集成電路設計與仿真項目教程

李亮，蘇州市職業大學副教授。擔任IC版圖設計、集成電路版圖設計、CMOS電路設計與分析、模擬集成電路設計與仿真等課程的教學工作。以理論結合實踐教學為主，編寫了專業課“IC版圖設計”的校自編教材；參加了 課程資源庫“半導體集成電路”的建設；完成了校研究性課程“運算放大器版圖設計”；發表了“面向企業的IC版圖設計教學探討”、“一種應用匹配技術的CMOS放大器版圖設計”等有關集成電路版圖設計的論文。

前　言
二維碼資源清單
項目1　集成電路設計認知
【項目描述】
【項目導航】
任務1.1　初識集成電路設計
【任務導航】
1.1.1　集成電路綜述
1.1.2　集成電路分類
1.1.3　集成電路封裝
1.1.4　集成電路的發展趨勢
1.1.5　集成電路設計平臺
任務1.2　數字集成電路設計
【任務導航】
1.2.1　數字集成電路分類
1.2.2　專用集成電路設計
1.2.3　摩爾定律
1.2.4　比例縮小法則
任務1.3　模擬集成電路設計
【任務導航】
1.3.1　模擬集成電路的主要用途
1.3.2　模擬集成電路現狀
1.3.3　模擬集成電路發展
1.3.4　模擬集成電路設計流程
1.3.5　模擬集成電路特點
1.3.6　模擬集成電路分類
1.3.7　模擬集成電路應用
習題
項目2　MOS晶體管認知
【項目描述】
【項目導航】
任務2.1　MOS晶體管介紹
【任務導航】
2.1.1　MOS晶體管結構
2.1.2　CMOS工藝結構
任務2.2　MOS晶體管閾值電壓
【任務導航】
2.2.1　NMOS晶體管閾值電壓
2.2.2　PMOS晶體管閾值電壓
2.2.3　MOS晶體管體效應
2.2.4　實操訓練
任務2.3　MOS晶體管電流方程
【任務導航】
2.3.1　NMOS晶體管電流方程
2.3.2　PMOS晶體管電流方程
2.3.3　實操訓練
任務2.4　MOS晶體管電容
【任務導航】
2.4.1　MOS晶體管寄生電容
2.4.2　MOS晶體管電容原理
2.4.3　NMOS晶體管電容與柵壓的關系
任務2.5　MOS晶體管交流參數
【任務導航】
2.5.1　跨導
2.5.2　交流電阻
2.5.3　有源電阻
2.5.4　小信號模型
2.5.5　實操訓練
習題
項目3　CMOS反相器設計與仿真
【項目描述】
【項目導航】
任務3.1　CMOS反相器工作原理
【任務導航】
3.1.1　反相器邏輯特性
3.1.2　CMOS反相器開關特性
任務3.2　CMOS反相器靜態特性
【任務導航】
3.2.1　反相器傳輸特性
3.2.2　電壓傳輸特性曲線
3.2.3　電流傳輸特性曲線
任務3.3　CMOS反相器設計與分析
【任務導航】
3.3.1　噪聲容限
3.3.2　反相器亞穩態
3.3.3　開關閾值電壓計算
3.3.4　CMOS反相器設計
3.3.5　實操訓練
任務3.4　CMOS反相器動態特性
【任務導航】
3.4.1　轉換時間
3.4.2　傳輸延時
3.4.3　動態功耗
3.4.4　驅動能力
3.4.5　灌電流和拉電流
3.4.6　實操訓練
任務3.5　緩沖器與環形振蕩電路
【任務導航】
3.5.1　緩沖器
3.5.2　反相器鏈環形振蕩電路
3.5.3　實操訓練
任務3.6　常用反相器電路結構
【任務導航】
3.6.1　無比反相器
3.6.2　有比反相器
3.6.3　有比反相器與無比反相器的區別
習題
項目4　靜態組合邏輯門設計與仿真
【項目描述】
【項目導航】
任務4.1　邏輯電路認知
【任務導航】
4.1.1　組合和時序邏輯電路
4.1.2　CMOS靜態邏輯門電路
任務4.2　互補CMOS邏輯門電路
【任務導航】
4.2.1　互補CMOS邏輯門結構
4.2.2　互補CMOS邏輯門工作原理
任務4.3　簡單CMOS邏輯門電路設計與仿真
【任務導航】
4.3.1　雙輸入與非門電路
4.3.2　雙輸入與非門開關閾值電壓
4.3.3　多輸入與非門
4.3.4　雙輸入或非門電路
4.3.5　雙輸入或非門開關閾值電壓
4.3.6　多輸入或非門
4.3.7　與門和或門電路
4.3.8　實操訓練
任務4.4　覆雜CMOS邏輯門電路設計與仿真
【任務導航】
4.4.1　與或非門電路
4.4.2　或與非門電路
4.4.3　異或門電路
4.4.4　同或門電路
4.4.5　有比邏輯電路
4.4.6　實操訓練
任務4.5　傳輸門邏輯電路
【任務導航】
4.5.1　傳輸門工作原理
4.5.2　三態門電路
4.5.3　傳輸門邏輯電路
4.5.4　實操訓練
任務4.6　加法器電路
【任務導航】
4.6.1　半加器電路
4.6.2　全加器電路
習題
項目5　時序邏輯門設計與仿真
【項目描述】
【項目導航】
任務5.1　時序邏輯電路認知
【任務導航】
5.1.1　時序邏輯電路特點
5.1.2　時序邏輯電路分類
任務5.2　鎖存器電路
【任務導航】
5.2.1　與非門SR鎖存器
5.2.2　或非門SR鎖存器
5.2.3　鐘控與非門SR鎖存器
5.2.4　鐘控或非門SR鎖存器
5.2.5　D鎖存器
5.2.6　鐘控JK鎖存器
5.2.7　實操訓練
任務5.3　觸發器電路
【任務導航】
5.3.1　SR觸發器
5.3.2　JK觸發器
5.3.3　D觸發器
5.3.4　實操訓練
習題
項目6　動態邏輯門設計與仿真
【項目描述】
【項目導航】
任務6.1　動態邏輯電路認知
【任務導航】
6.1.1　動態邏輯電路技術
6.1.2　動態邏輯電路特點
任務6.2　傳輸門動態邏輯電路
【任務導航】
6.2.1　傳輸門動態D鎖存器
6.2.2　CMOS傳輸門動態移位寄存器
6.2.3　兩相非重疊時鐘產生電路
6.2.4　實操訓練
任務6.3　高性能動態邏輯電路
【任務導航】
6.3.1　預充電求值動態邏輯電路
6.3.2　多米諾動態邏輯電路
6.3.3　C2MOS動態邏輯電路
6.3.4　真單相時鐘動態D觸發器電路
6.3.5　實操訓練
任務6.4　施密特觸發器
【任務導航】
6.4.1　施密特觸發器認知
6.4.2　施密特觸發器工作原理
6.4.3　CMOS施密特觸發器
6.4.4　施密特觸發器應用
習題
項目7　電流鏡設計與仿真
【項目描述】
【項目導航】
任務7.1　基本電流鏡認知
【任務導航】
7.1.1　基本電流鏡結構
7.1.2　比例電流鏡工作原理
7.1.3　電流鏡計算
7.1.4　實操訓練
任務7.2　電流鏡偏置電路
【任務導航】
7.2.1　電阻設置電流鏡偏置電路
7.2.2　有源電阻設置電流鏡偏置電路
7.2.3　自偏置電流基準電路
7.2.4　實操訓練
任務7.3　共源共柵電流鏡電路
【任務導航】
7.3.1　簡單共源共柵電流鏡電路
7.3.2　低壓共源共柵電流鏡電路
7.3.3　低壓共源共柵電流鏡拓展電路
7.3.4　實操訓練
任務7.4　偏置電路
【任務導航】
7.4.1　電壓偏置電路
7.4.2　偏置電路應用
7.4.3　實操訓練
習題
項目8　單管放大器設計與仿真
【項目描述】
【項目導航】
任務8.1　放大電路理論認知
【任務導航】
8.1.1　放大電路分析步驟
8.1.2　基本共源放大電路
任務8.2　有源負載放大器
【任務導航】
8.2.1　有源負載共源放大器
8.2.2　頻率響應
8.2.3　有源負載共漏放大器
8.2.4　有源負載共柵放大器
8.2.5　實操訓練
任務8.3　電流源負載放大器
【任務導航】
8.3.1　電流源負載共源放大器直流傳輸特性
8.3.2　電流源負載共源放大器壓擺率特性
8.3.3　電流源負載共源放大器交流分析
8.3.4　電流源負載兩級共源放大電路
8.3.5　推挽共源放大器
8.3.6　電流源負載共漏放大器
8.3.7　電流源負載共柵放大器
8.3.8　電流源負載共源共柵放大電路
8.3.9　實操訓練
習題
項目9　運算放大器設計與仿真
【項目描述】
【項目導航】
任務9.1　差分放大電路
【任務導航】
9.1.1　差分輸入電壓
9.1.2　共模輸入和輸出電壓
9.1.3　差分放大電路交流分析
9.1.4　實操訓練
任務9.2　基本兩級運算放大器設計
【任務導航】
9.2.1　兩級運算放大電路結構
9.2.2　兩級運算放大電路頻率響應
9.2.3　實操訓練
任務9.3　運算放大器參數分析
【任務導航】
9.3.1　運算放大器開環頻率響應
9.3.2　運算放大器共模輸入範圍
9.3.3　運算放大器壓擺率
9.3.4　運算放大器建立時間
9.3.5　運算放大器輸出擺幅
9.3.6　運算放大器失調電壓
9.3.7　運算放大器共模抑制比
9.3.8　運算放大器電源抑制比
9.3.9　運算放大器直流增益
9.3.10　運算放大器靜態功耗
習題
項目10　電壓基準源設計與仿真
【項目描述】
【項目導航】
任務10.1　零溫度系數基準電壓
【任務導航】
10.1.1　二極管負溫度系數電壓
10.1.2　二極管負溫度系數電壓產生電路
10.1.3　二極管正溫度系數電壓
10.1.4　實操訓練
任務10.2　電壓基準源電路設計
【任務導航】
10.2.1　電壓基準源電路結構
10.2.2　電壓基準源電路工作原理
10.2.3　實操訓練
任務10.3　LDO穩壓器設計
【任務導航】
10.3.1　LDO穩壓器介紹
10.3.2　LDO穩壓電路結構
10.3.3　LDO穩壓電路參數
10.3.4　實操訓練
習題
參考文獻