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第一章 专用集成电路导论 1

1.1 引言 1

1.2 集成电路的分类 3

1.2.1 按用途分类 3

1.2.2 按集成度分类 6

1.2.3 按适用性分类 6

1.2.4 按制作工艺分类 6

1.3 集成电路的发展 7

1.4 集成电路的设计过程 9

1.5 工艺选择 11

1.6 全定制设计方法 12

1.7 半定制设计方法 14

第二章 MOS晶体管 16

2.1 引言 16

2.2 MOS晶体管工作原理 17

2.2.1 增强型NMOS晶体管 17

2.2.2 增强型NMOS晶体管的电流方程 19

2.2.3 耗尽型NMOS晶体管 22

2.2.4 PMOS晶体管 23

2.2.5 MOS晶体管的电路模型 24

2.3.1 选择扩散 25

2.3 MOS工艺技术 25

2.3.2 硅栅NMOS工艺 26

2.3.3 CMOS工艺 27

2.4 版图设计规则 33

2.5 工艺参数化法 38

2.6 MOS集成电路中的电阻和电容 41

2.6.1 电阻值的计算 41

2.6.2 电容值的计算 42

2.7 小结 46

习题 47

3.2 CMOS倒相器 48

第三章 基本MOS电路 48

3.1 引言 48

3.2.1 直流传输特性 49

3.2.2 瞬态特性 53

3.2.3 功率时延积 56

3.2.4 CMOS倒相器典型版图结构 57

3.3 CMOS传输门 61

3.4 CMOS组合逻辑 66

3.4.1 CMOS与非门 66

3.4.2 CMOS或非门 69

3.5 CMOS放大器 70

3.6 CMOS运算放大器 72

3.7 开关电容滤波器 73

3.8 小结 75

习题 76

第四章 双极型集成电路 77

4.1 引言 77

4.2 双极型晶体管的基本特性和模型 78

4.2.1 晶体管的埃伯斯—莫尔模型 79

4.2.2 晶体管的电荷控制模型 84

4.2.3 晶体管小信号混合π模型 86

4.3 pn结隔离双极型集成电路工艺 87

4.4 其他隔离技术的双极型工艺 90

4.4.1 硅局部氧化（LOCOS）隔离工艺 90

4.4.2 集电极扩散隔离（CDI）工艺 90

4.4.3 深V形槽隔离工艺 91

4.5 双极型集成电路元件 92

4.5.1 npn型晶体管 92

4.5.2 专用npn晶体管 94

4.5.3 pnp晶体管 97

4.5.4 集成二极管 100

4.5.5 特殊二极管 101

4.5.6 集成电阻 104

4.5.7 集成电容 107

4.6 双极型数字电路 108

4.6.1 TTL电路 108

4.6.2 ECL电路 109

4.6.3 I2L电路 110

4.7 双极型运算放大器 111

4.8 小结 112

习题 113

5.1 引言 114

第五章 专用集成电路的门阵列设计方法 114

5.2 单层金属布线硅栅CMOS门阵列 116

5.3 双层金属布线CMOS门阵列 120

5.4 简单逻辑门的门阵列设计方法 122

5.4.1 倒相器 122

5.4.2 与非门和或非门 123

5.4.3 AOI逻辑门和OAI逻辑门 127

5.4.4 传输门 133

5.5 门阵列宏单元设计 134

5.6 输入输出结构设计 136

5.7 小结 138

习题 139

第六章 专用集成电路的其他半定制设计方法 141

6.1 引言 141

6.2 标准单元设计法 142

6.3 栅矩阵设计法 146

6.4 可编程器件的设计方法 148

6.4.1 可编程只读存储器（PROM） 150

6.4.2 可编程逻辑阵列（PLA） 150

6.4.3 可编程阵列逻辑（PAL） 151

6.4.4 通用阵列逻辑（GAL） 153

6.5 宏单元设计方法 156

6.6 小结 158

第七章 专用集成电路的存储器设计 159

7.1 引言 159

7.2 顺序存取存储器 160

7.3 只读存储器 161

7.3.1 ROM的存储单元 161

7.3.2 地址译码器 162

7.3.3 ROM的设计与应用 164

7.3.4 ROM的SPICE模型分析实例 166

7.4 随机存取存储器 174

7.4.1 RAM的基本结构 175

7.4.2 静态RAM存储单元 175

7.4.3 RAM的整体结构及设计 178

7.4.4 静态RAM的瞬时特性 181

7.5 动态随机存取存储器 182

7.5.1 四管动态MOS存储单元 183

7.5.2 单管动态MOS存储电路 184

7.6 可编程逻辑阵列的结构 186

7.7 可编程只读存储器的结构 187

7.8 小结 190

习题 191

第八章 高性能专用集成电路 193

8.1 引言 193

8.2 BiCMOS集成电路 193

8.3 电荷耦合器件 196

8.4 砷化镓集成电路 200

8.5 砷化镓集成电路制造工艺 201

8.6 砷化镓晶体管 203

8.7 MESFET的SPICE模型 204

8.8 砷化镓逻辑电路 205

8.8.1 缓冲场效应晶体管逻辑 205

8.8.2 肖特基二极管场效应晶体管逻辑 206

8.8.3 直耦合场效应晶体管逻辑 207

8.8.4 组合逻辑电路 208

8.8.5 时序逻辑电路 209

8.9 砷化镓大规模集成电路 210

8.10 小结 211

第九章 专用集成电路的系统设计方法 213

9.1 引言 213

9.2 VLSI的系统设计方法 214

9.3 集成电路的设计系统 215

9.4.1 特性表示法 218

9.4 虚网格符号版图设计系统 218

9.4.2 电路结构表示法 219

9.4.3 版图表示法 221

9.5 设计验证 223

9.6 测试 224

9.6.1 可测性设计 227

9.6.2 专项（Ad hoc）测试 227

9.6.3 可测性结构化设计 228

9.6.4 内含自检测试 230

9.8 在工作站上设计ASIC的一般步骤 231

9.7 用户设计中心和生产厂的任条分工 231

9.9 小结 232

第十章 专用集成电路的封装、可靠性及成品率 233

10.1 引言 233

10.2 封装概述 233

10.3 封装的功能 234

10.4 封装种类 236

10.4.1 双列直插式封装 236

10.4.2 小型塑封 238

10.4.3 四列封装 238

10.4.5 陶瓷无引线芯片载体 239

10.4.4 方形扁平封装 239

10.4.6 塑料无引线芯片载体 241

10.4.7 阵列管脚封装 242

10.5 多芯片封装 243

10.6 专用集成电路的失效率 246

10.7 失效机理 248

10.8 筛选及可靠性试验 248

10.9 产品率估算 250

10.10 成本分析 251

10.11 小结 252

参考资料 253