福州大学集成电路应用实验二

北邮数电实验报告1. 实验目的本实验的目的是通过实际操作和实验验证，加深对数字电路的理解和掌握。

具体实验内容包括： 1. 实现各种基本逻辑电路（与门、或门、非门、异或门等）的电路设计。

2. 学习使用开关和LED灯进行数字信号输入和输出。

3. 掌握数字电路实验中常用的仪器设备的使用方法。

2. 实验器材和环境本实验所使用的器材和环境如下： - FPGA实验箱 - 数字逻辑集成电路（与门、或门、非门、异或门等） - 电源 - 接线板 - 数字电路实验仪器3. 实验步骤3.1 实验准备首先，我们需要将实验所需的器材连接好，包括将数字逻辑集成电路插入到FPGA实验箱上的插槽中，并将电源正确连接。

3.2 电路设计与布线根据实验要求，我们需要设计不同的基本逻辑电路。

比如，要设计一个与门电路，可以通过将两个输入端分别与两个开关连接，将输出端连接到一个LED灯上。

其他的逻辑电路同样可以设计类似的方式。

在设计和布线的过程中，需要注意保持电路的连通性，并避免出现短路等问题。

3.3 输入和输出信号设置根据实验要求，我们需要设置输入和输出信号。

可以通过控制开关的开合状态来设置输入信号，然后观察LED灯的亮灭情况来判断输出信号的状态是否符合预期。

3.4 实验数据记录和分析在实验过程中，我们需要记录每个逻辑电路的输入和输出信号状态，并进行分析。

可以通过绘制真值表或者逻辑门表来记录并分析数据。

4. 实验结果与分析根据实验步骤中记录的数据，我们可以得出实验结果，并进行进一步的分析。

比如，可以通过比对设计的逻辑电路输出和预期输出的差异，来判断实验是否成功完成。

5. 总结与反思通过本次实验，我深入了解和掌握了数字电路的基本原理和实验方法。

通过设计和实验验证，加深了对基本逻辑电路的理解，并熟悉了数字电路实验所使用的仪器设备。

在实验过程中，我遇到了一些问题，比如电路连接错误导致的信号不稳定等，但通过仔细调试和排查，最终解决了这些问题。

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。

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。

随着科技的不断发展，集成电路（IC）产业已成为我国战略性新兴产业的重要组成部分。

为了更好地了解集成电路产业，提高自己的专业素养，我于XX年XX月XX日至XX年XX月XX日在XX集成电路公司进行了为期一个月的实习。

二、实习目的1. 了解集成电路产业的基本情况和发展趋势；2. 学习集成电路的设计、制造、封装和测试等环节；3. 提高自己的实际操作能力和团队协作能力。

三、实习内容1. 集成电路设计：在实习期间，我学习了集成电路设计的基本原理和流程，掌握了Cadence等设计工具的使用。

通过参与实际项目，我学会了设计反相器、与非门等基本电路，并完成了相关设计文档的编写。

2. 集成电路制造：在制造环节，我了解了集成电路制造的基本流程，包括光刻、蚀刻、离子注入、扩散、化学气相沉积等。

通过参观生产车间，我看到了集成电路制造的自动化生产线，了解了生产过程中的质量控制要点。

3. 集成电路封装：在封装环节，我学习了封装的基本原理和工艺流程，了解了芯片封装的类型、材料和应用。

通过实际操作，我学会了封装机、焊锡机等设备的使用，并参与了芯片封装的实验。

4. 集成电路测试：在测试环节，我了解了集成电路测试的基本原理和方法，学习了测试设备的操作。

通过实际测试，我学会了如何分析测试数据，判断芯片的质量。

四、实习收获1. 理论知识与实践相结合：通过实习，我将所学的理论知识与实际生产相结合，提高了自己的实际操作能力。

2. 团队协作能力：在实习过程中，我学会了与团队成员沟通交流，共同完成项目任务，提高了自己的团队协作能力。

3. 职业素养：在实习期间，我了解了集成电路产业的相关政策和法规，提高了自己的职业素养。

通过一个月的实习，我对集成电路产业有了更深入的了解，掌握了集成电路设计、制造、封装和测试等环节的基本知识和技能。

在今后的学习和工作中，我将继续努力，不断提高自己的专业素养，为我国集成电路产业的发展贡献自己的力量。

福州大学物信学院《集成电路版图设计》实验报告姓名：席高照学号：111000833系别：物理与信息工程专业：微电子学年级：2010指导老师：江浩一、实验目的1.掌握版图设计的基本理论。

2.掌握版图设计的常用技巧。

3.掌握定制集成电路的设计方法和流程。

4.熟悉Cadence Virtuoso Layout Edit软件的应用5.学会用Cadence软件设计版图、版图的验证以及后仿真6.熟悉Cadence软件和版图设计流程，减少版图设计过程中出现的错误。

二、实验要求1.根据所提供的反相器电路和CMOS放大器的电路依据版图设计的规则绘制电路的版图，同时注意CMOS查分放大器电路的对称性以及电流密度（通过该电路的电流可能会达到5mA）2.所设计的版图要通过DRC、LVS检测三、有关于版图设计的基础知识首先，设计版图的基础便是电路的基本原理，以及电路的工作特性，硅加工工艺的基础、以及通用版图的设计流程，之后要根据不同的工艺对应不同的设计规则，一般来说通用的版图设计流程为①制定版图规划记住要制定可能会被遗忘的特殊要求清单②设计实现考虑特殊要求及如何布线创建组元并对其进行布局③版图验证执行基于计算机的检查和目视检查，进行校正工作④最终步骤工程核查以及版图核查版图参数提取与后仿真完成这些之后需要特别注意的是寄生参数噪声以及布局等的影响，具体是电路而定，在下面的实验步骤中会体现到这一点。

四、实验步骤I.反相器部分：反相器原理图：反相器的基本原理：CMOS反相器由PMOS和NMOS构成，当输入高电平时，NMOS导通，输出低电平，当输入低电平时，PMOS导通，输出高电平。

注意事项：（1）画成插齿形状，增大了宽长比，可以提高电路速度（2）尽可能使版图面积最小。

面积越小，速度越高，功耗越小。

（3）尽可能减少寄生电容和寄生电阻。

尽可能增加接触孔的数目可以减小接触电阻。

（4）尽可能减少串扰，电荷分享。

做好信号隔离。

反相器的版图：原理图电路设计：整体版图：DRC检测：LVS检测：II.CMOS差分放大器部分：CMOS差分放大器的原理图：在该电路中，M1、M2为有源负载，M3、M4为电流源，M5为电流源器件。

《集成电路应用》课程实验实验一 4053门电路综合实验学院：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：许志猛实验一4053门电路综合实验一、实验目的：1.掌握当前广泛使用的74/HC/HCT系列CMOS集成电路、包括门电路、反相器、施密特触发器与非门等电路在振荡、整形、逻辑等方向的应用。

2.掌握4053的逻辑功能，并学会如何用4053设计门电路。

3.掌握多谐振荡器的设计原理，设计和实现一个多谐振荡器，学会选取和计算元件参数。

二、元件和仪器：1.CD4053三2通道数字控制模拟开关2.万用表3.示波器4.电阻、电容三、实验原理：1.CD4053三2通道数字控制模拟开关CD4053是三2通道数字控制模拟开关，有三个独立的数字控制输入端A、B、C和INH输入，具有低导通阻抗和低的截止漏电流。

幅值为4.5～20V的数字信号可控制峰-峰值至20V的数字信号。

CD4053的管脚图和功能表如下所示4053引脚图CD4053真值表根据CD4053的逻辑功能，可以由CD4053由4053电路构成如下图所示8种逻辑门（反相器与非门或非门、反相器、三态门、RS 触发器、——RS 触发器、异或门等）。

输入状态 接通通道])2)(()(ln[T DD T DD T DD T V V V V V V V RC T -+--=2.多谐振荡器的设计非门作为一个开关倒相器件，可用以构成各种脉冲波形的产生电路。

电路的基本工作原理是利用电容器的充放电，当输入电压达到与非门的阈值电压VT 时，门的输出状态即发生变化。

因此，电路输出的脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。

可以利用反相器设计出如下图所示的多谐振荡器这样的多谐振荡器输出的信号周期计算公式为：当R S ≈2R 时，若：VT=0.5VDD ，对于HC 和HCU 型器件，有T ≈2.2RC对于HCT 型器件，有T ≈2.4RC 四、实验内容：1. 验证CD4053的逻辑功能，用4053设计门电路，并验证其逻辑功能：（1）根据实验原理设计如下的反相器电路图：（2）在面包板上连接电路。

福州大学物信学院《模拟集成电路设计》课内实验报告实验题目：二级运放的设计组别：第 2 组姓名：学号：同组姓名：系别：物理与信息工程学院专业：微电子科学与工程年级：2013指导老师：实验时间：2015年12月18日一、实验目的1.学习运放中管子尺寸的设计2.学习运放组成的线性反馈系统的稳定性和频率补偿3.学会稳定性判据和相位裕度的概念二、实验器材实验软件：Hspice实验工艺： 2.5V 0.25um MOS工艺模型三、实验内容1.设计一个运放，使其直流增益≥60dB,单位增益负反馈相位裕度≥450（输出端接1PF 电容负载），电路图结构如图一所示2.设计好符合要求的运放后，把图一画在实验报告上，并标明W,L,M（管子个数）、Iref、Cc 的值3.把VdB（V out）和VP(V out)的曲线画在实验报告上，并求出所设计运放的实际单位增益负反馈的相位裕度。

注：1. 在网表中，可把Cc 放在结点A 与V out 之间。

若需补偿右半平面零点时，可加电阻R 与Cc 串联。

2.网表中Vdd，C0，L0，CL 不能改变值外，其余尺寸都需自己设计3.设计的值Iref≤10uA,Cc≤5PF。

4. M1 和M2 的个数M 为偶数5. M3 和M4 的个数M 为偶数四、实验仿真波形及原理分析1、设计思路：（1）首先分配好各个支路的电流，和各个管子的过驱动电压，求得各个管子尺寸，先将增益做到60dB 。

（2） 考虑到过驱动电压对输出摆幅的影响，假定各个管子的过驱动电压都约为150mv ，并且共源级的本征增益DD D I I I wL cox u cox u r g n 1L w n o m ≈=λ，因此电流不宜太大，否则增益将下降，设REF I =5uA ，即流过M8、M7、M6、M5的电流都为5uA ，而设计要求M1、M2、M3、M4的个数均为偶数，于是就假定这四个管子都分别并联2个，可得流过每个管子的电流为1.25uA 。

集成电路实习报告集成电路实习报告通用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。

由于调谐用的双联拨盘安装时离电路板很进，所以在它的圆周内的高出部分的元件脚在焊锡前先用斜口钳剪去，以免安装或调协时有障碍，影响拨盘调谐的元件有T2和T4的引脚及接地焊片、双联的三个引出脚、电位器的开关脚和一个引脚脚。

耳机插座的安装：先将插座靠尾部下面一个焊片往下从根部弯曲90度插在电路板上，然后用剪下来的一个引脚一端插在靠尾部上端的孔内，另一端插在电路板对应的J孔内（如图），焊接时速度要快一点以免烫坏插座的塑料部分。