理想MOS二极管模拟集成电路设计基础CMOS器件物理夏温博•MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor)是由一个MOS二极管与两个背对背相接的pn结组成。
•理解MOS二极管原理是深入理解MOSFET的基础。
•当一理想MOS二极管偏压为正或负时，半导体表面会出现三种情况。
•以p型半导体为例。
1北京航空航天大学电子信息工程学院夏温博592北京航空航天大学电子信息工程学院夏温博59CMOS器件物理CMOS器件物理•当V<0时，SiO2－Si界面处将产生超量的正载流子（空穴），进而在SiO2－Si界面处产生空穴堆积，此为积累（accumulation）现象。
•当外加一小量正电压时，由于场效应作用，排斥多子，形成耗尽区，此为耗尽（depletion）现象。
•当外加一更大的正电压时，栅极电压开始在SiO2－Si界面处吸引更多的负载流子（电子），当表面的电子（少子）数目远大于空穴（多子）时，表面呈现反型（inversion）。
反型现象的图示MOS 管构造的由来•由线性低频电路理论我们知道：利用电压控制电流源，可以实现信号放大的功能；why ？•对半导体物理学家或器件工程师来说，现在的任务就是如何利用现有材料和已知的物理效应来实现“电压控制电流源”，并且这个源要越理想越好；•这时，人们想到了利用反型效应。
北京航空航天大学电子信息工程学院夏温博595北京航空航天大学电子信息工程学院夏温博596CMOS 器件物理CMOS 器件物理如何增强这种控制效应？电流形成！•增大V1或V2Æ不由器件本身决定，属于外部电路条件；•在同样V1、V2的条件下，如何增大控制效应呢？•增大控制效应的一条途径：加大反型效应。
•故，减薄电介质的厚度可以有效地增强这种控制作用，这就是为何实际器件的SiO 2层很薄的原因；•同时带来什么问题？容易击穿，所以特征尺寸越小的工艺，其标准工作电压越小。
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。
