集成电路分析与设计课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；课程名称：集成电路分析与设计所属专业：微电子科学与工程课程性质：专业方向必修课学 分：5（二）课程简介、目标与任务；集成电路分析与设计是微电子科学与工程专业一门重要的专业必修课。本课程主要分为数字集成电路部分和模拟集成电路部分。数字集成电路部分内容主要包括集成电路中的元器件的结构、制备、特性；集成电路的典型工艺；常用的数字双极集成电路和MOS集成电路的电路结构、工作原理；数字集成电路的设计方法和计算机辅助设计。模拟集成电路部分内容主要包括模拟集成电路中的基本单元电路，集成运算放大器、集成稳压器的基本结构、基本特点、电路设计，数模转换器以及模数转换器的基本原理以及基本类型。通过对本课程的学习，使学生能够掌握各种集成电路包括双极集成电路、MOS集成电路和BiCMOS电路的典型电路结构及其制造工艺；熟练掌握构成数字集成电路以及模拟集成电路基本单元结构、工作机理、及其与数字、模拟系统的关系；掌握基本电路单元的设计能够识别和绘制版图，能够用相应软件进行模拟仿真；了解数字集成电路以及模拟集成电路的设计方法和基本过程。为后继专业课的学习、将来在集成电路领域从事科研和技术工作奠定良好的理论基础。（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；本课程的先修课程是半导体物理、半导体器件、固体电子学或固体电子器件、半导体工艺原理或集成电路工艺原理等，这几门课程为集成电路分析与设计在材料、器件和工艺等方面提供了必要的知识基础。学生通过对本课程的学习，可以为后续的集成电路的计算机辅助设计等课程的学习以及微电子专业有关的技术工作和科学研究打下一定的基础。（四）教材与主要参考书。课程教材：半导体集成电路朱正涌著，清华大学出版社出版主要参考书目：集成电路原理与设计甘学温等著，北京大学出版社数字集成电路电路、系统与设计（第二版）（美）拉贝艾（JanM Rabaey）等著，周润德等译 ，电子工业出版社（2010年） 数字集成电路设计透视（第2版）国外大学优秀教材微电子类系列（影印版）美拉贝（Rabaey J.M.）钱德拉卡山（Chandrkasan，A.）尼科利奇（Nikolic，B.）著，清华大学出版社模拟CMOS集成电路设计美 毕查德拉扎维著，陈贵灿等译，西安交通大学出版社二、课程内容与安排第一章 集成电路基本制造工艺（共3学时）第一节 双极集成电路工艺（1学时）第二节 MOS集成电路工艺（1学时）第三节 BiCMOS集成电路工艺（1学时）第二章 集成电路中的晶体管及其寄生效应（共6学时）第一节 理想本征集成双极晶体管的EM模型（3学时）第二节 集成双极晶体管的有源寄生效应（2学时）第三节 集成双极晶体管的无源寄生效应（1学时）第三章 晶体管-晶体管逻辑（TTL）电路（共12学时）第一节 一般TTL与非门（3学时）第二节 TTL逻辑结构（3学时）第三节 OC门（2学时）第四节 三态逻辑门（1学时）第五节 集成电路中的简化逻辑门（3学时）第四章 发射极耦合逻辑（ECL）电路（共6学时）第一节 ECL门电路的工作原理（3学时）第二节 ECL门电路的逻辑扩展（3学时）第五章MOS反相器（共15学时）第一节 基本NMOS反相器（6学时）第二节 CMOS反相器（3学时）第三节 静态反相器（3学时）第四节 动态反相器（3学时）第六章 MOS基本逻辑单元（共12学时）第一节NMOS逻辑结构（3学时）第二节CMOS逻辑结构（3学时）第三节 传输门逻辑（3学时）第四节 各种逻辑类型的比较（2学时）第五节 触发器 （1学时）第七章 模拟集成电路中的基本单元电路（9学时）第一节 单管、复合器件及双管放大级（3学时）第二节 恒流源电路（3学时）第三节 基准电压源电路（3学时）第八章 集成运算放大器（9学时）第一节 运算放大器的输入级（2学时）第二节 运算放大器的输出级（2学时）第三节 双极型集成运算放大器（2学时）第四节 MOS集成运算放大器（3学时）第九章 开关电容电路（6学时）第一节 开关电容等效电路（2学时）第二节 开关电容积分器（2学时）第三节 开关电容放大器（2学时）第十章 数模和模数转换器（12学时）第一节 数模转换器的基本原理（3学时）第二节 数模转换器的基本类型（3学时）第三节 模数转换器的基本原理（3学时）第四节 模数转换器的基本类型（3学时）（一）教学方法与学时分配课程组织：主要采用多媒体教学，PowerPoint讲稿；板书作为辅助；考试：平时30%，期末考试70%；学时分配：本课程共90学时，其中，数字集成电路部分占54学时，模拟集成电路部分占36学时；（二）内容及基本要求主要内容：l 集成电路的基本制造工艺【重点掌握】：集成双极晶体管和集成MOS晶体管的结构和基本工艺；【掌握】：二极管、双极晶体管、MOS晶体管的单管制备过程；l 晶体管-晶体管逻辑电路【重点掌握】：TTL门电路的特性，以及基于TTL电路的逻辑单元结构； 【掌握】：掌握TTL电路基本单元的结构和工作原理；【了解】：STTL、LSTTL、ASTTL、ALSTTL电路；l MOS反相器【重点掌握】：CMOS反相器的原理、结构特点；【掌握】：其他结构反向器的原理及其特点，不同反相器之间的区别；【了解】：静态反相器和动态反相器的特点；l MOS逻辑单元及功能部件【重点掌握】：基于CMOS反相器的逻辑单元结构、基于不同结构反相器逻辑功能结构的设计； 【掌握】：传输门逻辑的特点及其应用；【了解】：各种逻辑类型之间的区别，触发器的设计；l 模拟集成电路中的基本单元电路【重点掌握】：模拟集成电路基本单元电路结构及其工作原理； 【掌握】：基准电压源电路；l 集成运算放大器【重点掌握】：集成运算放大器的特点及集成运算放大器的设计； 【掌握】：不同类型的集成运放；【了解】：运算放大器的输入级及输出级电路；l 数模和模数转换器【重点掌握】：数模转换器以及模数转换器的基本原理； 【掌握】：数模转换器以及模数转换器的类型； 制定人：李颖弢审定人：批准人：日 期：