 DACの出力誤差の低減 289 |
| 9.10 △Σ型DAC 291 |
| 10 発振回路とPLLシステム 293 |
| 10.1 発振回路 293 |
| 10.1.1 発振回路の発振条件 293 |
| 10.1.2 リング発振器 294 |
| 10.1.3 電流制限型リング発振器 296 |
| 10.1.4 インバータのジッタと位相雑音 297 |
| 10.1.5 LC発振器 300 |
| 10.1.6 LC発振器の位相雑音 301 |
| 10.2 位相同期ループ（PLL） 304 |
| 10.2.1 基本構成と各部の働き 305 |
| 10.2.2 フィルタとシステムのふるまい 310 |
| 10.2.3 PLLシステムの各部のノイズ特性 317 |
| 10.2.4 周波数シンセサイザ 319 |
| 10.2.5 データ抽出用PLL 321 |
| 10.2.6 PLLシステムのダイナミック動作 323 |
| 10.2.7 DLL 324 |
| 11 回路シミュレーション技術 327 |
| 11.1 SPICEのシミュレーション原理 328 |
| 11.2 バイアス条件 332 |
| 11.3 各種解析 334 |
| 11.3.1 DC解析 334 |
| 11.3.2 AC解析 335 |
| 11.3.3 過渡解析 337 |
| 11.4 いくつかの注意事項 338 |
| 11.4.1 初期条件 338 |
| 11.4.2 その他の注意事項 339 |
| 11.5 コーナー解析とバラツキ解析 341 |
| 11.6 SPICEに組み込まれているMOSFETモデル式 342 |
| 11.6.1 SPICE用MOSFETモデルの変遷 342 |
| 11.6.2 SPICEモデル式の変遷の歴史 343 |
| 11.6.3 閾値電圧の変遷の歴史 345 |
| 11.7 シミュレータを用いたトランジスタのキャラクタライズ 348 |
| 11.7.1 基本特性のキャラクタライズ 349 |
| 11.7.2 スイッチのキャラクライズ 353 |
| 12 レイアウトと実装技術 357 |
| 12.1 素子の配置 357 |
| 12.1.1 トランジスタの配置 357 |
| 12.2 配線 360 |
| 12.2.1 配線抵抗 361 |
| 12.2.2 配線容量 362 |
| 12.2.3 配線インダクタ 362 |
| 12.2.4 IRドロップ 363 |
| 12.2.5 配線遅延 364 |
| 12.2.6 クロストーク 366 |
| 12.3 電源インピーダンスとデカップリング 368 |
| 12.4 デジタル回路からのノイズの回り込み 371 |
| 参考文献 375 |
| 索引 377 |
| 1 アナログCMOS回路とその学び方 1 |
| 1.1 現代におけるアナログCMOS回路技術の位置づけ 1 |
| 1.2 電子回路とは 3 |
図書
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