微电子学综合实验指导书(实验二)

集成电路设计（版图部分）实验报告学生姓名：周嫄学号：2011029170009 指导教师：曾洁实验地点：科B4532014年 5 月10 日电子科技大学实验：使用L-Edit编辑单元电路布局图一、实验学时：4学时二、实验目的1、熟悉版图设计工具L-Edit的使用环境；2、掌握L-Edit的使用技巧；三、实验内容：利用L-Edit绘制一个反相器的版图，并利用提取工具将反相器布局图转化为T-Spice 文件。

四、实验结果：1、本次版图设计中的设计技术参数、格点设定、图层设定、设计规则采用的是（morbn20.tdb）文件的。

9.1 Metal2 Minimum Width Minimum Width Metall2 3 lambda9.2 Metal2 to Metal2 Spacing 9.3 Metal2 Overlap of Via1 SpacingsurroundMetall2Via Metall24 lambda1 lambda2、绘制一个L=2u，W由学号确定的PMOS管掩膜版图。

先确定W。

W等于学号的最后一位乘以2，若学号最后一位 4，则先加10后再乘以2。

所以，要绘制的是一个L=2u，W=（ 18u ）的PMOS管掩膜版图。

所完成的经DRC检查无错误的PMOS版图为：该PMOS管的截面图为：3、绘制一个L、W和上面的PMOS管相同的NMOS管掩膜版图。

所完成的DRC检查无错误的NMOS版图为：该NMOS管的截面图为：4、运用前面绘制好的nmos 组件与pmos 组件绘制反相器inv的版图。

加入电源Vdd，地Gnd，输入A和输出B的标号。

所完成的DRC检查无错误的版图为：5、将反相器布局图转化为T-Spice 文件，该文件的内容为：五、实验总结与体会：1.通过本次实验，能够把理论与实际结合起来，利用软件将课本所学运用到实际的版图设计中，加深了对知识的理解与巩固；2.当第一次接触一个新软件时，应该怎样学习使用它，这是在实验中应该学习的技能；3.版图设计时需要考虑的因素有哪些，以及他们的相关性和重要程度对结果的影响。

实验一 集成运算放大器的线性应用一、实验目的1 掌握运算放大器的使用方法。

2 学习用集成运算放大器构成线性运算电路。

二、实验设备1 电子学综合实验装置。

2 电子元器件。

三、实验说明集成运算放大器是具有双端输入，单端输出的多级直流放大电路的集成器件，若在它的输出端和输入端之间加入负反馈环节，可以实现线性运算电路。

为了分析方便，通常将运算放大器视为理想运放，满足理想运放的条件是运放具有无限大的开环差模电压增益，无限大的差模输入电阻，无限大的共模抑制比，无限大的开环带宽，零输出电阻以及零失调和漂移。

根据上述理想化条件，可以认为当理想运放工作在线性区域时，有两个重要特性。

（1）理想运放的差模输入电压等于零，由于A od = ∞，所以0o odu u u A +--==。

即u u +-=（2）理想运放的输入电流等于零，即0i i +-==。

利用这两条重要特性，可以简化运放电路的计算，下面给出各种运算电路的结构形式及输入输出之间的关系图。

)U R RU R R (U i22F i11F O +-= 图9-1反相比例运算电路反相加法运算电路i1F O U R R U -=图9-2本次实验为大家提供的集成运算放大器的型号为ua741，他它的外型及各管脚定义为：图9-3四、实验任务1 反相比例运算：要求U 0=-10Ui ，其中R 1=10k Ω,合理选取电路中的其它参数，搭接电路，令U i =±1V ,加以测试，记录输入、输出参数。

2 同相比例运算：要求U 0=11U i ，其中R 1=10k Ω,合理选取电路中的其它参数，搭接电路，令U i =±1V ,加以测试，记录输入、输出参数。

3 反相加法运算：要求U 0=U i1+U i2，其中R 1=10k Ω、R 2=10k Ω,合理选取电路中的其它参数，搭接电路，令U i1=0.5V 、U i2=1V ,加以测试，记录输入、输出参数。

4 差动放大：要求U 0=U i2-U i1，其中R 1=10k Ω、R 2=10k Ω,合理选取电路中的其它参数，搭接电路，令U i1=0.5V 、U i2=1V ,加以测试，记录输入、输出参数。

实验一 二氧化硅薄膜厚度的测量一、实验意义与目的二氧化硅薄膜是微电子产品生产中采用最多的介质薄膜，其薄膜厚度对产品性能影响很大，薄膜厚度的测量方法有多种，主要有探针测试法、光学干涉法、椭圆偏振光法等。

二氧化硅薄膜在可见光波段是透明的，所以，采用光学干涉法可以简单而精确地测量二氧化硅薄膜厚度。

本实验的目的就是学会使用金相显微镜测量二氧化硅薄膜厚度。

二、实验原理用单色光垂直照射硅的氧化层表面时，因二氧化硅薄膜是透明介质，所以入射光将分别在二氧化硅表面和二氧化硅/硅界面产生反射，如图1-1所示。

根据双光干涉原理，当两束相干光的光程差Δ为半波长的偶数倍，即当λλk k =⋅=∆22 (k =0,1,2,3……)时，两道光的相位相同，互相加强，而出现亮条纹。

当两束光的相位相反，互相减弱，而出现暗条纹。

由于整个二氧化硅薄膜是连续生长的，在薄膜边缘处台阶的薄膜厚度连续变化，因此，在二氧化硅台阶上将出现明暗相间的干涉条纹。

图1-1 氧化层厚度测量原理示意图根据光程的概念，在满足小入射角的条件下，两个相邻亮条纹之间的二氧化硅层薄膜厚度差为n2λ，其中：λ为入射光波长，n 为介质二氧化硅的折射率。

同样，两个相邻暗条纹之间的二氧化硅层的薄膜厚度差也是n 2λ。

如果从二氧化硅台阶楔间算起至台阶顶端共有m+1个亮条纹（或暗条纹）（m=1,2,3……），则二氧化硅层的厚度X 应为：)11(2-= n m X λ测量时用白炽灯作光源，在金相显微镜内看到重复的五彩干涉条纹。

由于人眼对白光中的绿光最敏感，应取绿光的波长，即λ≈0.54μm ，SiO 2薄膜的折射率约为n=1.5，薄膜厚度计算公式转化为：)21()(18.0-= m m X μ三、实验内容用双光干涉方法测量硅片表面二氧化硅薄膜厚度。

四、实验仪器与药品⒈金相显微镜 ⒉HF 腐蚀液 ⒊100ml 烧杯 ⒋玻璃片 ⒌滤纸⒍黑胶 ⒎甲苯棉球 ⒏酒精棉球 ⒐酒精灯五、实验步骤⒈氧化层台阶的制备：取一片长有氧化层的硅片，在其表面涂一小点黑胶，将此硅片置于丝网上在酒精灯上加热，使黑胶融化覆盖在硅片的一小区域。

实验指导书实验名称：实验二图示仪检测MOS管参数学时安排：4学时实验类别：验证性实验要求：必做￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣一、实验目的和任务1、用图示仪检测MOS直流参数；2、学习并掌握该仪器的基本测试原理和使用方法，并巩固及加深对晶体管原理课程的理解。

二、实验原理介绍同实验五三、实验设备介绍晶体管直流参数是衡量晶体管质量优劣的重要性能指标。

在晶体管生产中和晶体管使用前，须对其直流参数进行测试。

XJ4822晶体管图示仪是一类专门用于晶体管直流参数测量的仪器。

用该仪器可在示波管屏幕上直接观察各种直流特性曲线，通过曲线在标尺刻度的位置可以直接读出各项直流参数。

用它可测试晶体管的输出特性、输入特性、转移特性和电流放大特性等；也可以测定各种极限、过负荷特性。

四、实验内容和步骤1、测试场效应管2SK30、IRF830的直流参数。

准备工作：在仪器未通电前，把“辉度”旋至中等位置，“峰值电压”范围旋至0-10伏档，“功耗限制电阻”调到1K档，“峰值电压” 调到0位，“X轴作用”置集电极电压1伏/度档，“Y轴作用”置集电极电流1毫安/度档。

接通电源预热10分钟。

调节“辉度”和“聚焦”使显示的图像清晰。

晶体管特性图示仪是为普通的NPN、PNP晶体管的特性图示分析而设计的，要用它来检测场效应管，就必须找出场效应管和普通晶体管之间的相似点和不同处。

场效应管的源极( S )、栅极( G )和漏极( D )分别相当于普通晶体管的发射极( E )、基极( B )、和集电极( C )。

普通晶体管是电流控制元件，而场效应管则是电压控制元件。

1)场效应管2SK30是N-MOS器件，它的管脚分布如图6.1所示。

图6.1 2SK30管脚分布图按照管脚的分布插好管脚后，把“Y轴作用”调到0.2mA/div，“X轴作用”调到1V/div，扫描电压极性为“+”,“功耗限制电阻”调为250Ω，“峰值电压”范围为60% ,“阶梯档级”调到0.1V/div,“阶梯极性”为“-”，“级/簇”置为10。

微电子器件实验指导书微电子技术教学部编写光电工程学院微电子技术教学部2004年2月一．实验的地位、作用和目的：《微电子器件实验》课是微电子学与固体电子学专业本科教学中的重要教学实践环节。

目的是帮助学生理解课堂上学到的基本原理和知识，并掌握晶体管基本参数的测量方法，提供实际动手能力，以适应社会的需求。

基本原理及课程简介：微电子器件课程讲述了基本的半导体器件BJT、JFET、MOSFET的物理结构和工作原理，它主要针对半导体器件的主要电参数讲述其测量方法和原理。

它包含了三个实验：双极晶体管击穿特性测试、双极晶体管直流放大特性测试、晶体管特征频率的测量。

二．实验方式及基本要求1.教师在课堂上讲解实验的基本原理、仪器使用、测试内容及实验要求，交代实验注意事项。

2.学生分4人一组进行实验，要求必须自己动手做实验，然后独立完成实验报告。

三．实验考核及实验报告：1．学生在做完一个实验后，需要独立处理实验数据，认真写实验报告（内容包含实验原理、实验步骤和实验结果），在做实验前还必须预习；2．实验指导教师根据学生实验完成情况及实验报告情况打分，然后综合各次实验给出最后考核成绩。

编著者：杨虹、唐政维、冯世娟试验一 测量双极晶体管的直流放大特性一．试验目的1．学习晶体管特性图式仪的使用。

2．测量晶体管的0β值。

二．实验原理1．双极晶体管的电流放大作用当晶体管处于有源放大区（发射结正偏，集电结反偏）时，其电流的组成为： 图一 晶体管中的各种电流成分E nE pE I I I =+C nC CBO I I I =+B pE VB CBO I I I I =+-其中nE nC VB I I I =+E C B I I I ∴=+。

我们定义：0nC EI I α=，共基极直流电流增益。

0α总是小于1（0α应尽量接近1）。

0C E CBO I I I α∴=+。

定义：0001nC B I I αβα==-，共射极直流电流增益。

《微电子技术综合实践》设计报告题目：P阱CMOS芯片制作工艺设计院系：自动化学院电子工程系专业班级：微电111学生学号：3100433031学生姓名：王刚指导教师姓名：王彩琳职称：教授起止时间：6月27日—7月8日成绩：目录目录一、设计要求1、设计任务2、特性指标要求 03、结构参数参考值 04、设计内容 0二、MOS管的器件特性设计 01、PMOS管参数设计与计算 02、NMOS管参数设计与计算 1三、工艺流程分析 31、衬底制备 32、初始氧化 33、阱区光刻 44、P阱注入 45、剥离阱区的氧化层 46、热生长二氧化硅缓冲层 47、LPCVD制备Si3N4介质 48、有源区光刻：即第二次光刻 49、N沟MOS管场区光刻 510、N沟MOS管场区P+注入 511、局部氧化 512、剥离Si3N4层及SiO2缓冲层 513、热氧化生长栅氧化层 614、P沟MOS管沟道区光刻 615、P沟MOS管沟道区注入 616、生长多晶硅 617、刻蚀多晶硅栅 618、涂覆光刻胶 619、刻蚀P沟MOS管区域的胶膜 620、注入参杂P沟MOS管区域 621、涂覆光刻胶 722、刻蚀N沟MOS管区域的胶膜 723、注入参杂N沟MOS管区域 724、生长PSG 725、引线孔光刻 826、真空蒸铝 827、铝电极反刻 8四、光刻示意图 91.刻P阱掩膜板 102.刻有源区 103.光刻多晶硅 104.P+区光刻 115.N+区光刻 116.光刻接触孔 117.光刻铝线 128.刻钝化孔 12五、薄膜加工工艺计算12六、P阱CMOS芯片制作工艺实施方案框图 14七、心得体会 16八、参考资料 17一．设计要求：1、设计任务：N 阱CMOS 芯片制作工艺设计2、特性指标要求n 沟多晶硅栅MOSFET ：阈值电压V Tn =0.5V, 漏极饱和电流I Dsat ≥1mA, 漏源饱和电压V Dsat ≤3V ，漏源击穿电压BV DS =35V, 栅源击穿电压BV GS ≥25V, 跨导g m ≥2mS, 截止频率f max ≥3GHz （迁移率µn =600cm 2/V ·s ）p 沟多晶硅栅MOSFET ：阈值电压V Tp = -1V, 漏极饱和电流I Dsat ≥1mA, 漏源饱和电压V Dsat ≤3V ，漏源击穿电压BV DS =35V, 栅源击穿电压BV GS ≥25V, 跨导g m ≥0.5mS, 截止频率f max ≥1GHz （迁移率µp =220cm 2/V ·s ） 3、结构参数参考值：N 型硅衬底的电阻率为20cm ∙Ω；垫氧化层厚度约为600 Å；氮化硅膜厚约为1000 Å； P 阱掺杂后的方块电阻为3300Ω/ ，结深为5~6m μ；NMOS 管的源、漏区磷掺杂后的方块电阻为25Ω/ ，结深为1.0~1.2m μ； PMOS 管的源、漏区硼掺杂后的方块电阻为25Ω/ ，结深为1.0~1.2m μ； 场氧化层厚度为1m μ；栅氧化层厚度为500 Å；多晶硅栅厚度为4000 ~5000 Å。

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用WinQSB软件求解线性规划问题。

三、预习要求预习并掌握线性规划问题的数学模型，解的概念，解的性质，以及线性规划问题的图解法、单纯形法、人工变量法以及两阶段法，理解单纯形法原理、最优性检验、解的判别以及向量矩阵描述。

四、实验基本原理解决线性规划问题的单纯形法（这里的实验基本原理太简单，实验基本原理的内容要详细）五、实验内容安装并启动软件，按照操作步骤验证教材[胡运权等.运筹学基础及应用(第四版).北京：高等教育出版社.201X.]第一章中的例题或者习题，然后寻找新的线性规划问题，输入模型，求解模型，对结果进行简单的分析。

微电子封装综合实验二指导书上海工程技术大学材料工程学院电子封装技术教研室2015.09目录目录 1实验一划片、点胶、贴片、固化和引线键合实验2-7 实验二发光二极管LED的封装结构和金相制样8-11实验一划片、点胶、贴片、固化和引线键合实验一、目的通过划片、点胶、贴片、固化和引线键合实验来了解和掌握微电子封装的基本工艺。

二、概述在微电子封装生产中，为了研究划片、贴片和引线键合工艺，需要对工艺的各个参数做些基本的了解，然后研究各工艺对封装样品的影响，如划片方正，贴片整齐，粘合牢靠，键合稳定等。

三、步骤1.划片：每位学生准备划三个需经过引线键合的试样。

1）桌上铺好滤纸，将硅片抛光面朝下放在滤纸上。

用铅笔和直尺在硅片背面划上线，横线和竖线方向间隔各为4mm和3mm。

2)用金刚刀，沿直尺在硅片背面铅笔线上划出痕迹，一道或两道槽。

注意朝一个方向划，不要来回划。

3)带手套的，将硅片掰成各自划好尺寸的大小。

2.贴片：微电子封装的必要环节——贴片涂胶。

将精密的芯片贴装到框架上，实现了高精度元器件的稳定贴装，同时防止手动贴片时，因手颤抖带来的误差。

1)用针管粘上粘合剂滴涂在引线框架或者金属片上。

2)将硅片的位置放正，贴在涂胶位置，压紧。

贴片过程见示意图1。

图一贴片示意图贴片机设备说明：1.贴片机TYP160提供了一个能在X轴向、Y轴向、Z轴向可调节的PCB定位贴片平台，同时贴片头能够任意角度旋转，充分保证了对位置的高度精确。

2.自带真空发生器，可以方便的拾取各种芯片元器件。

3.它可根据实际情况增加光源、放大台灯、显微镜等，进一步提高贴片的精度和速度。

4.TYP160贴片机配合防静电真空贴片泵使用，通过脚踏开关控制真空气源，可以方便的实现任何细小间距芯片如QFP、PLCC、BGA等的准确定位、快速贴装。

5.同时配备X-Y轴精密机械定位平台，使微小间距芯片的贴装定位更准确，更容易。

3．固化：通过加热，使得液体状态的粘结胶体固化。

《微电子工艺实验》实验指导书上海大学材料科学与工程学院电子信息材料系目录《微电子工艺实验》教学大纲 (2)第一部分硅平面器件制作 (4)一．硅平面器件基础理论 (4)（一）p—n结的光伏效应 (4)（二）太阳能电池 (6)（三）光电器件 (10)二. 硅平面器件制作实验工艺原理 (15)实验一氧化工艺实验 (16)实验二光刻工艺实验 (18)实验三扩散工艺实验 (22)实验四磨片与吸杂工艺实验 (24)实验五真空蒸发工艺实验 (26)实验六制绒面工艺实验 (28)实验七辅助工序工艺实验 (30)附硅平面工艺条件设计中常用的图表： (32)第二部分材料与器件性能表征 (33)实验要求 (33)实验一硅光敏器件管芯特性的测量与分析 (34)实验二硅材料电阻率及扩散薄层电阻的测量 (37)硅材料电阻率及扩散薄层电阻的测量实验 (38)硅材料电阻率测试 (38)一前言 (38)二实验原理 (38)三实验步骤与要求 (40)四探针法测扩散薄层的方块电阻 (44)一前言 (44)二测量原理 (44)三实验方法 (46)附：半导体材料导电类型的判断 (48)实验三硅光电池光照特性的测量与分析 (49)硅光电池光照特性的测量与分析实验 (50)一前言 (50)二实验原理 (50)三步骤与要求 (51)实验四硅光电器件光谱响应特性的测量 (53)硅光电器件光谱响应特性的测量实验 (54)一前言 (54)二实验原理 (54)三实验步骤及要求 (55)《微电子工艺实验》教学大纲一．实验目的微电子技术的进步，给社会和经济的发展注入了巨大的活力。

微电子学是一门实践性很强的学科，本实验目的是：经过《电子材料》、《半导体物理》、《半导体器件原理》、《半导体集成电路》、《微电子材料测试技术》等课程的学习，学生在具备一定专业理论的基础上，通过相关的实验课程，对以硅平面工艺为代表的半导体器件的制作过程以及材料、器件的性能及表征方法有比较全面的了解，并在实验过程中训练基本的实验技能，培养分析和解决问题的能力。

半导体电阻率测试实验项目（验证性实验；实验学时 2h ）1、 实验说明半导体材料用于器件生产时往往必须按要求掺杂，对掺杂的浓度、均匀性有严格的要求，它的掺杂性能对加工成的成品质量关系重大，必须严格控制与检测。

掺杂后的的半导体电阻率变化是反映其掺杂情况的一个重要指标，所以在半导体生产工艺或在开发研究中必须掌握其测试方法。

一般测试中多采用四探针法，结合相应的算法，进行半导体体电阻率的测量。

本实验学习利用专用仪器测试半导体电阻率的方法，同时通过测试和实际观察加深对半导体电阻率特性理解。

实验完成之后要写出实验分析报告。

2．实验目的1）. 学习掌握测试半导体电阻率特性参数的方法。

2). 加深对半导体电阻率特性参数理解，掌握对该参数的观查分析方法。

3.实验原理将四根排成一定布局的探针以一定的压力垂直地压在被测样品表面上，在 1、4 探针间通以电流 I(mA)，2、3 探针间就产生一定的电压 V(mV)(如图1)。

测量此电压并根据测量方式和样品的尺寸不同，可分别按以下公式计算样品的电阻率、方块电阻、电阻：图１.直线四探针法测试原理图↓4↑①. 薄圆片(厚度≤4mm)电阻率：⨯=IVρ F （D/S ）╳ F （W/S ）╳ W ╳ Fsp Ω·cm …(1) 其中：D —样品直径，单位：cm 或mm ，注意与探针间距S 单位一致；S —平均探针间距，单位：cm 或mm ，注意与样品直径D 单位一致(四探针头合格证上的S 值)；W —样品厚度，单位：cm ，在F(W/S)中注意与S 单位一致； Fsp —探针间距修正系数(四探针头合格证上的F 值)；F(D/S)—样品直径修正因子。

当D →∞时，F(D/S)=4.532，有限直径下的F(D/S)由附表B 查出：F(W/S)—样品厚度修正因子。

W/S<0.4时，F(W/S)=1；W/S>0.4时，F(W/S)值由附表C 查出；I —1、4探针流过的电流值，选值可参考表5.2(第6页表5.2)； V —2、3探针间取出的电压值，单位mV ；②. 薄层方块电阻Ｒ□：Ｒ□＝⨯IVF （D/S ）╳F （W/S ）╳ Fsp Ω/□ …(2) 其中：D —样品直径，单位：cm 或mm ，注意与探针间距S 单位一致；S —平均探针间距，单位：cm 或mm ，注意与样品直径D 单位一致(四探针头合格证上的S 值)；W —样品厚度，单位：cm ，在F(W/S)中注意与S 单位一致； Fsp —探针间距修正系数(四探针头合格证上的F 值)；F(D/S)—样品直径修正因子。

微电子技术实验报告班级：学号：姓名：指导老师：完成日期：实验一 用晶体管特性图示仪测试晶体管主要参数1．实验目的掌握晶体管特性图示仪测试晶体管的特性和参数的方法。

2．实验原理2．1 双极型晶体（以3DG6NPN 管为例）输入特性和输出特性的测试原理（1）输入特性曲线和输入电阻i R ，在共射晶体管电路中，输出交流短路时，输入电压和输入电流之比为i R ，即＝常数CE V BBE i I V R ∂∂=它是共射晶体管输入特性曲线斜率的倒数。

例如需测3DG 4在V CE ＝10时某一作点Q 的R 值，晶体管接法如图1.1所示。

各旋扭位置为峰值电压% 80% 峰值电压范围 0～10V 功耗电阻 250ΩX 轴作用 基极电压0.05V/度 Y 轴作用阶梯选择 μ20A/极级/簇 10 串联电阻 10K 集电极极性正（+）把X 轴集电极电压置于1V/度，调峰值电压为10V ，然后X 轴作用扳回基极电压0.1V/度，即得CE V ＝10V 时的输入特性曲线。

这样可测得图1.2：VCE V BBE i I V R 10=∆∆=根据测得的值计算出i R 的值图1.1 图1.2（2）输出特性曲线、转移特性曲线和β、FE h在共射电路中，输出交流短路时，输出电流和输入电流增量之比为共射晶体管交流电流放大系数β。

在共射电路中，输出端短路时，输出电流和输入电流之比为共射晶体管直流放大系数FE h 。

晶体管接法如图1.1所示。

旋钮位置如下：峰值电压范围 10V 峰值电压% 80% 功耗电阻 50ΩX 轴 集电极电压1V/度 Y 轴 集电极电流2mA/度阶梯选择 μ20A/极集电极极性正（+）得到图1.3所示共射晶体管输出特性曲线，由输出特性曲线上读出CE V =10V 时，第2、4、6三根曲线对应的C I 、B I 计算出交流放大系数β>FE h 主要是因为基区表面复合等原因导致小电流β较小造成的，β、FE h 也可用共射晶体管的转移特性（图1.4）进行测量只要将上述的X 轴作用开关拨到“基极电流或基极源电压”即得到共射晶体管的转移特性。

《模电》实验指导江南大学物联网工程学院微电子系2013年1月目录实验一参观PCB工艺实验室（本科教育教学改革研究项目）..（3）实验二单管放大器 (9)实验三负反馈放大器 (11)实验四运放基本应用一（运算电路） (12)实验五运放基本应用二（波形产生电路） (16)实验六运放基本应用三（文氏电桥振荡器） (20)实验一参观PCB工艺实验室一、目的为以后课程的实践环节打基础。

二、实验介绍印刷电路板（Printed circuit board，简称PCB）是组装电子零件用的基板，即IC载板。

最近，微电子系在学校学院的大力支持下，购置了一套由“北京浩维创新科技有限公司”生产的价值28万的全套小型PCB板制作设备。

该套设备是为了满足电路板的小批量生产、科研、教学、实训及打样的需求，同时，还可以满足学校课题设计、电子设计竞赛以及实验和试验过程中，做单个或个别电路板的加工所不可缺少的。

三、结合本套系统，将来可做的研究内容：以本套PCB板制作设备作为实践教学的平台，（1）利用实验课的时间，让学生熟悉PCB板的制作工艺。

（2）探讨具有趣味性与知识性相结合的具体实验、课程设计题目、毕业设计题目、电子设计竞赛等实践性教学内容，以给学生提供参考性设计课题。

（3）探讨教学与科研良性的互动机制。

四、结合本套系统，将来欲达到的目的（1）继续认真做好多媒体课件，吸取国内外教学的优点，做到“学一点、用一点、巩固一点”；（2）在教师指导下，由学生提出各种自己感兴趣的电子系统（包括电路分析课程、模拟电子技术课程、数字逻辑电路等课程）的设计课题（比如，简单的半导体收音机的制作、简单的耳机的制作、汽车倒车防撞报警器的制作等），学生们设计方案，画出设计电路原理图、印刷电路版图。

然后在开放实验室进行PCB的制作、安装、调试、测试等。

（3）或由老师提供参考性设计课题，学生们设计方案，画出设计电路原理图、印刷电路版图。

然后在开放实验室进行PCB的制作、安装、调试、测试等。

实验指导书实验名称：实验一、半导体霍尔效应学时安排：4学时实验类别：验证性实验要求：必做一、实验目的1.理解霍尔效应的物理意义；2.了解霍尔元件的实际应用；3.掌握判断半导体导电类型，学会测量半导体材料的霍尔系数、电导率、载流子浓度、漂移迁移率及霍尔迁移率的实验方法。

二、实验原理将一块宽为2a，厚为d，长为b的半导体样品，在X方向通以均匀电流I X，Z方向上加有均匀的磁场B z时（见图1.1所示），则在Y方向上使产生一个电势差，这个电势差为霍尔电势差，用U H 表示，这种现象就称为霍尔效应。

图 1.1与霍尔电势对应的电场，叫做霍尔电场，用E Y表示，其大小与电流密度J X和所加磁场强度B z成正比，可以定义如下形式：E Y = R H·B Z·J X（1）上式中，R H为比例系数，称为霍尔系数。

霍尔效应的物理意义可做如下解释：半导体中的电流是载流子（电子或空穴）的定向动动引起的，一人以速度υx 运动的载流子，将受到沦仑兹力f B = e υx B Z 的作用，使载流子沿虚线方向偏转，如图1.2所示，并最后堆积在与Y 轴垂直的两个面上，因而产生静电场E Y ，此电场对载流子的静电作用力f E =e E Y ,它与磁场对运动载流子的沦仑兹力f B 大小相等，电荷就能无偏离地通过半导体，因而在Y 方向上就有一个恒定的电场E Y 。

下面以N 型半导体为例：有 eυx B Z = e E Y （2）电流密度 X X v n e J ⋅⋅=所以 Z X Y 1B J en E ⋅⋅⋅= （3） 将（3）式与（1）式比较，可得：e n R ⋅=1H （4） 上式中n 为电子的浓度，e 为电子电荷量，其值为e = 1.602 × 10-19C 。

同理，如果霍尔元件是P 型（既载流子为空穴）半导体制成的，则R H =1/（pe ），其中p 为空穴的浓度。

图 1.2又因a U E 2H Y = adI J 2X X =由（3）式得：Z X H Z X H z x B I K B I dR d e n B I U =⋅=⋅⋅= (5) K H 为霍尔元件灵敏度，单位为V/（A·T ）所以 R H = K H ·d （6) 霍尔系数R H 的单位为m 3/C （米3/库仑）如果霍尔元件的灵敏度K H 已经测定，就可以用式（5）来测量未知磁场B Z ，既有：XH H Z I K U B = （7） 由图1.2可以看出，若载流子带正电，则所测出的U H 极性为下正上负；若载流子带负电，则所测出的U H 极性为上正下负。

«电子技术综合实验》电子实验教学基地编华北电力大学二00七年四月2 4 5 6 7RM)vcc MC RO ⑵ R9<2>RO ⑴QCCLK 阱 QB CLKAN NC QA □ND QD74290L4 L3LE 1110 9 e:Hzrso%电子技术综合设计概述数字电子钟的设计、安装与调试（硬件设计） ..20 附录：综合实验报告格式课题一 移位寄存器型彩灯控制器 课题二 智力竞赛抢答器 课题三 电子拔河游戏机 10 课题四 交通信号灯控制器 11 课题五 数字电子钟（软件设计） 13 课题六 电子密码锁16 课题七 电子秒表18 24课题八电子技术综合设计概述综合电子技术设计是电子技术课程的综合实践教学环节， 既涉及到许多理论知识 （总体 方案设计与方法），又涉及到许多实践知识与技能（安装、调试与测量技术）。

通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成，因此它是对学生电子技术课程学习的综合性训练。

随着电子技术的迅速发展， 电子电路的应用日益广泛，由电子电路组成的控制系统、 测量系统、通信系统等电子技术产品已经深入到各个领域， 电子电路的设计越来越显示出其实用性和重要性。

、电子技术综合设计的基本要求1 、能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践 技能独立完成一个设计课题。

2 、根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。

要求通过独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。

3 3 判断、 5 6培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。

要求学生在设计过程中，约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。

7 、在课程设计过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。

二、电子技术综合设计的方法与步骤在科研和生产实践中，电子系统设计的最终目标是做出生产样机或定型产品。

过程大致可分为以下几个阶段：1、方案设计方案设计是根据给定的技术指标和条件，设计出完整的电路，通常把这一阶段称为“预设计”。

实验一 各类二极管特性测试的综合实验一、实验目的1 验证晶体二极管的单向导电特性2 学会测量晶体二极管的伏安特性曲线。

3掌握几种常用特种功能二极管的特性和使用方法。

二、实验预习要求1 复习晶体二极管结构和伏安特性。

2 阅读光电二极管、发光二极管和稳压管的特性和使用范围。

3复习用万用表测量晶体二极管的方法。

阅读用图示仪测试晶体二极管及用示波器测量输出电压的方法。

三、主要实验设备1 KJ120学习机一台2数字式万用表2块（Vicor /FLUK ）四、实验原理晶体二极管由一个PN 结构成，具有单向导电作用。

几种常用二极管的符号如图1.1所示。

图1.1 几种常见二极管的符号普通二极管，如IN4001；IN4148；2AP 等。

稳压管如2DWXX ，它工作在反向击穿区。

使用时，利用反向电流在击穿区很大范围内变化而电压基本恒定的特性来进行稳压。

发光二极管是一种把电能变成光能的半导体器件。

发光二极管有各种颜色，例如有发红光的，发黄光的，发绿光的等等，近几年出现的发兰光的二极管是显示技术上的一大突破，它的出现带来的真彩显示技术。

发光二极管工作电压较低（1.6~3V ），正向工作电流只需几毫安到几十毫安，故常作线路通断指示和数字显示。

若将万用表黑表笔接二极管负极，红表笔接二极管正极，则二极管处于正向偏置，呈现低阻，反之，二极管处于反向偏置，呈现高阻。

根据两次测量的阻值，就可判断二极管的极性。

（注意：二极管的电阻为动态电阻，变化范围较大，因为bbebe i u r ∆∆=，只要be u ∆稍有变化，b i ∆变化很大，所以be r 受外围电路变化影响较大。

）五、实验步骤1. 二极管的一般测试（1）按实验报告表1.1，要求多用万用表测量二极管（IN4004，IN4148，2AP9，LED）（2）二极管正向电压测量：用万用表二极管档测量2．测量2AP9伏安特性（1）测量2AP9正、反向伏安特性的线路见图1.2。

按图接好线路图1.2测量2AP9伏安特性的线路。

《微电子技术综合实践》指导书一、设计目的与要求1、全面掌握《半导体器件物理》与《集成电路工艺原理》课程的内容，加深对双极型和MOS型晶体管的设计及其集成电路制造工艺的理解，学会利用专业理论知识来设计和分析半导体器件特性及其制造工艺。

2、学会利用ISE软件来分析和优化半导体芯片的特性及其制造工艺的条件和参数。

3、培养学生独立分析和解决实际工艺问题的能力。

4、培养学生的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和求真务实的工作作风。

二、设计任务要求根据给定芯片的特性指标，确定芯片的结构参数，设计其工艺流程，确定工艺方法、工艺条件，画出光刻版的示意图，确定工艺实施方案。

具体设计任务详见《微电子技术综合实践任务书》。

三、实施步骤在设计过程中，为了顺利完成任务，可参考以下实施步骤：1、了解题目内容，详细分析题目的具体要求；2、确定总体设计思路。

根据特性指标要求，分析影响器件特性的关键结构参数，以及相互制约关系，给出折衷方案；3、建立结构模型，利用ISE软件进行特性分析，找出最佳的结构参数；4、分析半导体芯片的结构特点，初步确定其工艺流程；5、分析影响芯片特性的关键工艺，找出关键结构参数及其相互影响关系；6、根据芯片的工艺流程，选择适当的工艺实现方法；7、利用ISE软件进行工艺流程以及工艺条件的模拟，找出满足初定结构参数所对应的最佳工艺条件；8、验证工艺条件的可行性，确定最终工艺条件；9、根据结构参数与工艺分析结果，画光刻版图（示意图），给出最终的工艺实施方案；10、编写设计报告，总结设计中的体会或收获。

四、基本格式规范要求1、设计报告可采用统一规范的稿纸书写，也可以用16k纸按照撰写规范单面打印，并装订成册。

内容包括：1)封面（包括题目、院系、专业班级、学生学号、学生姓名、指导教师姓名、职称、起止时间等）2)设计任务3)目录4)设计正文（即设计计算说明书，参考字数：5000字/2周）5)参考文献6)评语2、封面格式（第一页）2、目录格式（第二页）3、正文格式（第三页开始）4、工艺实施方案格式5、参考资料格式1)期刊类：[序号]作者1,作者2,……作者n.文章名.期刊名（版本）.出版年,卷次（期次）:页次.2)图书类：[序号]作者1,作者2,……作者n.书名.版本.出版地:出版社，出版年:页次.五、考核考核方法与评分标准按以下三个方面要求：1、写一份设计报告（30分），内容要求如下：1)设计题目与要求2)特性模拟与设计/工艺模拟与设计3)结果分析与参数验证、汇总4)给出工艺实施方案5)设计体会或存在问题2、验收、PPT答辩及回答问题（60分）。

实验一BJT三极管单级放大电路性能的研究一、实验目的1. 熟悉 EWB 5.0C 的操作环境，学习EWB 5.0C 的电路图输入法和虚拟实验法。

2. 学习EWB 5.0C 中双踪示波器、波特图仪、数字多用表、电压表、电流表、电位器和开关的设置及使用方法。

3. 熟悉放大电路的基本测量方法，了解为使放大电路不失真地放大信号应注意的问题。

4. 加深理解共发射极放大电路的工作原理和性能特点。

二、实验原理参阅《电子技术》有关内容。

三、实验内容1. 按照图4.5.1所示的电路，做出EWB 5.0C的实验电路图。

2. 连接虚拟仪器：电压表、电流表、示波器。

3. 为实验电路图中的元器件及各种仪器作标识、参数设置。

4. 检查电路，确认无误后运行仿真电路。

5. 作电路的静态分析、动态分析四、实验步骤第一部分：BJT 三极管单级放大电路的虚拟实验（一）、创建 EWB 5.0C实验电路图1. 进入EWB 5.0C用户操作界面。

2. 按图4.5.1所示电路，从EWB 5.0C元器件库选取相应器件，连接EWB 电路，3. 给电路中的全部元器件加标识、器件数值，隐去ID 编号。

4. 对其中的部分器件说明如下：给元器件标识、赋值：双击元器件打开元器件参数设置对话框，进行相应设置。

（二）、接入虚拟仪器仪表在以上电路中，接入虚拟仪器仪表：电压表、电流表、示波器和波特图仪.BJT 三极管单级共射放大器虚拟实验电路虚拟仪器仪表参数及各选项的设置：（1）电压表Mode：“DC”（UB、UO 表测交流输入、输出电压时，设为AC）。

Resistance：“100MΩ”（考虑三极管输入电阻较高，为减小误差应取高内阻）。

Label 选项，四块电压表分别键入：UB、UE、UC、UO。

（2）电流表Mode：“DC”。

Resistance：取默认值“1nΩ”。

Label 选项：两块电流表分别键入：IB、IC。

（3）示波器Time base 设置：0.50 mS/div、“Y/T”显示方式。