集成電路設計實驗和實踐 9787122040329 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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薑岩峰，張曉波 著

圖書標籤:

• 集成電路設計
• 實驗
• 實踐
• 數字電路
• 模擬電路
• Verilog
• VHDL
• EDA工具
• 電路分析
• 電子工程

店鋪： 琅琅圖書專營店

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122040329

商品編碼：29620238603

包裝：平裝

齣版時間：2009-03-01

圖書基本信息
圖書名稱	集成電路設計實驗和實踐	作者	薑岩峰,張曉波
定價	35.00元	齣版社	化學工業齣版社
ISBN	9787122040329	齣版日期	2009-03-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.322Kg

內容簡介

本書主要內容分為兩部分，部分介紹集成電路實驗，第二部分介紹適閤於集成電路設計實踐環節的大型綜閤性和設計性實驗，涉及到的內容包括數字集成電路設計和模擬集成電路設計的主要內容，是作者近年來在教學中摸索開發的二十個具有明顯特色的實驗和實踐。 本書適閤於集成電路設計方麵的工程技術人員閱讀：也可做高等學校微電子專業本科生和研究生的實驗教材使用，或者作為社會培訓教材。

作者簡介

目錄

編輯推薦

文摘

序言

《微電子器件與工藝》 內容簡介： 本書旨在為讀者深入解析微電子器件的物理原理、製造工藝以及它們在現代電子係統中的應用。內容涵蓋瞭從基本的半導體物理概念到復雜的集成電路製造流程，力求為讀者構建一個全麵而紮實的微電子技術知識體係。本書適閤電子科學與技術、微電子學、集成電路設計與製造等相關專業的本科生、研究生，以及從事微電子行業研發、生産、工藝等工作的工程師閱讀。 第一章 半導體基礎 本章將從原子結構和電子論入手，深入闡述半導體的基本概念。我們將探討晶體結構、能帶理論，理解價帶、導帶以及禁帶寬度等關鍵物理參數如何決定半導體的導電特性。通過對本徵半導體和雜質半導體的分析，揭示摻雜技術在調控半導體導電類型和導電率方麵的重要性。重點將放在討論N型半導體和P型半導體的載流子分布、費米能級以及它們的電導率變化規律。此外，本章還將介紹少數載流子與多數載流子的概念，以及它們在半導體器件中的作用。最後，我們會簡要觸及載流子遷移率和擴散係數等重要參數，為後續器件物理的學習奠定基礎。 第二章 PN結與二極管 PN結是構成絕大多數半導體器件的基礎。本章將詳細分析PN結的形成機理、內建電勢、耗盡層寬度以及在外加電壓作用下的特性。我們將深入探討PN結的電容效應，包括結電容和擴散電容，並分析它們對器件高頻性能的影響。隨後，本章將介紹不同類型的二極管，如穩壓二極管（齊納二極管）、變容二極管（電壓控製電容）、隧道二極管（負微分電阻特性）以及光電器件（光電二極管、發光二極管、太陽能電池）等。對於每一種二極管，我們將重點闡述其工作原理、伏安特性麯綫、以及在特定應用場景下的優勢和局限性。例如，在分析發光二極管時，我們將探討其發光機製、不同發光材料的特性以及顔色控製；而在討論太陽能電池時，則會涉及光電轉換效率、短路電流、開路電壓等關鍵參數。 第三章 雙極型晶體管（BJT） 雙極型晶體管（BJT）是經典的放大器件，在許多模擬電路中發揮著至關重要的作用。本章將深入剖析BJT的結構，包括NPN和PNP型。我們將詳細介紹BJT的工作原理，重點闡述載流子在發射區、基區和集電區的注入、傳輸和收集過程。學生將學習到BJT的各種工作區域，如截止區、放大區和飽和區，以及它們在電路中的應用。本章還將重點講解BJT的輸入輸齣特性麯綫，理解電流放大係數（β）、跨導（gm）等關鍵參數的意義。此外，我們還會探討BJT的結電容對高頻響應的影響，以及寄生電阻和寄生電容的存在如何影響器件的性能。最後，本章將介紹BJT的等效電路模型，包括混閤-π模型，為後續的模擬電路分析提供理論依據。 第四章 場效應晶體管（FET） 場效應晶體管（FET）以其高輸入阻抗和易於集成等優點，在現代集成電路設計中占據著核心地位。本章將重點介紹兩種主要的FET類型：結型場效應晶體管（JFET）和金屬-氧化物-半導體場效應晶體管（MOSFET）。對於JFET，我們將闡述其工作原理，理解溝道電導率如何通過柵極電壓控製。對於MOSFET，我們將詳細分析其結構，包括P溝道和N溝道MOSFET，以及增強型和耗盡型MOSFET。重點將放在MOSFET的工作原理，包括閾值電壓、亞閾值區和綫性區（歐姆區）以及飽和區的特性。本章還將深入研究MOSFET的跨導（gm）和輸齣電阻（ro）等關鍵參數，並探討其寄生電容（氧化層電容、結電容）對器件性能的影響。最後，我們將介紹MOSFET的等效電路模型，為理解和設計MOSFET電路提供基礎。 第五章 半導體製造工藝 本章將帶您深入瞭解現代集成電路是如何在矽晶圓上一步步“生長”齣來的。我們將從矽的提純和晶體生長開始，介紹單晶矽的製備過程。隨後，我們將詳細講解晶圓製造，包括外延生長、氧化、光刻、刻蝕（乾法刻蝕與濕法刻蝕）、擴散、離子注入、薄膜沉積（CVD、PVD）以及金屬化等關鍵工藝步驟。對於每一步，我們將解釋其目的、基本原理以及在集成電路製造中的重要性。例如，在光刻過程中，我們將探討光刻膠、掩模版以及曝光技術；而在刻蝕過程中，則會分析不同刻蝕方法的特點和選擇。本章還將簡要介紹晶圓測試、封裝以及可靠性測試等後續流程，讓讀者對整個半導體製造鏈有一個清晰的認識。 第六章 CMOS器件與工藝 互補金屬氧化物半導體（CMOS）技術是當前集成電路製造的主流技術。本章將聚焦CMOS器件，深入解析CMOS反相器的工作原理，理解其輸入輸齣特性和功耗特性。我們將詳細介紹CMOS工藝流程，包括其與傳統的NMOS或PMOS工藝的區彆和優勢。本章還將討論CMOS器件的尺度效應，如短溝道效應、漏電流和閾值電壓漂移等，以及這些效應如何影響器件的性能和可靠性。此外，我們還會介紹CMOS技術的衍生工藝，如雙金屬層、多晶矽柵等，以及它們在提高集成度和性能方麵的作用。最後，本章將展望CMOS技術未來的發展趨勢，如FinFET、GAAFET等先進器件結構。 第七章 微電子器件的可靠性與失效分析 微電子器件的可靠性是評估其長期穩定運行能力的關鍵指標。本章將係統介紹影響微電子器件可靠性的主要因素，包括熱應力、電應力、輻射效應、化學腐蝕以及機械應力等。我們將深入分析各種失效機製，如熱載流子注入（Hot Carrier Injection, HCI）、柵氧化層擊穿（Gate Oxide Breakdown, GOB）、電遷移（Electromigration）、閂鎖效應（Latch-up）等。本章還將介紹常用的器件可靠性測試方法，如加速壽命測試（Accelerated Life Testing, ALT）、高低溫循環測試、高濕存儲測試等。最後，我們將簡要介紹失效分析的基本流程和常用的分析儀器，幫助讀者理解如何對失效器件進行定位和診斷，從而改進器件的設計和製造工藝，提高産品的可靠性。 第八章 集成電路中的關鍵寄生效應 在集成電路設計中，除瞭理想器件特性外，各種寄生效應同樣對電路性能産生顯著影響。本章將深入分析集成電路設計中不可避免的寄生電阻、寄生電容和寄生電感。我們將詳細闡述這些寄生參數的産生根源，例如導綫電阻、器件內部電阻、柵極電容、金屬層間電容、襯底電容以及金屬導綫中的電感等。本章將重點討論這些寄生效應如何影響電路的開關速度、信號完整性、功耗以及串擾。例如，寄生電容會增加充放電時間，導緻信號延遲；寄生電阻會引起電壓降，影響信號幅度；而寄生電感則會在高速開關時産生振鈴現象。此外，我們還將介紹一些減少寄生效應影響的設計技巧和策略，如優化布局布綫、使用適當的導綫寬度和間距、以及采用屏蔽技術等。 第九章 集成電路封裝技術 集成電路封裝是保護芯片免受外界環境影響、並實現芯片與外部電路連接的關鍵環節。本章將全麵介紹集成電路封裝技術的最新發展和應用。我們將從傳統的封裝形式開始，如DIP（雙列直插式封裝）、SOP（錶麵貼裝封裝）、QFP（引腳框封裝）等，逐步深入到現代的主流封裝技術，如BGA（球柵陣列封裝）、CSP（芯片尺寸封裝）、WLCSP（晶圓級芯片尺寸封裝）以及先進的三維（3D）封裝技術，如SiP（係統級封裝）和TSV（矽通孔）技術。對於每一種封裝形式，我們將詳細介紹其結構特點、製造工藝、性能優勢以及在不同應用領域的適用性。本章還將討論封裝的熱學性能、電學性能以及可靠性對整個電子産品性能的影響。最後，我們將探討未來封裝技術的發展趨勢，如小型化、高性能化以及與異構集成相結閤等方嚮。 第十章 微電子材料與設備 本章將拓展視角，關注構成微電子器件和製造過程中所使用的關鍵材料以及相關的精密設備。我們將深入探討半導體材料的種類和特性，重點介紹矽（Si）作為主流襯底材料的優勢，同時也會介紹其他重要的半導體材料，如砷化鎵（GaAs）、氮化鎵（GaN）、碳化矽（SiC）等，以及它們在特定應用（如高頻、大功率、光電子器件）中的獨特貢獻。此外，我們將討論用於製造集成電路的各種薄膜材料，如介質材料（SiO2、SiN、HfO2）、金屬材料（Al、Cu、W）以及導電材料（多晶矽）等，並介紹它們的物理和化學性質。在設備方麵，本章將簡要介紹支撐這些材料加工的關鍵設備，如化學氣相沉積（CVD）設備、物理氣相沉積（PVD）設備、刻蝕機（特彆是深紫外光刻機）、離子注入機以及電子束曝光設備等，強調這些高精度設備在實現微細加工中的核心作用。 本書緻力於為讀者提供一個結構清晰、內容翔實、理論與實踐相結閤的學習體驗，幫助讀者建立起對微電子器件和製造工藝的深刻理解，從而更好地應對未來在微電子領域的學習和工作挑戰。

評分☆☆☆☆☆

老實說，這本書的編輯排版在行業內算是上乘，圖錶清晰，索引規範，這無疑提升瞭初次接觸時的好感度。然而，真正深入閱讀後，我發現這本書最大的問題在於其目標讀者定位的模糊。它既沒有深入到足夠專業的程度，去滿足資深工程師對前沿工藝和復雜係統集成的需求，也沒有足夠細緻的、手把手的步驟來引導一個零基礎的學生完成一個完整的項目。例如，在涉及CMOS工藝角和良率分析時，書中僅僅提到瞭濛特卡洛仿真的概念，卻完全沒有涉及如何建立和驗證可靠的工藝模型庫，以及如何根據仿真結果反饋給版圖團隊進行優化。我原本寄希望於它能提供一些關於DFT（可測性設計）在現代SoC設計中的實踐案例，比如掃描鏈的插入和測試嚮量的生成，但這些內容在書中幾乎是空白。總而言之，這本書的知識體係顯得有些陳舊和不平衡，它為讀者搭建瞭一個看似完整的IC設計框架，但在填充框架細節時，卻選擇瞭最保守、最不具挑戰性的那一部分，導緻讀者在閤上書本後，麵對實際的工程問題時，仍然會感到茫然無措，實踐能力提升不明顯。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書的時候，我原本是抱著極大的期待的，畢竟書名聽起來就非常吸引人，感覺能一站式解決我對集成電路設計從理論到實踐的所有睏惑。然而，實際翻閱之後，我發現它更像是一本基礎理論的快速迴顧，對於那些真正想要深入到“實踐”層麵的讀者來說，可能深度略顯不足。比如，在模擬電路部分，對於一些關鍵的噪聲分析和版圖設計考慮，書中往往隻是點到為止，沒有給齣足夠的工程實例和具體的EDA工具操作流程指導。我特彆想看到如何將理論轉化為實際可流片的電路，尤其是在應對先進工藝節點時，設計規則檢查（DRC）和物理驗證（LVS）的那些“坑”，書中提得不夠細緻。我嘗試跟著書中的例子去跑一個簡單的OTA設計，結果發現很多參數設置和模型文件（.lib）的選取在書中沒有明確說明來源或處理方法，這對於初學者來說，無疑是一個巨大的障礙。它更像是一本優秀的教科書的輔助讀物，而不是一本能讓你真正“擼起袖子加油乾”的實戰手冊。如果要我推薦給一個急需上手做設計的工程師，我可能還需要再搭配幾本更側重於具體工具鏈和設計流程的資料。這本書的排版和圖示清晰度倒是值得稱贊，但內容本身的深度和廣度，在我看來，距離“集成電路設計與實踐”這個宏大的標題，還有一段距離需要努力。

評分☆☆☆☆☆

我購買這本書的主要目的是想係統學習一下現代IC設計流程中的一些關鍵環節，特彆是關於異步電路設計和低壓差（LDO）穩壓器的設計。翻閱此書後，發現它在數字邏輯部分的內容組織上尚可，對於基本的組閤邏輯和時序邏輯電路的描述比較清晰，這部分內容對於入門級學生或許是友好的。但是，一旦進入模擬電路的高級主題，例如射頻電路的匹配、電磁效應的考慮，這本書的敘述就顯得力不從心瞭。例如，關於電感器的Q值優化和寄生參數提取，書中僅用瞭一小段話帶過，沒有提供任何實用的建模技巧或EM仿真軟件（如HFSS或Momentum）的使用流程介紹。這種在關鍵工程技術點上的敷衍，讓我對這本書的價值産生瞭嚴重的懷疑。我期待的“實踐”是包含對現有設計流程中常見瓶頸的解決方案，而不是停留在教科書式的理想化模型分析。這本書更像是一個傳統電子工程教材的補充，對於需要快速掌握當代EDA工具鏈和先進工藝設計方法的工程師來說，它的幫助非常有限，讀起來感覺像是走馬觀花，學不到什麼立竿見影的技術。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計確實很漂亮，紙張質量也很好，拿在手裏沉甸甸的很有分量感，這對於一本專業技術書籍來說是加分項。然而，當我開始閱讀具體的章節內容時，那種閱讀體驗的愉悅感迅速下降瞭。這本書在描述數字電路和CMOS基本邏輯門的工作原理時，花費瞭大量的篇幅來闡述晶體管的開關特性，這部分內容對於有一定基礎的讀者來說顯得冗餘且拖遝。更讓我感到睏惑的是，在涉及電路仿真和驗證的部分，書中的例子大多停留在理想化的參數設置下，缺乏對實際製造工藝（Process Variation）帶來的影響的探討。我一直在尋找關於低功耗設計，比如時鍾門控、電源門控等高級技巧的深入講解，但書中涉及這些內容時，篇幅非常有限，給齣的方法論也顯得有些陳舊，似乎沒有跟上近幾年IC設計領域的發展前沿。作為一個已經工作幾年的工程師，我期望的“實踐”是能看到更多關於跨學科知識的融閤，比如如何結閤係統級需求來指導前端設計，或者如何在FPGA原型驗證階段發現設計中的缺陷，這本書在這方麵的體現非常薄弱，整體感覺像是一本十年前編寫的教材被重新包裝上市瞭。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我是在一個朋友的強烈推薦下去購買這本《集成電路設計實驗和實踐》的，他當時說這本書能幫你打通理論和實操之間的壁壘。帶著這種“通關秘籍”的期望，我迫不及待地打開瞭它。但閱讀體驗給我最大的感受是“脫節”。它似乎試圖麵麵俱到，從半導體物理基礎講到版圖設計規則，但結果卻是每部分都蜻蜓點水，沒有深入挖掘任何一個核心難點。舉個例子，在講到PLL（鎖相環）的設計時，它簡單介紹瞭環路濾波器的作用，但對於如何選擇閤適的電荷泵電流、如何處理相位噪聲的預算分配，以及如何在Cadence Virtuoso環境中進行精確的瞬態和噪聲仿真，書中幾乎沒有給齣任何可操作的步驟指南。我花瞭很長時間試圖在書中的指導下復現一個基礎的反饋控製係統設計，結果發現很多關鍵的數學推導和公式的工程意義解釋得不夠清晰，讓人讀完後隻知道“是什麼”，卻不明白“為什麼”和“怎麼辦”。對於想通過這本書自學復雜模擬模塊設計的讀者來說，這本書的知識密度和實用性之間存在著明顯的失衡。它更像是一個宏觀的目錄索引，而不是一個詳盡的實操手冊。