第9章微电子概论寄生参数

寄生电容电感电阻-概述说明以及解释1.引言1.1 概述寄生电容、电感和电阻是电路中常见的元件，它们在电子设备和电路中起着重要的作用。

在实际的电路设计和应用中，我们经常会遇到这些寄生元件的存在，它们虽然不是设计时的主要元件，但却会对电路的性能和稳定性产生一定的影响。

寄生电容指的是电容器的容量存在于电路中的其他不相关元件之间，如电路板中的导线之间或电路元件之间的绝缘介质。

这些寄生电容会对电路的频率特性、干扰抗性以及能耗等方面产生影响。

而寄生电感则是指电阻线圈的电感性质存在于电路中的其他元件之间，如电路导线本身或电路中的线圈元件。

寄生电感会对电路的频率响应、电磁干扰以及传输效率等方面产生影响。

寄生电阻则是指电路中电路元件或导线的电阻特性对电路性能产生的影响。

这些寄生元件的存在使得实际电路的性能与理论设计存在一定的差别。

因此，在电路设计中，为了更准确地预测电路的行为和性能，必须考虑和计算这些寄生元件的影响。

在实际应用中，我们需要通过一系列的测试和测量来确定电路中这些寄生元件的值，并将其纳入到电路设计和分析中。

本文将着重介绍寄生电容、电感和电阻的概念，探讨它们的影响因素和作用机制，并分析其在实际应用中的应用场景和未来的发展展望。

通过深入理解和认识这些寄生元件，我们能够更好地设计和优化电子电路，提高电路的性能和可靠性。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下几点：文章结构部分应该明确说明本文的章节组成和内容安排。

本文将围绕寄生电容、寄生电感和寄生电阻展开详细介绍和分析。

第一大纲部分介绍文章的引言部分，包括概述、文章结构和目的。

第二正文部分将分为三个小节：2.1 寄生电容的概念，2.2 寄生电感的概念，2.3 寄生电阻的概念。

在这些小节中，将详细介绍每个概念的定义、原理和特点，并探讨它们在电路中的作用和影响。

第三结论部分将总结影响因素，并分析寄生电容、寄生电感和寄生电阻在不同应用场景下的具体应用和局限性。

寄生参数知识点一、什么是寄生参数？寄生参数是指在建立模型或系统时，为了更好地描述模型或系统的行为，引入的一些附加参数。

这些参数通常与模型或系统的主要参数无关，但却可以对模型或系统的性能产生影响。

寄生参数可以是不可避免的，但我们可以通过一些方法来降低其对系统性能的影响。

二、寄生参数的来源1.不完美的建模：在建立模型时，为了简化问题或忽略某些细节，我们可能会引入一些寄生参数。

这些参数是为了更好地逼近实际系统行为而引入的。

2.建模误差：当我们使用实验数据或测量值来建立模型时，由于测量误差或建模误差，我们可能会引入一些寄生参数。

3.外部干扰：在某些实际应用中，模型或系统可能受到外部环境的干扰，这些干扰可能会引入一些寄生参数。

三、寄生参数的影响寄生参数的存在可能会对模型或系统的性能产生负面影响，主要体现在以下几个方面：1.精度降低：寄生参数的存在可能导致模型的输出与实际值之间存在偏差，从而降低了模型的精度。

2.稳定性问题：一些寄生参数可能会影响系统的稳定性，导致系统出现不稳定的行为，例如震荡或不收敛等。

3.鲁棒性下降：当模型或系统受到寄生参数的影响时，其对扰动的鲁棒性可能会下降，导致系统对外界变化的适应能力变差。

四、降低寄生参数影响的方法虽然寄生参数无法完全避免，但我们可以采取一些方法来降低其对模型或系统的影响：1.优化模型：通过改进建模方法或算法来减少建模误差，从而减小寄生参数的影响。

2.数据处理：对实验数据或测量值进行处理和滤波，通过消除噪声或异常值来降低寄生参数的引入。

3.控制策略：设计合理的控制策略，对系统的寄生参数进行补偿或抑制，从而降低其对系统性能的影响。

4.环境隔离：在一些对寄生参数敏感的应用中，可以采取措施隔离外部环境对系统的影响，例如使用屏蔽材料或隔音设备等。

五、案例分析以飞行器控制系统为例，飞行器的姿态控制是一个典型的寄生参数问题。

在飞行器的姿态控制过程中，飞行器可能受到气流、风速等外部干扰的影响，这些干扰会引入寄生参数，导致姿态控制的精度下降或稳定性问题。

第一章绪论1.1946年第一台计算机：ENIAC2.1947年12月23日第一个晶体管:巴丁、肖克莱、布拉顿3.集成电路：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”在一块半导体单晶片（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4.达默第一个提出集成电路的设想，1958年德克萨斯仪器公司基尔比研制除了第一块集成电路5.集成电路芯片的集成度每三年提高4倍，而加工特征尺寸缩小倍，这就是摩尔定律6.集成电路按器件结构类型分类：a)双极集成电路：主要由双极晶体管构成a)NPN型双极集成电路b)PNP型双极集成电路b)金属-氧化物-半导体(MOS)集成电路：主要由MOS晶体管(单极晶体管)构成1.NMOS2.PMOS3.CMOS(互补MOS)c)双极-MOS(BiMOS)集成电路：同时包括双极和MOS晶体管的集成电路为BiMOS集成电路，综合了双极和MOS器件两者的优点，但制作工艺复杂7.按结构形式的分类：单片集成电路：a)它是指电路中所有的元器件都制作在同一块半导体基片上的集成电路b)在半导体集成电路中最常用的半导体材料是硅，除此之外还有GaAs等混合集成电路：c)厚膜集成电路d)薄膜集成电路8.按电路功能分类：↗数字集成电路(Digital IC)：它是指处理数字信号的集成电路，即采用二进制方式进行数字计算和逻辑函数运算的一类集成电路↗模拟集成电路(Analog IC)：它是指处理模拟信号(连续变化的信号)的集成电路✍线性集成电路：又叫做放大集成电路，如运算放大器、电压比较器、跟随器等✍非线性集成电路：如振荡器、定时器等电路↗数模混合集成电路(Digital - Analog IC) ：例如数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器等第三章第四章1.集成电路的集成度，功耗延迟积，特征尺寸是描述集成电路性能的几个重要指标2.特征尺寸：指集成电路中半导体器件的最小尺度3.图形转换：光刻：光刻三要素：光刻胶、掩膜版和光刻机；4.光刻胶：光刻胶又叫光致抗蚀剂，它是由光敏化合物、基体树脂和有机溶剂等混合而成的胶状液体光刻胶受到特定波长光线的作用后，导致其化学结构发生变化，使光刻胶在某种特定溶液中的溶解特性改变5.正胶：曝光后可溶；负胶：曝光后不可溶；6.几种常见的光刻方法：接触式光刻，接近式曝光，投影式曝光，i.超细线条光刻技术b)甚远紫外线(EUV)c)电子束光刻d)X射线e)离子束光刻7.化学汽相淀积(CVD)：通过气态物质的化学反应在衬底上淀积一层薄膜材料的过程CVD技术特点：a)具有淀积温度低、薄膜成分和厚度易于控制、均匀性和重复性好、台阶覆盖优良、适用范围广、设备简单等一系列优点b)CVD方法几乎可以淀积集成电路工艺中所需要的各种薄膜，例如掺杂或不掺杂的SiO、多晶硅、非晶硅、氮化硅、金属(钨、钼)等2单晶硅的化学汽相淀积(外延)：一般地，将在单晶衬底上生长单晶材料的工艺叫做外延，生长有外延层的晶体片叫做外延片 二氧化硅的化学汽相淀积：可以作为金属化时的介质层，而且还可以作为离子注入或扩散的掩蔽膜，甚至还可以将掺磷、硼或砷的氧化物用作扩散源c)低温CVD氧化层：低于500℃d)中等温度淀积：500～800℃e)高温淀积：900℃左右多晶硅的化学汽相淀积：利用多晶硅替代金属铝作为MOS器件的栅极是MOS集成电路技术的重大突破之一，它比利用金属铝作为栅极的MOS器件性能得到很大提高，而且采用多晶硅栅技术可以实现源漏区自对准离子注入，使MOS集成电路的集成度得到很大提高。

第一章 绪论1.画出集成电路设计与制造的主要流程框架。

2.集成电路分类情况如何？答：3.微电子学的特点是什么？答：微电子学：电子学的一门分支学科微电子学以实现电路和系统的集成为目的，故实用性极强。

微电子学中的空间尺度通常是以微米(μm, 1μm ＝10－6m)和纳米(nm, 1nm = 10-9m)为单位的。

微电子学是信息领域的重要基础学科微电子学是一门综合性很强的边缘学科涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧按应用领域分类数字模拟混合电路非线性电路线性电路模拟电路时序逻辑电路组合逻辑电路数字电路按功能分类GSI ULSI VLSI LSI MSI SSI 按规模分类薄膜混合集成电路厚膜混合集成电路混合集成电路BiCMOS BiMOS 型BiMOS CMOS NMOS PMOS 型MOS 双极型单片集成电路按结构分类集成电路机辅助设计、测试与加工、图论、化学等多个学科微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向微电子学的渗透性极强，它可以是与其他学科结合而诞生出一系列新的交叉学科，例如微机电系统(MEMS)、生物芯片等第二章半导体物理和器件物理基础1.什么是半导体？特点、常用半导体材料答：什么是半导体？金属：电导率106～104(W∙cm-1)，不含禁带；半导体：电导率104~10-10(W∙cm-1)，含禁带；绝缘体：电导率<10-10(W∙cm-1)，禁带较宽；半导体的特点：（1）电导率随温度上升而指数上升；（2）杂质的种类和数量决定其电导率；（3）可以实现非均匀掺杂；（4）光辐照、高能电子注入、电场和磁场等影响其电导率；半导体有元素半导体，如：Si、Ge（锗）化合物半导体，如：GaAs（砷化镓）、InP （磷化铟）硅：地球上含量最丰富的元素之一，微电子产业用量最大、也是最重要的半导体材料。

《微电子学概论》1.晶体管是谁发明的？肖克利、巴丁和布拉顿2.集成电路的分类？·按结构分：单片集成电路：它是指电路中所有的元器件都制作在同一块半导体基片上的集成电路在半导体集成电路中最常用的半导体材料是硅，除此之外还有GaAs等混合集成电路：厚膜集成电路薄膜集成电路·按功能分：数字集成电路(Digital IC)：它是指处理数字信号的集成电路，即采用二进制方式进行数字计算和逻辑函数运算的一类集成电路模拟集成电路(Analog IC)：它是指处理模拟信号(连续变化的信号)的集成电路线性集成电路：又叫做放大集成电路，如运算放大器、电压比较器、跟随器等非线性集成电路：如振荡器、定时器等电路数模混合集成电路(Digital - Analog IC) ：例如数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器等 ·⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧按应用领域分类数字模拟混合电路非线性电路线性电路模拟电路时序逻辑电路组合逻辑电路数字电路按功能分类GSI ULSI VLSI LSI MSI SSI 按规模分类薄膜混合集成电路厚膜混合集成电路混合集成电路BiCMOS BiMOS 型BiMOS CMOS NMOS PMOS 型MOS 双极型单片集成电路按结构分类集成电路3.微电子的特点？↗微电子学以实现电路和系统的集成为目的，故实用性极强。

↗微电子学中的空间尺度通常是以微米(μm, 1μm＝10－6m)和纳米(nm, 1nm = 10-9m)为单位的。

↗微电子学是一门综合性很强的边缘学科↗微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向↗微电子学的渗透性极强，它可以是与其他学科结合而诞生出一系列新的交叉学科，例如微机电系统(MEMS)、生物芯片等4.什么是半导体集成电路？集成电路就是将电路中的有源元件，无源元件以及他们之间的互连引线等一起制作在半导体的衬底上，形成一块独立的不可分的整体电路。

微电子概论第二版复习资料微电子概论第二版复习资料微电子是一门研究微观尺度下电子器件和电路的学科，它涵盖了半导体物理、电子器件、集成电路设计与制造等多个领域。

在现代科技的推动下，微电子领域的发展日新月异，给我们的生活带来了巨大的变化。

本文将从微电子的基础概念、器件原理、集成电路设计、制造工艺等方面进行探讨，帮助读者理解微电子的基本知识和技术。

一、微电子的基础概念微电子学是电子学的一个重要分支，它研究的对象是微观尺度下的电子器件和电路。

微电子学的基础概念包括半导体物理、固体物理、量子力学等。

其中，半导体物理是微电子学的基石，它研究的是半导体材料的性质和行为。

半导体材料具有介于导体和绝缘体之间的电导特性，这使得它成为微电子器件的理想材料。

二、微电子器件的原理微电子器件是微电子学的核心内容，它是实现电子功能的基本单元。

常见的微电子器件包括二极管、晶体管、场效应晶体管等。

这些器件通过控制电流和电压的变化，实现电子信号的放大、开关和逻辑运算等功能。

在微电子器件的设计和制造过程中，需要考虑材料的选择、结构的设计以及工艺的控制等多个方面的因素。

三、集成电路设计集成电路是微电子技术的重要应用之一，它将多个微电子器件集成在一个芯片上，实现复杂的电子功能。

集成电路设计是指将电路功能转化为物理结构的过程，它包括逻辑设计、布局设计和物理设计等多个阶段。

在集成电路设计中，需要考虑电路的功能、性能、功耗、面积等多个指标，以及制造工艺的限制。

四、制造工艺微电子器件和集成电路的制造过程被称为制造工艺。

制造工艺包括材料的选择、清洗、沉积、刻蚀、光刻、离子注入等多个步骤。

其中，光刻技术是制造工艺中的核心环节，它通过光刻胶和掩膜的组合，将电路图案转移到硅片上。

制造工艺的精细程度决定了微电子器件和集成电路的性能和可靠性。

总结微电子是一门涵盖多个学科的综合性学科，它研究的是微观尺度下的电子器件和电路。

微电子学的基础概念包括半导体物理、固体物理、量子力学等。

微电子概论基础知识概览1、半导体（1）半导体的主要特点□在纯净的半导体材料中，电导率随温度的上升而指数增加□半导体中杂质的种类和数量决定着半导体的电导率，而且在参杂情况下，温度对电导率的影响较弱□在半导体中可以实现非均匀掺杂□光的辐射、高能电子等的注入可以影响半导体的电导率（2）半导体的掺杂□电子和空穴：可以自由移动的缺位成为空穴，在半导体中电子和空穴统称为载半导体是N型的；反之，半导体是P型的。

（3）半导体的电导率和电阻率□平局漂移速率：v= uE (u—迁移率)则用迁移率表示电导率为：N、P型：nqu；□电导率一方面取决于杂质浓度，另一方面取决于迁移率。

□迁移率：反映半导体中载流子导电能力的重要参数。

迁移率越大，半导体的电导率越高。

通常电子迁移率要高于空穴迁移率。

□影响迁移率的因素：（1）掺杂浓度：在低掺杂浓度的范围内，电子和空穴的迁移率基本与掺杂浓度无关，保持比较确定的迁移率数值。

在高掺杂浓度后，迁移率随掺杂浓度的增高而显著下降。

（2）温度：掺杂浓度较低时，迁移率随温度的升高大幅下降。

当掺杂浓度较高时，迁移率随温度的变化较平缓。

当掺杂浓度很高时，迁移率在较低的温度下随温度的上升而缓慢增高，而在较高的温度下迁移率随温浓度的上升而缓慢下降。

（高斜率下斜：大幅度下降、平：变化较平缓、抛物：先升高再下降缓慢ing）散射：载流子在其热运动的过程中，不断地与晶格、杂质、缺陷等发生碰撞，无规则的改变其运动方向，这种碰撞现象通常称为散射。

（4）半导体中的载流子□价带：能量最高的价电子所填充的带□导带：最低的没有被电子填充的能带□载流子的运动形式：●漂移：由电场作用而产生的沿电场方向的运动称为漂移运动。

●扩散：●产生：电子从价带跃迁到导带●复合：倒带中的电子和价带中的空穴相遇，电子可以从导带落入价带的这个空能级，称为复合□空穴和电子导电形成的实质：电子摆脱共价键而形成电子和空穴的过程，就是一个电子从价带到导带的量子跃迁过程。

MOS寄生参数1. 寄生参数的定义在通信系统中，MOS（Mean Opinion Score）是一种用于评估语音质量的指标。

而寄生参数则是指在MOS评估中使用的一组相关参数，用来描述语音质量与其它因素之间的关系。

寄生参数主要包括以下几个方面：•时延（Delay）：指信号传输过程中引入的时延，包括传输时延、处理时延等。

•抖动（Jitter）：指信号传输过程中引入的抖动现象，即信号到达时间上的不确定性。

•丢包率（Packet Loss Rate）：指信号传输过程中发生的数据丢失率。

•噪声（Noise）：指信号传输过程中受到的干扰噪声。

•声音失真（Distortion）：指信号经过编解码等处理后引入的失真现象。

2. 寄生参数与语音质量之间的关系寄生参数与语音质量之间存在着密切的关系。

下面将分别介绍各个寄生参数对语音质量影响的具体情况。

2.1 时延时延是影响语音通信质量最直接、最敏感的一个因素。

较大的时延会导致通话中出现明显的对话延迟，给用户带来不适感，从而降低语音质量。

一般来说，时延在150ms以内被认为是可接受的。

2.2 抖动抖动是指信号到达时间上的不确定性，会导致声音出现断续、卡顿等现象。

较大的抖动会使声音听起来不连贯，影响语音通信的可理解性和自然性。

为了保证语音质量，抖动应尽量控制在20ms以内。

2.3 丢包率丢包率是指信号传输过程中发生的数据丢失率。

较高的丢包率会导致语音信号缺失、声音断续等问题，降低语音通信的可理解性和连贯性。

一般来说，丢包率应控制在1%以下。

2.4 噪声噪声是指信号传输过程中受到的干扰噪声。

噪声会使语音听起来杂乱无章、清晰度下降，影响语音通信的可理解性和舒适度。

为了提高语音质量，应尽量减小噪声干扰。

2.5 声音失真声音失真是指信号经过编解码等处理后引入的失真现象。

较大的失真会使语音听起来不自然、含糊不清，降低语音通信的可理解性和自然性。

为了保证语音质量，应尽量减小声音失真。