集成电路设计基础/高职高专“十二五”电子信息类专业规划教材·微电子技术专业 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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董海青 编

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• 集成电路设计
• 微电子技术
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• 电子信息
• 教材
• 基础
• 数字电路
• 模拟电路
• 电路分析
• 半导体

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111427681

版次：1

商品编码：11309905

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-08-01

页数：76

内容简介

　　《集成电路设计基础/高职高专“十二五”电子信息类专业规划教材·微电子技术专业》从实际设计的角度出发，详细介绍了集成电路设计所必须要掌握的基本知识点，使初学者能从最开始的不了解到最后熟练掌握集成电路设计的全过程，并了解比较常用的设计工具的使用。
　　《集成电路设计基础/高职高专“十二五”电子信息类专业规划教材·微电子技术专业》主要包括操作系统部分、器件与电路部分和版图部分，详细介绍了相应的知识体系结构。操作系统部分主要介绍了集成电路设计EDA工具所工作的平台UNIX/Linux系统，详细讲解了该系统的基本组成和常用命令；器件与电路部分主要介绍了集成电路中常用元器件的结构、原理和工作特性，并介绍了常用单元电路的基本设计过程和设计思想；版图部分主要介绍了版图设计的基础知识，详细介绍了两种目前比较常用的版图设计工具L�睧dit和Virtuoso，并给出了两种版图设计工具的版图绘制过程。
　　《集成电路设计基础/高职高专“十二五”电子信息类专业规划教材·微电子技术专业》可作为高职高专院校微电子技术相关专业的教材，也可作为从事集成电路版图设计的工程人员的参考书。

目录

第1章 概论
1.1 集成电路的发展
1.2 EDA工具
1.3 集成电路设计的要求
1.4 集成电路的设计方法
1.5 深亚微米对设计的挑战
习题

第2章 UNIX/Linux系统基础
2.1 UNIX/Linux系统概述
2.1.1 UNIX系统的发展及其分支
2.1.2 Linux系统
2.1.3 系统组成
2.2 系统的安装和启动
2.2.1 安装前的准备
2.2.2 安装过程
2.2.3 启动、登录
2.3 Linux系统的用户及管理
2.3.1 Linux系统的用户类别
2.3.2 用户信息文件
2.3.3 用户管理操作
2.4 Linux系统常用命令
2.4.1 系统命令
2.4.2 文件命令
2.4.3 其他命令
2.5 文本编辑器vi
2.5.1 启动和退出
2.5.2 工作模式
2.5.3 命令模式
2.6 Linux系统的管理和安全
2.6.1 环境变量
2.6.2 UNIX/Linux系统的安全
习题

第3章 工艺与元器件
3.1 集成电路制造工艺
3.1.1 集成电路制造工艺简介
3.1.2 CMOS反相器制造过程
3.1.3 工艺模拟
3.2 元器件基础
3.2.1 元器件
3.2.2 MOS晶体管的特性及参数
3.2.3 器件模拟
习题

第4章 电路基础
4.1 反相器及其电路参数
4.1.1 反相器的组成与类别
4.1.2 CMOS反相器的基本特性
4.1.3 电路主要参数
4.1.4 电路模拟
4.2 电路逻辑设计
4.2.1 MOS晶体管的串、并联
4.2.2 传输门
4.2.3 逻辑门
4.2.4 时钟
4.3 子系统设计
4.3.1 数据运算器
4.3.2 存储器
4.3.3 I/O子系统
4.4 设计自动化概述
4.4.1 系统设计方法
4.4.2 数字系统设计自动化
4.4.3 系统测试
习题

第5章 版图基础
5.1 版图概述
5.1.1 版图设计基础
5.1.2 版图设计规则
5.1.3 版图电学规则
5.1.4 版图设计的通用准则
5.2 MOS晶体管版图简介
习题

第6章 版图编辑器
6.1 版图编辑器L�睧dit
6.1.1 LEdit基础
6.1.2 LEdit设置
6.1.3 编辑操作
6.1.4 设计规则检查
6.1.5 基于L�睧dit单元的版图
6.2 版图编辑器Virtuoso基础
6.2.1 版图编辑器Virtuoso简介
6.2.2 Virtuoso界面与快捷键
6.2.3 版图绘制
习题
参考文献

前言/序言

《微电子技术导论》：探索微观世界的奥秘，开启电子信息时代的基石 在人类文明的演进长河中，每一次技术的飞跃都如同一颗璀璨的明星，照亮了前行的道路。而微电子技术，无疑是近半个世纪以来最耀眼的明星之一，它以前所未有的力量重塑着我们的世界，驱动着信息时代的滚滚洪流。从智能手机到超级计算机，从医疗诊断设备到航空航天探测器，微电子技术无处不在，深刻地影响着我们生活的方方面面，构筑着现代文明的骨骼与血肉。 本书，《微电子技术导论》，正是为了引领广大读者，特别是职业教育领域的电子信息类专业学生，深入了解这一革命性技术而编撰。它并非一本艰深晦涩的学术专著，而是一扇通往微电子世界的大门，旨在以清晰、系统、深入浅出的方式，揭示微电子技术的起源、发展、核心原理、关键工艺以及广阔的应用前景。我们致力于让读者在掌握扎实理论知识的同时，更能培养起对这一领域的浓厚兴趣和实际操作能力，为未来投身微电子产业的伟大事业打下坚实的基础。 第一章：微电子技术的黎明与曙光 本章将带领读者回溯历史的长河，探寻微电子技术诞生和发展的脉络。我们将从20世纪初的真空管技术讲起，追溯到晶体管的发明——这一划时代的里程碑，它标志着电子元件的小型化、低功耗化和高性能化的开端。接着，我们将聚焦集成电路（IC）的发明，理解“摩尔定律”的诞生及其对整个半导体产业产生的深远影响。我们会深入剖析集成电路的出现如何将成千上万甚至数十亿个晶体管集成在一块小小的芯片上，从而实现前所未有的计算能力和功能。同时，本章也将简要介绍不同时期集成电路的主要发展阶段，如小规模集成（SSI）、中规模集成（MSI）、大规模集成（LSI）以及超大规模集成（VLSI），让读者对微电子技术的演进有一个宏观的认识。我们将强调技术创新在微电子发展中的核心驱动力，以及其如何不断突破物理极限，向着更小、更快、更强的目标迈进。 第二章：半导体材料与器件——微电子的基石 微电子技术的根基在于对半导体材料及其特性的深刻理解。本章将详细介绍构成微电子器件的核心材料——硅。我们将探讨硅的原子结构、晶体结构以及其作为半导体材料的独特优势，例如其天然的丰度和相对稳定的化学性质。在此基础上，我们将引入掺杂的概念，解释为何需要通过掺杂来改变半导体的导电性能，从而形成P型半导体和N型半导体。接着，本章将聚焦于最基本的半导体器件——PN结。我们将深入剖析PN结的形成原理、耗尽层、势垒电场以及其在外加电压下的导通和截止特性。这是理解几乎所有后续复杂集成电路单元的基础。在此之上，我们将介绍几种关键的半导体分立器件，包括二极管（各种类型及其应用）和晶体管（重点介绍BJT和MOSFET）。我们将详细讲解它们的结构、工作原理、电学特性曲线，并初步介绍它们在放大、开关等基本功能中的应用。通过本章的学习，读者将能够理解微电子器件是如何在微观世界中实现电信号的控制和处理的。 第三章：集成电路的制造工艺——从硅片到芯片 将数以亿计的微小元器件集成到一块指甲盖大小的芯片上，需要一套极其精密且复杂的多步骤制造工艺。本章将揭示这一“化繁为简”的奇妙过程。我们将系统地介绍集成电路制造的关键技术，包括： 光刻（Photolithography）： 这是集成电路制造的核心技术，如同在微观世界中“印刷”电路。我们将详细讲解光刻的原理、掩模版（Mask/Reticle）的作用、光刻胶（Photoresist）的性质以及光刻机的种类和工作流程。理解光刻技术是理解集成电路微细化和高密度化的关键。 薄膜生长（Thin Film Deposition）： 介绍各种在硅片表面沉积薄膜的方法，如化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）等，以及这些薄膜在构成器件和布线中的作用。 刻蚀（Etching）： 解释如何利用化学或物理方法选择性地去除不需要的薄膜层，从而形成器件的结构和电路的连接。我们将介绍湿法刻蚀和干法刻蚀（如离子刻蚀、反应离子刻蚀R IE）的区别和应用。 掺杂（Doping）： 再次强调掺杂工艺在制造高性能半导体器件中的重要性，介绍离子注入（Ion Implantation）和扩散（Diffusion）等技术。 互连（Interconnection）： 介绍如何利用金属导线（如铝、铜）将芯片上的各个器件连接起来，形成完整的电路。我们将提及多层金属互连技术的发展。 封装（Packaging）： 介绍将制造好的裸芯片（Die）固定、保护并与外部电路连接的过程，使其成为可供使用的集成电路芯片。 本章将通过对这些关键工艺的介绍，让读者直观地感受到微电子制造的精细、复杂与高科技含量。 第四章：模拟集成电路基础 在数字世界占据主导地位的今天，模拟集成电路依然扮演着不可或缺的角色，它们是连接真实世界模拟信号与数字处理系统的桥梁。本章将深入探讨模拟集成电路的基本概念和关键电路。我们将从运算放大器（Op-amp）这个“万能积木”讲起，详细解析其内部结构、工作原理、开环增益、差模输入、共模输入等特性。在此基础上，我们将介绍运算放大器在各种经典模拟电路中的应用，如反相放大器、同相放大器、加法器、减法器、积分器、微分器等。我们将通过具体的电路图和公式推导，让读者深刻理解这些电路的功能和设计思想。此外，本章还将介绍其他重要的模拟集成电路单元，如滤波器（低通、高通、带通、带阻）、振荡器、电压比较器以及稳压器等，并简要阐述它们在信号处理、通信、电源管理等领域的应用。本章旨在培养读者对模拟信号的处理能力和对模拟电路设计的初步认识。 第五章：数字集成电路基础 数字集成电路是现代电子系统的核心，它们负责处理和存储信息。本章将聚焦于数字集成电路的基本原理和构成单元。我们将从逻辑门（Logic Gates）这一最基本的数字电路单元入手，详细介绍与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、与非门（NAND）、或非门（NOR）、异或门（XOR）等基本逻辑门的功能、真值表和电路实现。在此基础上，我们将引入组合逻辑电路和时序逻辑电路的概念。对于组合逻辑电路，我们将讲解如何利用逻辑门构建更复杂的电路，如译码器（Decoder）、编码器（Encoder）、多路选择器（Multiplexer）、全加器（Full Adder）等，并讨论它们在数据选择、逻辑运算等方面的应用。对于时序逻辑电路，我们将重点介绍触发器（Flip-flop）这一基本存储单元，包括D触发器、JK触发器、T触发器等，并讲解锁存器（Latch）和寄存器（Register）的概念。接着，我们将探讨计数器（Counter）和移位寄存器（Shift Register）等时序逻辑电路，并阐述它们在数据存储、计数、序列生成等方面的作用。本章将帮助读者理解数字信号的运算和存储是如何在集成电路上实现的。 第六章：集成电路的测试与可靠性 无论设计多么精巧、制造工艺多么先进，集成电路在出厂前都需要经过严格的测试，以确保其性能符合设计要求并具备足够的可靠性。本章将深入探讨集成电路的测试技术和影响其可靠性的因素。我们将介绍集成电路测试的基本流程和目的，包括功能测试、直流参数测试、交流参数测试以及速度测试等。我们将讲解各种测试设备和方法，例如数字测试仪（ATE）和模拟测试仪。接着，我们将重点讨论集成电路的可靠性问题，包括各种失效模式（如永久性失效、瞬时性失效）及其产生的原因（如工艺缺陷、过压、过温、电迁移、击穿等）。我们将介绍一些提高集成电路可靠性的方法，例如设计冗余、选择合适的材料和工艺、进行加速老化测试等。最后，本章将简要介绍半导体器件的封装技术对可靠性的影响，以及质量控制在整个生产过程中的重要性。 第七章：微电子技术的应用领域与未来展望 微电子技术的触角已经延伸到我们生活的每一个角落，并以前所未有的速度驱动着各个行业的创新与变革。本章将带领读者领略微电子技术在不同领域的广泛应用，并展望其未来的发展趋势。我们将重点介绍微电子技术在以下几个关键领域的应用： 通信领域： 讲解微电子技术如何支撑着现代通信系统的发展，包括基带处理器、射频芯片、光通信器件等在手机、基站、光纤网络中的应用。 计算领域： 介绍高性能CPU、GPU、FPGA等集成电路在个人电脑、服务器、数据中心、人工智能计算中的核心作用。 消费电子领域： 探讨微电子技术如何让智能手机、平板电脑、电视、智能家居等消费电子产品变得更加智能、便携和强大。 汽车电子领域： 分析汽车电子系统中各种微电子器件（如传感器、控制器、车载娱乐系统芯片）的重要性，以及其在提升汽车性能、安全性和智能化水平中的作用。 医疗电子领域： 介绍微电子技术在医疗器械、诊断设备、植入式医疗设备等方面的应用，例如高精度传感器、微处理器等。 工业自动化领域： 讲解微电子技术如何赋能工业机器人、自动化生产线、智能制造等，提高生产效率和质量。 展望未来，本章将探讨微电子技术面临的挑战与机遇。我们将讨论半导体制造工艺向更小尺寸（如纳米级）迈进的技术瓶颈，以及新的材料和器件（如三维集成、量子计算、忆阻器）的探索。我们还将关注人工智能、物联网、5G/6G通信等新兴技术对微电子器件提出的新需求，以及绿色环保、低功耗设计等方面的趋势。 结语 《微电子技术导论》旨在为读者构建一个完整、清晰的微电子技术知识体系。通过对本书的学习，读者不仅能够掌握微电子技术的理论精髓，更能培养起分析和解决实际问题的能力。我们相信，这本书将成为您在微电子技术领域求学、实践、创新的有力伙伴，助您在日新月异的电子信息时代乘风破浪，书写属于自己的辉煌篇章。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受就是它在内容组织上非常合理，层层递进，让人很容易建立起知识体系。从最宏观的芯片发展历史，到微观的晶体管结构，再到更复杂的逻辑门电路，最后延伸到一些基本的集成电路设计流程，每一个环节都衔接得非常紧密。我尤其喜欢书中关于逻辑门电路部分的讲解，它不仅仅是介绍AND、OR、NOT这些基本门电路的功能，还深入讲解了它们是如何用MOSFET搭建起来的，这种从器件到门电路的层次感非常清晰。而且，书中还用很多例子说明了如何利用这些基本门电路构建更复杂的组合逻辑和时序逻辑电路，让我一下子就理解了数字电路设计的基础。感觉这本书就像一个很好的向导，带领我在集成电路设计的领域里，一步一个脚印地前进，让我不再感到迷茫。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界，以前觉得集成电路设计是个特别高大上、遥不可及的东西，现在读了之后，才发现原来它离我们并没有那么远。书中从最基础的概念讲起，比如什么是半导体、PN结，这些我都以为是大学高年级才学的知识，结果作者用非常通俗易懂的语言，辅以大量的图示，让我这个完全没有基础的人也能勉强跟上。特别是讲到MOSFET的工作原理时，用比喻的方式来解释载流子和栅电压的关系，简直像神来之笔，瞬间就明白了那种“开关”的感觉。而且，书中还介绍了许多常用的设计流程和工具，虽然只是点到为止，但让我对整个行业有了初步的认识，知道原来设计一颗芯片需要这么多步骤，涉及到这么多部门的协作。这本书对我来说，就像打开了一扇门，让我看到了一个全新的世界，激发了我进一步学习的兴趣，我迫不及待地想深入了解更多内容。

评分☆☆☆☆☆

这本书在理论深度上似乎有所保留，更侧重于工程实践的介绍。书中花了很多篇幅讲解一些实际的电路设计案例，以及在实际生产中会遇到的问题。例如，关于版图设计的部分，让我意识到原来电路在芯片上的排布竟然如此重要，小小的一个空间里要塞进那么多元件，还要考虑信号的干扰、功耗的优化等等，简直是一门艺术。书中还穿插了一些实际调试的技巧，比如如何用示波器测量信号、如何分析电路的异常行为，这些内容对于初学者来说非常实用，能够帮助我们少走很多弯路。虽然我更期待一些深入的理论推导，但这本教材的定位似乎是为高职高专的微电子技术专业服务的，所以这种侧重工程应用的风格也算是恰如其分。总的来说，这本书为我提供了一个非常接地气的学习视角，让我明白理论知识最终还是要落地到实际应用中去。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和设计也给我留下了深刻的印象。整体风格简洁明了，重点突出，章节划分清晰，每页的字数也控制得恰到好处，不会让人产生阅读疲劳。大量的插图和图表，不仅美观，而且极大地增强了内容的直观性，很多抽象的概念通过图示一下子就变得生动起来。比如，电路图的绘制非常规范，各个元器件的符号都清晰可辨，这对于初学者来说非常重要。另外，书中的术语解释也相当到位，一些专业名词都有配套的解释，方便我们随时查阅。总而言之，这本书在细节上的打磨做得非常出色，阅读体验上乘，让人感觉这是一本精心制作的教材，而不是随便拼凑出来的。这种用心的态度，也让我对这本书的内容更加信任。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的某些章节对我来说还是有点挑战性的。特别是关于模拟集成电路设计的部分，虽然作者尽量用简单的方式来解释，但一些涉及运算放大器、滤波器等核心概念时，我还是觉得理解起来有些吃力。例如，关于频率响应、稳定性等议题，涉及到一些数学公式和图表的分析，这需要我花更多的时间去消化和反复琢磨。不过，即使如此，我还是能感受到作者的用心，他们尽量将复杂的概念分解，并提供了相应的参考资料，鼓励读者进一步深入学习。这本书的价值在于，它并没有回避这些难点，而是提供了一个基础的入口，让我们知道这些内容的存在，并且了解它们在集成电路设计中的重要性。即使我当下不能完全掌握，但它已经为我未来的学习指明了方向。