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数字集成电路知识点整理

Digital IC ：数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统

第一章引论

1、数字IC 芯片制造步骤

设计：前端设计（行为设计、体系结构设计、结构设计）、后端设计（逻辑设计、电路设计、版图设计）

制版：根据版图制作加工用的光刻版

制造：划片：将圆片切割成一个一个的管芯（划片槽）封装：用金丝把管芯的压焊块（pad ）与管壳的引脚相连测试：测试芯片的工作情况 2、数字IC 的设计方法

分层设计思想：每个层次都由下一个层次的若干个模块组成，自顶向下每个层次、每个模块分别进行建模与验证

SoC 设计方法：IP 模块（硬核（Hardcore)、软核（Softcore)、固核（Firmcore ））与设计复用 Foundry （代工）、Fabless （芯片设计）、Chipless （IP 设计）“三足鼎立”——SoC 发展的模式

3、数字IC 的质量评价标准（重点：成本、延时、功耗，还有能量啦可靠性啦驱动能力啦之类的）

NRE (Non-Recurrent Engineering) 成本

设计时间和投入，掩膜生产，样品生产一次性成本 Recurrent 成本

工艺制造（silicon processing ），封装（packaging ），测试（test ）正比于产量

一阶RC 网路传播延时：正比于此电路下拉电阻和负载电容所形成的时间常数

功耗：emmmm 自己算 4、EDA 设计流程

IP 设计系统设计（SystemC ）模块设计（verilog ）

版图设计(.ICC) 电路级设计（.v 基本不可读）

综合过程中用到的文件类型(都是synopsys 版权)：

.db

.sdb .slib

第二章器件基础

1、保护IC的输入器件以抗静电荷（ESD保护）

2、长沟道器件电压和电流的关系：

3、短沟道器件电压和电流关系

速度饱和：当沿着沟道的电场达到临界值ξC时，载流子的速度由于散射效应（载流子之间的碰撞）而趋于饱和。

ξC取决于掺杂浓度和外加的垂直电场强度

器件在V DS达到V GS --V T 之前就已经进入饱和状态，所以与相应的长沟道器件相比，短沟道器件饱和区范围更大

反面整理P63 3.3.2 静态状态下的MOS晶体管相关参数以及公式（尤其是速度饱和）4、MOS管二阶效应

阈值变化：随着器件尺寸的缩小，阈值电压变成与L、W、V DS有关

短沟效应（漏端感应势垒降低（DIBL））：电压控制耗尽区宽度，V DS提高将会导致势垒降低，甚至过高的V DS将会导致源漏短路，称为源漏穿流

窄沟效应：沟道耗尽区并不立即在晶体管边沿终止，而是会向绝缘场氧下面延伸一些，栅电压必须维持这一额外的耗尽电荷才能建立一条导电沟道，在W值较小时将会引起阈值电压升高

亚阈值导通：在V GS接近甚至略小于V T时，I D仍然存在

热载流子效应：

原因：小尺寸器件中的强电场引起高能热电子与晶格碰撞产生电子空穴对，引起衬底电流；电子在强总校电厂的作用下穿过栅氧，引起栅电流。

影响：改变阈值电压、使器件参数变差，特性不稳，电路失效；衬底电流引起噪声以及动态节点漏电。

处理方法：LDD（lightly doped drain）:在源漏区与沟道间加一段电阻率较高的轻掺杂

区。可以减小热载流子效应，增大源漏端耐压范围，但是轻掺杂区会导致器件跨导减小，漏源电流减小

闩锁效应：寄生双极型晶体管互相提供基极电流，正反馈至短路

第三章互连线

1、MOS IC的三层互连线

上层金属互连线

中层的多晶硅连线

下层的扩散区连线

2、互连线模型：集总RC模型（Elmore延时）

集总RC 模型（考虑导线电阻）：导线分段，每段导线的导线电阻集总成一个电阻R，

电容集总成一个电容C

第四章反相器

1、再生性：再生性保证一个受干扰的信号在通过若干逻辑级后逐渐收敛回到额定电平中的一个

具备再生性的条件：过渡区增益绝对值大于一

2、扇出系数：输出端连接同类门的最多个数

扇入系数：单个逻辑门能够承受的数字信号输入最大量

3、静态CMOS反相器的特点：

1、输出高电平和低电平分别为VDD和GND。信号电压摆幅等于电源电压，噪声容限很

大；

2、采用无比逻辑，逻辑电平与器件尺寸无关，晶体管可以采用最小尺寸，且翻转时不

会因为尺寸设计原因出现错误，稳定性高

3、输出阻抗小，稳态时在输出和VDD或GND之间总存在一条具有有限电阻的通路，

对噪声和干扰不敏感

4、输入阻抗高，不消耗直流输入电流，理论上可以驱动无限多个门

5、不考虑泄露功耗的情况下，没有静态功耗（CMOS取代NMOS的原因）

4、CMOS反相器静态特性

开关阈值：定义为V M=V out的点，在这一区域由于V GS=V DS，上管下管都是饱和的（长沟短沟分为速度饱和和普通饱和），使通过两个晶体管的电流相等即可得到V M的解析表达式，推导过程见书上P134，反面自己推导一遍。

噪声容限[V IL，V IH]：根据定义，是反相器增益为-1时的输入，但是太难算了，就用了线性近似，推导过程见书上P136，反面自己推导一遍。

5、CMOS反相器动态特性

电容：巴拉巴拉巴拉巴拉一堆公式反正感觉没啥用

传播延时：在输入和输出反转的50%之间的时间，正比于这个电路的下拉电阻和负载电容所形成的时间常数

传播延时性能优化设计：

减小负载电容（自身扩散电容，连线电容，扇出电容）

加大晶体管尺寸

优点：增加了驱动能力（增大充放电电流，降低导通电阻）

缺点：扩散电容增大，从而使负载电容增大

栅电容增加，使前一级的扇出电容增加

提高电源电压

缺点：V DD增加到一定程度，对延时的优化效果不明显

功耗增加

出于可靠性烤炉，V DD具有严格的上限

反相器链的性能优化：要求每一级的尺寸时与其相邻前后两个反相器尺寸的几何平均数（Cg为输入的栅电容）

这一段一定要回头看书看PPT啊！！！！！！！！！！！！！

5、反相器功耗分析（感觉好像都会，回头扫一眼就成，还有能连延时积啥的）

动态功耗：对负载电容充电和放电造成的功耗

短路功耗：开关过程中电源和地之间顺吉纳的直流通路造成的功耗

静态功耗：稳定输出高电平或低电平时的直流功耗，漏电流造成

第六章CMOS组合逻辑门的设计

1、静态CMOS组合逻辑电路

在每一时间（除切换期间）每个门的输出总是通过低阻连至VDD 或GND。

稳态时，门的输出值总是由电路所实现的布尔函数决定。

它不同于动态电路：动态电路把信号值暂时存放在高阻抗电路节点电容上。

合

2、静态电路类型：

互补CMOS

有比逻辑（伪NMOS和DCVSL）

传输晶体管逻辑（Pass-Transistor Logic）

3、互补CMOS经验规则：

晶体管看作是由其栅端信号控制的开关。

PDN用NMOS器件，PUN用PMOS器件（否则会有阈值损失）

实现N输入的逻辑门需要晶体管数目为2N。

4、互补CMOS静态特性：

高噪声容限

没有静态功耗

直流电压传输特性和噪声容限与数据输入模式有关

5、互补CMOS传播延时（我觉得这里可以考一道速度快慢的定性分析）

e.g.

6、互补CMOS尺寸设计：为了使NAND网的下拉延时与最小尺寸的反相器相同，在PDN串联网络中的NMOS器件必须设计成两倍宽（同样功能晶体管电容减半），以使NAND下拉网络的等效电阻与反相器相同而PMOS器件可以维持不变。

7、互补CMOS大扇入时的设计技巧：

调整（加大）晶体管尺寸（减小电阻但增大了电容，还会给前级加大负载，只有当CL>>Cint 才能用）

逐级加大晶体管尺寸，使影响最大的晶体管电容最小（但可能会使版图设计复杂，晶体管间距不得不加大，导致内部电容增加）

重新安排输入（定义：外层输入：接近电源或地的输入，内层输入：接近输出端的输入，最迟到达的输入信号应当作为内层输入（放在接近输出端处）以避免多次延时）

重组逻辑结构：延时与扇入的平方关系使得输入太多时反转变得极慢，可以将多输入转化为多级

插入缓冲器隔离扇入与扇出（减小电容减小时间常数）

8、组合逻辑链的性能优化

首先我们明确一个概念：驱动能力（带负载能力）就是输出电阻，越小越强

反相器延时：

一般逻辑门的延时：

p-（归一化）本征延时：本征延时与门的类型有关，但它与门的尺寸（晶体管宽度的加倍）无关

g-逻辑努力（logical effort）：对于给定的负载，一个门的输入电容和与它具有相同输出电流的反相器的输入电容的比。逻辑努力与门的类型有关，但它与门的尺寸（晶体管宽度的加倍）无关

f-等效扇出（fanout）：又称为“电气努力”，对于反相器，有

尺寸计算：并联不变，串联乘以串联的次数。

g=（P网输入管平均尺寸+N网输入管平均尺寸）/3 （输入电容之比）

努力与延时及尺寸关系的具体计算见书

对组合逻辑链性能优化的小结

①逻辑努力的概念可以用来快速比较各种电路结构的延时特性。例如：在互补CMOS结构中，NANF门比NOR门好。

②逻辑链中当各级的努力延时（h）相同并且接近等于4时，整个逻辑链路径的延时最快。采用“较少”级数（逻辑门的数目较少）时，逻辑链未必最快；采用“大尺寸”逻辑门时，逻辑链未必最快，却会增加面积和功耗。

③逻辑链的路径总延时对于级数偏高“最优级数”的敏感程度不大。使每级的努力延时稍大于4可减少面积与功耗，但速度减慢不多。但当每级的努力延时大于6~8时，速度会明显变慢。

④当单个逻辑门的输入数目增多时，它的逻辑努力也增大，一般限制单个逻辑门的输入数目为4个。当输入数超过4时，一般需要把这个复杂门分解成多级的简单门

9、互补CMOS的功耗优化

逻辑门的翻转受拓扑结构和信号时序的影响

翻转概率

毛刺引起虚假翻转

降低光开关活动性的方法

逻辑重组

输入排序（推迟具有较高翻转率的信号）

减少资源的分时复用

均衡信号路径减少毛刺

10、有比逻辑

目的：减少互补CMOS中的器件数

方法：不用PDN和PUN组合，而用NMOS的PDN实现逻辑功能，用简单负载器件实现上拉

缺点：降低了稳定性、增加功耗

11、有比逻辑（伪NMOS）特点：

晶体管数目N + 1个

输出高电平VOH = VDD

输出低电平VOL 不为0，降低了噪声容限，增加静态功耗

负载器件相对于下拉器件的尺寸比，会影响噪声容限、传播延时、功耗等，甚至是逻辑功能

设计伪NMOS，要折中考虑：

1）减少静态功耗，负载PMOS管要小

2）得到较大的NML，VOL要低=> (W/L)n / (W/L)p大，负载PMOS管要小

3）减小tpLH，负载PMOS管要大

4）1），2）和3）矛盾，速度快的门消耗更多的静态功耗，且会减小噪声容限。

用伪NMOS设计大扇入的复合门具有吸引力的原因：

N+1个晶体管，面积小，寄生电容小

对前级负载小，每个输入只接到一个晶体管

输出低电平时有静态功耗，适合大多数情况下输出为高电平的情况，如存储器的地址译码电路

14、有比逻辑（DCVSL——差分串联电压开关逻辑）

输入具有互补形式同时产生互补输出，消除了反相信号所需要额外反相器

输出节点电容小(和伪NMOS相同)

反馈机制保证了能够关断不需要的负载器件

消除静态功耗(增加了转换功耗)

下拉网络PDN1和PDN2互补，实现逻辑功能的互补

有比逻辑，全摆幅（GND和VDD）

额外面积开销(有两个下拉网络)

布线复杂，动态功耗高

15、传输管逻辑

需要的器件数少：N个晶体管

没有静态功耗，无比逻辑

互补的数据输入输出

属于静态逻辑

设计具有模块化的特点

NMOS传输高电平有阈值损失，导致驱动能力下降，且由于充电过程中栅源电压一直

降低充电速度会比较慢。甚至会产生如下问题。

16、传输管逻辑驱动问题解决方案

解决方案1：电平恢复晶体管

1、完全无静态功耗，但考虑过渡情形时，需要仔细确定尺寸

2、增加了内部节点内容，关断时有信号竞争，降低了门的速度

3、PMOS的导通加速了上拉，因而减少了输出（反相器）的下降时间

解决方案2：传输管用低阈值晶体管（VT = 0）

优点：几乎没有阈值损失

（亚阈值）

解决方案3：采用传输门（Transmission Gate）逻辑

6个晶体管，比互补CMOS实现少一半

F总有一条路径到VDD 或GND，是低阻节点

传输们延时：

减少传输门链的延时：插入缓冲器切断长的传输门链

17、传输管传输门比较

（1）传输管的优点：寄生电容小，速度快，属无比逻辑缺点：阈值损失，噪声容限差，会引起下一级静态功耗，MOS管的导通电阻随电压变化而变化

（2）全传输门优点：无阈值损失，MOS开关的导通电阻基本为常数缺点：必须提供正反控制信号，版图设计效率低，电容大

18、静态CMOS分析方法

结构、逻辑类型、性能（延时、稳定性，输入输出电阻（给前级的负载和对后级的驱动能力））、功耗

19、动态CMOS

在静态逻辑电路中，每一个时间点（开关瞬态除外）输出都通过一条低阻的路径连接到VDD 或GND

动态逻辑电路依赖于信号值在高阻节点（求值期间或求值后）的电容上暂时存储。

分两相工作：预充（Precharge）

求值（Evaluate）

面积小（N+2个管子）

速度快（管子少，C L小，拉高无延时，预充就已经拉高了，选择大PMOS可以加快预充，但是也会加大CL，使得拉低时间变长）

全摆幅

虽然没有了静态功耗，但是始终一直在翻转，开关活动性很高，导致总功耗很高

优势：晶体管少，CL小，每个扇入对前级只表现为一个负载晶体管

每个周期最多只能翻转一次，没有毛刺和虚假翻转

不存在短路功耗

劣势：时钟功耗大，时钟节点每个时钟周期都要翻转

增加抗漏电器件时可能会有短路功耗

较高的开关活动性

噪声容限：输出高电平时，动态逻辑门的输出阻抗很大。因此，输出电平对噪声和干扰很敏感！其它信号的电容性耦合，可能造成节点电荷损失，而且不能恢复。20、动态门的信号完整性问题

电荷泄露（翻篇儿机关和亚阈值漏电引起）：为了防止泄露导致电平变化，要有较高的时钟频率，可以加电平恢复器，这里叫泄露晶体管，但是这样PDN导通时就会与泄露管产生竞争，变成有比逻辑，产生短路功耗

电荷分享：求值时CL与PDN网络寄生电容分享电荷，可以给寄生电容节点预充电解决，

但是会增加面积和功耗。

电容耦合：

解决办法：预充期间置所有输入为0，求值期间输入只能进行单个的0→1翻转

时钟馈通：由于预充器件的栅漏电容引起的预充器件的时钟输入与动态输出节点间的耦合效应。动态输出节点的电压可能上升到VDD以上

21、多米诺逻辑

扇出由一个低阻抗输出的静态反相器驱动，提高了抗噪声能力

缓冲器隔离了内部和外部电容，减少了动态输出节点的电容

可以利用反相器驱动一个泄漏器件抵抗漏电和电荷重新分布

预充期间置所有输入为0，求值期间输入只能进行单个的0→1翻转，这样的话就不会存在预充管和PDN同时导通的情况，也就可以取消求值管：减少了时钟负载，提高下拉驱动能力，但会增加预充电周期

第七章时序逻辑电路设计的设计

1、动态存储器

要求定期刷新，要求从电容中读出信号时不会干扰所存储的电荷，因此要求通过具有高输入阻抗的器件来读取

速度快，面积小

2、静态存储器

对扰动不敏感

速度相对慢，面积相对大

信号可以无限保持

3、时序参数的一般定义

（1）建立（set-up）时间：t su

（2）维持（hold）时间：t hold

（3）时钟至输出（clk-q）时间（max）：t clk-q

（4）时钟周期：T

（5）数据至输出（d-q）时间（max）：t d-q

4、双稳电路

5、基于多路开关的锁存器

传输门实现

缺点：时钟信号的活性系数为1，有4个负载，功耗很大。

传输管实现

优点：时钟负载减小

缺点：第一个反相器的输入的高电平降低，从而影响噪声容限和开关性能，产生静态功耗

6、主从（边沿）寄存器（两个反相的基于多路开关的锁存器串联）

多路选择器实现：

强制写入实现：

优点：时钟晶体管的数目从8降到4

缺点：有比，强制写入。T1及其源驱动必须比I2 强。设计复杂。反向传导，T2 和I4 共同影响存储在I1—I2 中的数据

7、时钟交叠引起的问题

可以换用两相不交叠时钟

8、静态SR触发器

时钟控制的SR触发器（同步时序电路）

9、简化的时钟同步SR触发器

10、动态存储器

比静态Latch和Register简单

基于在寄生电容上存储电荷，由于漏电需要周期刷新，适用于高频时序电路

读操作不破坏信息：因此需要输入高阻抗的器件

解决漏电的办法：增加一个弱反馈反相器，构成伪静态

这会增加抗噪声能力，但会增加延时

除高性能数据通路外，一般均应使寄存器成为伪静态的或静态的

11、C2MOS－Clocked CMOS

C2MOS与传输门相比较的优点：对时钟交叠不敏感

对传输门，不论其输出端是0还是1，输出端数据能被锁存住而不发生变化的条件是：P 管和N管必须同时关闭，只要有一个管子不关闭（例如由于Φ，Φ非造成P管和N管同时导通），则输出端就会受输入端的影响。

而对于C2MOS（例如当N管接Φ而P管接Φ非时）在输出为0时，只有当Φ非=0 时才有可能使输出从0变为1，而Φ=1时没有关系，即N管的导通不会影响输出端的0值。在输出为1时，只要当Φ=1时才有可能使输出从1变为0，而Φ非=0时没有关系，即P管的导通不会影响输出端的1值。

但是如果时钟的上升和下降时间太慢，那么存在一个时间间隔，NMOS 和PMOS都导通，于是就会在输入与输出间产生一条通路，从而破坏电路状态。因此一般使时钟的上升（下降）时间约小于C2MOS latch传播延时的5倍

真单相钟控寄存器（TSPCR）（我忍不了了！！！！！这一段都没见过啊啊啊啊啊绝望）

TIPS：

C2MOS Latch 与TSPC Latch 在时钟的上升下降沿不够陡的情况下会发生误操作。慢的时钟沿会引起NMOS和PMOS钟控管同时导通，引起不确定值和竞争状态。因此应当仔细控制时钟的上升下降边沿。例如必要时应当引入局部缓冲器以保证时钟的质量。

TSPC寄存器是动态寄存器，存储节点的高阻抗使电路对于噪声和动态节点的漏电非常敏感，为此常常把一个反馈管加进到这个结构中，使成为伪静态的结构。

数字集成电路复习笔记

数集复习笔记 By 潇然名词解释专项摩尔定律：一个芯片上的晶体管数目大约每十八个月增长一倍。传播延时：一个门的传播延时t p定义了它对输入端信号变化的响应有多快。它表示一个信号通过一个门时所经历的延时，定义为输入和输出波形的50%翻转点之间的时间。由于一个门对上升和下降输入波形的响应时间不同，所以需定义两个传播延时。 t pLH定义为这个门的输出由低至高翻转的响应时间，而t pHL则为输出由高至低翻转的响应时间。传播延时t p定义为这两个时间的平均值：t p=(t pLH+t pHL)/2。设计规则：设计规则是指导版图掩膜设计的对几何尺寸的一组规定。它们包括图形允许的最小宽度以及在同一层和不同层上图形之间最小间距的限制与要求。定义设计规则的目的是为了能够很容易地把一个电路概念转换成硅上的几何图形。设计规则的作用就是电路设计者和工艺工程师之间的接口，或者说是他们之间的协议。速度饱和效应：对于长沟MOS管，载流子满足公式：υ= -μξ(x)。公式表明载流子的速度正比于电场，且这一关系与电场强度值的大小无关。换言之，载流子的迁移率是一个常数。然而在（水平方向）电场强度很高的情况下，载流子不再符合这一线性模型。当沿沟道的电场达到某一临界值ξc时，载流子的速度将由于散射效应（即载流子间的碰撞）而趋于饱和。时钟抖动：在芯片的某一个给定点上时钟周期发生暂时的变化，即时钟周期在每个不同的周期上可以缩短或加长。逻辑综合：逻辑综合的任务是产生一个逻辑级模型的结构描述。这一模型可以用许多不同的方式来说明，如状态转移图、状态图、电路图、布尔表达式、真值表或HDL描述。噪声容限：为了使一个门的稳定性较好并且对噪声干扰不敏感，应当使“0”和“1”的区间越大越好。一个门对噪声的灵敏度是由低电平噪声容限NM L和高电平噪声容限 NM H来度量的，它们分别量化了合法的“0”和“1”的范围，并确定了噪声的最大固定阈值： NM L =V IL - V OL NM H =V OH - V IH

数字集成电路复习指南..

1. 集成电路是指通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管、MOS管等有源器件和阻、电容、电感等无源器件，按一定电路互连，“集成”在一块半导体晶片（硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能的一种器件。 2.集成电路的规模大小是以它所包含的晶体管数目或等效的逻辑门数目来衡量。等效逻辑门通常是指两输入与非门，对于CMOS集成电路来说，一个两输入与非门由四个晶体管组成，因此一个CMOS电路的晶体管数除以四，就可以得到该电路的等效逻辑门的数目，以此确定一个集成电路的集成度。 3.摩尔定律”其主要内容如下：集成电路的集成度每18个月翻一番/每三年翻两番。摩尔分析了集成电路迅速发展的原因，他指出集成度的提高主要是三方面的贡献: （1）特征尺寸不断缩小，大约每3年缩小1.41倍；（2）芯片面积不断增大，大约每3年增大1.5倍；（3）器件和电路结构的改进。 4.反标注是指将版图参数提取得到的分布电阻和分布电容迭加到相对应节点的参数上去，实际上是修改了对应节点的参数值。 5.CMOS反相器的直流噪声容限:为了反映逻辑电路的抗干扰能力，引入了直流噪声容限作为电路性能参数。直流噪声容限反映了电流能承受的实际输入电平与理想逻辑电平的偏离范围。 6. 根据实际工作确定所允许的最低输出高电平，它所对应的输入电平定义为关门电平；给定允许的最高输出低电平，它所对应的输入电平为开门电平 7. 单位增益点. 在增益为0和增益很大的输入电平的区域之间必然存在单位增益点，即dV out/dVin=1的点 8. “闩锁”现象在正常工作状态下，PNPN四层结构之间的电压不会超过Vtg，因此它处于截止状态。但在一定的外界因素触发下，例如由电源或输出端引入一个大的脉冲干扰，或受r射线的瞬态辐照，使 PNPN四层结构之间的电压瞬间超过Vtg，这时，该寄生结构中就会出现很大的导通电流。只要外部信号源或者Vdd和Vss能够提供大于维持电流Ih的输出，即使外界干扰信号已经消失，在PNPN四层结构之间的导通电流仍然会维持，这就是所谓的“闩锁”现象 9. 延迟时间： T pdo ——晶体管本征延迟时间； UL ——最大逻辑摆幅，即最大电源电压； Cg ——扇出栅电容(负载电容)； Cw ——内连线电容； Ip ——晶体管峰值电流。

数字集成电路--电路、系统与设计(第二版)复习资料

第一章数字集成电路介绍第一个晶体管，Bell 实验室，1947 第一个集成电路，Jack Kilby ，德州仪器，1958 摩尔定律：1965年，Gordon Moore 预言单个芯片上晶体管的数目每18到24个月翻一番。(随时间呈指数增长) 抽象层次：器件、电路、门、功能模块和系统抽象即在每一个设计层次上，一个复杂模块的内部细节可以被抽象化并用一个黑匣子或模型来代替。这一模型含有用来在下一层次上处理这一模块所需要的所有信息。固定成本（非重复性费用）与销售量无关；设计所花费的时间和人工；受设计复杂性、设计技术难度以及设计人员产出率的影响；对于小批量产品，起主导作用。可变成本（重复性费用）与产品的产量成正比；直接用于制造产品的费用；包括产品所用部件的成本、组装费用以及测试费用。每个集成电路的成本=每个集成电路的可变成本+固定成本/产量。可变成本=（芯片成本+芯片测试成本+封装成本）/最终测试的成品率。一个门对噪声的灵敏度是由噪声容限NM L （低电平噪声容限）和NM H （高电平噪声容限）来度量的。为使一个数字电路能工作，噪声容限应当大于零，并且越大越好。NM H = V OH - V IH NM L = V IL - V OL 再生性保证一个受干扰的信号在通过若干逻辑级后逐渐收敛回到额定电平中的一个。一个门的VTC 应当具有一个增益绝对值大于1的过渡区(即不确定区)，该过渡区以两个有效的区域为界，合法区域的增益应当小于1。理想数字门特性：在过渡区有无限大的增益；门的阈值位于逻辑摆幅的中点；高电平和低电平噪声容限均等于这一摆幅的一半；输入和输出阻抗分别为无穷大和零。传播延时、上升和下降时间的定义传播延时tp 定义了它对输入端信号变化的响应有多快。它表示一个信号通过一个门时所经历的延时，定义为输入和输出波形的50%翻转点之间的时间。上升和下降时间定义为在波形的10%和90%之间。对于给定的工艺和门的拓扑结构，功耗和延时的乘积一般为一常数。功耗-延时积(PDP)----门的每次开关事件所消耗的能量。一个理想的门应当快速且几乎不消耗能量，所以最后的质量评价为。能量-延时积(EDP) = 功耗-延时积2 。第三章、第四章CMOS 器件手工分析模型 ()0 12' 2 min min ≥???? ??=GT DS GT D V V V V V L W K I 若＋－λ ()DSAT DS GT V V V V ,,m in min ＝寄生简化：当导线很短，导线的截面很大时或当所采用的互连材料电阻率很低时，电感的影响可以忽略：如果导线的电阻很大(例如截面很小的长铝导线的情形)；外加信号的上升和下降时间很慢。当导线很短，导线的截面很大时或当所采用的互连材料电阻率很低时，采用只含电容的模型。当相邻导线间的间距很大时或当导线只在一段很短的距离上靠近在一起时：导线相互间的电容可以被忽略，并且所有的寄生电容都可以模拟成接地电容。平行板电容：导线的宽度明显大于绝缘材料的厚度。边缘场电容：这一模型把导线电容分成两部分：一个平板电容以及一个边缘电容，后者模拟成一条圆柱形导线，其直径等于该导线的厚度。多层互连结构：每条导线并不只是与接地的衬底耦合（接地电容），而且也与处在同一层及处在相邻层上的邻近导线耦合（连线间电容）。总之，再多层互连结构中导线间的电容已成为主要因素。这一效应对于在较高互连层中的导线尤为显著，因为这些导线离衬底更远。例4.5与4.8表格电压范围集总RC 网络分布RC 网络 0 → 50%(t p ) 0.69 RC 0.38 RC 0 → 63%(τ) RC 0.5 RC 10% → 90%(t r ) 2.2 RC 0.9 RC 0 → 90% 2.3 RC 1.0 RC 例4.1 金属导线电容考虑一条布置在第一层铝上的10cm 长，1μm 宽的铝线，计算总的电容值。平面(平行板)电容： ( 0.1×106 μm2 )×30aF/μm2 = 3pF 边缘电容： 2×( 0.1×106 μm )×40aF/μm = 8pF 总电容： 11pF 现假设第二条导线布置在第一条旁边，它们之间只相隔最小允许的距离，计算其耦合电容。耦合电容： C inter = ( 0.1×106 μm )×95 aF/μm2 = 9.5pF 材料选择：对于长互连线，铝是优先考虑的材料；多晶应当只用于局部互连；避免采用扩散导线；先进的工艺也提供硅化的多晶和扩散层接触电阻：布线层之间的转接将给导线带来额外的电阻。布线策略：尽可能地使信号线保持在同一层上并避免过多的接触或通孔；使接触孔较大可以降低接触电阻(电流集聚在实际中将限制接触孔的最大尺寸)。采电流集聚限制R C , (最小尺寸)：金属或多晶至n+、p+以及金属至多晶为 5 ~ 20 Ω ；通孔(金属至金属接触)为1 ~ 5 Ω 。例4.2 金属线的电阻考虑一条布置在第一层铝上的10cm 长，1μm 宽的铝线。假设铝层的薄层电阻为0.075Ω/□，计算导线的总电阻： R wire ＝0.075Ω/□?(0.1?106 μm)/(1μm)＝7.5k Ω 例4.5 导线的集总电容模型假设电源内阻为10k Ω的一个驱动器，用来驱动一条10cm 长，1μm 宽的Al1导线。电压范围集总RC 网络分布RC 网络 0 → 50%(t p ) 0.69 RC 0.38 RC 0 → 63%(τ) RC 0.5 RC 10% → 90%(t r ) 2.2 RC 0.9 RC 0 → 90% 2.3 RC 1.0 RC 使用集总电容模型，源电阻R Driver ＝10 k Ω，总的集总电容C lumped ＝11 pF t 50% = 0.69 ? 10 k Ω ? 11pF = 76 ns t 90% = 2.2 ? 10 k Ω ? 11pF = 242 ns 例4.6 树结构网络的RC 延时节点i 的Elmore 延时： τDi = R 1C 1 + R 1C 2 + (R 1+R 3) C 3 + (R 1+R 3) C 4 + (R 1+R 3+R i ) C i 例4.7 电阻-电容导线的时间常数总长为L 的导线被分隔成完全相同的N 段，每段的长度为L/N 。因此每段的电阻和电容分别为rL/N 和cL/N R (= rL) 和C (= cL) 是这条导线总的集总电阻和电容()()()N N RC N N N rcL Nrc rc rc N L DN 2121 (22) 22 +=+=+++?? ? ??=τ 结论：当N 值很大时，该模型趋于分布式rc 线;一条导线的延时是它长度L 的二次函数;分布rc 线的延时是按集总RC 模型预测的延时的一半. 2 rcL 22＝RC DN = τ 例4.8 铝线的RC 延时.考虑长10cm 宽、1μm 的Al1导线,使用分布RC 模型，c = 110 aF/μm 和r = 0.075 Ω/μm t p = 0.38?RC = 0.38 ? (0.075 Ω/μm) ? (110 aF/μm) ? (105 μm)2 = 31.4 ns Poly ：t p = 0.38 ? (150 Ω/μm) ? (88+2?54 aF/μm) ? (105 μm)2 = 112 μs Al5： t p = 0.38 ? (0.0375 Ω/μm) ? (5.2+2?12 aF/μm) ? (105 μm)2 = 4.2 ns 例4.9 RC 与集总C 假设驱动门被模拟成一个电压源，它具有一定大小的电源内阻R s 。应用Elmore 公式，总传播延时： τD = R s C w + (R w C w )/2 = R s C w + 0.5r w c w L 2 及 t p = 0.69 R s C w + 0.38 R w C w 其中，R w = r w L ，C w = c w L 假设一个电源内阻为1k Ω的驱动器驱动一条1μm 宽的Al1导线，此时L crit 为2.67cm 第五章CMOS 反相器静态CMOS 的重要特性：电压摆幅等于电源电压 → 高噪声容限。逻辑电平与器件的相对尺寸无关 → 晶体管可以采用最小尺寸 → 无比逻辑。稳态时在输出和V dd 或GND 之间总存在一条具有有限电阻的通路 → 低输出阻抗 (k Ω) 。输入阻抗较高 (MOS 管的栅实际上是一个完全的绝缘体) → 稳态输入电流几乎为0。在稳态工作情况下电源线和地线之间没有直接的通路(即此时输入和输出保持不变) → 没有静态功率。传播延时是晶体管负载电容和电阻的函数。门的响应时间是由通过电阻R p 充电电容C L (电阻R n 放电电容C L )所需要的时间决定的。开关阈值V M 定义为V in = V out 的点(在此区域由于V DS = V GS ，PMOS 和NMOS 总是饱和的) r 是什么：开关阈值取决于比值r ，它是PMOS 和NMOS 管相对驱动强度的比 DSATn n DSATp p DD M V k V k V V ＝，r r 1r +≈ 一般希望V M = V DD /2 (可以使高低噪声容限具有相近的值)，为此要求 r ≈ 1 例5.1 CMOS 反相器的开关阈值通用0.25μm CMOS 工艺实现的一个CMOS 反相器的开关阈值处于电源电压的中点处。所用工艺参数见表3.2。假设V DD = 2.5V ，最小尺寸器件的宽长比(W/L)n 为1.5 ()()()()()()()() V V L W V V V V k V V V V k L W L W M p DSATp Tp M DSATp p DSATn Tn M DSATn n n p 25.125.55.15.35.320.14.025.1263.043.025.10.163.01030101152266==?==----?-???----=－－－＝分析： V M 对于器件比值的变化相对来说是不敏感的。将比值设为3、2.5和2，产生的V M 分别为 1.22V 、1.18V 和 1.13V ，因此使PMOS 管的宽度小于完全对称所要求的值是可以接受的。增加PMOS 或NMOS 宽度使V M 移向V DD 或GND 。不对称的传输特性实际上在某些设计中是所希望的。噪声容限：根据定义，V IH 和V IL 是dV out /dV in = -1(= 增益)时反相器的工作点逐段线性近似V IH = V M - V M /g V IL = V M + (V DD - V M )/g 过渡区可以近似为一段直线，其增益等于在开关阈值V M 处的增益g 。它与V OH 及V OL 线的交点用来定义V IH 和V IL 。点。

数的认识知识点梳理

一、整数 1.自然数、0和整数：数物体的时候，用来表示物体个数的0，1，2，3··叫做自然数。整数包括正整数、0和负整数。 2.十进制计数法：一（个）、十、百、千、万······都叫做计数单位。其中“一”是计数的基本单位。每相邻两个计数单位之间的进率都是十，这种计数方法叫做十进制计数法。 3.整数的读法和写法：读数时，从高位起，一级一级地往下读,属于亿级和万级的要读出级名。每级末尾的“0"都不读，其他数位有一个0或连续几个0都只读一个0。写数时，从高位起，一级一级地往下写，哪一位上一个单位也没有，就在那个数位上写0。 4.因数和倍数:如果数a能被数6整除(6×0），b就叫做a的因数，a就叫做b的倍数。 5.偶数和奇数：一个自然数，不是奇数就是偶数。能被2整除的数叫做偶数，不能被2整除的数叫做奇数。最小的偶数是0，最小的奇数是1。 6.质数与合数：质数只有1和它本身两个因数；合数除了1和它本身外还有别的因数；1既不是质数又不是合数。最小的质数是2,最小的合数是4。 7.最大公因数和最小公倍数;几个数公有的因数，叫做这几个数的公因数,其中最大的那个叫做这几个数的最大公因数。几个数公有的倍数，叫做这几个数的公倍数，其中最小的那个叫做这几个数的最小公倍数。公因数只有1的两个数叫做互质数。二、正、负数像+20,+1.56,+8899.2··这样大于0的数叫做正数。像-3,-3.45,-6.357…··这样小于0的数叫做负数。三、小数 1.小数的意义：把整数“1”平均分成10份、100份……这样的一份或几份分别是十分之几、百分之几··…·的分数可以用小数表示。 2.数位和计数单位：小数点右边第一位是十分位，计数单位是十分之一；第二位是百分位，计数单位是百分之一…… 3.小数的读写：读小数时，小数的整数部分按整数的读法来读，小数点读作“点”，小数部分按照顺序读出每一个数位上的数字。写小数时，整数部分按照整数的写法来写，小数点写在个位右下角，小数部分顺次写出每一个数位上的数字。 4.小数的性质：小数的末尾添上0或者去掉0，小数的大小不变。 5.小数的改写和省略：一个较大的多位数，为了读写方便，常常把它改写成用“万”或“亿”作单位的数，只要在万位或亿位右边点上小数点，并在数的后面添上“万”或“亿”字。有时也可以根据需要,省略这个数某一位后面的尾数，取近似数。四、分数 1.分数的意义和分数单位：把单位“1”平均分成若干份，表示这样的一份或者几份的数，叫做分数。表示其中的一份的数，叫做分数单位。 2.分数与除法的关系。被除数：除数-據餘整（除数40）除数 3.分数大小的比较：分母相同的两个分数，分子大的分数比较大；分子相同的两个分数，分母小的分数比较大。 4.分数的分类：真分数的分子比分母小（真分数<1)。假分数的分子比分母

数字集成电路教学大纲

《数字集成电路》课程教学大纲课程代码：060341001 课程英文名称：digital integrated circuits 课程总学时：48 讲课：44 实验：4 上机：0 适用专业：电子科学与技术大纲编写（修订）时间：2017.05 一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标数字集成电路是为电子科学与技术专业开设的学位课，该课程为必修专业课。课程主要讲授CMOS数字集成电路基本单元的结构、电气特性、时序和功耗特性，以及数字集成电路的设计与验证方法、EDA前端流程等。在讲授基本理论的同时，重在培养学生的设计思维以及解决实际问题的能力。通过本课程的学习，学生将达到以下要求： 1．掌握CMOS工艺下数字集成电路基本单元的功能、结构、特性； 2．掌握基于HDL设计建模与仿真、逻辑综合、时序分析；熟悉Spice模型； 3．具备将自然语言描述的问题转换为逻辑描述的能力； 4. 具有解决实际应用问题的能力。（二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：CMOS数字集成电路设计方法与流程；CMOS逻辑器件的静态、动态特性和Spice 模型；数字集成电路的时序以及互连线问题；半导体存储器的种类与性能；数字集成电路低功耗解决方法以及输入输出电路；数字集成电路的仿真与逻辑综合。 2.基本理论和方法：在掌握静态和动态CMOS逻辑器件特性基础上，理解CMOS数字集成电路的特性和工作原理；掌握真值表、流程图/状态机、时序图的分析方法和逻辑设计的基本思想。 3.基本技能:掌握器件与系统的建模仿真方法；具备逻辑描述、逻辑与时序电路设计能力；熟悉电路验证与综合软件工具。（三）实施说明 1．教学方法：课堂讲授中要重点对基础概念、基本方法和设计思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加习题和讨论课，并在一定范围内学生讲解，调动学生学习的主观能动性；注意培养学生提高利用网络资源、参照设计规范及芯片手册等技术资料的能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。 2．教学手段：本课程属于技术基础课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。 3．计算机辅助设计：要求学生采用电路建模语言（SPICE/HDL）和仿真模拟工具软件进行电路分析与设计验证；采用逻辑综合工具软件进行电路综合；采用时序分析工具进行时序验证。（四）对先修课的要求本课程主要的先修课程有：大学物理、电路、线性电子线路、脉冲与逻辑电路、EDA技术与FPGA应用、微机原理及应用，以及相关的课程实验、课程设计。（五）对习题课、实践环节的要求 1．对重点、难点章节（如：MOS反相器静态特性/开关特性和体效应、组合与时序MOS电路、动态逻辑电路、数字集成电路建模与仿真验证、数字集成电路逻辑综合）应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。 2．课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及分析设

#《数字集成电路设计》复习提纲

《数字集成电路设计》复习提纲(1-7章) 2011-12 1. 数字集成电路的成本包括哪几部分？ ● NRE (non-recurrent engineering) costs 固定成本 ● design time and effort, mask generation ● one-time cost factor ● Recurrent costs 重复性费用或可变成本 ● silicon processing, packaging, test ● proportional to volume ● proportional to chip area 2. 数字门的传播延时是如何定义的？一个门的传播延时tp 定义了它对输入端信号变化的响应有多快。 3. 集成电路的设计规则(design rule)有什么作用？ ? Interface between designer and process engineer ? Guidelines for constructing process masks ? Unit dimension: Minimum line width ? scalable design rules: lambda parameter (可伸缩设计规则，其不足:只能在有限的尺寸范围内进行。) ? absolute dimensions (micron rules,用绝对尺寸来表示。) 4. 什么是MOS 晶体管的体效应？ 5. 写出一个NMOS 晶体管处于截止区、线性区、饱和区的判断条件，以及各工作区的源漏电流表达式（考虑短沟效应即沟道长度调制效应，不考虑速度饱和效应）注：NMOS 晶体管的栅、源、漏、衬底分别用G 、S 、D 、B 表示。 6. MOS 晶体管的本征电容有哪些来源？ 7. 对于一个CMOS 反相器的电压传输特性，请标出A 、B 、C 三点处NMOS 管和PMOS 管各自处于什么工作区？ V DD 8. 在CMOS 反相器中，NMOS 管的平均导通电阻为R eqn ，PMOS 管的平均导通电阻为R eqp ，请写出该反相器的总传播延时定义。 9. 减小一个数字门的延迟的方法有哪些？列出三种，并解释可能存在的弊端。 ? Keep capacitances small （减小CL ） ? Increase transistor sizes(增加W/L) ? watch out for self-loading! （会增加CL ） ? Increase VDD (????) V out V in 0.5 11.522.5

数的认识知识点梳理教学提纲

数的认识知识点梳理整数： 1.自然数,0和整数数物体的时候,用来表示物体个数的0,1,2,3…叫做自然数。一个物体也没有用0表示。 0也是自然数。 0和自然数都是整数。正整数整数零负整数 2.十进制计数法一(个)、十、百、千、万……都叫做计数单位。其中“一”是计数的基本单位。 10个一是十,10个十是百……10个一百亿是一千亿……每相邻两个计数单位之间的进率都是十。这种计数方法叫做十进制计数法。 3.整数的读法和写法读数时,从高位起,一级一级地往下读,属于亿级和万级的要读出级名. 读数时,每级末尾的“0”都不读,其他数位有一个0或连续几个0都只读一个0. 例如：8000406000读作: 八十亿零四十万六千

写数时,从高位起,一级一级地往下写,哪一位上一个单位也没有,就在哪个数位上写0 4.四舍五入法求一个数的近似数,要看尾数的最高位上的数是几,如果比5小,就把尾数都舍去;如果尾数最高位上的数是5或大于5,就把尾数舍去后,要向它的前一位进1. 5.整数大小的比较比较两个多位数的大小,首先看它们位数的多少,位数较多的数较大; 如果两个数的位数相同,那么首先看最高位,最高位上的数较大的,这个数就大; 如果最高位相同,则左边第二位上的数较大的,这个数就大…… 6.整除与除尽整除：整数a除以整数b(b≠0),除得的商是整数而没有余数,我们就说数a 能被数b整除,或数b能整除a. 除尽：数a除以数b(b≠0),除得的商是整数或是有限小数,这就叫做除尽. 整除与除尽的区别：整除是除尽的一种特殊情况,整除也可以说是除尽,但除尽不一定是整除.

7．因数和倍数如果数a能被数b整除(b≠0),a就叫做b的倍数,b就叫做a的约数. 一个数的因数的个数是有限的,其中最小的因数是1,最大的约数是它本身. 一个数的倍数的个数是无限的,其中最小的倍数是它本身,没有最大的倍数. 约数和倍数是相互依存的。 8.能被2.3.5整除的数的特征能被2整除的数的特征: 个位上是0,2,4,6,8, 能被5整除的数的特征: 个位上是0或5 能被3整除的数的特征: 各个位上的数字的和能被3整除能同时被2,5整除的数的特征: 个位是0 能同时被2,3,5整除的数的特征: 个位是0,而且各个位上的数字的和能被3整除. 注意:有一些数能被7,9,11,13整除,但是不容易看出来, 这是大家在约分中容易忽略的. 9.偶数和奇数一个自然数,不是奇数就是偶数偶数：能被2整除的数叫做偶数奇数：不能被2整除的数叫做偶数

数字集成电路必备考前复习总结

Digital IC：数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统第一章引论 1、数字IC芯片制造步骤设计：前端设计（行为设计、体系结构设计、结构设计）、后端设计（逻辑设计、电路设计、版图设计）制版：根据版图制作加工用的光刻版制造：划片：将圆片切割成一个一个的管芯（划片槽）封装：用金丝把管芯的压焊块（pad）与管壳的引脚相连测试：测试芯片的工作情况 2、数字IC的设计方法分层设计思想：每个层次都由下一个层次的若干个模块组成，自顶向下每个层次、每个模块分别进行建模与验证 SoC设计方法：IP模块（硬核（Hardcore)、软核（Softcore)、固核（Firmcore））与设计复用Foundry（代工）、Fabless（芯片设计）、Chipless（IP设计）“三足鼎立”——SoC发展的模式 3、数字IC的质量评价标准（重点：成本、延时、功耗，还有能量啦可靠性啦驱动能力啦之类的） NRE (Non-Recurrent Engineering) 成本设计时间和投入，掩膜生产，样品生产一次性成本 Recurrent 成本工艺制造（silicon processing），封装（packaging），测试（test）正比于产量一阶RC网路传播延时：正比于此电路下拉电阻和负载电容所形成的时间常数功耗：emmmm自己算 4、EDA设计流程 IP设计系统设计（SystemC）模块设计（verilog）综合版图设计(.ICC) 电路级设计（.v 基本不可读）综合过程中用到的文件类型(都是synopsys版权)：可以相互转化 .db（不可读）.lib（可读）加了功耗信息

(完整版)大数的认识知识点归纳

期末复习（一）第一单元大数的认识一、认识数级、数位、计数单位。练习：1、从个位起，第（）位是十万位；第九位是（）位，计数单位是（）。 2、456982002这个数的最高位是（）位；6在（）位，表示（），5在（）上，表示（）。 3、与100000相邻的两个数分别是（）和（）。 4、个、十、百、千、万……都是（）。二、十进制计数法 10个一是十10个一万是十万10个一亿是十亿 10个十是一百10个十万是一百万10个十亿是一百亿 10个一百是一千10个一百万是一千万10个一百亿是一千亿10个一千是一万10个一千万是一亿

十进制计数法：每相邻的两个计数单位之间的进率都是十。练习：1、千万和十万之间的进率是（）。 2、10个十万是（），（）个一千万是一亿， 10个（）是十亿。三、万以内、亿以内数的读法含有个级、万级和亿级的数，必须先读亿级，再读万级，最后读个级（即从高位读起）。亿级或万级的数都按个级读数的方法，在后面要加上亿或万。每级的末尾不管有几个0都不读，其他数位上有一个0或者连续几个0，都只读一个0。练习：请先画数级，再读出来 6820214 读作：（） 2001065 读作：（） 451200000 读作：（） 300201010 读作：（）四、万以内、亿以内数的写法先写亿级，再写万级，再写个级（从高位写起），按照数位的顺序写，那个数位上一个单位也没有，就在那一位上写0。练习：1、由6个千万、4个千、8个一组成的数是（） 2、写出下面的数

二百零三亿零三百五十万四千写作：（）八千零四十七万写作：（）二十九亿零八百万七千六百写作：（）3、三百零五万三千零五十三平方米，写作：（），它是由（）个万、（）个一组成的。最高位上的3表示（），最低位上的3表示（）。五、比较数的大小 1、位数不同的两个数，位数多的数较大。 2、位数相同的两个数，从最高位比起，最高位上的数大的那个数就大。如果最高位上的数相同，就比较下一个数位上的数。直到比出大小为止。练习：1、37820800____37082800 51986720____52001340 48万____480001 284635000_____30842150 2、把96012000，9660102，9061020,96001200按从小到大的顺序排列（）3、2200220 2222000 2000222 2220002 20202020 （）>（）>（）>（）>（）六、改写以“万”或“亿”为单位的数方法：以“万”为单位，就要把末尾的四个0去掉，再添上万字；

集成电路分析期末复习总结要点

集成电路分析集成工业的前后道技术：半导体（wafer）制造企业里面，前道主要是把mos管，三极管作到硅片上，后道主要是做金属互联。集成电路发展：按规模划分，集成电路的发展已经历了哪几代？参考答案：按规模，集成电路的发展已经经历了：SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI及GSI。它的发展遵循摩尔定律解释欧姆型接触和肖特基型接触。参考答案：半导体表面制作了金属层后，根据金属的种类及半导体掺杂浓度的不同，可形成欧姆型接触或肖特基型接触。如果掺杂浓度比较低，金属和半导体结合面形成肖特基型接触。如果掺杂浓度足够高，金属和半导体结合面形成欧姆型接触。、集成电路主要有哪些基本制造工艺。参考答案：集成电路基本制造工艺包括：外延生长，掩模制造，光刻，刻蚀，掺杂，绝缘层形成，金属层形成等。光刻工艺：光刻的作用是什么？列举两种常用曝光方式。参考答案：光刻是集成电路加工过程中的重要工序，作用是把掩模版上的图形转换成晶圆上的器件结构。曝光方式：接触式和非接触式 25、简述光刻工艺步骤。参考答案：涂光刻胶，曝光，显影，腐蚀，去光刻胶。 26、光刻胶正胶和负胶的区别是什么？参考答案：正性光刻胶受光或紫外线照射后感光的部分发生光分解反应，可溶于显影液，未感光的部分显影后仍然留在晶圆的表面，它一般适合做长条形状；负性光刻胶的未感光部分溶于显影液

中，而感光部分显影后仍然留在基片表面，它一般适合做窗口结构，如接触孔、焊盘等。常规双极型工艺需要几次光刻？每次光刻分别有什么作用？参考答案：需要六次光刻。第一次光刻--N+隐埋层扩散孔光刻；第二次光刻--P+隔离扩散孔光刻第三次光刻--P型基区扩散孔光刻；第四次光刻--N+发射区扩散孔光刻；第五次光刻--引线接触孔光刻；第六次光刻--金属化内连线光刻掺杂工艺：掺杂的目的是什么？举出两种掺杂方法并比较其优缺点。参考答案：掺杂的目的是形成特定导电能力的材料区域，包括N型或P型半导体区域和绝缘层，以构成各种器件结构。掺杂的方法有：热扩散法掺杂和离子注入法掺杂。与热扩散法相比，离子注入法掺杂的优点是：可精确控制杂质分布，掺杂纯度高、均匀性好，容易实现化合物半导体的掺杂等；缺点是：杂质离子对半导体晶格有损伤，这些损伤在某些场合完全消除是无法实现的；很浅的和很深的注入分布都难以得到；对高剂量的注入，离子注入的产率要受到限制；一般离子注入的设备相当昂贵，试述PN结的空间电荷区是如何形成的。参考答案：在PN结中，由于N区中有大量的自由电子，由P区扩散到N区的空穴将逐渐与N区的自由电子复合。同样，由N区扩散到P区的自由电子也将逐渐与P区内的空穴复合。于是在紧靠接触面两边形成了数值相等、符号相反的一层很薄的空间电荷区，称为耗尽层。简述CMOS工艺的基本工艺流程（以1×poly，2×metal N阱为例）。参考答案：形成N阱区，确定nMOS和pMOS有源区，场和栅氧化，形成多晶硅并刻蚀成图案，P＋扩散，N＋扩散，刻蚀接触孔，沉淀第一金属层并刻蚀成图案，沉淀第二金属层并刻蚀成图案，形成钝化玻璃并刻蚀焊盘。表面贴装技术：电子电路表面组装技术（Surface Mount Technology，SMT），称为表面贴装或表面安装技术。它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件（简称SMC/SMD，中文称片状元器件）安装在印制电路板（Printed Circuit Board，PCB)的表面或其它基板的表面上，通过再流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。[1]工艺流程简化为：印刷-------贴片-------焊接-------检修有源区和场区：有源区：硅片上做有源器件的区域。（就是有些阱区。或者说是采用STI等隔离技术，隔离开的区域）。有源区主要针对MOS而言，不同掺杂可形成n或p型有源区。有源区分为源区和漏区（掺杂类型相同）在进行互联

大数的认识知识点总结

大数的认识知识点总结姓名（）、大数的组成： 1、计数单位：（1）作用：计量数的大小。（2）学过的计数单位有（按从小到大的顺序）：个（一），十，百，千，万，十万，百万，千万，亿，十亿，百亿，千亿。（3）10个一是十，10个十是一百，10个一百是一千，10个一千是一万， 10 个一万是十万，10个十万是一百万，10个一百万是一千万，10个一千万是一亿, 10 个一亿是十亿，10个十亿是一百亿，10个一百亿是一千亿。（4）相邻的两个计数单位之间的进率是10。 2、数位：（1）数中的每一个数字所占的位置叫做数位。（2）数位顺序表：（3）记住重要的数位：从右起，第五位是万位，第九位是亿位。（4）数级：从个位起，每4个数位为一级，依次为：个级（个位，十位，百位，千位），表示多少个一；万级（万位，十万位，百万位，千万位），表示多少个万; 亿级（亿位，十亿位，百亿位，千亿位），表示多少个亿。 3、计数单位，数位，数级它们之间的联系： 4、位数：一个整数中有几个数字就是几位数。 5、计数单位，数位，数级，位数不能混淆，不能说它们之间有相等的关系。如：计数单位就是数位，数位也是位数等。（1）计数单位和数位有什么区别？一（个）、十、百、千、万、十万、百万、千万、亿、十亿、百亿、千亿、兆、，都是计数单位。

数位是指写数时，把数字并列排成横列，一个数字占有一个位置，这些位置，都叫做数位。从右端算起，第一位是“个位”，第二位是“十位”，第三位是“百位”，第四位是“千位”，第五位是“万位”，等等。这就说明计数单位和数位的概念是不同的。但是，它们之间的关系又是非常密切的。这是因为“个位”上的计数单位是“一（个），“十位” 上的计数单位是“十”，“百位”上的计数单位是“百”，“千位”上的计数单位是“千”，“万位”上的计数单位是“万”，等等。例如：8475, “8”在千位上，它表示8个千，“4”在百位上，它表示4个百，“ 7”在十位上，它表示7个十，“ 5 ”在个位上，它表示5个一。（2）区分“数位”与“位数”。数位”与“位数”是两个意义不同的概念，“数位”是指一个数的每个数字所占的位置。数位顺序表从右端算起，第一位是“个位”，第二位是“十位”，第三位是“百位”，第四位是“千位”，第五位是“万位”，等等。同一个数字，由于所在的数位不同，它所表示的数值也就不同。例如，在用阿拉伯数字表示数时，同一个‘ 6'放在十位上表示6个十，放在百位上表示6个百，放在亿位上表示6个亿等等。 “位数”是指一个自然数中含有数位的个数。像458这个数有三个数字组成，每个数字占了一个数位，我们就把它叫做三位数。198023456由9个数字组成，那它就是一个九位数。“数位”与“位数”不能混淆。一（个）、十、百、千、万、十万、百万、千万、亿、十亿、百亿、千亿，都是计数单位。 “个位”上的计数单位是“一（个），“十位”上的计数单位是“十”，“百位”上的计数单位是“百”，“千位”上的计数单位是“千”，“万位”上的计数单位是“万”等等。所以在读数时先读数字再读计数单位。例如：9063200读作九百零六万三千二百，万、千百就是计数单位。二、大数的读法： 1、读法一：把数中的数字放在数位表中（右对齐），先读亿级数（按个级数的读法读），读完后加一个“亿”字；再读万级数，（按个级数的读法读），读完后加一个“万”字；最后读个级数。 2、读法二：（常用方法）（1）先四位分级。（2）从高位读起，最先读亿级数，再读万级数，最后读个级数。（3）亿级数，万级数的读法与个级数的读法相同，读完后分别加上一个“亿”、“万”字。（4）0的读法：每级末尾的0,不论有几个都不读，其他数位上的一个0或连续几个0,都只读一个0。注：读数要用语文字，不能用数学字。三、大数的写法： 1、写法一：根据数位表来写，先写亿级数，再写万级数，最后写个级数；哪一数位上一个单位也没有，就在那一位上写0占位。 2、写法二：（常用方法）（1）先找出“亿”字和“万”字。（2）先写亿级数（“亿”字左边的数），再写万级数（“亿”字和“万”字之间的数），最后写

集成电路设计基础复习

1、解释基本概念：集成电路，集成度，特征尺寸参考答案： A、集成电路（IC：integrated circuit）是指通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连，“集成”在一块半导体晶片（如硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能的集成块。 B、集成度是指在每个芯片中包含的元器件的数目。 C、特征尺寸是代表工艺光刻条件所能达到的最小栅长（L）尺寸。 2、写出下列英文缩写的全称：IC，MOS，VLSI，SOC，DRC，ERC，LVS，LPE 参考答案： IC：integrated circuit；MOS：metal oxide semiconductor；VLSI：very large scale integration；SOC：system on chip；DRC：design rule check；ERC：electrical rule check；LVS：layout versus schematic；LPE：layout parameter extraction 3、试述集成电路的几种主要分类方法参考答案：集成电路的分类方法大致有五种：器件结构类型、集成规模、使用的基片材料、电路功能以及应用领域。根据器件的结构类型，通常将其分为双极集成电路、MOS集成电路和Bi-MOS 集成电路。按集成规模可分为：小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路和巨大规模集成电路。按基片结构形式，可分为单片集成电路和混合集成电路两大类。按电路的功能将其分为数字集成电路、模拟集成电路和数模混合集成电路。按应用领域划分，集成电路又可分为标准通用集成电路和专用集成电路。 4、试述“自顶向下”集成电路设计步骤。参考答案： “自顶向下”的设计步骤中，设计者首先需要进行行为设计以确定芯片的功能；其次进行结构设计；接着是把各子单元转换成逻辑图或电路图；最后将电路图转换成版图，并经各种验证后以标准版图数据格式输出。 5、比较标准单元法和门阵列法的差异。参考答案：

《10000以内数的认识》单元知识归纳与总结

重点单元知识归纳与易错总结学习目标1.能正确认、读、写万以内的数，理解各数位上的数字表示的意义。 2.掌握万以内数的组成及数的顺序，并会比较万以内数的大小。 3.会用万以内的数表示日常生活中的事物，能进行简单的估计和交流，会在算盘上表示出万以内的数。 4.认识近似数，并会体会使用近似数的意义。 5.能正确进行整百、整千数加、减法的计算。学习重点1.掌握万以内的读、写法及数的组成。 2.会比较万以内数的大小。 3.认识近似数，能进行简单的估算。 4.正确进行整百、整千数加、减法的口算。教学准备教具准备：PPT课件教学环节1：单元知识归纳知识点具体内容认识万以内数的计数单位及进率 1.常用的计数单位有：个、十、百、千、万。每相邻两个计数单位之间的进率是10。 2.数位的顺序：在数位顺序表中，从右边起，第一位是个位，第二位是十位，第三位是百位，第四位是千位，第五位是万位。万以内数的组成及读写法 1.万以内数的组成：万以内的数是由几个千、几个百、几个十和几个一组成的。 2.10000以内数的写法：从高位写起，几个千就在千位上写几，几个百就在百位上写几，几个十就在十位上写几，几个一就在个位上写几。哪一位上一个计数单位也没有，就在那一位上写“0”占位。 3.10000以内数的读法：从高位读起，千位上是几就读几千，百位上是几就读几百，十位上是几就读几十，个位上是几就读几，中间数位有几个0都只读一个“零”，末尾的0不读。用算盘数数和记数1.算盘上的一个上珠表示5，一个下珠表示1。 2.用算盘记数时，要先定位再拨珠。 10000以内数的大小比较万以内的大小比较方法：(1)位数不同时，位数多的那个数大。(2)位数相同时，就从高位比起，如果最高位上的数字相同，就依次比较下一位上的数字，直到比出大小为止。近似数与准确数很接近的整千、整百或整十的数及几千几百、几百几十的数，称为近似数。整百、整千数不进(退)位加减法的口算方法整百、整千数不进(退)位加减法的口算方法：直接把0前面的数相加减，再在得数的末尾添上与整百、整千数末尾相同个数的0。整百、整千数进(退)位加整百、整千数进(退)位加减法的口算方法：(1)把整百、整千数都看成几个百、几个千，然后相加减。(2)可以不看整百、整千数末尾的0，先把0前面的数相加减，再在得数的未尾添上与整百、整千数末尾相同个数的0。