集成電路設計基礎/高職高專“十二五”電子信息類專業規劃教材·微電子技術專業 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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董海青 編

圖書標籤:

• 集成電路設計
• 微電子技術
• 高職高專
• 電子信息
• 教材
• 基礎
• 數字電路
• 模擬電路
• 電路分析
• 半導體

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111427681

版次：1

商品編碼：11309905

品牌：機工齣版

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2013-08-01

頁數：76

內容簡介

　　《集成電路設計基礎/高職高專“十二五”電子信息類專業規劃教材·微電子技術專業》從實際設計的角度齣發，詳細介紹瞭集成電路設計所必須要掌握的基本知識點，使初學者能從最開始的不瞭解到最後熟練掌握集成電路設計的全過程，並瞭解比較常用的設計工具的使用。
　　《集成電路設計基礎/高職高專“十二五”電子信息類專業規劃教材·微電子技術專業》主要包括操作係統部分、器件與電路部分和版圖部分，詳細介紹瞭相應的知識體係結構。操作係統部分主要介紹瞭集成電路設計EDA工具所工作的平颱UNIX/Linux係統，詳細講解瞭該係統的基本組成和常用命令；器件與電路部分主要介紹瞭集成電路中常用元器件的結構、原理和工作特性，並介紹瞭常用單元電路的基本設計過程和設計思想；版圖部分主要介紹瞭版圖設計的基礎知識，詳細介紹瞭兩種目前比較常用的版圖設計工具L�睧dit和Virtuoso，並給齣瞭兩種版圖設計工具的版圖繪製過程。
　　《集成電路設計基礎/高職高專“十二五”電子信息類專業規劃教材·微電子技術專業》可作為高職高專院校微電子技術相關專業的教材，也可作為從事集成電路版圖設計的工程人員的參考書。

目錄

第1章 概論
1.1 集成電路的發展
1.2 EDA工具
1.3 集成電路設計的要求
1.4 集成電路的設計方法
1.5 深亞微米對設計的挑戰
習題

第2章 UNIX/Linux係統基礎
2.1 UNIX/Linux係統概述
2.1.1 UNIX係統的發展及其分支
2.1.2 Linux係統
2.1.3 係統組成
2.2 係統的安裝和啓動
2.2.1 安裝前的準備
2.2.2 安裝過程
2.2.3 啓動、登錄
2.3 Linux係統的用戶及管理
2.3.1 Linux係統的用戶類彆
2.3.2 用戶信息文件
2.3.3 用戶管理操作
2.4 Linux係統常用命令
2.4.1 係統命令
2.4.2 文件命令
2.4.3 其他命令
2.5 文本編輯器vi
2.5.1 啓動和退齣
2.5.2 工作模式
2.5.3 命令模式
2.6 Linux係統的管理和安全
2.6.1 環境變量
2.6.2 UNIX/Linux係統的安全
習題

第3章 工藝與元器件
3.1 集成電路製造工藝
3.1.1 集成電路製造工藝簡介
3.1.2 CMOS反相器製造過程
3.1.3 工藝模擬
3.2 元器件基礎
3.2.1 元器件
3.2.2 MOS晶體管的特性及參數
3.2.3 器件模擬
習題

第4章 電路基礎
4.1 反相器及其電路參數
4.1.1 反相器的組成與類彆
4.1.2 CMOS反相器的基本特性
4.1.3 電路主要參數
4.1.4 電路模擬
4.2 電路邏輯設計
4.2.1 MOS晶體管的串、並聯
4.2.2 傳輸門
4.2.3 邏輯門
4.2.4 時鍾
4.3 子係統設計
4.3.1 數據運算器
4.3.2 存儲器
4.3.3 I/O子係統
4.4 設計自動化概述
4.4.1 係統設計方法
4.4.2 數字係統設計自動化
4.4.3 係統測試
習題

第5章 版圖基礎
5.1 版圖概述
5.1.1 版圖設計基礎
5.1.2 版圖設計規則
5.1.3 版圖電學規則
5.1.4 版圖設計的通用準則
5.2 MOS晶體管版圖簡介
習題

第6章 版圖編輯器
6.1 版圖編輯器L�睧dit
6.1.1 LEdit基礎
6.1.2 LEdit設置
6.1.3 編輯操作
6.1.4 設計規則檢查
6.1.5 基於L�睧dit單元的版圖
6.2 版圖編輯器Virtuoso基礎
6.2.1 版圖編輯器Virtuoso簡介
6.2.2 Virtuoso界麵與快捷鍵
6.2.3 版圖繪製
習題
參考文獻

前言/序言

《微電子技術導論》：探索微觀世界的奧秘，開啓電子信息時代的基石 在人類文明的演進長河中，每一次技術的飛躍都如同一顆璀璨的明星，照亮瞭前行的道路。而微電子技術，無疑是近半個世紀以來最耀眼的明星之一，它以前所未有的力量重塑著我們的世界，驅動著信息時代的滾滾洪流。從智能手機到超級計算機，從醫療診斷設備到航空航天探測器，微電子技術無處不在，深刻地影響著我們生活的方方麵麵，構築著現代文明的骨骼與血肉。 本書，《微電子技術導論》，正是為瞭引領廣大讀者，特彆是職業教育領域的電子信息類專業學生，深入瞭解這一革命性技術而編撰。它並非一本艱深晦澀的學術專著，而是一扇通往微電子世界的大門，旨在以清晰、係統、深入淺齣的方式，揭示微電子技術的起源、發展、核心原理、關鍵工藝以及廣闊的應用前景。我們緻力於讓讀者在掌握紮實理論知識的同時，更能培養起對這一領域的濃厚興趣和實際操作能力，為未來投身微電子産業的偉大事業打下堅實的基礎。 第一章：微電子技術的黎明與曙光 本章將帶領讀者迴溯曆史的長河，探尋微電子技術誕生和發展的脈絡。我們將從20世紀初的真空管技術講起，追溯到晶體管的發明——這一劃時代的裏程碑，它標誌著電子元件的小型化、低功耗化和高性能化的開端。接著，我們將聚焦集成電路（IC）的發明，理解“摩爾定律”的誕生及其對整個半導體産業産生的深遠影響。我們會深入剖析集成電路的齣現如何將成韆上萬甚至數十億個晶體管集成在一塊小小的芯片上，從而實現前所未有的計算能力和功能。同時，本章也將簡要介紹不同時期集成電路的主要發展階段，如小規模集成（SSI）、中規模集成（MSI）、大規模集成（LSI）以及超大規模集成（VLSI），讓讀者對微電子技術的演進有一個宏觀的認識。我們將強調技術創新在微電子發展中的核心驅動力，以及其如何不斷突破物理極限，嚮著更小、更快、更強的目標邁進。 第二章：半導體材料與器件——微電子的基石 微電子技術的根基在於對半導體材料及其特性的深刻理解。本章將詳細介紹構成微電子器件的核心材料——矽。我們將探討矽的原子結構、晶體結構以及其作為半導體材料的獨特優勢，例如其天然的豐度和相對穩定的化學性質。在此基礎上，我們將引入摻雜的概念，解釋為何需要通過摻雜來改變半導體的導電性能，從而形成P型半導體和N型半導體。接著，本章將聚焦於最基本的半導體器件——PN結。我們將深入剖析PN結的形成原理、耗盡層、勢壘電場以及其在外加電壓下的導通和截止特性。這是理解幾乎所有後續復雜集成電路單元的基礎。在此之上，我們將介紹幾種關鍵的半導體分立器件，包括二極管（各種類型及其應用）和晶體管（重點介紹BJT和MOSFET）。我們將詳細講解它們的結構、工作原理、電學特性麯綫，並初步介紹它們在放大、開關等基本功能中的應用。通過本章的學習，讀者將能夠理解微電子器件是如何在微觀世界中實現電信號的控製和處理的。 第三章：集成電路的製造工藝——從矽片到芯片 將數以億計的微小元器件集成到一塊指甲蓋大小的芯片上，需要一套極其精密且復雜的多步驟製造工藝。本章將揭示這一“化繁為簡”的奇妙過程。我們將係統地介紹集成電路製造的關鍵技術，包括： 光刻（Photolithography）： 這是集成電路製造的核心技術，如同在微觀世界中“印刷”電路。我們將詳細講解光刻的原理、掩模版（Mask/Reticle）的作用、光刻膠（Photoresist）的性質以及光刻機的種類和工作流程。理解光刻技術是理解集成電路微細化和高密度化的關鍵。 薄膜生長（Thin Film Deposition）： 介紹各種在矽片錶麵沉積薄膜的方法，如化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）等，以及這些薄膜在構成器件和布綫中的作用。 刻蝕（Etching）： 解釋如何利用化學或物理方法選擇性地去除不需要的薄膜層，從而形成器件的結構和電路的連接。我們將介紹濕法刻蝕和乾法刻蝕（如離子刻蝕、反應離子刻蝕R IE）的區彆和應用。 摻雜（Doping）： 再次強調摻雜工藝在製造高性能半導體器件中的重要性，介紹離子注入（Ion Implantation）和擴散（Diffusion）等技術。 互連（Interconnection）： 介紹如何利用金屬導綫（如鋁、銅）將芯片上的各個器件連接起來，形成完整的電路。我們將提及多層金屬互連技術的發展。 封裝（Packaging）： 介紹將製造好的裸芯片（Die）固定、保護並與外部電路連接的過程，使其成為可供使用的集成電路芯片。 本章將通過對這些關鍵工藝的介紹，讓讀者直觀地感受到微電子製造的精細、復雜與高科技含量。 第四章：模擬集成電路基礎 在數字世界占據主導地位的今天，模擬集成電路依然扮演著不可或缺的角色，它們是連接真實世界模擬信號與數字處理係統的橋梁。本章將深入探討模擬集成電路的基本概念和關鍵電路。我們將從運算放大器（Op-amp）這個“萬能積木”講起，詳細解析其內部結構、工作原理、開環增益、差模輸入、共模輸入等特性。在此基礎上，我們將介紹運算放大器在各種經典模擬電路中的應用，如反相放大器、同相放大器、加法器、減法器、積分器、微分器等。我們將通過具體的電路圖和公式推導，讓讀者深刻理解這些電路的功能和設計思想。此外，本章還將介紹其他重要的模擬集成電路單元，如濾波器（低通、高通、帶通、帶阻）、振蕩器、電壓比較器以及穩壓器等，並簡要闡述它們在信號處理、通信、電源管理等領域的應用。本章旨在培養讀者對模擬信號的處理能力和對模擬電路設計的初步認識。 第五章：數字集成電路基礎 數字集成電路是現代電子係統的核心，它們負責處理和存儲信息。本章將聚焦於數字集成電路的基本原理和構成單元。我們將從邏輯門（Logic Gates）這一最基本的數字電路單元入手，詳細介紹與門（AND）、或門（OR）、非門（NOT）、與非門（NAND）、或非門（NOR）、異或門（XOR）等基本邏輯門的功能、真值錶和電路實現。在此基礎上，我們將引入組閤邏輯電路和時序邏輯電路的概念。對於組閤邏輯電路，我們將講解如何利用邏輯門構建更復雜的電路，如譯碼器（Decoder）、編碼器（Encoder）、多路選擇器（Multiplexer）、全加器（Full Adder）等，並討論它們在數據選擇、邏輯運算等方麵的應用。對於時序邏輯電路，我們將重點介紹觸發器（Flip-flop）這一基本存儲單元，包括D觸發器、JK觸發器、T觸發器等，並講解鎖存器（Latch）和寄存器（Register）的概念。接著，我們將探討計數器（Counter）和移位寄存器（Shift Register）等時序邏輯電路，並闡述它們在數據存儲、計數、序列生成等方麵的作用。本章將幫助讀者理解數字信號的運算和存儲是如何在集成電路上實現的。 第六章：集成電路的測試與可靠性 無論設計多麼精巧、製造工藝多麼先進，集成電路在齣廠前都需要經過嚴格的測試，以確保其性能符閤設計要求並具備足夠的可靠性。本章將深入探討集成電路的測試技術和影響其可靠性的因素。我們將介紹集成電路測試的基本流程和目的，包括功能測試、直流參數測試、交流參數測試以及速度測試等。我們將講解各種測試設備和方法，例如數字測試儀（ATE）和模擬測試儀。接著，我們將重點討論集成電路的可靠性問題，包括各種失效模式（如永久性失效、瞬時性失效）及其産生的原因（如工藝缺陷、過壓、過溫、電遷移、擊穿等）。我們將介紹一些提高集成電路可靠性的方法，例如設計冗餘、選擇閤適的材料和工藝、進行加速老化測試等。最後，本章將簡要介紹半導體器件的封裝技術對可靠性的影響，以及質量控製在整個生産過程中的重要性。 第七章：微電子技術的應用領域與未來展望 微電子技術的觸角已經延伸到我們生活的每一個角落，並以前所未有的速度驅動著各個行業的創新與變革。本章將帶領讀者領略微電子技術在不同領域的廣泛應用，並展望其未來的發展趨勢。我們將重點介紹微電子技術在以下幾個關鍵領域的應用： 通信領域： 講解微電子技術如何支撐著現代通信係統的發展，包括基帶處理器、射頻芯片、光通信器件等在手機、基站、光縴網絡中的應用。 計算領域： 介紹高性能CPU、GPU、FPGA等集成電路在個人電腦、服務器、數據中心、人工智能計算中的核心作用。 消費電子領域： 探討微電子技術如何讓智能手機、平闆電腦、電視、智能傢居等消費電子産品變得更加智能、便攜和強大。 汽車電子領域： 分析汽車電子係統中各種微電子器件（如傳感器、控製器、車載娛樂係統芯片）的重要性，以及其在提升汽車性能、安全性和智能化水平中的作用。 醫療電子領域： 介紹微電子技術在醫療器械、診斷設備、植入式醫療設備等方麵的應用，例如高精度傳感器、微處理器等。 工業自動化領域： 講解微電子技術如何賦能工業機器人、自動化生産綫、智能製造等，提高生産效率和質量。 展望未來，本章將探討微電子技術麵臨的挑戰與機遇。我們將討論半導體製造工藝嚮更小尺寸（如納米級）邁進的技術瓶頸，以及新的材料和器件（如三維集成、量子計算、憶阻器）的探索。我們還將關注人工智能、物聯網、5G/6G通信等新興技術對微電子器件提齣的新需求，以及綠色環保、低功耗設計等方麵的趨勢。 結語 《微電子技術導論》旨在為讀者構建一個完整、清晰的微電子技術知識體係。通過對本書的學習，讀者不僅能夠掌握微電子技術的理論精髓，更能培養起分析和解決實際問題的能力。我們相信，這本書將成為您在微電子技術領域求學、實踐、創新的有力夥伴，助您在日新月異的電子信息時代乘風破浪，書寫屬於自己的輝煌篇章。

評分☆☆☆☆☆

這本書在理論深度上似乎有所保留，更側重於工程實踐的介紹。書中花瞭很多篇幅講解一些實際的電路設計案例，以及在實際生産中會遇到的問題。例如，關於版圖設計的部分，讓我意識到原來電路在芯片上的排布竟然如此重要，小小的一個空間裏要塞進那麼多元件，還要考慮信號的乾擾、功耗的優化等等，簡直是一門藝術。書中還穿插瞭一些實際調試的技巧，比如如何用示波器測量信號、如何分析電路的異常行為，這些內容對於初學者來說非常實用，能夠幫助我們少走很多彎路。雖然我更期待一些深入的理論推導，但這本教材的定位似乎是為高職高專的微電子技術專業服務的，所以這種側重工程應用的風格也算是恰如其分。總的來說，這本書為我提供瞭一個非常接地氣的學習視角，讓我明白理論知識最終還是要落地到實際應用中去。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受就是它在內容組織上非常閤理，層層遞進，讓人很容易建立起知識體係。從最宏觀的芯片發展曆史，到微觀的晶體管結構，再到更復雜的邏輯門電路，最後延伸到一些基本的集成電路設計流程，每一個環節都銜接得非常緊密。我尤其喜歡書中關於邏輯門電路部分的講解，它不僅僅是介紹AND、OR、NOT這些基本門電路的功能，還深入講解瞭它們是如何用MOSFET搭建起來的，這種從器件到門電路的層次感非常清晰。而且，書中還用很多例子說明瞭如何利用這些基本門電路構建更復雜的組閤邏輯和時序邏輯電路，讓我一下子就理解瞭數字電路設計的基礎。感覺這本書就像一個很好的嚮導，帶領我在集成電路設計的領域裏，一步一個腳印地前進，讓我不再感到迷茫。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和設計也給我留下瞭深刻的印象。整體風格簡潔明瞭，重點突齣，章節劃分清晰，每頁的字數也控製得恰到好處，不會讓人産生閱讀疲勞。大量的插圖和圖錶，不僅美觀，而且極大地增強瞭內容的直觀性，很多抽象的概念通過圖示一下子就變得生動起來。比如，電路圖的繪製非常規範，各個元器件的符號都清晰可辨，這對於初學者來說非常重要。另外，書中的術語解釋也相當到位，一些專業名詞都有配套的解釋，方便我們隨時查閱。總而言之，這本書在細節上的打磨做得非常齣色，閱讀體驗上乘，讓人感覺這是一本精心製作的教材，而不是隨便拼湊齣來的。這種用心的態度，也讓我對這本書的內容更加信任。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是讓我大開眼界，以前覺得集成電路設計是個特彆高大上、遙不可及的東西，現在讀瞭之後，纔發現原來它離我們並沒有那麼遠。書中從最基礎的概念講起，比如什麼是半導體、PN結，這些我都以為是大學高年級纔學的知識，結果作者用非常通俗易懂的語言，輔以大量的圖示，讓我這個完全沒有基礎的人也能勉強跟上。特彆是講到MOSFET的工作原理時，用比喻的方式來解釋載流子和柵電壓的關係，簡直像神來之筆，瞬間就明白瞭那種“開關”的感覺。而且，書中還介紹瞭許多常用的設計流程和工具，雖然隻是點到為止，但讓我對整個行業有瞭初步的認識，知道原來設計一顆芯片需要這麼多步驟，涉及到這麼多部門的協作。這本書對我來說，就像打開瞭一扇門，讓我看到瞭一個全新的世界，激發瞭我進一步學習的興趣，我迫不及待地想深入瞭解更多內容。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的某些章節對我來說還是有點挑戰性的。特彆是關於模擬集成電路設計的部分，雖然作者盡量用簡單的方式來解釋，但一些涉及運算放大器、濾波器等核心概念時，我還是覺得理解起來有些吃力。例如，關於頻率響應、穩定性等議題，涉及到一些數學公式和圖錶的分析，這需要我花更多的時間去消化和反復琢磨。不過，即使如此，我還是能感受到作者的用心，他們盡量將復雜的概念分解，並提供瞭相應的參考資料，鼓勵讀者進一步深入學習。這本書的價值在於，它並沒有迴避這些難點，而是提供瞭一個基礎的入口，讓我們知道這些內容的存在，並且瞭解它們在集成電路設計中的重要性。即使我當下不能完全掌握，但它已經為我未來的學習指明瞭方嚮。