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专用集成模拟电路(上机步骤及考试复习)

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复习：一.基本概念—第1、2、3、4、5章。

1)摩尔定理2)设计规则；特征尺寸3)ASIC；IC4)氧化；光刻；扩散；淀积5)深亚微米集成电路6)CIF格式；GDSП格式；7)DRC; ERC; LPE; LVS；8)PN 结9)方块电阻10)噪声容限；高电平噪声容限；低电平噪声容限11)CMOS反向器的功耗；静态功耗；动态功耗；功耗周期延迟积12)你自己认为的Digital/Analog/SOC IC设计过程二、集成电路工艺按制作工艺主要分为哪几大类，并简述各工艺的主要特点及应用范围三、画出双极晶体管（NPN、横向PNP及纵向PNP）的剖面图、版图及给出简化的标准双极工艺流程四、版图检查与验证主要包括什么?五、简述版图设计规则包括了那些内容？六、选择工艺的主要依据是什么？七、集成电路中常用的电阻类型及其特点、；电容类型；八、单管MOS开关及CMOS传输门的特点；并画出CMOS传输门的电路结构。

九、画出CMOS反相器的剖面图和版图。

十、用你自己的话解释微电子学、集成电路、A S I C的概念，并列举出你见到的、想到的不同类型的集成电路及其主要作用十一、集成电路设计的一般流程十二、简述反向器的上升时间、下降时间、延迟时间。

十三、采用传输门构成D触发器的电路结构十四、恒流源的电路结构及特点十五、集成运算放大器电路结构及基本的跨导运算放大器电路十六、简述带隙基准电压源的实现原理，并给出一种简化的CMOS 实现结构图。

十七、上机作业（（30分）必做题目：（1）自己设计一个简单的数字电路，如D触发器或全加器。

要求用S－edit画图、Ledit/SPR自动布局布线、T－spice功能仿真。

（2）手工画出CMOS结构Nand2或Nor2版图选做题目：（1）对一个模拟电路如差分对完成S－edit画图、T－spice 功能仿真、Ledit手工画出版图。

（3）必须交上机试验报告（也为一道考题），可以是手写的。

包括详细设计过程、电路图、仿真波形示意图及工作原理和结果分析。

不需要当场交，各班班长于上机结束后三天内收齐交曹老师、李老师（科技试验楼1212房间，Tel：88204213、88202347），过期不候。

有关考试注意事项1、上机30%,考试70%；考试时间见课表。

上机时间待通知。

2、上机交实验报告(也为考试一道题)，可以是手写的。

包括详细设计过程、电路图、仿真波形示意图、版图示意图、及工作原理和结果分析。

3、考试形式为半开卷。

1)不许带教材、笔记或其它书籍。

2)如果自己认为必要，可将本课的所有内容浓缩在一页A4大小的纸上，也可正反面。

考试只许带这一张纸和笔。

3)纸张展开超过A4大小则无效。

该纸先写上姓名和学号，并必须与试题、试卷一起上交，作为评分依据。

4)该纸必须是自己亲自整理的，任何复印、复写及其他一式多份的复制无效，监考老师会收走。

第十讲IC设计工具Tanner Pro一. 设计流程Technology Mapping 激励.vec件MOSIS掩模数据输出 VLSI.cif HP等二. 原理图绘制与转换⒈设计步骤举例⑴OrCAD/SDT中装有符号库Scemlb1～Schemlb4 (用draft/c安装)draft hadd.sch↙画图如上所示，注意：接上IPAD,OPAD等；⑵Annotate, Cleanup, ERC 等后处理；⑶Netlist hadd.sch hadd.wir wirlist /s /l /p↙⑷NetTran -M scmos2tpr.mac hadd.wir hadd.tpr↙↘使用宏文件(用SCMOSLIB库)NetTran –M+++scmos2sim.mac hadd.wir ↙⑸GateSim ...⑹SPR ...图3.21 版图设计举例三. 逻辑模拟器⒈模拟仿真示意框图图3.22 模拟仿真示意框图四. 全定制版图编辑L-Edit五. 版图设计命令文件(File) 编辑(Edit) 观察(View) 单元(Cell)排列(Arrange) 设置(Setup) 特殊功能(Special)⒈文件(File)命令⒉编辑(Edit)命令⒊显示(View)命令⒋单元(Cell)命令⒌排列(Arrange)命令⒍环境设置(Setup)命令⒎特殊(Special)命令六. 标准单元库Tanner中有价值的是它的经过验证的标准单元库，包括电路符号库、功能参数库和实体版图尺寸库三个子库，SPR布局布线就是对其进行。

七. 自动布局布线八. 设计规则检查⒈功能(Design Rule Check)检查各层的最小宽度、最小间距和最小覆盖。

也可以检查导出层。

九. 版图校验Layout Versus Schematic，又称网表比较器—校验版图与逻辑图的拓扑.LVS 十. 版图网表、器件及参数提取⒈功能和用途它可以从版图中提取网表、器件和参数，包括寄生器件和参数，其输出是一个标准的Spice格式网表。

它可以用于Spice模拟、LVS版图校验及其它场合。

上机步骤：一、用S-edit 输入原理图：1、双击S-Edit图标，就可以启动S-Edit。

在启动时，S-Edit会创建一个名叫File0的文件（这个文件具有一个模块Module0，显示页码为Page0）。

启动S-Edit打开一个未存在的文件时，S-Edit就会寻找文件sedit.sdb，阅读这个文件可以得到设置信息。

2、加库：Module>symbol browser （add library）。

如D：\Edasoft\tanner\library\Scoms.lib,或spice.lib。

3、放置元件，在module Name Conflict对话框中选择第四个选项。

图1移动元件：先选中元件，用ALT+左键移动。

4、Schematic toolbar（原理图工具栏）（如图2所示）提供了一些用于创建电对象如连线、端口、属性的工具。

图25、加电源（vdd和gnd之间）。

（spice库中有电源）6、添加输入信号。

7、完成原理图后，确认无误时，保存原理图。

8、在S-EDIT窗口中点击T-SPICE图标，进入T-SPICE仿真环境。

二、T-SPICE 仿真1、加入SPICE 仿真命令。

在T-Spice 界面中，点击Edit下拉菜单中InsertCommad,其包含基本的spice命令语句，例如参数设置、交、直流分析以及输出的结果等。

（1）、Setting（设置）Patameters。

例调用Scoms库中的单元，要定义l 值，可设l＝1u。

（2）、File Include File：加入模型库。

（3）、Analysis Transient：运行时间、步长、起始时间等。

（4）、Output Transient Rusult：需要看的输出节点。

（一定要给出参考电压）。

加完spice 仿真命令后，可以运行模拟。

2、Simulate Start Simulation运行没错误的情况下，软件自动调用波形文件，显示输出波形结果。

三、用SPR自动布局布线。

SPR 的一般使用流程:（1）、生成设计电路图。

此原理图与仿真的原理图不同的地方在于要加上电源、地以及输入、输出PAD，并且去掉信号源。

（2）、输出EDIF或TPR的网表。

L-EDIT支持EDIF200,EDIF level 0,关键词Level 0,显示网表类型。

（3）、启动L-EDIT。

用File>New生成你的设计文件（即版图文件）。

这需要通过在New File 的对话框 Copy TDB setup from file 项中输入你的单元库文件名，从而将单元库的工艺设置信息传递给设计文件（即版图文件）。

（4）、用File>Save 储存设计文件。

（5）、选择Tools>SPR>Setup。

出现SPR Setup对话框，指定标准单元库文件名和网表文件，电源、地节点及在电路图中所用的端口名。

（此名必须和标准单元的电源、地的端口名称一致）。

（6）、点击Initialize Setup按钮。

此步会读入网表并且用网表的信息初始化以下的设置对话框。

（7）、点击 Core Setup, Padframe Setup和 Pad Route Setup 的按钮。

（8）、选择Tools>SPR>Place and Route。

设置适当的参数。

（9）、点击Run 按钮。

S-EDIT、TSPICE、SPR使用说明一．用S-EIDT输入原理图1．双击S-EDIT图标就可启动S-EDIT，正常启动时，S-EDIT会创建一个名叫File0的文件（这个文件具有一个模块Module0，显示页码为Page0）。

启动S-EDIT打开一个不存在的文件时，S-EDIT就会寻找文件*.sab。

阅读这个文件就可以得到设置信息。

2．加库：选择Module>Symbol blowser…>Add library…如C:\Tanner\S-Edit\library\scmos.sdbC:\Tanner\S-Edit\library\spice.sdb图1. 添加模型库图示3. 放置元件使用菜单Module>Symbol blowser或图标，在Symbol blowse对话框中选者要放置的元件，如INV，然后点击place按扭放置元件。

如果在原理图中已经有相同的元件，则会出现如图2所示的.confilct对话框，选择第四个选项。

图2. 添加元件图示若要移动元件，则先选中元件，再用AIt+左键移动，或使用鼠标中键。

4.连线：点击Schematic toolbar (原理图工具栏)中的连线图标，在原理图中用鼠标左键确定连线的起点，右键确定连线的终点，将各个元件按功能连接起来。

5.添加输入输出端口：点击Schematic toolbar中的输入端口图标和输出端口图标，添加输入输出端口到原理图中。

6.从Module>Symbol blowser加入电源和地（Vdd和gnd）（spice中有电源）7.添加输入信号。

8.完成原理图后，确认无误时，保存原理图。

如图3所示。

图3. 已完成的S-EDIT原理图9.在S-EDIT窗口中点击T-SPIC图标进入T-Spice仿真环境。

二．T-Spice仿真1．加入spice仿真命令。

在T-Spice界面中，点击EDIT下拉菜单中mand。

其中包含基本的Spice命令语句。

例如参数设置，交流分析，直流分析以及输出的结果等。

也可以在S-Edit中加入MODULE命令来设置参数，要确保仿真命令输入完全正确。

（1）Analysis……Transient 设置瞬态分析扫描参数如：.tran 1N 500N（2）Files……Include加入模型库。

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集成电路原理及应用期末复习资料解析

集成电路原理及应用期末复习资料解析

集成电路原理及应⽤期末复习资料解析1.什么是差动放⼤电路？什么是差模信号？什么是共模信号？差动放⼤器对差模信号和共模信号分别起什么作⽤？差动放⼤电路是把两个输⼊信号分别输⼊到运算放⼤器的同相和反相输⼊端，然后在输出端取出两个信号的差模成分，⽽尽量抑制两个信号的共模成分的电路。

共模信号：双端输⼊时，两个⼤⼩相同，极性相同的信号。

差模信号：双端输⼊时，两个⼤⼩相等，极性相反的信号。

对差模输⼊信号的放⼤作⽤、对共模输⼊信号的抑制作⽤2.集成运放有哪⼏部分组成？各部分的典型电路分别是什么？输⼊级、中间级、输出级、偏置电路四⼤部分组成输⼊级的典型电路是差动放⼤电路, 利⽤它的电路对称性可提⾼整个电路的性能，减⼩温漂；中间级的典型电路是电平位移电路, 将电平移动到地电平，满⾜零输⼊时零输出的要求；输出级的典型电路是互补推挽输出放⼤电路，使输出级输出以零电平为中⼼，并能与中间电压放⼤级和负载进⾏匹配；偏置电路典型电路是电流源电路，给各级电路提供合适的静态⼯作点、所需的电压3.共模抑制⽐的定义？集成运放⼯作于线性区时，其差模电压增益Aud与共模电压增益Auc之⽐4.集成运放的主要直流参数：输⼊失调电压Uos、输⼊失调电压的温度系数△Uos/△T、输⼊偏置电流、输⼊失调电流、差模开环直流电压增益、共模抑制⽐、电源电压抑制⽐、输出峰--峰电压、最⼤共模输⼊电压、最⼤差模输⼊电压5.集成运放主要交流参数：开环带宽、单位增益带宽、转换速率、全功率带宽、建⽴时间、等效输⼊噪声电压、差模输⼊阻抗、共模输⼊阻抗、输出阻抗。

6.理想集成运放的基本条件。

1.差模电压增益为⽆穷⼤2.输⼊电阻为⽆穷⼤3.输出电阻为04.共模抑制⽐CMRR为⽆穷⼤5.转换速率为⽆穷⼤即Sr=006.具有⽆限宽的频带7.失调电压·失调电流极其温漂均为08.⼲扰和噪声均为07.理想集成运放的两个基本特性：虚短和虚断。

代表的实际物理意义。

其实，虚短和虚断的原因只有⼀个，那就是：输⼊端输⼊电阻⽆穷⼤。

第8单元-模拟集成电路测试基础

第8单元-模拟集成电路测试基础


这些缺陷具有普遍性，但精确建模表示是不可能的，一 些缺陷，如灰尘或表面杂质等，具有局部影响效果。
2. 模拟故障机理和故障模型
如果灰尘较大使线条断裂，则为硬故障。图示腐蚀故障 属于软故障，导致线条变细，可靠性下降。
2. 模拟故障机理和故障模型
硬故障 “硬故障”明显地改变了电路的工作状态，例如下图中 的“开路”、“短路”、“多余器件”和“丢失器件”等。
3 4
5 6 7 8
开环增益 压摆率
单位增益能量响应 单位增益最小信号响应 过载恢复率 输入偏置电流
11 12
13 14 15 16
输入阻抗 电源灵敏度
共模反射 输入端最大电压 最大共模电压 温度漂移率
3. 模拟电路的测试

3. 模拟电路的测试
单位增益带宽的测量 单位增益带宽ft指的是开环增益为1时所对应的频率，也 叫“增益-带宽积”，对于一级运放 ft = Ao f3dB ft也被称为“小信号单位增益带宽”，信号放大未失真。
1. 模拟电路特性
没有合适的故障模型 对于数字电路，可以基于单故障假设提取若干故障模型 。对于模拟电路，没有简单有效的故障模型，不可能建立起 一个适用于所有电路和应用的模型。就算是同一种电路，主 要参数也可能不同。
需要精确测量
对于模拟信号的测量，某一个参数在被测量前，必须先 清楚它的精度，然后选用精度更高的仪器进行测量，例如一 个电压调节器，其输出电压精度为三位办，对它的测量就必 须选用四位以上精度的电压计进行测量。另外，模拟信号还 涉及到时域和频域，当测量电压、电流、振荡的时候，在时 域进行测量；而当测量频谱、网络参数时，就必须在频域进 行测量，所以就增加了侧量的成本和时间。
第八单元 模拟集成电路测试基础
模电复习提纲(已整理)

模电复习提纲(已整理)

模拟电子线路课程内容概要（复习提纲）1.半导体器件基础：（1）了解半导体的结构，弄清什么是本征半导体，什么是N型半导体，什么是P型半导体，以及它们的多数载流子是什么？少数载流子是什么？答：纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体。

在4价的硅（或锗）晶体中掺入少量的5价杂质元素，如磷，锑，砷等，这种杂质半导体主要依靠电子导电的半导体称电子型半导体或N型半导体。

其多数载流子为电子，少数载流子为空穴；在4价的硅（或锗）晶体中掺入少量的3价杂质元素，如硼，镓，铟等，这种杂质半导体主要依靠空穴导电的半导体称空穴半导体或P型半导体。

其多数载流子为空穴，少数载流子为电子。

（2）PN结具有哪些特性，主要特性是什么？二极管的导通条件是什么？二极管的管压降为多少？什么是门坎电压？必须了解二极管的伏安曲线。

答：PN结有单向导电性、感光特性、感温特性、变容特性、变阻特性，其主要特性是单向导电性。

二极管的导通条件是PN结正向偏置。

硅二极管的管压降为0.6~0.8V，锗二极管的管压降为0.2~0.3V。

门坎电压即死区电压，是指二极管刚好导通时两端的电压差，硅二极管的死区电压为0.5V左右，锗二极管的死区电压为0.1V左右。

（3）三极管的导电机理是什么？三极管起正常放大作用的外部条件是什么？能否通过三极管各电极电位来判断它的工作状态。

三极管的输出特性曲线分为哪几个区域？起正常放大作用的三极管必须工作在哪些区域上？答：三极管导电机理是当基极电压Ub有一个微小的变化时，基极电流也会随之有一小的变化，受基极电流Ib的控制，集电极电流Ic会有一个很大的变化，基极电流Ib越大，集电极电流Ic也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。

三极管起正常放大作用的外部条件是发射结正向偏置，集电结反向偏置。

发射极反偏，集电极反偏为截止状态；发射极正偏，集电极反偏为放大状态；发射极正偏，集电极正偏为饱和状态，由此来判断它的工作状态。

集成电路CAD上机

集成电路CAD上机


连线 PSpice有两种连线方式：水平和垂直折线连接，斜线连接。 有两种连线方式：水平和垂直折线连接，斜线连接。 有两种连线方式 采用哪种方式取决于直角连线开关的设置情况。 采用哪种方式取决于直角连线开关的设置情况。 画导线。 （1）利用连线工具 ）利用连线工具[Draw Wire]画导线。 画导线
摆放元件 取出电路符号后，鼠标将自动指向符号的某一个端子， 取出电路符号后，鼠标将自动指向符号的某一个端子，连成 电路后，这个端子代表符号的正节点， 电路后，这个端子代表符号的正节点，因此这个端子又称为符 号的正端子。水平摆放时，通常使正端子在左侧；垂直时， 号的正端子。水平摆放时，通常使正端子在左侧；垂直时，在 上端。因此，在摆放符号前通常需将符号旋转一个角度。 上端。因此，在摆放符号前通常需将符号旋转一个角度。在执 菜单命令或[Ctrl+R]可以将符号逆时针旋转 度， 可以将符号逆时针旋转90度 行[Edit/Rotate]菜单命令或 菜单命令或 可以将符号逆时针旋转 执行[Edit/Flip]菜单命令或 菜单命令或[Ctrl+F]可将其沿垂直方向对折。 可将其沿垂直方向对折。 执行 菜单命令或 可将其沿垂直方向对折
可取出元件但不关闭对话框； 单击 Place 可取出元件但不关闭对话框；单击 Place&Close 取 出并关闭对话框；也可双击符号名列表中某一符号将其取出。 出并关闭对话框；也可双击符号名列表中某一符号将其取出
取出符号后，单击绘图工作区中的某一点， 摆放符号 取出符号后，单击绘图工作区中的某一点，按一下鼠 标左键，符号将沿该点摆放一次。可多次摆放，单击右键结束。 标左键，符号将沿该点摆放一次。可多次摆放，单击右键结束。
连线 工具
（2）点选画线工具后，即可看到一个铅笔状的指示。将画笔 ）点选画线工具后，即可看到一个铅笔状的指示。 移到起始端，按鼠标左键，开始引线， 移到起始端，按鼠标左键，开始引线，要转弯时可按一下鼠 标左键，画笔移到终点后再按一下鼠标左键，完成接线。 标左键，画笔移到终点后再按一下鼠标左键，完成接线。继 续画线，直到全部完成后，按鼠标右键结束画线。 续画线，直到全部完成后，按鼠标右键结束画线。