集成电路与器件物理、半导体物理”(802) 专业课大纲

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1、“集成电路与器件物理、半导体物理”(802)复习提纲一、总体要求“集成电路与器件物理、半导体物理”（802）由数字集成电路、半导体器件物理和半导体物理三部分组成，其中集成电路占40%（60分），器件物理占40%（60分），半导体物理占20%（30分）。“数字集成电路”要求学生应深入理解数字集成电路的相关基础理论，掌握数字集成电路电路、系统及其设计方法。重点掌握数字集成电路设计的质量评价、相关参量；能够设计并定量分析数字集成电路的核心——反相器的完整性、性能和能量指标；掌握CMOS组合逻辑门的设计、优化和评价指标；掌握基本时

2、序逻辑电路的设计、优化、不同形式时序器件各自的特点，时钟的设计策略和影响因素；定性了解MOS器件；掌握并能够量化芯片内部互连线参数。“器件物理”要求学生掌握MOSFET器件物理的基本理论和基本的分析方法，使学生具备基本的器件分析、求解、应用能力。要求掌握MOS基本结构和电容电压特性；MESFET器件的基本工作原理；MOSFET器件的频率特性；MOSFET器件中的非理想效应；MOSFET器件按比例缩小理论；阈值电压的影响因素；MOSFET的击穿特性；掌握器件特性的基本分析方法。“半导体物理”要求学生熟练掌握半导体的相关基础理

3、论，了解半导体性质以及受外界因素的影响及其变化规律。重点掌握半导体中的电子状态和带、半导体中的杂质和缺陷能级、半导体中载流子的统计分布、半导体的导电性、半导体中的非平衡载流子等相关知识、基本概念及相关理论，掌握半导体中载流子浓度计算、电阻(导)率计算以及运用连续性方程解决载流子浓度随时间或位置的变化及其分布规律等。“集成电路与器件物理、半导体物理”（802）研究生入学考试是所学知识的总结性考试，考试水平应达到或超过本科专业相应的课程要求水平。二、各部分复习要点●“数字集成电路”部分各章复习要点“数字集成电路”考试范围及要点

4、包括：数字集成电路设计质量评价的基本要素；CMOS集成电路设计规则与工艺缩小；二极管基本结构、参数、静态特性、动态特性、二极管分析模型；MOS晶体管基本结构、阈值电压、亚阈值特性、工作区、沟道长度调制、速度饱和、MOS晶体管分析模型；反相器静态特性、开关阈值、噪声容限、稳定性，反相器动态特性、电容构成，传播延迟分析与尺寸计算、反相器静态功耗、动态功耗；静态互补CMOS组合逻辑门设计、尺寸设计、延迟计算与优化，有比逻辑基本原理、传输管逻辑基本原理；动态CMOS设计基本原理、信号完整性问题及其速度与功耗；时序逻辑器件时间参数、

5、静态锁存器和寄存器的工作原理、C2MOS寄存器结构与特性；时钟的设计策略和影响因素；导线中的传输线效应，电容寄生效应、电阻寄生效应。（一）数字集成电路基本概念和质量评价1.复习内容数字集成电路设计中的基本概念、面临问题和质量评价标准2.具体要求设计约束时钟设计电源网络设计质量评定标准集成电路成本构成电压传输特性噪声容限再生性扇入扇出传播延迟功耗、能耗设计规则标准单元工艺偏差工艺尺寸缩小封装（二）器件1.复习内容定性了解二极管、MOS晶体管，理解其工作原理，静态特性、动态特性；掌握SPICE模型和手工分析模型。2.具体要求二

6、极管结构二极管静态特性二极管动态特性二极管手工分析模型二极管SPICE模型MOS晶体管结构MOS晶体管工作区MOS晶体管静态特性、阈值电压、沟道长度调制、速度饱和MOS晶体管亚阈值特性MOS晶体管动态特性MOS晶体管电容构成热载流子效应CMOS闩锁效应MOS晶体管SPICE模型MOS晶体管手工分析模型（三）导线1.复习内容互连线的电路模型，SPICE模型，确定并定量化互连参数；传输线效应；互连线的信号完整性2.具体要求互连参数互连线电容寄生效应互连线电阻寄生效应互连线电感寄生效应趋肤效应互连线集总模型互连线分布模型（四）C

7、MOS反相器1.复习内容反相器设计；反相器完整性、性能、能量指标的定量分析及其优化。2.具体要求CMOS反相器静态特性、开关阈值、噪声容限、稳定性CMOS反相器动态特性CMOS反相器电容计算CMOS反相器传播延迟分析CMOS反相器网络设计CMOS反相器功耗、动态功耗、静态功耗MOS反相器低功耗设计技术能量延时积（五）CMOS组合逻辑门设计1.复习内容掌握CMOS逻辑设计，包括动态和静态逻辑、传输管逻辑、无比逻辑、有比逻辑；能够优化CMOS逻辑的管子尺寸、面积、速度、稳定性和能耗；掌握低功耗逻辑设计技术2.具体要求静态互补C

8、MOS设计、静态特性、传播延时、尺寸设计与性能优化有比逻辑概念传输管逻辑概念、传输特性、稳定性、性能动态逻辑基本原理、速度、功耗、信号完整性多米诺逻辑概念、设计、优化（六）时序逻辑电路设计1.复习内容时序逻辑基本部件——寄存器、锁存器、触发器设计实现技术；静态、动态时序逻辑比较；振荡器、施密特触发器设计