描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787121199837丛书名: 微电子与集成电路设计系列规划教材
本书是普通高等教育“十二五”*本科规划教材和普通高等教育“十一五”*规划教材，全书遵循集成电路设计的流程，介绍集成电路设计的一系列基础知识。主要内容包括集成电路的材料、制造工艺和器件模型、集成电路模拟软件SPICE的基本用法、集成电路版图设计、模拟集成电路基本单元、数字集成电路基本单元、集成电路数字系统设计和集成电路的测试与封装等。本书提供配套电子课件、Cadence公司提供的PSPICE学生版安装软件、HSPICE和PSPICE两种仿真工具的电路实例设计包等。
目 录
第1章 集成电路设计概述
1.1 集成电路的发展
1.2 集成电路设计流程及设计环境
1.3 集成电路制造途径
1.4 集成电路设计的知识范围
思考题
第2章 集成电路材料、结构与理论
2.1 集成电路材料
2.1.1 硅
2.1.2 砷化镓
2.1.3 磷化铟
2.1.4 绝缘材料
2.1.5 金属材料
2.1.6 多晶硅
2.1.7 材料系统
2.2 半导体基础知识
2.2.1 半导体的晶体结构
2.2.2 本征半导体与杂质半导体
2.3 PN结与结型二极管
2.3.1 PN结的扩散与漂移
2.3.2 PN结型二极管
2.3.3 肖特基结二极管
2.3.4 欧姆型接触
2.4 双极型晶体管
2.4.1 双极型晶体管的基本结构
2.4.2 双极型晶体管的工作原理
2.5 MOS晶体管
2.5.1 MOS晶体管的基本结构
2.5.2 MOS晶体管的工作原理
2.5.3 MOS晶体管的伏安特性
思考题
本章参考文献
第3章 集成电路基本工艺
3.1 外延生长
3.2 掩模版的制造
3.3 光刻原理与流程
3.3.1 光刻步骤
3.3.2 曝光方式
3.4 氧化
3.5 淀积与刻蚀
3.6 掺杂原理与工艺
思考题
本章参考文献
第4章 集成电路器件工艺
4.1 双极型集成电路的基本制造工艺
4.1.1 双极型硅工艺
4.1.2 HBT工艺
4.2 MESFET和HEMT工艺
4.2.1 MESFET工艺
4.2.2 HEMT工艺
4.3 MOS和相关的VLSI工艺
4.4 BiCMOS工艺
思考题
本章参考文献
第5章 MOS场效应管的特性
5.1 MOS场效应管
5.1.1 MOS管伏安特性的推导
5.1.2 MOS电容的组成
5.1.3 MOS电容的计算
5.2 MOS FET的阈值电压VT
5.3 体效应
5.4 MOSFET的温度特性
5.5 MOSFET的噪声
5.6 MOSFET尺寸按比例缩小
5.7 MOS器件的二阶效应
5.7.1 L和W的变化
5.7.2 迁移率的退化
5.7.3 沟道长度的调制
5.7.4 短沟道效应引起的阈值电压的变化
5.7.5 狭沟道效应引起的阈值电压的变化
思考题
本章参考文献
第6章 集成电路器件及SPICE模型
6.1 无源器件结构及模型
6.1.1 互连线
6.1.2 电阻
6.1.3 电容
6.1.4 电感
6.1.5 分布参数元件
6.2 二极管电流方程及SPICE模型
6.2.1 二极管的电路模型
6.2.2 二极管的噪声模型
6.3 双极型晶体管电流方程及SPICE模型
6.3.1 双极型晶体管的EM模型
6.3.2 双极型晶体管的GP模型
6.4 结型场效应JFET ( NJF/PJF ) 模型
6.5 MESFET（NMF/PMF）模型（SPICE3.x）
6.6 MOS管电流方程及SPICE模型
思考题
本章参考文献
第7章 SPICE数模混合仿真程序的设计流程及方法
7.1 采用SPICE的电路设计流程
7.2 电路元件的SPICE输入语句格式
7.3 电路特性分析语句
7.4 电路特性控制语句
7.5 HSPICE缓冲驱动器设计实例
7.6 HSPICE跨导放大器设计实例
7.7 PSPICE电路图编辑器简介
7.8 PSPICE缓冲驱动器设计实例
7.9 PSPICE跨导放大器设计实例
思考题
本章参考文献
第8章 集成电路版图设计与工具
8.1 工艺流程的定义
8.2 版图几何设计规则
8.3 图元
8.3.1 MOS晶体管
8.3.2 集成电阻
8.3.3 集成电容
8.3.4 寄生二极管与三极管
8.4 版图设计准则
8.4.1 匹配设计
8.4.2 抗干扰设计
8.4.3 寄生优化设计
8.4.4 可靠性设计
8.5 电学设计规则与布线
8.6 基于Cadence平台的全定制IC设计
8.6.1 版图设计的环境
8.6.2 原理图编辑与仿真
8.6.3 版图编辑与验证
8.6.4 CMOS差动放大器版图设计实例
8.7 芯片的版图布局
8.8 版图设计的注意事项
思考题
本章参考文献
第9章 模拟集成电路基本单元
9.1 电流源电路
9.1.1 双极型镜像电流源
9.1.2 MOS电流镜
9.2 基准电压源设计
9.2.1 双极型三管能隙基准源
9.2.2 MOS基准电压源
9.3 单端反相放大器
9.3.1 基本放大电路
9.3.2 改进的CMOS推挽放大器
9.4 差分放大器
9.4.1 BJT差分放大器
9.4.2 MOS差分放大器
9.4.3 CMOS差分放大器设计实例
9.5 运算放大器
9.5.1 性能参数
9.5.2 套筒式共源共栅运放
9.5.3 折叠式共源共栅运放
9.5.4 两级运放
9.5.5 CMOS运算放大器设计实例
9.6 振荡器
9.6.1 环形振荡器
9.6.2 LC振荡器
思考题
本章参考文献
第10章 数字集成电路基本单元与版图
10.1 TTL基本电路
10.1.1 TTL反相器
10.1.2 TTL与非门
10.1.3 TTL或非门
10.2 CMOS基本门电路及版图实现
10.2.1 CMOS反相器
10.2.2 CMOS与非门和或非门
10.2.3 CMOS传输门和开关逻辑
10.2.4 三态门
10.2.5 驱动电路
10.3 数字电路标准单元库设计
10.3.1 基本原理
10.3.2 库单元设计
10.4 焊盘输入/输出单元
10.4.1 输入单元
10.4.2 输出单元
10.4.3 输入/输出双向三态单元（I/O PAD）
10.5 了解CMOS存储器
10.5.1 动态随机存储器（DRAM）
10.5.2 静态随机存储器（SRAM）
10.5.3 闪存
思考题
本章参考文献
第11章 集成电路数字系统设计基础
11.1 数字系统硬件描述语言
11.1.1 基于HDL语言的设计流程
11.1.2 Verilog HDL语言介绍
11.1.3 硬件描述语言VHDL
11.2 数字系统逻辑综合与物理实现
11.2.1 逻辑综合的流程
11.2.2 Verilog HDL与逻辑综合
11.2.3 自动布局布线
11.3 数字系统的FPGA/CPLD硬件验证
11.3.1 PLD概述
11.3.2 现场可编程门阵列（FPGA）
11.3.3 基于FPGA的数字系统硬件验证
思考题
本章参考文献
第12章 集成电路的测试和封装
12.1 集成电路在芯片测试技术
12.2 集成电路封装形式与工艺流程
12.3 芯片键合
12.4 高速芯片封装
12.5 混合集成与微组装技术
12.6 数字集成电路测试方法
12.6.1 可测试性的重要性
12.6.2 测试基础
12.6.3 可测试性设计
思考题
本章参考文献
前言
随着微电子工艺特征尺寸的不断缩小，集成电路技术的发展呈现部分新的特征。工艺库与电子CAD软件不断更新，集成电路的速度不断提高，电路复杂度不断增加，电路结构随着电源电压的降低也随之调整。针对这一情况，我们对2009年6月出版的《集成电路设计》第二版进行了重新修订，新版在体系结构上保留原书的特色，基本内容力求符合教育部高等学校电子信息与电气信息类基础课程教学分指导委员会制定的“集成电路设计基础”课程教学基本要求。
本次修订力求结合当前集成电路技术的发展动态，增加教材的新颖性和实用性。与第二版相比，本版介绍当前最先进的集成电路工艺，以及近年来我国集成电路产业的发展与面临的新问题，为读者提供了集成电路设计从前端、版图、流片到封装测试的完整流程中的相关知识。结合设计工具进一步强化了设计实例。电路仿真工具选用了Cadence公司的PSPICE和Spectre以及Synopsys公司的HSPICE，版图设计工具则主要选用了Cadence的Virtuoso。
具体修订内容如下：
1．第1章在集成电路的发展部分引入了当前45nm和22nm等最先进的CMOS工艺，对系统芯片SOC进行了比较详细的介绍。总结了当前集成电路发展呈现的新的趋势与特征，以及集成电路发展所面临的机遇和存在的问题。在集成电路制造途径部分，更新了我国集成电路工艺厂家能够提供的最新工艺。
2．为增加本书的连贯性，第4章的集成电路器件工艺部分增加了HBT和PHEMT的Π型小信号等效电路模型，为后面第6章SPICE模型部分的内容进行了铺垫。对几种器件工艺的电学性能进行了比较。在MOS管的工作原理部分，不仅提供了直观的剖面图，同时增加了文字说明，进一步强化了基本概念与基本原理。
3．SPICE是集成电路EDA技术的语言基础，当前几乎所有的电路仿真应用软件都是以SPICE为内核的，或者是在SPICE基础上的扩充。模拟工具的网表文件输入形式虽然原理性比较强，在处理大工程时效率高，不易出错，但是图形界面比较直观形象，易于查错，受到许多高等学校学生和研究人员的广泛欢迎。因此第7章的SPICE仿真实例部分，在第二版原有的HSPICE网表文件形式仿真实例的基础上，增加了对PSPICE图形界面输入形式的介绍，并对相同的电路介绍了图形界面的设计流程，也便于读者进行设计与比较。
4．第8章集成电路版图设计与工具中更新了部分软件界面图。
5．对第11章集成电路数字系统设计基础部分进行了改写。丰富了硬件描述语言VHDL部分的内容，增加了现场可编程门阵列（FPGA）设计实例，使本章的内容更翔实、全面，便于初学者学习，目的是加强本书的基础性。
为了方便读者上机练习本书集成电路仿真实例的内容，书后附有Cadence公司提供的PSPICE学生版软件光盘一张，光盘同时还配有第7章中HSPICE和PSPICE两种仿真工具的电路实例设计包。
本书提供配套多媒体电子课件，请登录华信教育资源网（）注册下载。
本书可作为电子、通信与信息等学科高年级本科生和硕士生的教材，也可作为集成电路设计工程师的参考用书。
本书的修订大纲与内容由王志功组织并审定，由陈莹梅主持编写，Cadence公司中国区AE总监陈春章博士对PSPICE软件的提供进行了大力支持，东南大学射频与光电集成电路研究所的研究生宰大伟为PSPICE软件实例做了部分前期工作。电子工业出版社的王羽佳编辑在组织出版和编辑工作中给以了很大的支持。多年来，广大读者和兄弟院校教师对本书提出的批评和建议，对我们有很大的帮助和促进。在此对以上各方人士表示衷心的感谢！并恳请读者对本书继续批评和指正。
编 者
2012年12月于东南大学
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