集成电路实验

一、实训时间2022年X月X日至2022年X月X日二、实训地点XX大学电子实验室三、实训目的1. 熟悉集成电路的基本原理和实验方法；2. 培养动手能力和实验操作技能；3. 深入了解集成电路的设计与制造过程；4. 提高对电子电路的分析与解决实际问题的能力。

四、实训内容1. 集成电路基本原理及实验（1）半导体材料与器件：了解半导体材料的特性，掌握PN结、二极管、晶体管等基本器件的原理和特性。

（2）集成电路基本电路：学习放大器、稳压器、滤波器等基本电路的设计与实验。

（3）集成电路制造工艺：了解集成电路的制造工艺流程，包括光刻、蚀刻、离子注入、扩散等。

2. 集成电路设计及实验（1）模拟集成电路设计：学习模拟电路的基本原理，掌握运算放大器、滤波器、稳压器等模拟电路的设计方法。

（2）数字集成电路设计：学习数字电路的基本原理，掌握逻辑门、触发器、计数器等数字电路的设计方法。

（3）集成电路版图设计：学习版图设计软件，掌握版图设计的基本规则和技巧。

3. 集成电路制造工艺实验（1）光刻实验：学习光刻原理，掌握光刻机的操作方法和光刻工艺流程。

（2）蚀刻实验：学习蚀刻原理，掌握蚀刻机的操作方法和蚀刻工艺流程。

（3）离子注入实验：学习离子注入原理，掌握离子注入机的操作方法和离子注入工艺流程。

五、实训过程及结果1. 集成电路基本原理及实验在实训过程中，我们学习了半导体材料与器件的基本原理，掌握了PN结、二极管、晶体管等基本器件的特性和应用。

通过实验，我们验证了放大器、稳压器、滤波器等基本电路的性能。

2. 集成电路设计及实验在模拟集成电路设计方面，我们学习了运算放大器、滤波器、稳压器等模拟电路的设计方法，并成功设计出满足要求的电路。

在数字集成电路设计方面，我们掌握了逻辑门、触发器、计数器等数字电路的设计方法，并成功设计出满足要求的电路。

3. 集成电路制造工艺实验在光刻实验中，我们学会了光刻机的操作方法和光刻工艺流程，成功完成了光刻实验。

《集成电路应用》课程实验实验二锁相环综合实验学院：物理与信息工程学院专业: 电子信息工程年级： 2015级姓名：张桢学号：指导老师：许志猛实验二锁相环综合实验一、实验目的：1.掌握锁相环的基本原理。

2.掌握锁相环外部元件的选择方法。

3.应用CD4046锁相环进行基本应用设计。

二、元件和仪器：1.CD40462.函数信号发生器3.示波器4.电阻、电容若干5.面包板三、实验原理：1.锁相环的基本原理。

锁相环最基本的结构如图所示。

它由三个基本的部件组成：鉴相器（PD）、环路滤波器（LPF）和压控振荡器（VCO）。

锁相环工作原理图鉴相器是个相位比较装置。

它把输入信号Si(t)和压控振荡器的输出信号So(t)的相位进行比较，产生对应于两个信号相位差的误差电压Se(t)。

环路滤波器的作用是滤除误差电压Se(t)中的高频成分和噪声，以保证环路所要求的性能，增加系统的稳定性。

压控振荡器受控制电压Sd(t)的控制，使压控振荡器的频率向输入信号的频率靠拢，直至消除频差而锁定。

锁相环是个相位误差控制系统。

它比较输入信号和压控振荡器输出信号之间的相位差，从而产生误差控制电压来调整压控振荡器的频率，以达到与输入信号同频。

在环路开始工作时，如果输入信号频率与压控振荡器频率不同，则由于两信号之间存在固有的频率差，它们之间的相位差势必一直在变化，结果鉴相器输出的误差电压就在一定范围内变化。

在这种误差电压的控制下，压控振荡器的频率也在变化。

若压控振荡器的频率能够变化到与输入信号频率相等，在满足稳定性条件下就在这个频率上稳定下来。

达到稳定后，输入信号和压控振荡器输出信号之间的频差为零，相差不再随时间变化，误差电压为一固定值，这时环路就进入“锁定”状态。

这就是锁相环工作的大致过程。

2.CD4046芯片的工作原理。

CD4046是通用的CMOS锁相环集成电路，其特点是电源电压范围宽（为3V －18V），输入阻抗高(约100MΩ)，动态功耗小，在中心频率f0为10kHz下功耗仅为600μW，属微功耗器件。

西安邮电大学集成电路版图设计实验报告学号：XXX姓名：XX班级：微电子XX日期：20XX目录实验一、反相器电路的版图验证1)反相器电路2)反相器电路前仿真3)反相器电路版图说明4)反相器电路版图DRC验证5)反相器电路版图LVS验证6)反相器电路版图提取寄生参数7)反相器电路版图后仿真8)小结实验二、电阻负载共源放大器版图验证9)电阻负载共源放大器电路10)电阻负载共源放大器电路前仿真11)电阻负载共源放大器电路版图说明12)电阻负载共源放大器电路版图DRC验证13)电阻负载共源放大器电路版图LVS验证14)电阻负载共源放大器电路版图提取寄生参数15)电阻负载共源放大器电路版图后仿真16)小结实验一、反相器电路的版图验证1、反相器电路反相器电路由一个PMOS、NPOS管，输入输出端、地、电源端和SUB 端构成，其中VDD接PMOS管源端和衬底，地接NMOS管的漏端，输入端接两MOS管栅极，输出端接两MOS管漏端，SUB端单独引出，搭建好的反相器电路如图1所示。

图1 反相器原理图2、反相器电路前仿真通过工具栏的Design-Create Cellview-From Cellview将反相器电路转化为symbol，和schemetic保存在相同的cell中。

然后重新创建一个cell，插入之前创建好的反相器symbol，插入电感、电容、信号源、地等搭建一个前仿真电路，此处最好在输入输出网络上打上text，以便显示波形时方便观察，如图2所示。

图2 前仿真电路图反相器的输入端设置为方波信号，设置合适的高低电平、脉冲周期、上升时间、下降时间，将频率设置为参数变量F，选择瞬态分析，设置变量值为100KHZ，仿真时间为20u，然后进行仿真，如果仿真结果很密集而不清晰可以右键框选图形放大，如图3所示。

图3 前仿真结果3、反相器电路版图说明打开之前搭建好的反相器电路，通过Tools-Design Synthesis-Laout XL新建一个同cell目录下的Laout文件，在原理图上选中两个MOS管后在Laout中选择Create-Pick From Schematic从原理图中调入两个器件的版图模型。

班级：XX姓名：XXX学号：XXXXXX指导老师：XXX实验日期：XXXX年XX月XX日一、实验目的1. 理解集成电路的基本组成和工作原理。

2. 掌握基本的集成电路设计方法，包括原理图设计、版图设计、仿真分析等。

3. 学习使用集成电路设计软件，如Cadence、LTspice等。

4. 通过实验加深对集成电路理论知识的理解，提高动手能力和问题解决能力。

二、实验内容本次实验主要包括以下内容：1. 原理图设计：使用Cadence软件绘制一个简单的CMOS反相器原理图。

2. 版图设计：根据原理图，使用Cadence软件进行版图设计，并生成GDSII文件。

3. 仿真分析：使用LTspice软件对设计的反相器进行仿真分析，测试其性能指标。

4. 版图与原理图匹配：使用Cadence软件进行版图与原理图的匹配，确保设计正确无误。

三、实验步骤1. 原理图设计：- 打开Cadence软件，选择原理图设计模块。

- 根据反相器原理，绘制相应的电路符号，包括NMOS和PMOS晶体管、电阻和电容等。

- 设置各个元件的参数，如晶体管的尺寸、电阻和电容的值等。

- 完成原理图设计后，保存文件。

2. 版图设计：- 打开Cadence软件，选择版图设计模块。

- 根据原理图，绘制晶体管、电阻和电容的版图。

- 设置版图规则，如最小线宽、最小间距等。

- 完成版图设计后，生成GDSII文件。

3. 仿真分析：- 打开LTspice软件，选择仿真模块。

- 将GDSII文件导入LTspice，生成对应的原理图。

- 设置仿真参数，如输入电压、仿真时间等。

- 运行仿真，观察反相器的输出波形、传输特性和功耗等性能指标。

4. 版图与原理图匹配：- 打开Cadence软件，选择版图与原理图匹配模块。

- 将原理图和版图导入匹配模块。

- 进行版图与原理图的匹配，检查是否存在错误或不一致之处。

- 修正错误，确保版图与原理图完全一致。

四、实验结果与分析1. 原理图设计：- 成功绘制了一个简单的CMOS反相器原理图，包括NMOS和PMOS晶体管、电阻和电容等元件。

数字集成电路设计实验报告
摘要：
本实验旨在设计一个数字集成电路，实现特定功能。

本报告将介绍实验目的、背景和理论知识、设计方法、实验步骤、结果分析和讨论以及实验总结。

1.实验目的：
设计一个数字集成电路，实现特定功能，并通过实验验证设计的正确性和可行性。

2.背景和理论知识：
简要介绍数字集成电路的基本概念和原理，并介绍与本实验相关的理论知识，包括逻辑门、布尔代数、时序电路等。

3.设计方法：
本部分将详细介绍实验中采用的设计方法，包括采用的逻辑门类型、布尔代数的转换方法、时序电路的设计方法等。

4.实验步骤：
本部分将详细描述实验的具体步骤，包括电路图的绘制、器件的选择和布局、逻辑设计的步骤、时序电路的设计方法、电路的仿真等。

5.结果分析和讨论：
本部分将对实验结果进行分析和讨论，比较设计与实际结果的差异，分析可能的原因，并讨论实验的局限性和改进方向。

6.实验总结：
总结实验过程中的收获和经验，评估实验的结果和设计的可行性，并提出对未来工作的展望和建议。

通过对数字集成电路设计实验的详细介绍和分析，本报告旨在提供一份完整的实验报告，帮助读者理解实验过程和结果，并为今后的设计工作提供参考。

集成电路实习报告集成电路实习报告（通用6篇）艰辛而又充满意义的实习生活又告一段落了，想必都收获了成长和成绩，是时候回头总结这段时间的实习生活了。

你所见过的实习报告应该是什么样的？下面是小编帮大家整理的集成电路实习报告（通用6篇），仅供参考，大家一起来看看吧。

集成电路实习报告1一：实习目的1、学习焊接电路板的有关知识，熟练焊接的具体操作。

2、看懂收音机的原理电路图，了解收音机的基本原理，学会动手组装和焊接收音机。

3、学会调试收音机，能够清晰的收到电台。

4、学习使用protel电路设计软件，动手绘制电路图。

二：焊接的技巧或注意事项焊接是安装电路的基础，我们必须重视他的技巧和注意事项。

1、焊锡之前应该先插上电烙铁的插头，给电烙铁加热。

2、焊接时，焊锡与电路板、电烙铁与电路板的夹角最好成45度，这样焊锡与电烙铁夹角成90度。

3、焊接时，焊锡与电烙铁接触时间不要太长，以免焊锡过多或是造成漏锡；也不要过短，以免造成虚焊。

4、元件的腿尽量要直，而且不要伸出太长，以1毫米为好，多余的可以剪掉。

5、焊完时，焊锡最好呈圆滑的圆锥状，而且还要有金属光泽。

三：收音机的原理本收音机由输入回路高放混频级、一级中放、二级中放、前置低放兼检波级、低放级和功放级等部分组成接收频率范围为535千赫1065千赫的中段。

1、具体原理如下原理图所示：2、安装工艺要求：动手焊接前用万用表将各元件测量一下，做到心中有数，安装时先安装低矮和耐热元件（如电阻），然后再装大一点的元件（如中周、变压器），最后装怕热的元件（如三极管）。

电阻的安装：将电阻的阻值选择好后根据两孔的距离弯曲电阻脚可采用卧式紧贴电路板安装，也可以采用立式安装，高度要统一。

瓷片电容和三极管的脚剪的长短要适中，它们不要超过中周的高度。

电解电容紧贴线路板立式焊接，太高会影响后盖的安装。

、棒线圈的四根引线头可直接用电烙铁配合松香焊锡丝来回摩擦几次即可自动上锡，四个线头对应的焊在线路板的铜泊面。

Multisim实验报告内容姓名：胡俊超学号：200805010615一、题目：基于Multisim信号采集处理系统在multisim软件基础上，主要是实现信号的放大，滤波，AD采样电路。

二、设计要求：1．系统的电源输入为正负15V，系统各个电源都由集成电路产生的稳压电压供给。

2. 输入信号的为100Hz或者500Hz或者1kHz，幅度为10mv。

3. 放大电路要求：考虑提高输入阻抗；考虑放大后的信号是否超过的AD的输入范围；放大倍数由信号与AD的输入决定。

可以考虑集成仪表运放。

4. 滤波电路：四阶巴特沃思低通滤波器，截止频率为500Hz。

计算各个电阻和电容的取值。

5．AD采样；可以使用8位和16位AD，并设定AD的电压范围为0-5v。

考虑采样定理的约束。

6．DA输出；AD的数字信号直接输出给DA模块7．对比原始信号和DA输出信号。

三,各个部分详细的设计方法和思路。

电源部分：原理分析：由于题目给出了直流15V的条件，考虑到整个系统中所采用的741运放以及AD，DA的采样参考电压，所以选取5V和-5V供电电压。

集成电路中78系列的线性稳压器件7812以及7805可以构成两级稳压达到要求的5V电源，78系列压差在3V以上的范围，也满足我们的设计要求，同理，采用7912和7905即可以得到-5的电压。

电路原理图：构成5V电源电压电路图构成-5V电源电压原理图信号输入和放大部分原理分析：信号的幅度为10mV，频率可以选择，此时选择500Hz，放大倍数放大30倍。

为了提高输入阻抗，考虑采用集成运放741作为输入，用反向放大，便于计算放大倍数，再用741做一次同比列的方向放大，这样信号的相位和输入信号无相移，构成了线性无相移的放大环节。

原理电路图（放大部分）放大部分仿真结果图中可以看到输入信号为红色10mＶ的VPP幅值，输出为蓝色300mV的VPP，所以放大了30倍，输入输出周期相同，相位一致。

放大信号的滤波部分原理分析;四阶巴特沃斯低通滤波器，技术指标要求Wn=500Hz ，由于考虑到输入信号角频率是500Hz，所以将Wn提高到550Hz,在设计滤波器是取滤波电容C3和C4的值相等，R6和R7相等，R12和R10相等，C8和C7的值相等。

集成电路（压控振荡器）构成的频率调制器一、实验目的1．进一步了解压控振荡器和用它构成频率调制器的原理。

2．掌握集成电路频率调制器的工作原理。

二、实验主要仪器1．双踪示波器2．频率计3．万用表4．电容表5．实验板G5三、预习要求1．查阅有关集成电路压控振荡器资料。

2．认真阅读指导书，了解566（VCO的单片集成电路）的内部电路及原理。

3．搞清566外接元件的作用。

四、实验原理图9-1为566型单片集成VCO的框图及管脚排列图9-1 556（VCO）的框图及管脚排列图9-1中幅度鉴别器，其正向触发电平定义为V P,反向触发电平定义为V sm，当电容C 充电使其电压V7（566管脚⑦对地的点电压）上升至V sp，此时幅度鉴别器翻转，输出为高电平，从而使内部的控制电压形成电路的输出电压，该电压V O为高电平；当电容C放电时，其电压V7下降，降至V sm时幅度鉴别器再次翻转，输出为低电平从而使V0也变为低电平，用V0的高、低电平控S1和S2两开关的闭合与断开。

V0为低电平时S1闭合，S2断开，这时I 6=I 7=、0，I 0全部给电容充电，使CV 7上升，由于I 0为恒流源，V 7线性斜升，升至V SP 时V 0跳变为高电平，V 0高电平时控制S2闭合，S1断开，恒流源I 0全部流入A 支路，即I 6=I 0，由于电流转发器的特性，B 支路电路流I 7应等于I 6，所以I 7=I 0，该电流由C 放电电流提供，因此V 7线性斜降，V 7降至V Sm 时V 0跳变为低电平，如此周而复始循环下去，I 7及V 0波形如图9-2。

图 9-2566输出的方波及三角的载波频率（或称中心频率）可用外加电阻R 和外加电容C 来确定。

(V 8-V 5)F= (Hz)R.C.V 8其中：R 为时基电阻C 为时基电容V 8是566管脚⑧至地的电压V 5是566管脚⑤至地的电压五、实验内容及步骤实验电路见图9-3U7U0FFVspVsm图9-3 566构成的调频器图 9-4 输入信号电路1．观察R 、C1对频率影响（其中R=R3＋Rp1）。

CMOS 模拟集成电路设计及HSPICE 使用实验学时：4学时实验一 CMOS 工艺参数测量 一、实验目的：学习和掌握EDA 仿真软件Hspice ；了解CMOS 工艺技术及元器件模型，掌握MOSFET 工作原理及其电压电流特征；通过仿真和计算，获得CMOS 中NMOS 和PMOS 的工艺参数,,,,,p n p n tp tn k k V V λλ，为后续实验作准备。

二、实验内容：1） 通过Hspice 仿真，观察NMOS 和PMOS 管子的I-V 特性曲线；2）对于给定长宽的MOSFET ，通过Hspice 仿真，测得几组栅-源电压、漏-源电压和漏-源电流数据，代入公式21()()(1)2DSn n n GS tn n DS WI K V V V Lλ=-+，求得对应的工艺参数,,,,,p n p n tp tn k k V V λλ 。

三、实验结果：本实验中所测试的NMOS 管、PMOS 管L=1u ，W 由学号确定。

先确定W 。

W 等于学号的最后一位，若学号最后一位=0，则W=10u 。

所以，本实验中所测试的NMOS 管、PMOS 管的尺寸为：L=1u ，W=（ 8 ）u 。

（1） 测0.5um 下NMOS 和PMOS 管的I-V 特性曲线所用工艺模型是 TSMC 0.50um 。

所测得的Vgs=1V 时，NMOS 管Vds 从0V 到2.5V 变化时的I-V 特性曲线为：所测得的Vds=1.2V时，NMOS管Vgs从0V到2.5V变化时的I-V特性曲线为：所测得的Vsg=1V时，PMOS管Vsd从0V到2.5V变化时的I-V特性曲线为：所测得的Vsd=1.2V时，PMOS管Vsg从0V到2.5V变化时的I-V特性曲线为：（2）计算TSMC 0.50um工艺库下mos管对应的工艺参数测试NMOS管相关参数，Hspice中仿真用源文件（.sp文件）为：NOMS I-V CharacteristicM1 OUT IN 0 0 CMOSn L=1U W=8UVIN IN 0 1VOUT OUT 0 1.2.OPTIONS LIST NODE POST*.DC VOUT 0 2.5 0.1.DC VIN 0 2.5 0.1*.DC VOUT 0 2.5 0.1 VIN 0.8 1.0 0.2.PRINT DC I(M1).LIB "C:\synopsys\project\tsmc_050um_model.lib" CMOS_MODELS .END所测得的NMOS 管电流曲线为：所测的数据如下表：Ids Vds1V 1.5V Vgs 1V65．4uA 66．5 1.2V14．014．4根据公式21()()(1)2DSn n n GS tn n DS I K V V V Lλ=-+，计算,,n n tn k V λ，分别为： -611910,0.028, 1.37n n tn k V λ≈⨯≈≈测试PMOS 管相关参数，Hspice 中仿真用源文件（.sp 文件）为： POMS I-V CharacteristicM1 OUT IN Vdd Vdd CMOSP L=1U W=8UVIN Vdd IN 1 VOUT Vdd OUT 1.2.OPTIONS LIST NODE POST *.DC VOUT 0 2.5 0.1 .DC VIN 0 2.5 0.1*.DC VOUT 0 2.5 0.1 VIN 0.8 1.0 0.2.PRINT DC I(M2).LIB "C:\synopsys\project\tsmc_050um_model.lib" CMOS_MODELS .END所测得的PMOS 管电流曲线为：所测的数据如下表：Isd Vsd1V 1.5VVsg 1V 1．17 1．181.2V 4．87 5．15计算TSMC 0.50um 工艺中 pmos 参数p p tp ，分别为：-654.8910,0.017,0.927p p tp K V λ≈⨯≈≈综上所述，可得：TSMC 0.50um 工艺参数=n λ0.028=p λ0.017=tn V 0.37V=tp V 0.927V2/119V A K n μ=2/89.54V A K p μ=四、思考题2） 不同工艺，,p n λλ不同。

实验报告课程名称：集成电路原理实验名称： CMOS模拟集成电路设计与仿真一、实验名称：CMOS模拟集成电路设计与仿真二、实验学时：4三、实验原理1、转换速率（SR）：也称压摆率，单位是V/μs。

运放接成闭环条件下，将一个阶跃信号输入到运放的输入端，从运放的输出端测得运放的输出上升速率。

2、开环增益：当放大器中没有加入负反馈电路时的放大增益称为开环增益。

3、增益带宽积：放大器带宽和带宽增益的乘积，即运放增益下降为1时所对应的频率。

4、相位裕度：使得增益降为1时对应的频率点的相位与-180相位的差值。

5、输入共模范围：在差分放大电路中，二个输入端所加的是大小相等，极性相同的输入信号叫共模信号，此信号的范围叫共模输入信号范围。

6、输出电压摆幅：一般指输出电压最大值和最小值的差。

图1两级共源CMOS运放电路图实验所用原理图如图1所示。

图中有多个电流镜结构，M1、M2构成源耦合对，做差分输入；M3、M4构成电流镜做M1、M2的有源负载；M5、M8构成电流镜提供恒流源；M8、M9为偏置电路提供偏置。

M6、M7为二级放大电路，Cc为引入的米勒补偿电容。

其中主要技术指标与电路的电气参数及几何尺寸的关系：转换速率：第一级增益：第二级增益：单位增益带宽：输出级极点：零点：正CMR：负CMR：饱和电压：功耗：四、实验目的本实验是基于微电子技术应用背景和《集成电路原理与设计》课程设置及其特点而设置，为IC设计性实验。

其目的在于：∙根据实验任务要求，综合运用课程所学知识自主完成相应的模拟集成电路设计，掌握基本的IC设计技巧。

∙学习并掌握国际流行的EDA仿真软件Cadence的使用方法，并进行电路的模拟仿真。

五、实验内容1、根据设计指标要求，针对CMOS两级共源运放结构，分析计算各器件尺寸。

2、电路的仿真与分析，重点进行直流工作点、交流AC和瞬态Trans分析，能熟练掌握各种分析的参数设置方法与仿真结果的查看方法。

3、电路性能的优化与器件参数调试，要求达到预定的技术指标。