清华大学微电子学研究所Feb. 25, 2008模拟集成电路分析与设计
课程概况
z微电子学专业核心课程之一
z3学分48学时：每周3学时X16周
z目标：培养学生具有初步的模拟集成电路分析能力和设计能力，了解模拟集成电路基本模块的分析方法和设计过程
z上课时间：每周一上午第二大节（9：50～
12：15）z上课地点：六教6A301
z习题课：四次习题课
习题课
z答疑时间：周三下午2：00～3：30
z答疑地点：任课教师办公室
答疑地点
教材与参考书
z教材：
Behzad Razavi，“Design of Analog CMOS
Integrated Circuits”, 西安电子科技大学出版社英版中版
（英文影印版或者中文版），2001年
池保勇,“模拟集成电路分析与设计”,（编写中）z参考书：
P R Gray“Analysis and Design of Analog
P.R. Gray, Analysis and Design of Analog
Integrated Circuits”, Fourth Edition，高等教育出
版社英文影印版或者中文版，2001年
()
P.E. Allen, “CMOS Analog Circuit Design”,
Second Edition, 电子工业出版社，2002年
,
课程内容
CMOS电路为主，适当介绍Bipolar电路
考核
z总原则：学到东西、相对公平
总原则学到东西相对公平
z平时表现（5％）＋作业（10％）＋课程设计（25％）＋期中考试（开卷，25％）＋期末考试（闭卷，35％）
试（闭卷
z作业：10次作业，每次1分
z课程设计：设计思路和结果、口头报告及文档z期中考试：开卷考试(Lecture 1-7)
期中考试(Lecture17)
z期末考试：闭卷考试(期中考试后的内容)
课程设计
z课程设计
全差分运算放大器的设计（第十四周前递交中期进展报告、第十六周前完成全部电路设计）
z三人为一组，根据项目水平以及各人贡献给分人为组，根据项目水平以及各人贡献给分z时间：课后完成，16周习题课上作口头报告（5分钟）,期末考试后提交完整书面设计报告z提供的资源：SUE安装文件和帮助文档（画
电路图）、Hspice安装文件、Hspice完整的帮助文档、Hspice的简单帮助文档（中文）、仿真工艺库文件、库文件使用说明、课程设计说明文件Hspice ToolBox
明文件、Hspice ToolBox（与Matlab的接口文件）及部分数据后处理源文件
模拟集成电路概要
（1）信号分类
（2）集成电路与分立电路
（3）模拟集成电路分析与设计（4）模拟集成电路在系统中的作用（5）模拟电路中的基本概念
（6）放大器基础
模拟信号与数字信号
集成电路与分立电路
SUN
华硕P5K-E/WIFI-AP主板
P5K E/WIFI AP
集成电路与
分立电路
模拟集成电路概要
（1）信号分类
（2）集成电路与分立电路
（3）模拟集成电路分析与设计（4）模拟集成电路在系统中的作用（5）模拟电路中的基本概念
（6）放大器基础
模拟电路分析与设计z电路分析：已知电路拓扑结构和元
器件尺寸的基础上应用简单、但足
器件尺寸的基础上应用简单但足
够精确的元器件模型来分析该电路
所具有的各种性能
z电路设计：根据一组给定的性能指
标设计出满足指标要求的路拓
标，设计出满足指标要求的电路拓
扑结构并确定各种元器件的尺寸
z电路分析是电路设计的前提和基础
电路分析可以帮助设计者增强电路知识，
了解各种拓扑结构的优势和缺点，为设
计者选择合适的电路结构提供参考
电路分析是进行电路设计的前提，只有
对电路进行了全面的分析，设计者才能
明确如何在各种设计指标之间进行权衡，
明确如何在各种设计指标之间进行权衡
从而确定各元器件的尺寸
模拟电路的基本分析方法z基尔霍夫电压定理：任何个电路环路上基尔霍夫电压定理：任何一个电路环路上
的各元器件电压降之和等于0
模拟电路的基本分析方法（续）z基尔霍夫电流定理：在电路中流进某个节点各支路等
点的各支路电流之和等于0
模拟电路的基本分析方法（续）z欧姆定理：电阻上的压降等于电流乘以该电阻的阻值欧姆定理电阻上的压降等于电流乘以该电阻的阻值
模拟电路的基本分析方法（续）z戴维营诺顿电源等效定理：如果个网络不包含非线性戴维营－诺顿电源等效定理：如果一个网络不包含非线性
受控源和非线性元件，则向该网络的输出端口看过去，网络的行为都可以等效为一个电压源和一个阻抗的串联，也可以等效为该阻抗和一个电流源的并联，该阻抗等于向该网络输出端看过去的输出阻抗，电压源等于该端口上的开路电压，而电流源的大小等于该端口的短路电流
路电压而电流源的大小等于该端口的短路电流
模拟电路的基本分析方法（续）z电路分析基本步骤
析本步
确定电路的直流工作点
确定各元器件的小信号模型及其中的参数值
画小信号等效电路（在这一步中，要注意交流与画小信号等效电路（在这步中要注意交流与直流的划分，直流偏置点都是交流地）
应用KVL、KCL定理和欧姆定理列电路方程
求解方程组得到该电路的分析结果（在这一步中通常要做简化处理）
模拟电路的基本分析方法（续）z上述求解过程可能
会很复杂，得到的
结果可能不能揭示
结果能不能揭示
电路的本质特征
z在课程的学习中，
在课程的学习中
需要培养对模拟电
路的直观分析能力，
只有这样，在分析
较复杂电路时，才
能抓住电路的主要
特征，简化分析过
程，而且可以更好
程而且可以更好
的理解电路并用以
指导电路的具体设
计过程
模拟集成电路的设计流程
集成电路课程大纲 第一部分：行业情况介绍、投资特性、财务特征 一、集成电路产业的发展与动力 （一）集成电路产业细分 （二）集成电路市场 （三）我国集成电路市场需求 （四）我国集成电路产能提升 二、集成电路产业特征 （一）与宏观经济紧密相关 （二）集成电路产业周期性运行 （三）行业领先者优势 （四）依赖政策资金引导 三、集成电路产业的技术发展 （一）摩尔定律的延续 （二）晶圆 （三）封装技术 四、集成电路产业的投资特性 （一）高额投入保持技术领先 （二）市场竞争激烈，项目投产初期负债经营（三）多类型企业并存 （四）总投高，设备占比大 五、集成电路项目评估测算的建议
（一）技术分析环节 （二）、股东评价环节 （三）、竞争力分析环节 （四）、定量分析环节 第二部分：南京地区行业发展相关政策、发展现状、客户分类情况 （一）、南京地区集成电路产业发展的若干政策 战略目标：重点战略性新兴产业、全产业链布局、全国集成电路产业基地 研发能力达到国际领先水平 政策支持：人才、资金、产业服务平台建设、知识产权保护 （二）、发展现状 发展目标：江北新区打造中国芯片之城 目前继上海、北京之后位居全国第三。 目前发展情况：已经聚集上百家集成电路企业、 国内芯片设计十强中一半落户江北新区。 项目推进情况：台积电、紫光项目达产后，创造年产值200亿美元。 （三）、客户分类：世界行业巨头、国内行业领先企业、中小型产业链相关企业
第三部分目标客户营销指导意见：（一）营销重点进入类 （二）营销适度进入类 （三）营销谨慎进入类 （四）行业适用的金融产品 1、项目贷款 2、流动资金 3、贸易融资 4、投行类 5、供应链融资 6、结算类、现金管理 四、结合相关案例进行分析讨论。 台积电、紫光、中小企业研判
《模拟集成电路设计原理》期末考试 一．填空题（每空1分，共14分） 1、与其它类型的晶体管相比，MOS器件的尺寸很容易按____比例____缩小，CMOS电路被证明具有_ 较低__的制造成本。 2、放大应用时，通常使MOS管工作在_ 饱和_区，电流受栅源过驱动电压控制，我们定义_跨导_来 表示电压转换电流的能力。 3、λ为沟长调制效应系数，对于较长的沟道，λ值____较小___（较大、较小）。 4、源跟随器主要应用是起到___电压缓冲器___的作用。 5、共源共栅放大器结构的一个重要特性就是_输出阻抗_很高，因此可以做成___恒定电流源_。 6、由于_尾电流源输出阻抗为有限值_或_电路不完全对称_等因素，共模输入电平的变化会引起差动输 出的改变。 7、理想情况下，_电流镜_结构可以精确地复制电流而不受工艺和温度的影响，实际应用中，为了抑制 沟长调制效应带来的误差，可以进一步将其改进为__共源共栅电流镜__结构。 8、为方便求解，在一定条件下可用___极点—结点关联_法估算系统的极点频率。 9、与差动对结合使用的有源电流镜结构如下图所示，电路的输入电容C in为__ C F（1－A）__。 10、λ为沟长调制效应系数，λ值与沟道长度成___反比__（正比、反比）。 二．名词解释（每题3分，共15分） 1、阱 解：在CMOS工艺中，PMOS管与NMOS管必须做在同一衬底上，其中某一类器件要做在一个“局部衬底”上，这块与衬底掺杂类型相反的“局部衬底”叫做阱。 2、亚阈值导电效应 解：实际上，V GS=V TH时，一个“弱”的反型层仍然存在，并有一些源漏电流，甚至当V GS 《集成电路设计课程设计》课程教学大纲 CourseProjectforICDesign 课程编号：DZ240060适用专业：集成电路设计与集成系统 先修课程：学分数：2 总学时数：2周实验（上机）学时：2周 考核方式：系考 执笔者：孟李林编写日期：2010-07-2 一、课程性质和任务 本课程设计属于实践课程，主要针对集成电路设计与集成系统专业本科生，是重要的实践教学环节，应安排在第七学期后两周。通过本课程的实践学习，使学生巩固《数字集成电路设计》、《CMOS模拟集成电路设计》、《EDA技术实验》等课程所学知识，熟练掌握集成电路设计的流程，熟练使用集成电路设计流程中的相应EDA工具软件，使学生初步具有对集成电路设计的综合能力和实践能力。 二、课程教学内容和要求 课程设计要求学生根据指导教师布置的设计题目，使用EDA工具完成集成电路设计全部设计流程，包括：选题，需求分析，技术规范制订，详细方案设计，电路设计，设计功能仿真，电路综合，静态时序分析，版图设计等。 通过本课程的训练，使学生对集成电路设计流程有较完整和深入的认识和理解，能够熟练掌握和应用相关的EDA实现工具，培养学生初步的集成电路综合设计能力和较好的学习与实践能力。 第一章选题 由教师提供设计题目，学生自己选题，完成IC设计流程的实践学习 第二章需求分析、技术规范制订 对选题进行需求分析，提出合理的设计需求，制订相应的技术规范。 掌握功能的定义和特点取舍，掌握接口的划分和接口时序的制定。 第三章详细方案设计 熟悉设计方案编写格式。 针对所选题目，编写出详细设计方案。 第四章电路设计 熟练掌握HDL，针对设计需求，采用HDL进行电路设计。 第五章设计功能仿真 熟悉仿真工具的使用。 熟练应用EDA仿真工具进行设计功能仿真验证。 第六章电路综合 理解电路综合的概念。 理解Tcl语言，掌握综合约束脚本的写法。 熟悉电路综合工具，完成设计电路的综合。 第七章时序分析 理解静态时序分析中基本概念。 掌握PT工具的基本使用方法。 采用EDA仿真工具对所设计的电路进行时序仿真验证。 第八章版图设计 熟悉EDA版图设计工具。 采用EDA版图设计工具完成设计电路的版图设计，包括：布局（P&R）、参数提取、设计规格检查(DRC、ERC)、版图与网表的一致性检查(LVS)。 三、各教学环节的学时分配 本课程设计属于实践课程，教学环节集中安排在2周进行。为保证达到预计的教学目的，课程设计可以分组进行，以小组为单位分别进行资料的收集、方案论证、实验及改进。具体实践教学的学时分配如下表： 专升本CMOS模拟集成电路分析与设计试卷答案 专升本《CMOS模拟集成电路分析与设计》 一、（共75题,共150分） 1. Gordon Moore在1965年预言:每个芯片上晶体管的数目将每（）个月翻一番（2分） A.12 B.18 C.20 D.24 .标准答案：B 2. MOS 管的小信号输出电阻是由MOS管的（）效应产生的。（2分） A.体 B.衬偏 C.沟长调制 D.亚阈值导通 .标准答案：C 3. 在CMOS模拟集成电路设计中，我们一般让MOS管工作在（）区。（2分） A.亚阈值区 B.深三极管区 C.三极管区 D.饱和区 .标准答案：D 4. MOS管一旦出现（）现象，此时的MOS管将进入饱和区。（2分） A.夹断 B.反型 C.导电 D.耗尽 .标准答案：A 5. （）表征了MOS器件的灵敏度。（2分） A. B. C. D. .标准答案：C 6. Cascode放大器中两个相同的NMOS管具有不相同的（）。（2分） A. B. C. D. .标准答案：B 7. 基本差分对电路中对共模增益影响最显著的因素是（）。（2分） A.尾电流源的小信号输出阻抗为有限值 B.负载不匹配 C.输入MOS不匹配 D.电路制造中的误差 .标准答案：C 8. 下列电路不能能使用半边电路法计算差模增益（）。（2分） A.二极管负载差分放大器 B.电流源负载差分放大器 C.有源电流镜差分放大器 D.Cascode负载Casocde差分放大器 .标准答案：C 9. 镜像电流源一般要求相同的（）。（2分） A.制造工艺 B.器件宽长比 C.器件宽度W D.器件长度L .标准答案：D 10. 某一恒流源电流镜如图所示。忽略M3的体效应。要使和严格相等，应 取为（）。（2分） A. B. C. D. .标准答案：A 11. 选择题:下列结构中密勒效应最大的是（）。（2分） A.共源级放大器 B.源级跟随器 C.共栅级放大器 D.共源共栅级放大器 .标准答案：A 集成电路设计实习Integrated Circuits Design Labs I t t d Ci it D i L b 单元实验三（第二次课） 模拟电路单元实验－差分放大器版图设计 2007-2008 Institute of Microelectronics Peking University 实验内容、实验目的、时间安排 z实验内容： z完成差分放大器的版图 z完成验证：DRC、LVS、后仿真 z目的： z掌握模拟集成电路单元模块的版图设计方法 z时间安排： z一次课完成差分放大器的版图与验证 Institute of Microelectronics, Peking University集成电路设计实习－单元实验三Page1 实验步骤 1.完成上节课设计放大器对应的版图 对版图进行、检查 2.DRC LVS 3.创建后仿真电路 44.后仿真（进度慢的同学可只选做部分分析） z DC分析：直流功耗等 z AC分析：增益、GBW、PM z Tran分析：建立时间、瞬态功耗等 Institute of Microelectronics, Peking University集成电路设计实习－单元实验三Page2 Display Option z Layout->Options ->Display z请按左图操作 Institute of Microelectronics, Peking University集成电路设计实习－单元实验三Page3 由Schematic创建Layout z Schematic->Tools->Design Synthesis->Layout XL->弹出窗口 ->Create New->OK >选择Create New>OK z Virtuoso XL->Design->Gen From Source->弹出窗口 z选择所有Pin z设置Pin的Layer z Update Institute of Microelectronics, Peking University集成电路设计实习－单元实验三Page4 2017年数字IC类笔试面试试题 威盛logic design engineer考题 1。一个二路选 择器，构成一个4路选择器，满足真值表要求、 2。已知A,B,C三个信号的波形，构造一个逻辑结构，使得从AB可以得到C，并且说明如何避免毛刺 3。一段英文对信号波形的描述，理解后画出波形，并采用verilog 实现。 4。169.6875转化成2进制和16进制 5。阐述中断的概念，有多少种中断，为什么要有中断，举例 6。这道比较搞，iq题，5名车手开5种颜色的车跑出了5个耗油量（milespergallon)，然后就说什么颜色的车比什么车手的耗油量多什么的，判断人，车，好油量的排序ft致死，看了一堆FSM和数字电路没啥用，结果基本的冬冬把自己搞死了。 不过mixedsignal里的数字部分到是很全的考察了数字的冬冬（转）几道威盛电子的FPGA工程师试题 7、解释setup和hold time violation,画图说明,并说明解决办法. 17、给出某个一般时序电路的图,有Tsetup,Tdelay,Tck->q,还有clock 的delay,写出决定最大时钟的因素,同时给出表达式. 18、说说静态、动态时序模拟的优缺点. 19、一个四级的Mux,其中第二级信号为关键信号如何改善timing 22、卡诺图写出逻辑表达使. 23、化简F(A,B,C,D)=m(1,3,4,5,10,11,12,13,14,15)的和 28Please draw the transistor level schematic of a cmos2input AND gate andexplain which input has faster response for output rising edge.(less del aytime). 30、画出CMOS的图,画出tow-to-one mux gate. 45、用逻辑们画出D触发器46、画出DFF的结构图,用verilog实现之. 68、一个状态机的题目用verilog实现73、画出可以检测10010串的状态图,并verilog实现之. 80、 Please draw schematic of a common SRAM cell with6transistors,point o utwhich nodes can store data and which node is word line control?(威盛笔试circuit design)（转） VIA数字IC笔试试题 1。解释setup和hold time violation，画图说明，并说明解决办法。 《基于FPGA集成电路设计》课程标准 课程名称：基于FPGA集成电路设计 课程代码：建议课时数：64 学分：4 适用专业：微电子技术 1.前言 1.1课程定位 本课程属于微电子技术专业的专业核心课程，适用于高等职业院校微电子技术专业,是本专业的专业必修课。 使学生具有运用FPGA从事数字集成电路设计的基本能力，为从事该领域以及相关工作打下基础。 前续课程为《电子电路分析及应用》，只有具备扎实的数字电子技术基础才能理解数字IC系统的性能指标，才能通过利用简单的逻辑门或者触发器搭建子模块电路。 后续的开发主要是往SOC方向发展或者往大系统方向发展。在高速系统和大规模硬件系统设计时会出现一些在低速系统和小系统中不存在的问题，这都属于FPGA系统高级开发领域。 1.2设计思路 本课程是学习数字集成电路设计的核心课程，听取了大量企业专家的意见和建议，对于本课程对微电子专业学生的重要性以及必要性有了足够的认识。因而，将此课程设置为专业核心课程。 本课程是依据“2015年微电子技术专业工作任务与职业能力分析表”中的“数字集成电路设计”工作项目而设置的。其总体设计思路是，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以工作任务为中心组织课程容，让学生在完成具体项目过程中掌握核心技能，对重要的知识和技能点通过大量的项目完成来掌握，弱化非核心的知识点和技能。项目设计从易到难，从简到繁，逐步升级，先学习基础准备知识，然后学习编程方法,最后应用到FPGA开发板上开发实战。前一个项目是下一个项目的基础，下一个项目是前一个项目的延伸。共划分为三个大主要工作任务，分别是基础知识、VerilogHDL 语言和开发应用。 在教学容选取上，结合企业专家的意见以及本人在企业从事集成电路设计的经验，选取了注重实际设计和应用的用，减少理论教学容。对每个项目有明确的教学目标，不达目标不能算作项目的真正完成。改革和创新：为了提高教学效果，提高学生设计技能，结合教-学- 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： 集成电路设计方法的发展历史 、发展现状、及未来主流设 计方法报告 集成电路是一种微型电子器件或部件，为杰克·基尔比发明，它采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。 一、集成电路的发展历史： 1947年：贝尔实验室肖克莱等人发明了晶体管，这是微电子技术发展中第一个里程碑； 1950年：结型晶体管诞生； 1950年： R Ohl和肖特莱发明了离子注入工艺； 1951 年：场效应晶体管发明； 1956年：C S Fuller发明了扩散工艺； 1958年：仙童公司Robert Noyce与德仪公司基尔比间隔数月分别发明了集成电路，开创了世界微电子学的历史； 1960年：H H Loor和E Castellani发明了光刻工艺；1962年：美国RCA公司研制出MOS场效应晶体管； 1963年：和首次提出CMOS技术，今天，95%以上的集成电路芯片都是基于CMOS工艺； 1964年：Intel摩尔提出摩尔定律，预测晶体管集成度将会每18个月增加1倍； 1966年：美国RCA公司研制出CMOS集成电路，并研制出第一块门阵列； 1967年：应用材料公司成立，现已成为全球最大的半导体设备制造公司； 1971年：Intel推出1kb动态随机存储器，标志着大规模集成电路出现； 1971年：全球第一个微处理器4004Intel公司推出，采用的是MOS工艺，这是一个里程碑式的发明； 1974年：RCA公司推出第一个CMOS微处理器1802； 1976年：16kb DRAM和4kb SRAM问世； 1978年：64kb动态随机存储器诞生，不足平方厘米的硅片上集成了14万个晶体管，标志着超大规模集成电路时 模拟电子技术基础试题汇总 1.选择题 1．当温度升高时，二极管反向饱和电流将 ( A )。 A 增大 B 减小 C 不变 D 等于零 2. 某三极管各电极对地电位如图所示，由此可判断该三极管( D ) A. 处于放大区域 B. 处于饱和区域 C. 处于截止区域 D. 已损坏 3. 某放大电路图所示.设V CC>>V BE, L CEO≈0，则在静态时该三极管 处于( B ) A.放大区 B.饱和区 C.截止区 D.区域不定 4. 半导体二极管的重要特性之一是( B )。 ( A)温度稳定性 ( B)单向导电性 ( C)放大作用 ( D)滤波特性 5. 在由NPN型BJT组成的单管共发射极放大电路中，如静态工 作点过高，容易产生 ( B )失真。 ( A)截止失真( B)饱和v失真( C)双向失真( D)线性失真 6.电路如图所示，二极管导通电压U D＝0.7V，关于输出电压的说法正确的是( B )。 A：u I1=3V，u I2=0.3V时输出电压为3.7V。 B：u I1=3V，u I2=0.3V时输出电压为1V。 C：u I1=3V，u I2=3V时输出电压为5V。 D：只有当u I1=0.3V，u I2=0.3V时输出电压为才为1V。 7.图中所示为某基本共射放大电路的输出特性曲线，静态工作点由Q2点移动到Q3点可 能的原因是 。 A：集电极电源+V CC电压变高B：集电极负载电阻R C变高 C：基极电源+V BB电压变高D：基极回路电阻 R b变高。 8. 直流负反馈是指( C ) A. 存在于RC耦合电路中的负反馈 B. 放大直流信号时才有的负反馈 C. 直流通路中的负反馈 D. 只存在于直接耦合电路中的负反馈 9. 负反馈所能抑制的干扰和噪声是( B ) A 输入信号所包含的干扰和噪声 B. 反馈环内的干扰和噪声 C. 反馈环外的干扰和噪声 D. 输出信号中的干扰和噪声 10. 在图所示电路中，A为理想运放，则电路的输出电压约为( A ) A. －2.5V B. －5V C. －6.5V D. －7.5V 11. 在图所示的单端输出差放电路中，若输入电压△υS1=80mV, △υS2=60mV,则差模输 入电压△υid为( B ) A. 10mV B. 20mV C. 70mV D. 140mV 12. 为了使高内阻信号源与低阻负载能很好地配合，可以在信 号源与低阻负载间接入 ( C )。 A. 共射电路 B. 共基电路 复旦大学2007年入学研究生 《电子线路与集成电路设计》专业课程考试大纲 本复习大纲是为了便于考生对《电子线路与集成电路设计》课程进行复习而制定。大纲提供了一些参考书目录，考生可以根据自己的实际情况选择合适的参考书。 第一部分模拟电路 考试题型：问答题，分析计算题。 参考书：①童诗白等，模拟电子技术基础（第三版），高等教育出版社，2001年 ②谢嘉奎等，电子线路线性部分（第四版），高等教育出版社，1999年 ③蓝鸿翔，电子线路基础，人民教育出版社，1981年 总分：50分 一、电路分析（③的第一章或其他电路分析教材） 基本电路定律与定理： 掌握基尔霍夫电压与电流定律；等效电压源定律；等效电流源定律；叠加原理。 能够运用节点电压法求解线性电路网络。 线性电路的一般分析方法： 能够写出线性电路网络的传递函数。 了解稳态分析和瞬态分析的基本概念。 掌握线性网络幅频特性、相频特性的基本概念。 能够利用波特（Bode）图进行频率特性分析。 二、半导体器件（①或②） 了解PN结的结构与原理，掌握PN结的伏安特性。 掌握半导体二极管的特性曲线和特性参数及其基本应用：整流、限幅、钳位。 双极型晶体管： 了解双极型晶体管的结构和放大原理； 掌握双极型晶体管的伏安特性；晶体管的基本模型，掌握双极型晶体管的交流小信 号等效电路，并能计算其中的各个参数。 场效应晶体管： 掌握场效应晶体管的结构和工作原理，分清6种类型场效应管的区别； 掌握场效应晶体管的交流小信号等效电路，并能计算其中的各个参数。 三、基本放大电路（①或②） 放大电路的性能指标： 增益（放大倍数）、输入阻抗、输出阻抗，掌握它们的概念与计算方法。 晶体管共射放大电路： 分清直流通路与交流通路； 用近似估算法确定放大电路的直流工作点； 用小信号等效电路方法估算放大电路的性能指标：增益、输入阻抗、输出阻抗； 用图解法确定输出动态范围以及输出波形失真情况。 晶体管共基和共集放大电路： 了解上述两种电路的工作原理和电路特点； 能够简单估算上述两种放大电路的性能指标：增益、输入阻抗、输出阻抗； 熟悉三种接法的放大电路性能指标的异同，能够在不同场合正确选择合适的电路； 了解三种接法的放大电路在频率特性方面的异同。 场效应管共源放大电路： 能够根据场效应晶体管的伏安特性确定放大电路的直流工作点； 用小信号等效电路方法估算放大电路的性能指标。 差分放大电路： 熟悉差分放大电路的工作原理和电路特点； 掌握差分放大电路的性能指标估算方法。 互补输出电路： 熟悉互补输出电路的工作原理和电路特点； 了解互补输出电路中产生交越失真的原因以及消除方法。 多级放大电路： 掌握多级放大电路的增益、输入阻抗、输出阻抗的估算方法。 四、放大电路中的负反馈（①或②） 反馈的基本概念： 正确理解开环与闭环、正反馈与负反馈、直流反馈与交流反馈、电压反馈与电流反 馈、串联反馈与并联反馈等概念； 能够正确运用瞬时极性法判断反馈的极性。 负反馈放大电路的组态： 正确判断四种不同的负反馈组态； 掌握四种不同负反馈组态的电路特点以及对电路性能产生的各种影响的异同； 能够根据需要在电路中引入合适的反馈形式。 深度负反馈放大电路的分析： 掌握深度负反馈放大电路的计算方法。 负反馈放大电路的自激振荡及消除方法： 了解负反馈放大电路自激振荡产生的原因，了解消除振荡的方法。 五、集成运算放大器及其应用基础（①或②） 熟悉集成运算放大器的性能参数： 差模增益、共模增益、共模抑制比、输入失调、单位增益带宽、转换速率等。 基于集成运放构成的线性电路的基本分析方法： 2 集成电路设计方法--复习提纲 2、实际约束：设计最优化约束：建立时钟，输入延时，输出延时，最大面积 设计规则约束：最大扇出，最大电容 39.静态时序分析路径的定义 静态时序分析通过检查所有可能路径上的时序冲突来验证芯片设计的时序正确性。时序路径的起点是一个时序逻辑单元的时钟端，或者是整个电路的输入端口，时序路径的终点是下一个时序逻辑单元的数据输入端，或者是整个电路的输出端口。 40.什么叫原码、反码、补码？ 原码：X为正数时，原码和X一样；X为负数时，原码是在X的符号位上写“1”反码：X为正数是，反码和原码一样；X为负数时，反码为原码各位取反 补码：X为正数时，补码和原码一样；X为负数时，补码在反码的末位加“1” 41.为什么说扩展补码的符号位不影响其值？ SSSS SXXX = 1111 S XXX + 1 —— 2n2n12n1例如1XXX=11XXX,即为XXX-23=XXX+23-24. 乘法器主要解决什么问题？ 1.提高运算速度2.符号位的处理 43.时钟网络有哪几类？各自优缺点？ 1. H树型的时钟 网络： 优点：如果时钟负载在整个芯片内部都很均衡，那么H 树型时钟网络就没有系统时钟偏斜。缺点：不同分支上的叶节点之间可能会出现较大的随机偏差、漂移和抖动。 2. 网格型的时钟网络 优点：网格中任意两个相近节点之间的电阻很小，所以时钟偏差也很小。缺点：消耗大量的金属资源，产生很大的状态转换电容，所以功耗较大。 3.混合型时钟分布网络优点：可以提供更小的时钟偏斜，同时，受负载的影响比较小。缺点：网格的规模较大，对它的建模、自动生成可能会存在一些困难。 总线的传输机制？ 1. 早期：脉冲式机制和握手式机制。 脉冲式机制：master发起一个请求之后，slave在规定的t时间内返回数据。 握手式机制：master发出一个请求之后，slave在返回数据的时候伴随着一个确认信号。这样子不管外设能不能在规定的t时间内返回数据，master都能得到想要的数据。 2. 随着CPU频率的提高，总线引入了wait的概念 如果slave能在t时间内返回数据，那么这时候不能把wait信号拉高，如果slave不能在t时间内返回数据，那么必须在t时间内将wait信号拉高，直到slave将可以返回 1． MOSFET 跨导g m 是如何定义的。在不考虑沟道长度调制时，写出MOSFET 在饱和区的g m 与 V GS ?V TH 、√D 和1V GS ?V TH 的关系表示式。画出它们各自的变化曲线。 2． MOSFET 的跨导g m 是如何定义的。在考虑沟道长度调制时，写出MOSFET 在饱和区的g m 与 V GS ?V TH 、√D 和1 V GS ?V TH 的关系表示式。画出它们各自的变化曲线。 3． 画出考虑体效应和沟道长度调制效应后的MOSFET 小信号等效电路。写出r o 和g mb 的定 义，并由此定义推出r o 和g mb 表示式。 4． 画出由NMOS 和PMOS 二极管作负载的MOSFET 共源级电路图。对其中NMOS 二极管负载共 源级电路，推出忽略沟道长度调制效应后的增益表示式，分析说明器件尺寸和偏置电流对增益的影响。对PMOS 二极管负载的共源级电路，对其增益表示式作出与上同样的分析。 5． 画出MOS 共源共栅级电路的电路图和其对应的小信号等效电路图。并推出此共源共栅 级电路的电压增益和输出电阻表示式。 6． 画出带源极负反馈电阻的以电阻作负载的MOS 共源级电路的电路图和其对应的小信号 等效电路图。写出此电路的等效跨导定义式，并由此推出在不考虑沟道长度调制和体效应情况下的小信号电压增益表示式。画出其漏电流和跨导随V in 的变化曲线图。 7． 画出带源极负反馈电阻的以电阻作负载的MOS 共源级电路的电路图和其对应的小信号 等效电路图。写出此电路的等效跨导定义式，并由此推出考虑沟道长度调制和体效应情 况下的小信号电压增益表示式。画出其漏电流和跨导随V in 的变化曲线图。 8． 画出以二极管连接的MOS 为负载的差动对和以电流源为负载的差动对的电路图。并求 出这两种电路的小信号增益。 9．下图给出一个电阻负载共源级放大器的高频模型。画出其小信号等效电路。并由此等效 电路推出其传输函数。就此传输函数，简要说明电路的零极点分布情况。 10．对如下图所示的共源级电路，画出其含有噪声的电路模型。并根据此模型图写出其输出 噪声电压V n ，out 2?????????和输入噪声电压V n ，in 2????????。 11．下图是一个电路系统的环路增益波特图，由图分析此系统的极点和零点情况。指出系统的稳定性，写出系统的开环和闭环传输函数，并由此求出闭环系统的极点公式来。 集成电路设计流程 . 集成电路设计方法 . 数字集成电路设计流程 . 模拟集成电路设计流程 . 混合信号集成电路设计流程 . SoC芯片设计流程 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University 集成电路设计流程 . 集成电路设计方法 . 数字集成电路设计流程 . 模拟集成电路设计流程 . 混合信号集成电路设计流程 . SoC芯片设计流程 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University 正向设计与反向设计 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University 自顶向下和自底向上设计 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University Top-Down设计 –Top-Down流程在EDA工具支持下逐步成为 IC主要的设计方法 –从确定电路系统的性能指标开始，自系 统级、寄存器传输级、逻辑级直到物理 级逐级细化并逐级验证其功能和性能 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University Top-Down设计关键技术 . 需要开发系统级模型及建立模型库，这些行 为模型与实现工艺无关，仅用于系统级和RTL 级模拟。 . 系统级功能验证技术。验证系统功能时不必 考虑电路的实现结构和实现方法，这是对付 设计复杂性日益增加的重要技术，目前系统 级DSP模拟商品化软件有Comdisco，Cossap等， 它们的通讯库、滤波器库等都是系统级模型 库成功的例子。 . 逻辑综合--是行为设计自动转换到逻辑结构 设计的重要步骤 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University 1、 CMOS analog circuit design by P.E.ALLEN 评定：理论性90 实用性70 编写 100 精彩内容：运放的设计流程、比较器、 开关电容 这本书在国内非常流行，中文版也 翻译的很好，是很多人的入门教材。 建议大家读影印版，因为ic 领域 的绝大部分文献是以英文写成的。 如果你只能读中文版，你的学习资料 将非常有限。笔者对这本书的评价 并不高，认为该书理论有余，实用性 不足，在内容的安排上也有不妥的地 方，比如没有安排专门的章节讲述反 馈，在小信号的计算方面也没有巧方法。本书最精彩的部分应该就是运放的设计流程了。这是领域里非常重要的问题，像Allen 教授这样将设计流程一步一步表述出来在其他书里是没有的。这正体现了Allen 教授的治学风格：苛求理论的完整性系统性。但是，作为一项工程技术，最关键的是要解决问题，是能够拿出一套实用的经济的保险的方案。所以，读者会发现，看完最后一章关于ADC/DAC 的内容，似乎是面面俱到，几种结构的ADC 都提到了，但是当读者想要根据需求选择并设计一种ADC/DAC 时，却无从下手。书中关于比较器的内容也很精彩，也体现了Allen 教授求全的风格。不过，正好其它教科书里对比较器的系统讲述较少，该书正好弥补了这一缺陷。Allen 教授是开关电容电路和滤波器电路的专家。书中的相关章节很适合作为开关电容电路的入门教材。该书的排版、图表等书籍编写方面的工作也做的很好。像Allen 这样的理论派教授不管在那所大学里，大概都会很快的获得晋升吧。另外，Allen 教授的学生Rincon Moca 教授写的关于LDO 的书非常详尽，值得一读。 2、 CMOS Circuit Design Layout and Simulation CMOS Mixed-Signal Circuit Design by R.J.Baker 评定：理论性80 实用性100 编写80 精彩内容：数据转换器的建模和测量、hspice 网表这本书的风格和Allen 的书刚好相反： 理论的系统性不强，但是极为实用，甚至给出 大量的电路仿真网表和hspice 仿真图线。 这本书的中文版翻译的也很好。最近出了第二 版，翻译人员换了，不知道翻译的水平如何。 不过，第二版好贵啊~~ Baker 教授在工业界 的实战经验丰富，曾经参加过多年的军方项目 的研发，接收器，锁相环，数据转换器，DRAM 等曾设计过。所以，书中的内容几乎了包含 了数字、模拟的所有重要电路，Baker 教授 集成电路的设计方法探讨 摘要：21世纪，信息化社会到来，时代的进步和发展离不开电子产品的不断进步，微电子技术对于各行各业的发展起到了极大的推进作用。集成电路（integratedcircuit，IC）是一种重要的微型电子器件，在包括数码产品、互联网、交通等领域都有广泛的应用。介绍集成电路的发展背景和研究方向，并基于此初步探讨集成电路的设计方法。 关键词集成电路设计方法 1集成电路的基本概念 集成电路是将各种微电子原件如晶体管、二极管等组装在半导体晶体或介质基片上，然后封装在一个管壳内，使之具备特定的电路功能。集成电路的组成分类：划分集成电路种类的方法有很多，目前最常规的分类方法是依据电路的种类，分成模拟集成电路、数字集成电路和混合信号集成电路。模拟信号有收音机的音频信号，模拟集成电路就是产生、放大并处理这类信号。与之相类似的，数字集成电路就是产生、放大和处理各种数字信号，例如DVD重放的音视频信号。此外，集成电路还可以按导电类型（双极型集成电路和单极型集成电路）分类；按照应用领域（标准通用集成电路和专用集成电路）分类。集成电路的功能作用：集成电路具有微型化、低能耗、寿命长等特点。主要优势在于：集成电路的体积和质量小；将各种元器件集中在一起不仅减少了外界电信号的干扰，而且提高了运行 速度和产品性能；应用方便，现在已经有各种功能的集成电路。基于这些优异的特性，集成电路已经广泛运用在智能手机、电视机、电脑等数码产品，还有军事、通讯、模拟系统等众多领域。 2集成电路的发展 集成电路的起源及发展历史：众所周知，微电子技术的开端在1947年晶体管的发明，11年后，世界上第一块集成电路在美国德州仪器公司组装完成，自此之后相关的技术（如结型晶体管、场效应管、注入工艺）不断发展，逐渐形成集成电路产业。美国在这一领域一直处于世界领先地位，代表公司有英特尔公司、仙童公司、德州仪器等大家耳熟能详的企业。集成电路的发展进程：我国集成电路产业诞生于六十年代，当时主要是以计算机和军工配套为目标，发展国防力量。在上世纪90年代，我国就开始大力发展集成电路产业，但由于起步晚、国外的技术垄断以及相关配套产业也比较落后，“中国芯”始终未能达到世界先进水平。现阶段我国工业生产所需的集成电路主要还是依靠进口，从2015年起我国集成电路进口额已经连续三年比原油还多，2017年的集成电路进口额超过7200亿元。因此，在2018年政府工作报告中把推动集成电路产业发展放在了五大突出产业中的首位，并且按照国家十三五规划，我国集成电路产业产值到2020年将会达到一万亿元。中国比较大型的集成电路设计制造公司有台积电、海思、中兴等，目前已在一些技术领域取得了不错的成就。集成电路的发展方向：提到集成电路的发展，就必须要说到摩尔定律：集成度每18个月翻一番。而现今正处在 《模拟集成电路设计》复习 答疑安排： 第13周星期二（5月29日），上午9:00-11:30，下午14:30-17:00，工三310 考试题型： 七道大题：第2章一题，第3、4章各两题，第5章一题，第6、7章共一题 考试注意事项： 所有题目采用课本P32表2.1的数据，V DD=3V，C OX=3.84 10-7F/cm2，忽略漏/源横向扩散长度L D。试题会给出所需参数值。 时刻区分大信号、小信号。 时刻注意是否考虑二级效应。 题目有“推导”两字时，需给出求解过程。 必考：画小信号等效电路 复习题 例2.2补充问题：（1）分析MOS工作区间变化情况；（2）画出I D-V DS 曲线；（3）推导线性区跨导表达式。 习题2.2注意：跨导的单位。 习题2.3补充问题：给定参数值，计算本征增益的数值。注意：画曲线时需考虑λ与L的关系。 例3.5 补充问题：画出图3.21(b)电路的小信号等效电路，推导增益表达式。 习题3.2问题（b）删去。补充问题：求R out。 习题3.12解题思路：I1→V out→V GS2→(W/L)2→A v 习题3.14 输出摆幅=V DD-V OD1-|V OD2|。 解题思路：A v，R out→g m1→(W/L)1→V OD1→|V OD2|→(W/L)2 第4章课件第49页的题目差模增益-g m1(r o1||r o3)，共模增益0，共模抑制比+∞ 例4.6 习题4.18 只要求图4.38(a)-(d)。补充问题：画出半边电路。注意：画半边电路时去掉电流源M5。 习题4.25 计算过驱动电压V OD时忽略沟道长度调制效应。注意双端输出摆幅为单端时的2倍。 习题5.1问题（e）删去。问题（c）和（d）有简单的计算方法。 习题5.5问题（b）（c）删去。λ=0。 例6.4补充问题：画出低频小信号等效电路，推导低频小信号增益；写出C D、C S分别包含哪些MOS电容。 习题6.9 只要求图6.39(a)(b)(c)。 例7.11只计算热输入参考噪声电压。 习题7.11补充问题：推导小信号增益。 1 《模拟集成电路设计原理》期末考试 一．填空题（每空1分，共14分） 1、与其它类型的晶体管相比，MOS器件的尺寸很容易按____比例____缩小，CMOS电路被证明具有_较低__的制造成本。 2、放大应用时，通常使MOS管工作在_ 饱和_区，电流受栅源过驱动电压控制，我们定义_跨导_来表示电压转换电流的能力。 3、λ为沟长调制效应系数，对于较长的沟道，λ值____较小___（较大、较小）。 4、源跟随器主要应用是起到___电压缓冲器___的作用。 5、共源共栅放大器结构的一个重要特性就是_输出阻抗_很高，因此可以做成___恒定电流源_。 6、 6、由于_尾电流源输出阻抗为有限值_或_电路不完全对称_等因素，共模输入电平的变化会引起差动输出的改变。 7、理想情况下，_电流镜_结构可以精确地复制电流而不受工艺和温度的影响，实际应用中，为了抑制沟长调制效应带来的误差，可以进一步将其改进为__共源共栅电流镜__结构。 8、为方便求解，在一定条件下可用___极点—结点关联_法估算系统的极点频率。 9、与差动对结合使用的有源电流镜结构如下图所示，电路的输入电容Cin为__ CF（1－A） __。 10、λ为沟长调制效应系数，λ值与沟道长度成___反比__（正比、反比）。 二．名词解释（每题3分，共15分） 11、1、阱 解：在CMOS工艺中，PMOS管与NMOS管必须做在同一衬底上，其中某一类器件要做在一个“局部衬底”上，这块与衬底掺杂类型相反的“局部衬底”叫做阱。 2、亚阈值导电效应 解：实际上，VGS=VTH时，一个“弱”的反型层仍然存在，并有一些源漏电流，甚至当VGS 集成电路课程设计报告 设计课题: 数字电子钟的设计 姓名: 专业: 电子信息工程 学号: 日期 20 年月日——20 年月日指导教师: 国立华侨大学信息科学与工程学院 目录 1．设计的任务与要求 (1) 2.方案论证与选择 (1) 3.单元电路的设计和元器件的选择 (5) 3.1 六进制电路的设计 (6) 3.2 十进制计数电路的设计 (6) 3.3 六十进制计数电路的设计 (6) 3.4双六十进制计数电路的设计 (7) 3.5时间计数电路的设计 (8) 3.6 校正电路的设计 (8) 3.7 时钟电路的设计 (8) 3.8 整点报时电路的设计 (9) 3.9 主要元器件的选择 (10) 4.系统电路总图及原理 (10) 5.经验体会 (10) 参考文献 (11) 附录A：系统电路原理图 (12) 数字电子钟的设计 1. 设计的任务与要求 数字钟是一种…。 此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。而且通过数字钟的制作进一步了解…。 1.1设计指标 1. 时间以12小时为一个周期； 2. 显示时、分、秒； 3. 具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间； 4. 计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时； 5. 为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。1.2 设计要求 1. 画出电路原理图（或仿真电路图）； 2. 元器件及参数选择（或开发板的考虑）； 3. 编写设计报告，写出设计的全过程，附上有关资料和图纸(也可直接写在 相关章节中)，有心得体会。 2. 方案论证与选择 2.1 数字钟的系统方案 数字钟实际上是…《集成电路设计课程设计》课程教学大纲
专升本CMOS模拟集成电路分析与设计试卷答案
3.2模拟集成电路设计-差分放大器版图
2017年数字IC类笔试面试试题
基于fpga集成电路设计课程标准
集成电路设计基础复习
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模拟电子技术基础试题汇总附有答案.
电子线路与集成电路设计》专业课程考试大纲
集成电路设计方法--复习提纲
模拟集成电路分析与设计复习题
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