集成电路复习资料

集成电路复习资料(大国际二班出品)一、名词解释：微电子学：微电子学(Microelectronics)是电子学的一门分支学科，主要是研究电子或离子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的学科。它以实现电路和系统的集成为目的的。摩尔定律：摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登•摩尔(GordonMoore)提出来的。其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。特征尺寸：在集成电路领域，特征尺寸是指半导体器件中的最小尺寸。在CMOS工艺中，特征尺寸典型代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 为“栅”的宽度，也即MOS器件的沟道长度。N型半导体：也称为电子型半导体。N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。IC(IntegratedCircuit):集成电路，缩写为IC；顾名思义，就是把一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，以及这些元件之间的连线，通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。BJT(BipolarJunctionTransisto—BJT)：双极结型晶体管的缩写，又常称为双载子晶体管。它是通过一定的工艺将两个PN结结合在一起的器件，有PNP和NPN两种组合结构。MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,MOSFE):金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管，是一种可以广泛使醛模拟电路与数字电路的场效晶体管。CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor):互补金属氧化物半导体，电压控制的一种放大器件。是组成CMOS数字集成电路的基本单元。MorethanMoore：超越摩尔定律也称超摩尔，在无线通信等应用的拉动下,微电子技术不仅按摩尔定律指引的按比例缩小方向发展，逐渐形成了“超摩尔定律”的发展趋势。特点一：采用非CMOS的等比例缩小方法，将集成电感、电容等占据大量PCB空间的无源元件集成在封装内，甚至芯片上，使电子系统进一步小型化，以达到提高性能的目的。特点二：按需要向电子系统集成“多样化”的非数字功能，形成具有感知、通信、处理、制动等功能的微系统。MoreMoore：更摩尔，摩尔定律的进一步发展。DRAM(DynamicRandomAccessMemory)：动态随机存取存储器，最为常见的系统内存。DRAM只能将数据保持很短的时间。为了保持数据，DRAM使用电容存储，所以必须隔一段时间刷新(refresh)—次，如果存储单元没有被刷新，存储的信息就会丢失。(关机就会丢失数据)SRAM(StaticRAM)：静态随机存储器。它是一种具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据.。MPU：MPU有两种意思，微处理器和内存保护单元。(1)微处理器(MicroprocessorUnit)微机中的中央处理器(CPU)称为微处理器(MPU)，是构成微机的核心部件，也可以说是微机的心脏。它起到控制整个微型计算机工作的作用，产生控制信号对相应的部件进行控制，并执行相应的操作。(2)内存保护单元(ARM体系方面)(MPU,MemoryProtectionUnit)，MPU中一个域就是一些属性值及其对应的一片内存。这些属性包括：起始地址、长度、读写权限以及缓存等。ARM940具有不同的域来控制指令内存和数据内存。内核可以定义8对区域，分别控制8个指令和数据内存区域。SO1(Silicon-On-Insulator)：绝缘衬底上的硅，是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层。SOC(SystemonChip)：简称Soc，也即片上系统。将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器(或片外存储控制接口)集成在单一芯片上，它通常是客户定制的，或是面向特定用途的标准产品。ESD(Electro-Staticdischarge)：静电释放，ESD是20世纪中期以来形成的以研究静电的产生、危害及静电防护等的学科。因此，国际上习惯将用于静电防护的器材统称为ESD，中文名称为静电阻抗器。LOCOS(LocalOxidationofSilicon)：即“硅的局部氧化"技术。以氮化硅为掩膜实现了硅的选择氧化，在这种工艺中，除了形成有源晶体管的区域以外，在其它所有重掺杂硅区上均生长一层厚的氧化层，称为隔离或场氧化层。STI(shallowtrenchisolation)：浅沟道隔离，能实现高密度的隔离，适合于深亚微米器件和DRAM等高密度存储电路。EPROM(ErasableProgrammableReadOnlyMemory)：可擦除可编程只读寄存器，二种断电后仍能保留数据的计算机储存芯片一一即非易失性的(非挥发性)。EPROM只能用强紫外线照射来擦除。E2PROM(ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory)：带电可擦可编程只读存储器一一种掉电后数据不丢失的存储芯片。可通过高于普通电压的作用来擦除和重编程(重写)。VLSI(veryLargeScaleIntegration)：超大规模集成电路，指几毫米见方的硅片上集成上万至百万晶体管、线宽在1微米以下的集成电路。ULSI(ultraLargeScaleIntegration):甚大规模集成电路，超深亚微米级工艺的集成电路。ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit):专用集成电路，针对整机或系统的需要，专门为之 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 制造的集成电路，。FPGA(Field—ProgrammableGateArray):现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。MEMS(MEMS,Micro-Electro-MechanicalSystem)：微机电系统是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。1・世界上第一块晶体管是谁发明的？在哪一年发明的？1947年12月，美国贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿组成的研究小组，研制出一种点接触型的锗晶体管。2•世界上第一块集成电路是谁发明的？在哪一年发明的？杰克•基尔比(JackKilby)在1958年发明了锗集成电路。3•世界上第一块硅基集成电路是谁发明的？在哪一年发明的？罗伯特•诺伊斯(RobertNoyce)在1959年发明了硅集成电路。二、作图简答1、N沟道MOSFET器件结构（会画、认识部件即可）Sitk说893铝电段f車导压材科祢直E样肚里F陶道丄（a）⑹K4-4耗尽型MOSFET的结构及更符号㈤N海道桶尽型MOSFEF的結輸示意用⑹黠赧型MOSFET的醤号2、MOSFET的工作原理一导通过程（理解复述）Vs>0时，在栅极下面的二氧化硅中将产生一个指向P型衬底、且垂直衬底表面的电场。电场排斥空穴，吸引电子到半导体表面。VGS越大吸引到半导体表面的电子就越多，当VGS>VT时，吸引到栅极附近P型硅表面的电子积累形成N型反型薄层。器件表面的导电类型从原来的P型反型到现在的N型，导电沟道形成。继续增大V可使形成的反型层增宽（N型导电沟道），将源区和漏区连接起来。GSVs越大,反型层越宽，源漏间的导电能力越强。将开始形成反型层所需的VGS值称为开启电压VT,也称为阈值电压。开启电压VT是增强型MOSFET的重要参数，其大小主要取决于SiO2层的厚度以及衬底掺杂浓度。饱和：V>V且V>V>VGSTDSGST开启：V>VGST3、输入输出特性曲线图（画图、标注）!r_型f国N/1!B/沟J-5丄竺"T饱和：V>V且V>V>V、GSTDSGST开启：V>VGST4、CMOS反相器剖面图（会画、认识部件即可）5、三种反相器电路图（能识别，能画）CMOS反相器电阻负载反相器"rK»I—M2KnMl饱和负载反相器6、直流电压传输特性曲线（会画图，划线公式记忆）直流电压传输特性曲线、V最大输入低电平噪声容限：NLM二Vit、V最大输入咼电平噪声容限：NHM二V-VDDitV+V—VV=V+—DDTPTNitTN1+KIin*ItiIli电阻负载7、CMOS与非门/或非门的构造方法（电路图、划线公式）FillTIKk与非门（当A、B通输入时的电路图）等效反相器最大直流噪声容限要求：KK-KKNeffK+K2TOC\o"1-5"\h\zN1N2K二K+K二2KPeffP1P2PK=KNeffPeffK=K/K=4reffNP或非门等效反相器最大直流噪声容限要求:KK•KKK=——pip^=pPeffK+K2P1P2K=K+K=2KNeffN1N2NK二KNeffPefK/K二1/4NPCMOS反相器的优势(记忆)无比电路，具有最大的逻辑摆幅在低电平状态不存在直流导通电流，静态功耗低直流噪声容限大8、CMOS与或非门/或与非门的构造方法(电路图记忆，输出表达式会写)Y=AB+CDY=(A+B)(C+D)与或非门需要co个晶体管J1J1J_J1AHCHAHBH口AHBHlHr;xrj_L5或与非门需要co个晶体管注：或与非门上面全是P型，即上边A、B、C、D的G极都有圈9、复杂逻辑门设计方法并联：直接求和11K二K+(+)-1NeffNDKK+KNCNBNA串联：取倒数之和的倒数[111K+[K+(+)-1]-1peffIKPCKKIPDPAPB(2)瞬态特性的分析OJ?HL1•几个充电支路？几个放电支路？老子课都没上过，你让我分析这个10、类NMOS、PMOS电路(1)直流电压传输特性曲线iin/a.u.类NMOS直流电压传输特性曲线优点：n输入逻辑门需要(n+1)个皿OS管，在实现复杂逻辑门时有利于减小面积。缺点：1•是有比电路，达不到最大逻辑摆幅。有较大的静态功耗。类NMOS电路上升时间较长。应用：适用于对面积要求严格而性能要求不高的情况。PMOS不考11、大扇入情况下电路的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 唯一考点：降低扇入系数有利于降低速度。12、MOS传输门电路传输门实现的典型逻辑电路（写出Y的表达式，五选一考原图）AAY=A+By=aB+AbK\Kq111■IFh11L1T"1AA13Y=KAB+KAB+KAB+KAB3210Y=A+B（真值表像是或非门的，不确定）传输门逻辑的特点（记忆）：1•传输门结构灵活，可以用较少的器件实现逻辑功能，可减少电路中MOS管数目,从而提高集成度，速度和降低功耗。2.有些传输门电路达不到最大逻辑摆幅，驱动CMOS逻辑门时会产生直流导通电流，增加电路功耗。3•传输门驱动能力弱，传输延迟随级联数目平方增加。设计传输门必须避免输出不确定状态。13、动态电路（记忆）动态电路的特点动态电路的优点：减少了MOS管，有利于减小面积减少了电容，有利于提高速度时钟控制上拉下拉通路不同时导通，无比电路动态电路的缺点：靠电容存储电荷保持信息，影响电路可靠性存在电荷分享、电路级联、电荷泄漏等问题需要时钟信号控制，增加电路设计复杂性三、设计题（ ppt 关于艾滋病ppt课件精益管理ppt下载地图下载ppt可编辑假如ppt教学课件下载triz基础知识ppt 上原题，背下即可）1、四选一多路器要求掌握：最小晶体管最小扇入系数的设计方法2、时序逻辑电路设计(电路逻辑图会给，要求画时序图)要求：根据所给逻辑电路画时序图3、静态存储和动态存储(给电路图，完成以下)要求：识别电路画真值表PS:静态存储和动态存储掌握概念：静态存储靠存储节点稳定的高低电平保持信息，只要不断电可长期保持状态，可靠性高。动态存储靠节点电容保持状态，保持时间短，可靠性差。PS:本资料作者从未去上过课，如有错误，纯属应该。鸣谢：科长大石