数字集成电路（1）
20世纪40年代中期，电子管几乎是各种电子设备惟一的电子器件。那时的人们无论如何也想象不到60年后，把载重卡车大小的设备缩小到手表大小，一粒钮扣电池能供电一两年，这是人类创造的奇迹，微电子学的产物。60年后的电子手表又会是什么样子呢?目前，电子器件经历过电子管、晶体管、小、中规模集成电路、大规模集成电路，已进入到第五代电子器件——超大规模集成电路时代。
一．74LS系列集成电路
在数字集成电路中，最早出现和现在广泛使用的TTL是晶体管一晶体管逻辑电路的英文缩写。数字集成电路还包括HTL电路、ECL电路和CMOS电路，以及存储器和微机电路等。
1、74LS系列集成电路的特点
741LS系列集成电路，是一种改进型的TTL集成电路，利用肖特基二极管构成抗饱和电路，故称肖特基系列集成电路，具有低功耗、工作速度快、抗干扰能力强等特点。
2．集成电路的命名与封装
集成电路型号通常由五部分组成，例如HD74LS08P、“HD”表示日立公司数字集成电路，“74”表示器件工作温度范围0℃一70℃，“LS”表示低功耗肖特基系列电路，“08'’表示器件品种代号，为4个2输入与门，“P”表示封装形式为塑料双列直插。
数字集成电路常采用双列直真值表是利用表格的形式，反映出几个输入端变量的组合与输出端之间的逻辑关系。表l为2输入端与门真值表，只有在两个输人端A与B都为1时，输出端才为1，反映出与逻
辑关系。插封装，示意图见图l。双列直插式集成电路引脚识别方法是将型号印字正置，作为集成电路顶面。半圆凹口位于俯视图左侧，则左下角为第l脚，再按逆时针方向数起，依次为2、3„„至14或16脚。
二、与门电路
门电路数字集成电路是最基本的单元电路，是学习数字集成电路的入门。
1．与逻辑
在图2电路中，开关闭合时用逻辑状态1来表示，断开时用0来表示。灯亮时用l的逻辑状态来表示，灯熄灭时为0。显然，只有满足SAl与sA2皆闭合为1的条件时，才能出现灯亮为1的结果，这就是与逻辑关系。
一、实验目的：
1、熟悉T-spice的使用，并且熟练掌握。
2、仿真出反相器的输出曲线，并观察它的特性。
二、实验原理：
CMOS反相器由一个P沟道增强型MOS管和一个N沟道增强型MOS管串联组成。通常P沟道管作为负载管，N沟道管作为输入管。
两个MOS管的开启电压VGS(th)P<0， VGS(th)N >0，通常为了保证正常工作，要求VDD>|VGS(th)P|+VGS(th)N。
若输入vI为低电平(如0V)，则负载管导通，输入管截止，输出电压接近VDD。
若输入vI为高电平(如VDD)，则输入管导通，负载管截止，输出电压接近0V。
三、实验步骤：
1、画出反相器的仿真图
实验小结：
通过这次Hspice仿真反相器的上机实验，我收获颇多。第一、我更加熟悉了Hspice仿真环境的使用，对T-spice更加的熟练。这将对我以后再做其它实验奠定了良好的基础。第二、以前只在课堂上听老师讲授那些反相器的原理和输出曲线等，但自己的意识当中对反相器的工作还是很疑惑，在做完这个仿真实验后，才恍然大悟，觉得反相器原来就是这么回事。第三、反相器是我们学习数字集成电路的桥梁，我们后续将会用它进行许多的设计，所以这次实验的重要度是很高的。我非常的重视这次实验。
第一章：
成品率：芯片的成本取决于在一个圆片上完好芯片的数量以及其中功能合格的芯片所占的百分比。
再生性：保证一个受干扰的信号再通过若干逻辑级后逐渐收敛回到额定电平中的一个。
扇出：表示连接到驱动门输出端的负载门的数目。
扇入：该门的输入数目。
反相器VTC的特性：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。输入和输出阻抗为无限大和零。
tp：输入和输出波形的50%翻转点之间的时间。
第三章：
电路符号：P63
NMOS工作原理：笔记。
沟道长度调制效应使饱和区的电流不维持恒定状态，有微小的增加。
速度饱和：当沿沟道的电场达到某一临界值时，载流子的速度将由于散射效应而趋于饱和。
短沟期间比长沟器件更易进入饱和区。
MOS管开关模型： 三个结论：
1．电阻反比于器件的宽长比，晶体管的宽度加倍时将使电阻减半。
2．当VDD>VT +VDSAT/2时电阻实际上将与电压源电压无关。
3．一旦电源电压接近VT，电阻会急剧增加。
电容种类：1.MOS结构电容2.沟道电容3.结电容
衬偏效应是VT值增加，原因是由于电荷数量变多（具体看课件）
全比例缩小(恒电场缩小):电压和尺寸被缩小同一个因子S，可以提高器件密度，提高性能，降低功耗。
恒压缩小：尺寸缩小倍数为S，电压不变
一般化缩小：工艺尺寸和电压各自独立缩小，尺寸缩小倍数为S，电压降低倍数为U。
第四章：
集总模型：
树结构
链结构：
传输线性质：信号以波的形式传播通过互联介质。
传输线分类：有损传输线，无损传输线
P114 表格 4.7
第五章： 有比反相器：在输出低电平时，驱动管和负载管同时导通，其输出低电平由驱动管的导通电阻和负载管的等效电阻分压决定。
无比反相器：在输出低电平是，只有驱动管导通，负载管截止，在理想情况下，其输出低电平为0
推挽结构CMOS电路特点：
VTC 特点：P133图
开关阈值电压定义为Vin=Vout的点，由可知，开关阈值取决于r，它是PMOS和NMOS相对驱动强度的比。
第1章 微电子学导引
1.1 经济的影响
让我们从全球半导体产品销售额和全世界GDP（Gross Domestic Product，国内生产总值）①之间
的联系开始讲述。2005年，半导体产品销售额为44.4万亿美元中的2370亿美元（占0.53%），而且
还在增长。
然而根据销售量评价半导体的重要性显然低估了它们对世界经济的影响。这是因为微电子担当
了技术驱动器的角色，使得一系列工业、商业和服务业活动成为可能或得到加速，比如：
z 计算机和软件业；
z 电信和媒体业；
z 商业、物流和运输业；
z 自然科学和医学；
z 发电和输电；
z 金融和管理。
因此微电子对经济发展有巨大的杠杆作用，它的任何进步都会促进“下游”工业和服务业的许
多甚至是绝大多数的创新。
一个流行的例子……
历经30年的快速增长，如今客用车的电子电气设备造价在普通车中已经占总价的15%之多，在豪1
2 第1章 微电子学导引
华车中则接近30%。另外，绝大部分的科技进步也应该归功于微电子技术的发展。比如电子打火和喷
射，二者很快就被结合起来并扩展成为电子引擎控制系统。类似的例子还有防抱死制动系统和防滑系
统、安全气囊触发电路、防盗设备、自动空调系统、含行车电脑的仪表板、遥控锁、导航设备、多路
总线、电子控制动力传动系统和悬挂、音频/视频信息和娱乐，还有即将问世的夜视与防撞系统。并
且未来向其他能量形式驱动的变迁一定会进一步加强半导体在汽车工业中的重要性（见图1-1）。 图1-1 微电子对“下游”工业和服务业的经济杠杆作用
即将到来的创新包括LED照明和车头灯、“主动式”飞轮、混合动力、电子驱动气门、线控刹
车、线控驾驶，以及很可能的42V电源以支持额外的电气负载。
……不太明显的方面
可能不那么明显但是也同样重要的是电子工业对开发、制造和服务的许多贡献。在汽车工业幕
后的创新包括计算机辅助设计（CAD）、有限元分析、虚拟碰撞测试、计算流体力学、计算机数控机
