电子科技大学集成电路原理讲义

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1、集成电路原理与设计王向展电子科技大学微电子与固体电子学院教学大纲《集成电路原理与设计》课程教学大纲课程编号：65030845学时：72（含实验16）学分：4.5先修课程：《电路分析基础》、《模拟电路基础》、《半导体器件物理》、《数字逻辑设计及应用》一、课程性质和任务本课程属专业方向选修课，是微电子学专业的主干课之一。其任务是：在巩固基础课及相关专业课程的前提下，学习并掌握双极型和MOS逻辑/模拟集成电路的基本单元结构、工作原理及其电学特性；能进行双极/MOS集成电路的电路拓扑及版图的分析与设计；了解VL

2、SI测试与封装技术和VLSI系统设计的基本概念及思想；对现代VLSI集成电路中出现的新机制、新效应有较充分的认识。二、教学内容和要求第一部分：双极逻辑/模拟集成电路集成电路中的双极晶体管（npn、纵向/横向pnpBJT）的器件结构、特性及集成化所产生的寄生效应。以复习为主，却是学习后面课程内容的基础。通过对比、联系，掌握TTL、ECL和I2L电路的基本结构、工作原理、电学特性及设计特点，以便在应用时充分发挥各自优点。双极型模拟IC基本单元电路（如有源负载、恒流源、基准电压源、差分对等）的结构、工作

3、原理和特性。为重点掌握内容，要求能在实际电路设计时正确选择适当的组态。双极型IC设计的工艺流程和版图设计规则。着重掌握集成BJT、二极管、SBD、肖特基晶体管的器件与版图设计。第二部分：MOS逻辑/模拟集成电路复习并巩固增强型、耗尽型P/NMOSFET的器件结构、交直流特性及其寄生效应。各种MOS反相器的结构、静态/瞬态特性的分析与比较，属重点内容。要求能概括总结出各自的优缺点，并能在应用中加以考虑和改进；了解CMOS传输门的工作原理。分析比较静态、动态和准静态CMOS电路的特性与特点；小尺寸高

4、速IC中的互连延迟分析与计算；要求掌握几种CMOS变型电路的特点和用途。MOS模拟IC基本单元结构、工作原理和特性。能在实际设计时正确选择适当的组态。集成运放等模拟IC的性能分析与计算；根据给定的主要性能指标，设计出相应的MOS集成运算放大器并加以模拟验证。强调应用，属重点和难点内容。在掌握以上知识点的基础上，适当补充与开关电容电路、D/A、A/D等较复杂电路模块及低压低功耗LV/LP等新型电路技术原理及设计思想相关的内容，以拓宽学生视野，加深对VLSI电路与设计技术的理解。三、教材和参考资料教材

5、：高等学校工科电子类规划教材：《半导体集成电路》，张开华，东南大学出版社，1995年。参考资料：1995年以前：1、《双极集成电路分析与设计基础》，贾松良，电子工业出版社，1987年。TN431146。2、《MOS集成电路分析与设计基础》，张建人，电子工业出版社，1987年。3、《CMOSVLSI设计原理和系统展望》，[美]，NeilWeste著，高教出版社。TN47W388。4、《超大规模集成物理学导论》，童勤义，电子工业出版社。TN471。5、《集成电路设计原理——模拟集成电路》，复旦大学微电子教研

6、室，高教出版社。TN431.15222。6、《超大规模集成电路技术》，[美]，施敏，科学出版社。TN49S93。7、《双极与MOS模拟集成电路设计》，[美]，艾伦.B.格里本，上海交大出版社。TN431.19188。1995年及其以后：1.半导体集成电路，朱正涌，清华大学出版杜2001年1月第一版。2.数字集成电路设计透视（英文），J.M.Rabaey，清华大学出版社（影印），1999年2月第一版。2教学大纲3.CMOS数字集成电路——分析与设计，S-M.Kang，清华大学出版社（影印），2004年8月

7、第一版。4.CMOS模拟电路设计，P.E.艾伦，D.R.霍尔伯格，科学出版社，1995年3月第一版。5.CMOS模拟电路设计（英文），P.E.Allen，D.R.Holberg，电子工业出版社，2002年6月第二版。6.模拟CMOS集成电路设计，毕查德.拉扎维著，陈贵灿等译，西安交通大学出版社，2003年3月第一版。7.模拟集成电路的分析与设计，P.R.Gray等著，高等教育出版社，2003年10月第一版。3第一章绪论1.1集成电路的分类集成电路（IntegratedCircuit，IC），是指用半导体

8、工艺，或薄膜、厚膜工艺（或这些工艺的组合），把电路的有源器件、无源元件及互连布线以相互不可分离的状态制作在半导体或绝缘材料基片上，最后封装在一个管壳内，构成一个完整的、具有特定功能的电路、组件、子系统或系统。根据工艺和结构的不同，可将IC分为三类：·半导体IC或称单片（Monolithic）IC——集成度高、体积小、生产效率高，适合规模生产。难以制作高精度、高阻值、大容量电容、电阻以及电感。·膜IC，又可分为两种厚膜电路——用于制作电阻器