教学大纲_模拟集成电路分析与设计

集成电路专业教学大纲集成电路专业教学大纲随着科技的不断发展，集成电路成为了现代社会中不可或缺的一部分。

作为电子信息工程领域的重要学科，集成电路专业的培养已经成为高校教育的重要任务之一。

为了确保学生在学习过程中能够全面掌握相关知识和技能，制定一份科学合理的集成电路专业教学大纲至关重要。

一、课程目标集成电路专业教学大纲的首要任务是明确课程目标。

在培养学生的基本素质的同时，应该注重培养学生的创新能力和实践能力。

集成电路专业的学生应该具备以下能力：1. 掌握集成电路的基本理论知识，包括电路分析、模拟电路设计、数字电路设计等。

2. 熟悉常用的集成电路设计工具和软件，能够独立完成集成电路设计任务。

3. 具备一定的实验能力，能够熟练使用实验设备和仪器，进行集成电路的测试和调试。

4. 具备良好的团队合作能力和沟通能力，能够参与到集成电路项目的研发和实施中。

5. 具备持续学习的能力，能够跟上集成电路领域的最新发展动态。

二、课程设置集成电路专业教学大纲应该明确课程设置，包括必修课和选修课。

必修课主要包括以下内容：1. 电路分析与设计：介绍电路的基本理论和分析方法，包括电压、电流、功率等基本概念，以及电路的等效电路、戴维南定理等。

2. 模拟电路设计：介绍模拟电路的基本原理和设计方法，包括放大电路、滤波电路、振荡电路等。

3. 数字电路设计：介绍数字电路的基本原理和设计方法，包括逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路等。

4. 集成电路设计与制造：介绍集成电路的设计和制造过程，包括半导体工艺、集成电路布局与布线、测试与封装等。

选修课的设置应该根据学生的兴趣和需求来确定，包括以下内容：1. 特殊集成电路设计：介绍一些特殊功能的集成电路设计，如模数转换器、数模转换器等。

2. 高频电路设计：介绍高频电路的基本原理和设计方法，包括射频放大器、混频器、功率放大器等。

3. 信号处理与处理器设计：介绍信号处理的基本原理和处理器的设计方法，包括数字信号处理、嵌入式系统设计等。

《模拟电路》课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称: 模拟电路；所属专业: 微电子科学与工程专业；课程性质: 专业基础课；学分: 4学分。

（二）课程简介、目标与任务；《模拟电路》是微电子专业本科生在电子技术方面入门性质的基础课, 具有自身的体系和很强的实践性。

本课程通过对常用半导体器件、模拟电路的学习, 使学生获得模拟电子技术方面的基本知识、基本理论和基本技能, 为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下基础。

（三）先修课程要求, 与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；本课程应开设在高等数学、电路分析（未开设）课程之后, 是微电子专业本科生系统学习电子技术知识的基础课程之一。

也是后续数字电路、模拟电路实验、集成电路分析与设计等课程的先修课程。

（四）教材: 《模拟电子技术基础》童诗白华成英主编（第四版）高等教育出版社参考书目: 《模拟电子技术基础简明教程》清华大学电子学教研室编高等教育出版社《电于技术基础》(模拟部分) 康华光主编高等教育出版社《电子线路线性部分》谢嘉奎主编高等教育出版社二、课程内容与安排第一章常用半导体元器件（要求列出章节名）第一节半导体基础知识第二节半导体二极管第三节双极型晶体管第四节场效应管第五节晶闸管（一）教学方法与学时分配课堂教学, 8学时（二）内容及基本要求主要内容: 半导体基础知识；二极管的结构、伏安特性及主要参数；双极型晶体管的结构、伏安特性及主要参数；场效应管的结构、伏安特性及主要参数；晶闸管的结构、伏安特性及主要参数。

【重点掌握】: PN结特性及PN结方程；二极管、晶体管、场效应管、晶闸管的伏安特性。

【了解】: 二极管、晶体管、场效应管、晶闸管的结构及主要参数。

【难点】: 二极管、晶体管、场效应管、晶闸管的伏安特性。

第二章基本放大电路第一节放大电路的组成及工作原理第二节放大电路的分析方法第三节放大电路静态工作点的稳定第四节共集电极放大电路和共基极放大电路第五节场效应管放大电路（一）教学方法与学时分配课堂教学, 12学时（二）内容及基本要求主要内容: 放大的概念；放大电路的组成及工作原理；放大电路的性能指标；放大电路的分析方法：直流通路与甲流通路, 图解法, 微变等效电路法；放大电路静态工作点的稳定；晶体管共集电极放大电路和共基极放大电路；场效应管放大电路。

模拟集成电路设计教学大纲目录一、课程开设目的和要求2二、教学中应注意的问题2三、课程内容及学时分配2第一章模拟电路设计绪论2第二章MOS器件物理基础2第三章单级放大器3第四章差动放大器3第五章无源与有源电流镜3第六章放大器的频率特性3第八章反馈3第九章运算放大器3高级专题3四、授课学时分配4五、实践环节安排4六、教材及参考书目5课程名称：模拟集成电路设计课程编号：055515英文名称：Analog IC design课程性质：独立设课课程属性：专业限选课应开学期：第5学期学时学分：课程总学时___48,其中实验学时一-一8。

课程总学分--3学生类别：本科生适用专业：电子科学与技术专业的学生。

先修课程：电路、模拟电子技术、半导体物理、固体物理、集成电路版图设计等课程。

一、教学目的和要求CMOS模拟集成电路设计课程是电子科学与技术专业（微电子方向）的主干课程，在教学过程中可以培养学生对在先修课程中所学到的有关知识和技能的综合运用能力和CMOS模拟集成电路分析、设计能力，掌握微电子技术人员所需的基本理论和技能，为学生进一步学习硕士有关专业课程和日后从事集成电路设计工作打下基础。

二、教学中应注意的问题1、教学过程中应强调基本概念的理解，着重注意引导和培养学生的电路分析能力和设计能力2、注重使用集成电路设计工具对电路进行分析仿真设计的训练。

3、重视学生的计算能力培养。

三、教学内容第一章模拟电路设计绪论本课程讨论模拟CMOS集成电路的分析与设计，既着重基本原理，也着重于学生需要掌握的现代工业中新的范例。

掌握研究模拟电路的重要性、研究模拟集成电路以及CMOS模拟集成电路的重要性，掌握电路设计的一般概念。

第二章MOS器件物理基础重点与难点：重点在于MOS的I/V特性以及二级效应。

难点在于小信号模型和SPICE模型。

掌握MOSFET的符号和结构，MOS的I/V特性以及二级效应，掌握MOS 器件的版图、电容、小信号模型和SPICE模型，会用这些模型分析MOS电路。

《集成电路版图设计》课程教学大纲课程名称：集成电路版图设计课程代码：英文名称：IC Layout Design课程性质：专业课学分/学时：3/54开课学期：春季适用专业：微电子学、电子科学与技术先修课程：后续课程：开课单位：课程负责人：大纲执笔人：大纲审核人：一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平）课程性质：简单介绍课程，说明本课程在专业培养中的地位和作用，下面给出一个例子供参考。

课程性质：集成电路版图设计是微电子学和电子科学与技术专业必修课程，同时也是专业主干课程。

本课程旨在让学生初步掌握集成电路版图设计的原理、方法并进行实践。

教学目标：说明本课程的主要内容，以及课程教学应达到的目标，下面给出一个例子供参考。

教学目标：本课程讲授集成电路版图设计涉及的流程、设计方法和优化方法，并基于CMOS 工艺讲授集成电路版图设计。

本课程的具体教学目标如下：1、了解集成电路设计流程，掌握版图设计流程；2、掌握集成电路版图设计和优化方法；3、能利用Cadence仿真软件，基于CMOS工艺，完成集成电路的版图设计；4、能利用Cadence仿真软件，基于CMOS工艺，完成集成电路的版图优化；5、正确认识集成电路版图设计的重要意义、发展规律和未来发展趋势。

二、课程目标与毕业要求的对应关系（明确本课程知识与能力重点符合标准哪几条毕业要求指标点）三、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要求，指明重点内容和难点内容）（重点内容：★；难点内容：∆）1、课程介绍和集成电路版图设计导论（3课时）（支撑课程目标1、5）1.1本课程的教学内容、结构和考核等1.2集成电路版图设计的重要性★1.3集成电路设计流程1.4集成电路版图设计的流程★1.5集成电路版图设计的发展规律和未来趋势2、Cadence Virtuoso 应用（3课时）（支撑课程目标3、4）2.1环境配置与启动方式2.2 界面介绍2.3基本操作介绍3、集成电路原理图设计（6课时）（支撑课程目标2、3、4）3.1 原理图设计基本操作介绍3.2 电路器件调用与修改参数3.3 电路连线与端口设计3.4 电路设计模块化4、集成电路前仿真（12课时）（支撑课程目标3、4）4.1仿真环境搭建4.2 直流仿真4.3 瞬态仿真4.4 电路设计与调试★∆5、集成电路版图设计基础（9课时）（支撑课程目标2、3、4）5.1 版图设计基本操作介绍5.2 版图器件调用与参数设置5.3 版图连线与端口设计6、集成电路版图设计规则检查DRC（3课时）（支撑课程目标3、4）6.1 版图DRC环境配置6.2 DRC结果报告阅读与理解6.3 DRC错误修改★7、集成电路版图与原理图对比LVS（12课时）（支撑课程目标3、4）7.1版图LVS环境配置7.2 LVS结果报告阅读与理解7.3 LVS错误修改★8、集成电路版图优化（6课时）（支撑课程目标2、3、4）8.1 版图布板布局优化★8.2 版图连线优化8.3 版图局部优化四、教学方法1、教学方式：讲解与实验相结合；2、教师以多媒体课件讲授为主线，学生复习课件内容，并自学教学参考书相关内容；3、安排27课时设计实践，辅以设计实例的讲解，学生完成上机设计和设计报告。

模拟集成电路分析与设计教学设计1. 引言模拟集成电路在现代电子系统和通信系统中占据着重要地位。

学习模拟集成电路分析与设计是电子信息类专业的必修课程之一，对于培养学生的电路分析和设计能力、提高他们的电子设计素养和创新能力具有重要意义。

教学目标是让学生通过学习认识模拟集成电路的基本概念、特性和设计方法，掌握基本的集成电路设计和仿真分析方法，培养分析和解决问题的能力。

2. 教学内容教学内容主要包括以下三个方面：2.1 模拟集成电路基础知识包括集成电路制造技术、基本电路理论、半导体器件物理特性等。

通过这部分内容的学习，希望学生对模拟集成电路有一个全面的认识，了解其基本的工作原理和特性。

2.2 模拟集成电路的分析与设计方法包括基本电路分析方法、放大器的分析与设计、滤波电路的分析与设计、振荡电路的分析与设计等。

通过这部分内容的学习，希望学生能够掌握模拟集成电路的分析和设计方法，了解不同类型的模拟电路及其特点，培养学生的分析和解决实际问题的能力。

2.3 模拟集成电路的仿真分析包括集成电路仿真软件的基本使用方法、各类电路模型的建立和仿真分析等。

通过这部分内容的学习，希望学生能够熟练掌握集成电路仿真工具的使用，能够进行基本电路的仿真分析，对电路的性能和特性有深刻的认识。

3. 教学方法3.1 讲授教学法讲授教学法是本课程的主要教学方法，通过系统的讲授、演示和举例等方式传授基本知识和基本方法，引导学生理解和掌握模拟集成电路的基本概念和基本技能。

3.2 任务驱动教学法任务驱动教学法是本课程的重要教学方法之一，通过实际的设计任务，引导学生深入学习和思考，解决实际问题，培养学生的创新和实践能力。

3.3 实验教学法实验教学法是本课程的重要教学方法之一，通过实际的电路实验，引导学生深入学习和思考，掌握基本方法和技能，培养学生的实验技能和实践能力。

4. 教学评估教师评估和学生评估相结合，定期进行课堂测试、综合考核和实验操作等形式的评估，评价学生的学习成果和学习情况，及时发现和解决存在的问题，对教学效果进行评估和反馈。

《模拟集成电路设计》课程教学大纲一、课程基本信息1、课程编码：2、课程名称（中/英文）：模拟集成电路设计/ Design of Analog integrated Circuits3、学时/学分：56学时/3.5学分4、先修课程：电路基础、信号与系统、半导体物理与器件、微电子制造工艺5、开课单位：微电子学院6、开课学期（春/秋/春、秋）：秋7、课程类别：专业核心课程8、课程简介（中/英文）：本课程为微电子专业的必修课，专业核心课程，是集成电路设计方向最核心的专业课程之一。

本课程主要介绍典型模拟CMOS集成电路的工作原理、设计方法和设计流程、仿真分析方法，以及模拟CMOS集成电路的最新研发动态。

通过该课程的学习，将为学生今后从事集成电路设计奠定坚实的理论基础。

9、教材及教学参考书：教材：《模拟集成电路设计》，魏廷存，等编著教学参考书：1）《模拟CMOS集成电路设计》（第2版）.2）《CMOS模拟集成电路设计》二、课程教学目标本课程为微电子专业的必修课，专业核心课程，是集成电路设计方向最核心的专业课程之一。

通过该课程的学习，将为学生今后从事集成电路设计奠定坚实的理论基础。

本课程主要介绍典型模拟CMOS集成电路的工作原理、设计方法和设计流程、仿真分析方法，以及模拟CMOS模拟集成电路的最新研发动态。

主要内容有：1）模拟CMOS集成电路的发展历史及趋势、功能及应用领域、设计流程以及仿真分析方法；2）CMOS元器件的工作原理及其各种等效数学模型（低频、高频、噪声等）；3）针对典型模拟电路模块，包括电流镜、各种单级放大器、运算放大器、比较器、基准电压与电流产生电路、时钟信号产生电路、ADC与DAC电路等，重点介绍其工作原理、性能分析（直流/交流/瞬态/噪声/鲁棒性等特性分析）和仿真方法以及电路设计方法；4）介绍模拟CMOS集成电路设计领域的最新研究成果，包括低功耗、低噪声、低电压模拟CMOS集成电路设计技术。

《模拟CMOS集成电路设计》实验教学大纲
课程代码：MICR2004
课程名称：模拟CMOS集成电路设计
英文名称：Design of Analog CMOS Integrated Circuits
实验室名称：微电子实验室
课程学时：72实验学时：18
一、本课程实验教学目的与要求
通过本课程的实验，可以进一步加强学生对《模拟CMOS集成电路设计》所学内容的理解和掌握，特别是培养学生的动手能力，达到掌握模拟集成电路的设计原理、设计方法和设计工具。

二、主要仪器设备及现有台套数
PC机现有25台; Work Station现有4台。

四、考核方式
1、实验报告：包括实验目的、实验工具、实验方法过程、实验结果（原理图，版图，DRC、LVS验证报告，GDSII文件）。

2、考核方式：
（1）实验课的考核方式：教师验收评定成绩。

（2）实验课考核成绩:根据实验完成情况和实验报告是否完整确定，实验成绩占课程总成绩的10%。

五、实验教材、参考书
1、教材：《模拟CMOS集成电路设计实验指导手册》，自编。

2、参考书：《模拟CMOS集成电路设计》. 陈贵灿（译），西安交通大学出版社.2003出版。

模拟集成电路课程设计模拟集成电路课程设计设计目的：设计目的：复习、巩固模拟集成电路课程所学知识，运用复习、巩固模拟集成电路课程所学知识，运用 EDA 软件，在一定的工艺模型基础上，软件，在一定的工艺模型基础上，完成一个基本功能单元的电路结构设计、参数手工估算和电路仿真验证，并根据仿真结果与并根据仿真结果与 指标间的折衷关系，指标间的折衷关系，对重点指标进行优化，掌握电路分析、电路设计的基本方法，对重点指标进行优化，掌握电路分析、电路设计的基本方法，对重点指标进行优化，掌握电路分析、电路设计的基本方法，加深对运加深对运加深对运 放、带隙基准、稳定性、功耗等相关知识点的理解，培养分析问题、解决问题的能力。

实验安排：实验安排：同学们自由组合，2 人一个设计小组选择五道题目中的一道完成，人一个设计小组选择五道题目中的一道完成，为了避免所选题目过为了避免所选题目过为了避免所选题目过 度集中的现象，规定每个题目的最高限额为度集中的现象，规定每个题目的最高限额为 4 组。

小组成员协调好每个人的任务，分工合组。

小组成员协调好每个人的任务，分工合 作，发挥团队精神，同时注意复习课堂所学内容，必要时查阅相关文献，完成设计后对验收与考核：验收与考核：该门设计实验课程的考核将采取现场验收和设计报告相结合的方式。

当小组成员完成 了所选题目的设计过程，了所选题目的设计过程，并且仿真结果达到了所要求的性能指标，并且仿真结果达到了所要求的性能指标，并且仿真结果达到了所要求的性能指标，可以申请现场验收，可以申请现场验收，可以申请现场验收，向老向老向老 师演示设计步骤和仿真结果，通过验收后每小组提交一份设计报告（打印版和电子版）。

其。

其 中，设计指标，电路设计要求和设计报告要求的具体内容在下面的各个题目中给出了参考。

成绩的评定将根据各个小组成员在完成项目中的贡献度以及验收情况和设计报告的完成度 来确定。

来确定。

时间安排：时间安排：机房开放时间：2013 年 10 月 28 日～11 月 8 日，8:30~12:00，14:00~18:00课程设计报告提交截止日期：2012 年 11 月 15 日该专题实验的总学时为该专题实验的总学时为 48 学时（1.5 学分），请同学们安排好知识复习，理论计算与上，请同学们安排好知识复习，理论计算与上机设计的时间，该实验以上机设计为主，在机房开放时间内保证在机房开放时间内保证 5 天以上的上机时间，我们我们 将实行每天上下午不定时签到制度。

集成电路分析与设计课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；课程名称：集成电路分析与设计所属专业：微电子科学与工程课程性质：专业方向必修课学分：5（二）课程简介、目标与任务；《集成电路分析与设计》是微电子科学与工程专业一门重要的专业必修课。

本课程主要分为数字集成电路部分和模拟集成电路部分。

数字集成电路部分内容主要包括集成电路中的元器件的结构、制备、特性；集成电路的典型工艺；常用的数字双极集成电路和MOS集成电路的电路结构、工作原理；数字集成电路的设计方法和计算机辅助设计。

模拟集成电路部分内容主要包括模拟集成电路中的基本单元电路，集成运算放大器、集成稳压器的基本结构、基本特点、电路设计，数模转换器以及模数转换器的基本原理以及基本类型。

通过对本课程的学习，使学生能够掌握各种集成电路包括双极集成电路、MOS 集成电路和BiCMOS电路的典型电路结构及其制造工艺；熟练掌握构成数字集成电路以及模拟集成电路基本单元结构、工作机理、及其与数字、模拟系统的关系；掌握基本电路单元的设计能够识别和绘制版图，能够用相应软件进行模拟仿真；了解数字集成电路以及模拟集成电路的设计方法和基本过程。

为后继专业课的学习、将来在集成电路领域从事科研和技术工作奠定良好的理论基础。

（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；本课程的先修课程是半导体物理、半导体器件、固体电子学或固体电子器件、半导体工艺原理或集成电路工艺原理等，这几门课程为集成电路分析与设计在材料、器件和工艺等方面提供了必要的知识基础。

学生通过对本课程的学习，可以为后续的集成电路的计算机辅助设计等课程的学习以及微电子专业有关的技术工作和科学研究打下一定的基础。

（四）教材与主要参考书。

课程教材：《半导体集成电路》朱正涌著，清华大学出版社出版主要参考书目：《集成电路原理与设计》甘学温等著，北京大学出版社《数字集成电路—电路、系统与设计（第二版）》（美）拉贝艾（JanM Rabaey）等著，周润德等译，电子工业出版社（2010年）《数字集成电路——设计透视（第2版）》国外大学优秀教材——微电子类系列（影印版）[美]拉贝（Rabaey J.M.）钱德拉卡山（Chandrkasan，A.）尼科利奇（Nikolic，B.）著，清华大学出版社《模拟CMOS集成电路设计》[美] 毕查德〃拉扎维著，陈贵灿等译，西安交通大学出版社二、课程内容与安排第一章集成电路基本制造工艺（共3学时）第一节双极集成电路工艺（1学时）第二节MOS集成电路工艺（1学时）第三节 BiCMOS集成电路工艺（1学时）第二章集成电路中的晶体管及其寄生效应（共6学时）第一节理想本征集成双极晶体管的EM模型（3学时）第二节集成双极晶体管的有源寄生效应（2学时）第三节集成双极晶体管的无源寄生效应（1学时）第三章晶体管-晶体管逻辑（TTL）电路（共12学时）第一节一般TTL与非门（3学时）第二节TTL逻辑结构（3学时）第三节OC门（2学时）第四节三态逻辑门（1学时）第五节集成电路中的简化逻辑门（3学时）第四章发射极耦合逻辑（ECL）电路（共6学时）第一节 ECL门电路的工作原理（3学时）第二节 ECL门电路的逻辑扩展（3学时）第五章MOS反相器（共15学时）第一节基本NMOS反相器（6学时）第二节CMOS反相器（3学时）第三节静态反相器（3学时）第四节动态反相器（3学时）第六章MOS基本逻辑单元（共12学时）第一节NMOS逻辑结构（3学时）第二节CMOS逻辑结构（3学时）第三节传输门逻辑（3学时）第四节各种逻辑类型的比较（2学时）第五节触发器（1学时）第七章模拟集成电路中的基本单元电路（9学时）第一节单管、复合器件及双管放大级（3学时）第二节恒流源电路（3学时）第三节基准电压源电路（3学时）第八章集成运算放大器（9学时）第一节运算放大器的输入级（2学时）第二节运算放大器的输出级（2学时）第三节双极型集成运算放大器（2学时）第四节MOS集成运算放大器（3学时）第九章开关电容电路（6学时）第一节开关电容等效电路（2学时）第二节开关电容积分器（2学时）第三节开关电容放大器（2学时）第十章数模和模数转换器（12学时）第一节数模转换器的基本原理（3学时）第二节数模转换器的基本类型（3学时）第三节模数转换器的基本原理（3学时）第四节模数转换器的基本类型（3学时）（一）教学方法与学时分配课程组织：主要采用多媒体教学，PowerPoint讲稿；板书作为辅助；考试：平时30%，期末考试70%；学时分配：本课程共90学时，其中，数字集成电路部分占54学时，模拟集成电路部分占36学时；（二）内容及基本要求主要内容：●集成电路的基本制造工艺【重点掌握】：集成双极晶体管和集成MOS晶体管的结构和基本工艺；【掌握】：二极管、双极晶体管、MOS晶体管的单管制备过程；●晶体管-晶体管逻辑电路【重点掌握】：TTL门电路的特性，以及基于TTL电路的逻辑单元结构；【掌握】：掌握TTL电路基本单元的结构和工作原理；【了解】：STTL、LSTTL、ASTTL、ALSTTL电路；●MOS反相器【重点掌握】：CMOS反相器的原理、结构特点；【掌握】：其他结构反向器的原理及其特点，不同反相器之间的区别；【了解】：静态反相器和动态反相器的特点；●MOS逻辑单元及功能部件【重点掌握】：基于CMOS反相器的逻辑单元结构、基于不同结构反相器逻辑功能结构的设计；【掌握】：传输门逻辑的特点及其应用；【了解】：各种逻辑类型之间的区别，触发器的设计；●模拟集成电路中的基本单元电路【重点掌握】：模拟集成电路基本单元电路结构及其工作原理；【掌握】：基准电压源电路；●集成运算放大器【重点掌握】：集成运算放大器的特点及集成运算放大器的设计；【掌握】：不同类型的集成运放；【了解】：运算放大器的输入级及输出级电路；●数模和模数转换器【重点掌握】：数模转换器以及模数转换器的基本原理；【掌握】：数模转换器以及模数转换器的类型；制定人：李颖弢审定人：批准人：日期：。