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集成电路课程设计报告

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集成电路版图课程设计

集成电路版图课程设计

从 版 图 设 计 到 仿 真， 进 行 了 系 统 的 学 习。 例 如， 引 入
2“线上线下”混合教学
“同步降压式单片 DC-DC 电源芯片”工程案例，学生从
为了兼顾教师的教学效果和学生的学习效果，结合 原理图设计到仿真、从版图设计到仿真，进行了系统的
大量线上教学经验，集成电路版图设计采取线上与线下 学习。将工程案例进入课程中，理论与实际相联系，利
进的教学模式。如果只采用传统的教学模式，不能实时 看回放视频和录播视频。
掌握学生对知识的掌握情况，会忽略学生对课程的兴趣，
2.3 线下教学
导致课堂效率低。如果过多依赖线上教学模式，师生间
2.3.1 课堂教学
缺乏互动，出现学生不认真听课现象。因此，教师要合
教学中学以致用，将实际工程案例引入线下课堂，
理分配线上、线下教学内容及时间。
对基础知识不解的困惑，如果不及时答疑，会阻碍学生 验的内容。在此基础上，鼓励学生积极参加各类学科竞
学习进程。教师采取线上直播的形式，以班级为单位组 赛和创新实践活动，部分同学参加全国集成电路创新创
织线上授课（钉钉直播），实现师生双向互动。线上课 业大赛、大学生课外科技活动，并获得相应奖项。通过
堂，教师讲授相应的课程内容。另外，在线上教学过程 参与竞赛活动，能够发现教学不足，促进课程的优化，
随着信息技术和互联网技术的快速发展，信息化技 术被广泛地应用于各个领域。在疫情防控期间，传统教 学已不适用目前高校教学，为保证“停课不停教，停课 不停学”[1]，教育部鼓励各地高校充分利用信息技术和 互联网技术为学生提供学习支持，有序地开展高校相关 教学工作 [2]。越来越多教学工作者开始关注“线上线下” 混合式教学，对单一的传统教学进行改革。线上教学最 初源于网络上公开的教学视频，可以实现教学资源的共 享，但是缺乏师生间的互动 [3]。为了加强师生间的互动， 中国大学 MOOC 诞生了，该线上平台不仅实现教学资源 的共享，还能随时进行课堂测试，实现教师与学生间的 互动。中国大学 MOOC 的兴起，有效地推动了其他线 上教学平台发展，例如对分易平台、雨课堂平台、超星 平台、智慧树平台、腾讯课堂等。如果采取纯线上教学， 学生学习缺乏积极性，需要对学生提出较高的自我管理 要求，而大学生自我管理能力较差，因此不能采取纯线 上教学。王艳 [4] 等人通过案例结合对分易课堂传感器技 术课程进行教学改革，充分调动了学生的学习主动性， 有效地提高教学质量。申继伟 [5] 等人提出数字化教学资 源建设，将建立的数字化资源运用于模拟电子线路课程 中，进而推动移动式教学改革。边心田 [6] 等人提出基于 OBE 理念的教学模式，并运用于应用光学课程中，取得 了较好的教学成果。如何有效地将线上教学与线下教学 相结合，提高教学质量，这是每位高校教师值得认真思 考的问题。本文以集成电路版图设计课程为例，对“线

数字集成电路课程设计74hc138

数字集成电路课程设计74hc138

目录1．目的与任务 (1)2.教学内容基要求 (1)3.设计的方法与计算分析 (1)3.1 74H C138芯片简介 (1)3.2 电路设计 (3)3.3功耗与延时计算 (6)4.电路模拟 (14)4.1直流分析 (15)4.2 瞬态分析 (17)4.3功耗分析 (19)5.版图设计 (19)5.1 输入级的设计 (19)5.2 内部反相器的设计 (19)5.3输入和输出缓冲门的设计 (22)5.4内部逻辑门的设计 (23)5.5输出级的设计 (24)5.6连接成总电路图 (24)5.3版图检查 (24)6.总图的整理 (26)7.经验与体会 (26)8.参考文献 (26)附录 A 电路原理图总图 (28)附录B总电路版图 (29)集成1. 目的与任务本课程设计是《集成电路分析与设计基础》的实践课程，其主要目的是使学生在熟悉集成电路制造技术、半导体器件原理和集成电路分析与设计基础上，训练综合运用已掌握的知识，利用相关软件，初步熟悉和掌握集成电路芯片系统设计→电路设计及模拟→版图设计→版图验证等正向设计方法。

2. 教学内容基本要求2.1课程设计题目及要求器件名称：3-8译码器的74HC138芯片 要求电路性能指标：⑴可驱动10个LSTTL 电路（相当于15pF 电容负载）； ⑵输出高电平时，OH I ≤20uA,min,OH V =4.4V; ⑶输出低电平时，OLI ≤4mA ，manOL V , =0.4V⑷输出级充放电时间r t =ft ，pdt ＜25ns ；⑸工作电源5V ，常温工作，工作频率workf =30MHZ ，总功耗maxP =15mW 。

2.2课程设计的内容 1. 功能分析及逻辑设计； 2. 电路设计及器件参数计算；3. 估算功耗与延时；4. 电路模拟与仿真；5. 版图设计；6. 版图检查：DRC 与LVS ；7. 后仿真(选做)；8. 版图数据提交。

2.3课程设计的要求与数据1. 独立完成设计74HC138芯片的全过程；2. 设计时使用的工艺及设计规则： MOSIS:mhp_ns5；3. 根据所用的工艺，选取合理的模型库；4. 选用以lambda(λ)为单位的设计规则；3. 设计的方法与计算分析3.1 74HC138芯片简介74HC138是一款高速CMOS器件，74HC138引脚兼容低功耗肖特基TTL 系列图3-1 74HC138管脚图表3-1 74HC138真值表由于74HC138芯片是由两个2-4译码器组成，两个译码器是独立的，所以，这里只分析其中一个译码器。

数字集成电路-电路系统与设计第二版课程设计

数字集成电路-电路系统与设计第二版课程设计

数字集成电路-电路系统与设计第二版课程设计
一、课程设计介绍
数字集成电路是现代电路设计中的重要组成部分，也是计算机科学与工程的重要分支。

本课程设计旨在通过对数字集成电路的系统与设计进行探究，并结合具体的案例来设计和实现数字集成电路，使学生能够熟悉数字集成电路的基本原理、设计方法和实现技术。

本课程设计主要包含以下内容：
1.数值系统和编码
2.逻辑功能设计：组合逻辑电路和时序逻辑电路
3.集成电路设计方法和流程
4.VHDL和FPGA实现数字逻辑电路
5.数字信号处理器
通过本次课程设计，学生将掌握数字集成电路的系统性设计思路和实现方法，具备数字电路设计的基本能力和实际操作技术，能够针对具体应用场景提出解决方案，实现数字电路的设计、验证和调试。

二、课程设计要求
1. 课程设计题目
本次课程设计的题目为“4位计数器设计”。

2. 软件工具
VHDL编程软件和EDA工具
1。

数字集成电路课程设计报告-4bits超前进位加法器全定制设计

数字集成电路课程设计报告-4bits超前进位加法器全定制设计

第1章概述1.1 课程设计目的•综合应用已掌握的知识•熟悉集成电路设计流程•熟悉集成电路设计主流工具•强化学生的实际动手能力•培养学生的工程意识和系统观念•培养学生的团队协作能力1.2 课程设计的主要内容1.2.1 设计题目4bits超前进位加法器全定制设计1.2.2 设计要求整个电路的延时小于2ns整个电路的总功耗小于20pw总电路的版图面积小于60*60um1.2.3 设计内容功能分析及逻辑分析估算功耗与延时电路模拟与仿真版图设计版图数据提交及考核，课程设计总结第2章功能分析及逻辑分析2.1 功能分析74283为4位超前进位加法器，不同于普通串行进位加法器由低到高逐级进位，超前进位加法器所有位数的进位大多数情况下同时产生，运算速度快，电路结构复杂。

其管脚如图2-1所示：图2-1 74283管脚图2.2推荐工作条件（根据SMIC 0.18工艺进行修改）表2-1 SMIC 0.18工艺的工作条件2.3直流特性（根据SMIC 0.18工艺进行修改）表2-2 SMIC 0.18直流特性2.4交流（开关）特性（根据SMIC 0.18工艺进行修改）表2-3SMIC 0.18工艺交流（开关）特性2.5真值表表2-4 4位超前进位加法器真值表2.6表达式定义两个中间变量Gi和Pi：所以：进而可得各位进位信号的罗辑表达如下2.7电路原理图超前进位加法器原理：对于一个N位的超前进位组，它的晶体管实现具有N+1个并行分支且最多有N+1个晶体管堆叠在一起。

由于门的分支和晶体管的堆叠较多使性能较差，所以超前进位计算在实际中至多智能限制于2或4位。

为了建立非常快速的加法器，需要把进位传播和进位产生组织成递推的树形结构，如图2-2所示。

一个比较有效的实现方法是把进位传播层次化地分解成N位的子组合：Co,0=GO+POCi,0Co,1=G1+P1G0+P1P0 Ci,0=( G1+P1G0)+(P1P0) Ci,0=G1:0+P1:0 Ci,0Co,2=G2+P2G1+P2P1G0+P2P1P0Ci,0=G2+P2Co,1 2-1 Co,3=G3+P3 G2+P3P2G1+P3P2P1G0+P3P2P1P0Ci,0=(G3+P3G2)+(P3P2)Co,1=G3:2+P3:2Co,1 在公式2-1中，进位传播过程被分解成两位的子组合。

sopc课程设计

sopc课程设计

SoPC课程设计(报告）题目：液晶控制显示器学院：电子工程学院系部：微电子学系专业：集成电路设计与集成系统班级： 1002 学生姓名：曹松松指导教师：曾泽沧起止时间： 2013年6月17日——2013年6月28日目录1 课程设计要求 (2)基本要求 (2)2 实验使用平台 (2)3 题目：选题2 (2)4 课程设计总结 (5)5 附件 (5)1课程设计要求基本要求课程设计要求所有题目采用Quartus II 工具提供的图形输入或者VerilogHDL语言输入方式作为电路设计工具，在NiosII上采用C语言实现编程，自定向下正向设计方法，先设计硬件系统，再进行软件编程，能够生成正确的FPGA下载代码和NiosII执行的软件代码。

硬件功能仿真和时序仿真采用第三方工具（建议为：modelsim），综合与布局布线工具为：Quartus II，SOPC Builder建立软件运行环境，具体要求为：1）根据课设题目，进行总体设计方案（10分）；2）硬件电路顶层设计、模块划分、引脚定义（10分）；3）电路设计及NiosII设计，提交电路设计源代码或电路图（10分）；4）综合与布局布线，提交综合与布局布线报告（10分）；5）FPGA下载代码和引脚分布（10分）；6）软件总体设计及画出流程图（10分）；7）程序设计，提交程序代码（10分）；8）程序编译下载及仿真调试（10分）。

2实验使用平台实验平台使用Altera的DE2开发板，开发工具使用Altera的Quartus II和Nios II IDE。

3 题目：选题2在字符型液晶显示器上移动显示“XIAN UNIVERSITY POST AND TELECOMMUNICATIONS YOUR NAME 2013-6”，要求FPGA 设计硬件，内嵌NiosII，液晶显示采用软件实现。

1）根据课设题目，进行总体设计方案；（10分）此次sopc课程设计选题2，题目相对比较简单。

集成电路课程设计报告三输入异或门电路

集成电路课程设计报告三输入异或门电路
2.000
4.3a
Select Edge to ActC nt
1.000
4.4a
Select Mi nimum Width
2.000
4.4c
Select to Select Spac ing
2.000
异或门的应用范围广，在实际应用中可以用来实现奇偶发生器或模2加法器，
还可以用作加法器、异或密码、异或校检、异或门倍频器、可控反相器等等。虽
然异或不是开关代数的基本运算之一，但是在实际运用中我们依然会相当普遍地 使用到分立的异或门。因此，我们为了熟练了解、掌握异或门这一基本逻辑电路， 对异或门电路进行了这次课程设计。
2.1
Active Mi nimum Width
3.000
2.2
Active to Active Spac ing
3.000
2.3a
Source/Drain Active to Well Edge
5.000
2.3b
Source/Drain Active to Well Space
5.000
2.4a
WellCo ntact(Active) to Well Edge
异或门（英语:Exclusive-OR gate，简称XOF^ate,又称EOF^ate、ExOF^ate）是数字逻辑中实现逻辑异或的逻辑门。有多个输入端、1个输出端，多输入异或
门可由2输入异或门构成。
三输入异或门在数字集成逻辑电路中主要用来实现逻辑异或的功能。对于三 输入异或门来说，若输入为偶数（此处包括0）个高电平1,则输出为低电平0； 否则输出为高电平1。
异或门的逻辑表达式：
进一步可得到一位比较器的真值表：
A
B

功率集成电路技术理论与设计课程设计

功率集成电路技术理论与设计课程设计

功率集成电路技术理论与设计课程设计概述功率集成电路技术是电力电子技术的核心之一。

它将集成电路制造技术与功率电子技术相结合，实现了电路小型化、集成化、高效化、智能化。

本文档将介绍关于功率集成电路技术的理论和设计。

理论部分1. 功率半导体器件功率半导体器件是功率电子器件的核心，如晶闸管、场效应管、IGBT等。

功率集成电路的制造过程就是将这些器件集成到同一片晶圆上，再增加驱动和保护电路等其他元件，形成了集成电路。

2. 功率集成电路功率集成电路是指将功率半导体器件、驱动电路、控制电路、保护电路等集成在一起的电路。

功率集成电路可实现电源、电控、信号处理、检测等多种功能。

3. 基础电路功率集成电路的设计需要基础电路的支持，如逆变器、整流器、升压降压变换器等。

其中，逆变器是功率集成电路最主要的应用领域之一，它可以将直流电能转换为交流电能，广泛应用于电力系统中，如UPS系统、家用电力系统和工业控制系统等。

4. 控制策略功率集成电路的控制策略有很多种，如开关控制、PWM控制、谐振控制等。

其中，PWM控制是功率集成电路最常用的控制策略之一，它可以实现功率半导体器件的精确控制，提高功率转换效率，降低功率损耗。

设计部分1. 设计流程功率集成电路的设计流程包括选型、电路设计、印制电路板设计、元器件焊接等多个步骤。

要完成一个完整的功率集成电路设计，需要在每个步骤中认真分析问题，制定合理的解决方案，最终形成一个完整的产品。

2. 电路设计电路设计是功率集成电路设计的核心。

在这一步骤中，需要选取合适的功率半导体器件和控制策略，设计合理的驱动电路、保护电路和控制电路等。

同时，需要对电路进行仿真和分析，确保电路的工作稳定性和效率。

3. 印制电路板设计印制电路板设计是将电路板图形化，并在板上制作出具有特定功能的电路元件的过程。

它是内部连接、布局、强度、EMI/EMC以及适配和装配等部分的实现。

在印制电路板设计中，需要充分考虑电路板的大小、受力情况、线路绕线等因素。

数字集成电路设计课程设计

数字集成电路设计课程设计

数字集成电路设计课程设计一、课程设计的背景随着信息技术的快速发展，数字集成电路已成为数字系统设计的基础。

数字集成电路的设计是数字电路设计中的重要内容，其设计水平直接影响了整个数字系统设计的性能和可靠性。

为了培养学生的数字系统设计能力，提高他们的综合技能，数字集成电路设计课程必须设置课程设计环节，让学生通过自主设计电路和实现电路的过程，来了解数字系统设计和数字集成电路的实际运用。

二、课程设计的目标本课程设计主要旨在让学生了解数字集成电路和数字系统设计方面的知识，并培养他们的创新能力和实践操作能力，使其能够熟练地使用EDA工具来设计数字集成电路。

具体目标如下：1.掌握数字系统设计的基本方法和流程；2.熟悉EDA工具的使用；3.实践基本的数字集成电路设计；4.培养创新思维和实践操作能力。

三、课程设计的任务本课程设计分为两个任务，分别是：任务一：基于FPGA实现数字电路设计在这个任务中，学生需要使用FPGA实现一个简单的数字电路设计，具体步骤如下：1.学习FPGA芯片的软件开发环境，并了解开发工具的基本使用方法。

2.根据实际需求，设计一个数字电路电路图，并使用EDA工具进行仿真验证。

3.将设计好的电路烧录到FPGA芯片中，并通过实验验证电路的可行性和正确性。

4.编写实验报告，记录设计过程、结果和分析等内容。

通过这个任务的完成，学生可以深入了解数字电路设计的流程和方法，同时掌握基本的EDA工具使用方法，提高了实践操作能力。

任务二：基于Verilog语言设计数字集成电路这个任务是在前一个任务的基础上，进一步实践和提高数字集成电路设计的能力。

具体步骤如下：1.学生需要掌握Verilog语言的基本语法和使用方法。

2.选定一个实际需要的数字电路任务，并进行详细的设计和仿真验证。

3.将设计好的Verilog代码综合成网表文件，并使用EDA工具进行布局和布线。

4.将布线后的电路设计烧录到FPGA芯片中，并进行实验验证。

4位格雷码二进制变换

4位格雷码二进制变换

集成电路课程设计报告设计课题:格雷码变换器专业班级： 11电子学生姓名：学号：指导教师：陈建萍设计时间：2014.5-2014.6一、 实验目的1、用组合电路设计4位格雷码/二进制码变换电路。

2、学习利用原理图和VHDL 语言输入法设计简单逻辑电路的方法。

二、 实验内容1、采用原理图输入方法设计4位格雷码/二进制码变换电路。

2、采用VHDL 语言输入方法设计格雷码/二进制码变换电路。

三、 设计方案与论证1.实验方案用QUARTUS 软件。

采用画出电路图和输入程序源代码来实现VHDL 语言输入方法设计格雷码/二进制码变换电路。

格雷码转换为自然二进制码的转换规则，实际上就是不断的将格雷码与二进制数做异或操作，也就是说，不断的和本身的不同位数做异或操作。

绝对值编码器的输入信号为格雷码，格雷码不能被计算机直接处理，需把格雷码转换成二进制码。

格雷码的高位和二进制码的高位相同，其高位和次高位的异或运算得到二进制码的次高位，依次类推，即可得到格雷码相对应的二进制码。

2. 理论计算真值表测图1 四位二进制格雷码真值表Gi i B Bi Gi Bi ⊕+==)1(01012123233G B B G B B G B B G B ⊕=⊕=⊕==Bi i B Gi Bi Gi ⊕+==)1(01012123233B B G B B G B B G B G ⊕=⊕=⊕==3. 电路图及设计文件1.GENERIC语句GENERIC被称为参数传递映射语句，它描述响应的元件类属参数间的衔接和传送方式。

参数传递语句用于设计从外部端口改变原件内部参数或结构规模的元件，也可称其为类书元件。

该语句在改变电路结构或元件硬件升级方面显得尤为便捷。

其语句格式为：Generic map(param.list) port map(port list);例：generic(n:integer:=7);该语句定义了参数N为整数，且赋值为7。

2.GENERATE语句电路某部分由同类元件构成，这类同类元件叫做规则结构，如：ROM,RAM，移位寄存器等规则结构可以用生成语句来描述。

模拟集成电路应用课程设计

模拟集成电路应用课程设计

模拟集成电路应用课程设计一、背景随着现代电子技术的不断发展，模拟集成电路作为一种新型的电子元器件，受到了广泛的关注和应用。

在实际制造过程中，模拟集成电路实现了将许多不同的模拟电路组合在一起的目标，从而实现了复杂的功能。

对于电子专业的学生而言，模拟集成电路的应用是不可或缺的一部分。

通过模拟集成电路应用课程设计的学习，可以加深学生对于模拟电路和集成电路的理解，同时培养其在工作中的实际应用能力。

二、课程设计目标本次模拟集成电路应用课程设计的目标，主要包括以下几个方面：1.帮助学生深入了解模拟集成电路的基本概念和原理；2.培养学生独立分析和解决问题的能力；3.提高学生的实践能力和创新思维；4.让学生了解模拟集成电路在实际生产制造中的应用。

三、课程设计任务任务一：模拟运算放大器在模拟运算放大器的学习中，主要任务是实现一个非反相运算放大器。

具体实现过程如下：1.设计运算放大器的电路；2.给定一组输入电压和反馈电阻等参数；3.确定运算放大器的输出电压；4.确认模拟运算放大器的理论计算公式，进行计算与比较。

任务二：PID控制系统在PID控制系统的学习中，主要任务是实现一个简单的PID控制系统。

具体实现过程如下：1.设计PID控制系统的控制器电路；2.确定一个合适的数据采集时间；3.收集系统的输入、输出、误差、控制信号等数据；4.根据数据计算比例、积分、微分三个控制参数；5.实现系统的闭环控制，观测系统的稳态和工作质量。

任务三：信号发生器在信号发生器的学习中，主要任务是实现一个多种信号类型的信号发生器。

具体实现过程如下：1.设计信号发生器的电路；2.设计一个自由的控制界面，可以选择输出不同类型的信号；3.确认信号的频率、振幅、相位等参数；4.确认不同类型信号的产生原理和理论计算公式。

四、课程设计方案课程设计任务分别对应模拟运算放大器、PID控制系统和信号发生器三个电路设计项，为方便学生实现这三个设计项，课程教师建议采用以下教学和实践方式：1.教师先通过理论讲解，让学生深入了解模拟运算放大器、PID控制系统和信号发生器的相关原理和概念；2.教师在实验室进行演示，将电路图展示给学生，让学生研究电路的构成和要素；3.学生自行实现电路设计，根据实际情况进行调整和优化；4.学生对设计结果进行仿真测试，测试结果与理论计算进行比较；5.学生对电路的实现进行进一步的优化，达到较好的工作效果。

集成电路课程设计报告三输入异或门电路

集成电路课程设计报告三输入异或门电路
能参数。
二、设计原理：
异或门（英语:Exclusive-OR gate，简称XOF^ate,又称EOF^ate、ExOF^ate）是数字逻辑中实现逻辑异或的逻辑门。有多个输入端、1个输出端，多输入异或
门可由2输入异或门构成。
三输入异或门在数字集成逻辑电路中主要用来实现逻辑异或的功能。对于三 输入异或门来说，若输入为偶数（此处包括0）个高电平1,则输出为低电平0； 否则输出为高电平1。
2.000
4.3a
Select Edge to ActC nt
1.000
4.4a
Select Mi nimum Width
2.000
4.4c
Select to Select Spac ing
2.000
2.1
Active Mi nimum Width
3.000
2.2
Active to Active Spac ing
3.000
2.3a
Source/Drain Active to Well Edge
5.000
2.3b
Source/Drain Active to Well Space
5.000
2.4a
WellCo ntact(Active) to Well Edge
异或门的逻辑表达式：
进一步可得到一位比较器的真值表：
A
B
C
Y
F
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
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1
0

模拟集成电路原理设计应用课程设计

模拟集成电路原理设计应用课程设计

模拟集成电路原理设计应用课程设计1. 课程介绍本课程是关于模拟集成电路（简称模拟电路）的原理、设计和应用方面的课程设计。

模拟电路是在模拟信号领域中广泛应用的一种电路，它能够将原始信号转换为数字信号，并将其传输或处理。

此课程主要面向电子工程、计算机工程和通信工程等专业的本科生。

本课程的主要目的是让学生通过课堂讲解、实验设计、实验操作和实验报告等多种方式，理解模拟电路的基本原理、设计和优化方法，并通过自主选择、设计和实现一个小型模拟电路实验，深入了解模拟电路的应用和实践意义。

2. 课程内容本课程的主要内容包括以下几个方面：2.1 模拟电路的基本概念介绍模拟电路的基本概念，包括模拟信号、信号的传输和放大等方面的知识，为学生提供模拟电路设计的基础知识。

2.2 常见模拟电路的设计和实现介绍常见的模拟电路设计和实现，包括放大器、滤波器、振荡器、比较器等，为学生提供模拟电路的设计和实现思路。

2.3 模拟电路的优化方法介绍模拟电路的优化方法，包括噪声分析、稳定性分析、电路匹配、反馈控制等方法，为学生提供更加深入的模拟电路知识。

2.4 模拟电路的应用和案例介绍模拟电路的应用和案例，包括数据转换器、放大器应用、电源管理等领域的案例，为学生提供模拟电路的实际应用和实践体验。

3. 课程设计在课程设计方面，本课程要求每个学生选择一个小型模拟电路的实验进行设计和实现，并在课程结尾提供一份实验报告进行总结。

这个实验选择应从学生自身兴趣、实验设计的难度和实用价值方面考虑。

3.1 实验设计在实验设计方面，学生应自主选择一个小型模拟电路进行设计和实现。

实验设计过程包括以下几个环节：•确定实验目标和要求•认真阅读相关文献和教材•确定电路方案和设计参数•将电路方案转化为电路图和元器件选型•将电路图进行仿真并进行结果分析•进行电路的实际制作和测试3.2 实验报告在实验报告方面，除了要求学生总结电路设计和实验过程外，还应包括以下内容：•实验目标和意义•电路设计和仿真过程•实验制作和测试过程•实验结果的分析和总结•学生对该实验和本课程的体会和感悟等4. 总结本课程通过理论讲解和实验设计等多种方式，让学生深入了解模拟电路的基本原理、优化方法和应用方向，提高学生的实践能力和设计能力。

模拟集成电路课程设计.pdf

模拟集成电路课程设计.pdf

模拟集成电路课程设计CMOS两级运放设计一、摘要本课程设计要求完成一个两级运放的设计，采用设计工艺为CMOS的0.35um工艺技术，该工艺下器件可以等效为长沟道器件，在分析计算时可采用一级模型进行计算。

本次设计主要了对于共模输入电压等指标提出了要求，详见下表。

在正文中将就如何满足这些指标进行分析与讨论，并将计算结果利用cadence进行仿真，得出在0.35um工艺电路的工作情况。

二、电路分析课程设计的电路图如下：输入级（第一级）放大电路由M1-M5组成，其中M1与M2为NMOS差分输入对管，M3与M4为PMOS有源负载，M5为第一级提供恒定的偏置电流。

输出级（第二级）放大电路由M6、M7以及跨接在M6栅漏两端（即第二级电路输入与输出两端）的电容Cc组成，其中PMOS管M6为共源极接法，用于实现信号的放大，而M7与M5功能相同，为第二级提供恒定的偏置电流，同时M7还作为第二级的输出负载。

Cc将用于实现第二级电路的密勒补偿，改变Cc的值可以用于实现电路中主极点与非主极点分离等功能。

偏置电路由恒流源IB和以二极管形式连接的M8组成，其中M8与M5，M7形成电流镜，M5和M7为相应电路提供电流的大小由其与M8的宽长比的比值来决定。

三、设计指标本模块将根据设计要求的指标逐一进行分析：开环直流增益：考虑直流增益时忽略所有电容的影响，画小信号图如下：由小信号图可以得到电路中的直流增益为：A v =−g m1r 02,4g m6r o6,7式中r 02,4=r o2||r o4，r o6,7=r o6||r o7，考虑到差分输入对管的一致性，故(W/L)1=(W/L)2，从而g m1=g m2，故上述表达式中用g m1代为表示。

同时，考虑到下式：g m =2I (V gs −V th )以及表达式：r o =1λI =V E L I 从而可以将直流增益表达式表述为：A v =−4λn λn λp λp(V gs −V th )1(V gs −V th )6(λn +λp )2 同时可以将λ用V E L 替换，可以得出增益的大小在设计时只与MOS 管的过驱动电压和沟道长度有关，当过驱动电压确定时（一般选取0.2V ），则需要通过增加沟道长度L 来提高增益。

模拟CMOS集成电路设计课程设计实验报告(二级放大器的设计)教材

模拟CMOS集成电路设计课程设计实验报告(二级放大器的设计)教材

模拟CMOS集成电路设计课程设计报告--------二级运算放大器的设计信息科学技术学院电子与科学技术系一、概述：运算放大器是一个能将两个输入电压之差放大并输出的集成电路。

运算放大器是模拟电子技术中最常见的电路，在某种程度上，可以把它看成一个类似于BJT 或FET 的电子器件。

它是许多模拟系统和混合信号系统中的重要组成部分。

它的主要参数包括：开环增益、单位增益带宽、相位阈度、输入阻抗、输入偏流、失调电压、漂移、噪声、输入共模与差模范围、输出驱动能力、建立时间与压摆率、CMRR、PSRR以及功耗等。

二、设计任务：设计一个二级运算放大器，使其满足下列设计指标：工艺Smic40nm电源电压 1.1v负载100fF电容增益20dB 至少40dB3dB带宽20MHz输入小信号幅度5uV 共模电平自己选取输出共模电平自己选取电路结构两级放大器相位裕度60~70度功耗无要求三、电路分析：1.电路结构：最基本的二级运算放大器如下图所示，主要包括四部分：第一级放大电路、第二级放大电路、偏置电路和相位补偿电路。

2.电路描述：输入级放大电路由PM2、PM0、PM1和NM0、NM1组成。

PM0和PM1构成差分输入对，使用差分对可以有效地抑制共模信号干扰；NM0和NM1构成电流镜作为有源负载；PM2作为恒流源为放大器第一级提供恒定的偏置电流。

第二级放大电路由NM2和PM3构成。

NM2为共源放大器；PM3为恒流源作负载。

相位补偿电路由电阻R0和电容C0构成，跨接在第二级输入输出之间，构成RC米勒补偿。

此外从电流电压转换角度来看，PM0和PM1为第一级差分跨导级，将差分输入电压转换为差分电流。

NM0和NM1为第一级负载，将差模电流恢复为差模电压。

NM2为第二级跨导级，将差分电压信号转换为电流，而PM3再次将电流信号转换成电压信号输出。

偏置电压由V0和V2给出。

3.静态特性对第一级放大电路：构成差分对的PM0和PM1完全对称，故有G m1=g mp0=g mp1 (1)第一级输出电阻R out1=r op1||r on1 (2)则第一级电压增益A1=G m1Rout1=g mp0,1(r op1||r on1) (3) 对第二级放大电路：电压增益A2=G m2R out2= -g mn2(r on2||r op3) (4) 故总的直流开环电压增益A0=A1A2= -g mp0,1g mn2(r op1||r on1)(r on2||r op3) (5)由于所有的管子都工作在饱和区，所以对于gm 我们可以用公式 g m =D I L W )/(Cox 2μ (6) 进行计算；而电阻r o 可由下式计算 r o =DI 1λ (7)其中λ为沟道长度调制系数且λ∝1/L 。

CMOS射频集成电路分析与设计课程设计

CMOS射频集成电路分析与设计课程设计

CMOS射频集成电路分析与设计课程设计一、课程设计背景近年来，随着无线通信技术的日益普及，射频集成电路越来越受到关注。

CMOS 射频集成电路以其低功耗、高集成度等优势成为了当前射频集成电路发展的热点。

因此，对于射频集成电路分析与设计的教学与研究需求也逐渐增加。

本文旨在介绍一种CMOS射频集成电路分析与设计的教学课程设计，旨在帮助学生深入了解CMOS 射频集成电路的原理及设计方法。

二、课程设计内容1. 课程介绍在本课程中，我们将先介绍CMOS射频集成电路的基本原理和设计方法，然后根据实际情况，设计出一款简单的CMOS射频集成电路。

在课程结尾，我们将通过仿真软件进行验证，并进行性能测试。

2. 理论部分在理论部分，我们将介绍以下内容：•CMOS射频集成电路的基本原理•基本分析方法和常用工具•基本设计方法•常见的射频电路和器件3. 实验部分在实验部分，我们主要通过仿真软件进行实验设计，包括：•基于ADS和Cadence的仿真实验•基于实际测试的性能评估4. 报告及论文撰写学生们需要完成一份包含实验设计方法、仿真结果和理论分析的课程报告，并撰写一篇包含理论分析以及实验结果的小论文。

三、课程设计目标本课程设计的主要目标为：1.深入了解CMOS射频集成电路的基本原理和设计方法；2.掌握常见的射频电路和器件设计技能；3.学会运用仿真软件进行射频电路设计的能力；4.学会进行性能测试，评估射频电路设计的质量；5.培养学生的独立思考和解决问题的能力；6.培养学生的实验设计和报告撰写能力。

四、课程设计流程1.理论讲解：介绍CMOS射频集成电路的基本原理和设计方法，让学生了解射频电路的基本知识、分析方法和设计流程；2.实验指导：通过仿真软件对设计的射频电路进行验证，通过性能测试评估电路设计的质量，并给出改进建议；3.报告撰写：学生完成课程报告和小论文，包括理论分析、实验设计和仿真结果等内容；4.答辩：学生进行小组答辩，分享自己的设计思路和实验结果，互相评价、交流。

集成电路工程的课程设计

集成电路工程的课程设计

集成电路工程的课程设计一、教学目标本课程的目标是让学生了解和掌握集成电路工程的基本原理、设计和制造过程。

通过本课程的学习，学生应能理解集成电路的基本结构、工作原理和设计方法，掌握集成电路的制造流程和测试技术，并了解集成电路在现代电子技术中的应用。

具体来说，知识目标包括：1.了解集成电路的基本结构和类型；2.理解集成电路的工作原理和设计方法；3.掌握集成电路的制造流程和测试技术；4.了解集成电路在现代电子技术中的应用。

技能目标包括：1.能够使用集成电路设计软件进行简单的设计；2.能够进行集成电路的制造和测试；3.能够分析集成电路的性能和问题。

情感态度价值观目标包括：1.培养对集成电路工程技术的兴趣和热情；2.培养创新意识和团队合作精神；3.培养学生对科技发展的敏感性和适应性。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括四个方面：1.集成电路的基本原理：包括集成电路的定义、分类、结构和功能，以及集成电路的设计原则和流程。

2.集成电路的设计方法：包括数字集成电路、模拟集成电路和混合集成电路的设计方法，以及集成电路设计工具和软件的使用。

3.集成电路的制造流程：包括硅片制造、集成电路版图设计、光刻、蚀刻、离子注入等基本工艺，以及集成电路的封装和测试。

4.集成电路的应用：包括集成电路在电子设备中的应用、集成电路系统的组成和原理，以及集成电路技术的未来发展趋势。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过教师的讲解，让学生了解和掌握集成电路的基本原理和设计方法；2.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解集成电路的应用和制造过程；3.实验法：通过实验操作，让学生掌握集成电路的测试技术和性能分析；4.小组讨论法：通过小组讨论，培养学生的团队合作精神和创新意识。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用《集成电路工程》作为主教材，为学生提供系统的学习内容；2.参考书：推荐《集成电路设计手册》等参考书籍，为学生提供更多的学习资料；3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，为学生提供直观的学习体验；4.实验设备：准备集成电路设计软件、实验板等实验设备，为学生提供实践操作的机会。

数字集成电路基础课程设计 (2)

数字集成电路基础课程设计 (2)

数字集成电路基础课程设计1. 介绍数字集成电路是现代电子技术中一个非常重要的分支，它包括了数字电路基础和数字逻辑设计两个方面。

数字电路基础主要研究数字电路的原理、性质、特点和基本逻辑门电路的设计与实现方法；数字逻辑设计是在数字电路基础上，研究如何将逻辑关系转化成具体的电路实现，在其中最常用的语言是硬件描述语言。

数字集成电路功耗低、速度快、可靠性高、体积小等特点，使其在现代电子系统中得到了广泛的应用。

本文旨在介绍数字集成电路基础课程设计，包括课程设计的目的、内容、教学方法和实验流程。

本课程设计不仅有助于学生加深对数字电路与数字逻辑的理解，为后续专业课程的学习打下良好的基础，同时也可帮助学生提高创新能力和实践能力。

2. 课程设计目的数字集成电路基础课程设计的目的是使学生通过实践操作，深入了解数字电路的基本原理和基本逻辑门的组合与实现，掌握数字电路设计方法，提高数字逻辑设计能力和实践能力。

3. 课程设计内容数字集成电路基础课程设计的内容主要包括以下几个方面：•逻辑门电路的设计与实现•组合逻辑电路的设计与实现•时序逻辑电路的设计与实现•硬件描述语言的基本语法和应用4. 教学方法数字集成电路基础课程设计采用“理论与实践相结合”的教学方法。

教师首先讲授数字电路的基本理论和基本逻辑门的设计，再通过课堂演示和实验操作的形式，让学生体验到数字电路设计的过程和方法。

数字集成电路基础课程设计还采用了“自主学习和团队协作”的教学模式。

学生自主阅读、自主实验和自主发掘问题，与同学之间开展协作学习和探究性学习，这样可以更好地培养学生的独立思考和解决问题的能力。

5. 实验流程数字集成电路基础课程设计的实验流程如下：1.实验准备：了解实验内容和实验原理，进行预备工作，包括查阅资料和准备器材、元器件等。

2.实验设计：根据实验要求和实验原理，设计逻辑电路，选择合适的逻辑门和器材，搭建电路原型。

3.电路实现：按照实验设计要求，组装电路，连接元器件和模块，进行电路调试。

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课程设计
班级：
姓名：
学号：
成绩：
电子与信息工程学院
电子科学系
CMOS二输入与非门的设计
一、概要
随着微电子技术的快速发展，人们生活水平不断提高，使得科学技术已融入到社会生活中每一个方面。

而对于现代信息产业和信息社会的基础来讲，集成电路是改造和提升传统产业的核心技术。

随着全球信息化、网络化和知识经济浪潮的到来，集成电路产业的地位越来越重要，它已成为事关国民经济、国防建设、人民生活和信息安全的基础性、战略性产业。

集成电路有两种。

一种是模拟集成电路。

另一种是数字集成电路。

本论文讲的是数字集成电路版图设计的基本知识。

然而在数字集成电路中CMOS与非门的制作是非常重要的。

二、CMOS二输入与非门的设计准备工作
1.CMOS二输入与非门的基本构成电路
使用S-Edit绘制的CMOS与非门电路如图1。

图1 基本的CMOS二输入与非门电路
2.计算相关参数
所谓与非门的等效反相器设计，实际上就是根据晶体管的串并联关系，再根据等效反相器中的相应晶体管的尺寸，直接获得与非门中各晶体管的尺寸的设计方法。

具体方法是：将与非门中的VT3和VT4的串联结构等效为反相器中的NMOS 晶体管，将并联的VT 1、VT 2等效PMOS 的宽长比(W/L)n 和(W/L)p 以后，考虑到VT3和VT4是串联结构，为保持下降时间不变，VT 3和VT 4的等线电阻必须减小为一半，即他们的宽长比必须为反相器中的NMOS 的宽长比增加一倍，由此得到(W/L)VT3,VT4=2(W/L)N 。

因为考虑到二输入与非门的输入端IN A 和IN B 只要有一个为低电平，与非门输出就为高电平的实际情况，为保证在这种情况下仍能获得所需的上升时间，要求VT 1和VT 2的宽长比与反相其中的PMOS 相同，即(W/L)VT1,VT2=(W/L)P 。

至此，根据得到的等效反向器的晶体管尺寸，就可以直接获得与非门中各晶体管的尺寸。

如下图所示为t PHL 和t PLH ，分别为从高到低和从低到高的传输延时，通过反相器的输入和输出电压波形如图所示。

给其一个阶跃输入，并在电压值50%这一点测量传输延迟时间，为了使延迟时间的计算简单，假设反相器可以等效成一个有效的导通电阻R eff ，所驱动的负载电容是C L 。

图2 反相器尺寸确定中的简单时序模型
对于上升和下降的情况，50%的电都发生在：
L eff C R 69.0=τ
这两个Reff 的值分别定义成上拉和下拉情况的平均导通电阻。

如果测量t PHL 和t PLH ，可以提取相等的导通电阻。

由于不知道确定的t PHL 和t PLH ，所以与非门中的NMOS 宽长比取L-Edit 软件中设计规则文件MOSIS/ORBIT 2.0U SCNA Design Rules 的最小宽长比及最小长度值。

3.分析电路性质 根据数字电路知识可得二输入与非门输出AB F =。

使用W-Edit 对电路进行仿真后得到的结果如图4和图5所示。

图3 图4 基本的CMOS二输入与非门仿真结果（inA是inB相位提前100ns波形）可以看到，仿真结果与理论基本符合。

三、使用L-Edit绘制基本CMOS二输入与非门版图
在设计中采用Tanner Pro 软件中的L-Edit组件设计CMOS二输入与非门的版图，进而掌握L-Edit的基本功能和使用方法。

操作流程如下：进入L-Edit—>建立新文件—>环境设定—>编辑组件—>绘制多种图层形状—>设计规则检查—>修改对象—>设计规则检查—>电路转化—>电路仿真。

1.CMOS二输入与非门设计的规则与布局布线
使芯片尺寸在尽可能小的前提下，避免线条宽度的偏差和不同层版套准偏差可能带来的问题，尽可能地提高电路制备的成品率。

设计的规则应考虑器件在正常工作的条件下，根据实际工艺水平(包括光刻特性、刻蚀能力、对准容差等)和成品率要求，给出的一组同一工艺层及不同工艺层之间几何尺寸的限制，主要包括线宽、间距、覆盖、露头、凹口、面积等规则，分别给出它们的最小值，以防止掩膜图形的断裂、连接和一些不良
物理效应的出现。

2.CMOS二输入与非门的版图绘制与实现
为了便于版图设计，将图1所示电路修改如下图：
图5 修改布局后的CMOS二输入与非门电路
接下来按照电路图进行版图布线，布线时应注意设计规则，完成版图如下图：
图6 完成的基本CMOS二输入与非门版图
四、总结
1）如果对版图设计的基本规则不熟悉，可以打开DRC Setup，这里列出了所有的设计规则，可学习和记忆其中的一些主要和常用的版图设计规则。

2）在进行版图设计规则检查时，应选择输出检查文件一项，版图设计中出现的所有错误，都可以在该输出文件中列出，并标明出错的原因，与哪条规则相违背，可打开规则进行对照，并在版图上进行相应的修改。

3）通过此次设计，我也认识到了自己所学知识的片面，不熟悉CMOS工艺流程等等问题。

尤其是对于重要参数宽长比的问题上求解了两天半的时间未能解决，最终通过寻求指导老师的帮助才解决了问题。

4）一些保险设计比如共态导通保护电路，反向保护电路及吸收电容，负载电容等，因为并非完整的芯片设计而省略，实际制作中针对这些问题必须对核心器件进行保护。

五、参考文献：
《模拟CMOS集成电路设计》毕查德·拉扎维著，西安交通大学出版社，2003年
《CMOS模拟集成电路设计》Phillip·E·AllenS 著，电子工业出版社，2005年
《集成电路设计》王志功等编著，电子工业出版社，2011年
《数字集成电路分析与设计-深亚微米工艺》David A.Hodges等著，电子工业出版社，2005年。