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1．1 微电子是社会信息化的基础 1

第一章 概论 1

1．2 微电子是兵器信息化的核心 2

1．3 认识微电子、使用微电子 4

第二章 揭开半导体的秘密 6

2．1 五彩缤纷的固体世界 7

2．1．1 石器时代、铜器和铁器时代 7

2．1．2 绝缘体、导体和半导体 7

2．1．3 半导体的怪脾气 7

2．3 微观世界的奥秘 8

2．3．1 微观世界的量子特性 8

2．2 经典的固体导电理论 8

2．2．2 经典物理的困惑 8

2．2．1 德鲁特的自由电子导电模型 8

2．3．2 波粒二象性和测不准原理 9

2．3．3 波动性和量子力学 10

2．3．4 本征态和量子数 10

2．3．5 不相容原理和费米-狄拉克分布 11

2．4 晶体电子的能带和导电性能 12

2．4．1 晶体的周期性和电子能带的形成 12

6．9．2 另辟蹊径 13

2．4．2 导带、满带，电子、空穴 13

2．4．3 固体电子的导电模型 14

2．4．4 半导体能带中载流子的准经典运动 14

7．6．2 积木式与嵌入式 15

2．4．5 半导体中的光跃迁 16

2．6 微电子的基础材料——取之不尽用之不竭的硅 17

2．5 半导体中的杂质 17

2．7．1 化合物半导体 18

2．7 多种多样的半导体 18

2．7．2 半导体混晶 19

2．7．3 耐高温半导体 19

2．8．1 PN结的平衡能带图 20

2．8 PN结和异质结 20

2．7．5 非晶半导体 20

2．7．4 超晶格半导体和纳米半导体 20

2．8．3 重掺杂PN结中的隧道电流 22

2．8．2 PN结的伏安特性 22

2．8．4 PN结的电容 24

2．8．5 半导体异质结 24

2．9 金属-半导体接触和MOS结构 24

2．9．1 金属-半导体接触势垒和伏安特性 24

2．9．2 欧姆接触 25

2．9．3 MOS结构中的积累层、耗尽层和反型层 25

参考文献 26

2．9．4 MOS结构的电容 26

3．1 20世纪最重要的发明之一——晶体管 27

第三章 晶体管的发明和集成电路的出现 27

3．1．1 晶体管的诞生 27

3．1．2 晶体管的基本特性 29

3．1．3 后来居上的场效应晶体管 33

3．1．4 功能各异的二极管 35

3．2 第一块集成电路的出现 36

3．2．1 20世纪最具影响的发明 36

3．2．2 集成电路优于晶体管的特点 38

3．3 集成电路从SSI、MSI、VLSI到GLSI 38

3．3．1 大规模和超大规模集成电路的诞生 38

3．3．2 集成电路的发展阶段与摩尔定律 39

3．3．3 大规模和超大规模集成电路使微电子技术进入新阶段 40

3．3．4 集成电路的发展趋势及其特点 41

3．4 集成电路的分类 42

3．4．1 形形色色的集成电路 42

3．4．2 数字集成电路 44

3．4．3 摸拟集成电路 44

3．4．4 微波集成电路 45

3．4．5 半导体集成电路、膜集成电路和混合集成电路 46

4．1 表示“0”和“1”的半导体集成电路 47

第四章 存储百科全书的芯片 47

4．2．1 什么是逻辑代数? 50

4．2 机器思维的逻辑方法及基本逻辑电路 50

4．2．2 逻辑函数的常用表示方法 51

4．2．3 “与”、“或”、“非”是最基本的逻辑运算 52

4．2．4 最简单的逻辑门电路 53

4．2．5 复合门电路举例 55

4．3 组合逻辑电路与肘序逻辑电路 56

4．3．1 什么是组合逻辑电路? 56

4．3．2 主要的组合逻辑电路 57

4．3．3 什么是时序逻辑电路? 58

4．3．4 时序电路举例 58

4．3．5 形形色色的触发器 61

4．4 能藏万卷书的半导体存储器电路 64

4．4．2 半导体存储器的主要指标和类型 65

4．4．1 什么是存储器 65

4．4．3 存储器的基本组成 66

4．5 半导体存储器大家族中的主要成员 67

4．5．1 随机存取存储器(RAM) 67

4．5．2 只读存储器(ROM) 70

4．5．3 闪烁只读存储器(Flash ROM) 72

4．5．4 铁电存储器(FRAM) 73

4．6 可存储万卷书的芯片 74

4．7 21世纪的存储器 75

4．7．1 飞速发展的半导体存储器 75

4．7．2 新原理、新材料微电子存储器举例 76

第五章 千变万化的信息处理电路 78

5．1 模拟信号与模拟电路 79

5．1．1 种类繁多的模拟集成电路 80

5．1．2 模拟集成电路的特点和基本单元电路 81

5．2 常用模拟集成电路 83

5．2．1 线性模拟集成电路 83

5．2．2 非线性模拟集成电路 85

5．2．3 集成稳压器与集成基准源 88

5．3．1 A/D、D/A转换器在现代电子信息技术中的地位和作用 91

5．3 模拟和数字转换电路 91

5．3．2 集成A/D、D/A转换器的发展和应用简介 92

5．4 多种多样的A/D、D/A转换器 93

5．4．1 D/A转换器 93

5．4．2 A/D转换器 95

5．5 数字信号处理电路 99

5．5．1 数字信号处理 99

5．5．2 数字信号处理器 100

5．5．3 数字信号处理技术的应用 101

5．6 神经网络芯片 102

5．6．1 人脑与人工神经网络 103

5．6．2 人工神经网络芯片 104

5．6．3 人工神经网络的用途及其发展 104

参考文献 105

6．1 没有集成电路就没有微型计算机 106

6．1．1 计算机迅猛发展的50年 106

第六章 将计算机做在小硅片上 106

6．1．2 没有集成电路就没有微型计算机 107

6．1．3 与微电子技术比翼齐飞的微型机 108

6．2 微型计算机的基本结构及其基础微电路 110

6．2．1 运算数据的几种基础电路 110

6．2．2 构成微型计算机的“五大件” 112

6．2．3 微型计算机用的其他微电路举要 115

6．3 微型机之核心是微处理器 117

6．3．1 绚丽多姿的微处理器 117

6．3．2 从4位到64位微处理器芯片 117

6．4 精简指令微型机芯片 121

6．5 带MMX功能的MPU 122

6．6 形形色色的微控制器(MCU) 123

6．7．1 无处不在的微器件 124

6．7 信息革命大潮中的微处理器 124

6．7．2 伴您走遍天下的微处理器——IC卡 125

6．8 仿脑神经网络的计算机芯片 127

6．8．1 为什么要研究人工神经网络计算机 127

6．8．2 能模仿人脑的人工神经网络计算机 129

6．9 21世纪的微电脑电路芯片 131

6．9．1 沿着现代微电子技术继续攀高 131

第七章 特殊用途的集成电路 134

7．1 特殊用途的IC就在你身边 134

7．2 电子产品竞争的关键——ASIC 136

7．3 专用集成电路分类 138

7．4 全定制ASIC和半定制ASIC 139

7．5 门阵列和门海 142

7．5．1 门阵列与结构单元 143

7．5．2 门阵列与母片结构 144

7．5．4 我国军用门阵列产品的研制开发简介 146

7．5．3 门阵列的设计与ASIC的定制 146

7．5．5 门阵列发展趋势展望 147

7．6 标准单元 148

7．6．1 标准单元及标准单元设计法 148

7．6．3 我国采用标准单元设计技术研制的ASIC简介 151

7．7 可编程逻辑器件 151

7．7．1 PLD及其编程 152

7．7．2 各类PLD简介 153

7．7．3 现场可编程逻辑器件 153

7．7．4 专用逻辑集成电路 155

7．8 模拟ASIC和模-数ASIC 155

7．8．1 模拟集成电路的特点及其与模拟ASIC和模-数ASIC的关系 156

7．8．2 模拟ASIC和模-数ASIC设计方法简介 157

7．9 特别用途的专用集成电路 159

7．9．1 抗核辐射专用集成电路 159

7．9．2 武器信息化促成特别用途的集成电路异彩纷呈 162

参考文献 163

第八章 现代兵器的灵巧耳目——砷化镓单片微波集成电路 164

8．1 单片微波集成电路(MMIC)历史演义 164

8．1．1 难识庐山真面目 164

8．1．2 微波技术的三次变革 165

8．1．3 MMIC的技术经济双重优势 166

8．1．4 MMIC技术的发展前沿 167

8．2 MMIC技术概览 168

8．2．1 巧夺天工的有源器件 171

8．2．2 玲珑剔透的无源元件 174

8．2．3 独具匠心的设计考虑 176

8．2．4 险象环生的工艺流程 177

8．3 MMIC军用要求 178

8．3．1 有源阵应用需求 180

8．3．2 电子战应用需求 181

8．3．3 灵巧武器应用需求 183

8．3．4 军事通信应用需求 184

8．4 MMIC民用前景 186

8．5 MMIC发展动向 189

参考文献 191

第九章 半导体中的节能功臣 192

9．1 三个阶段，三代产品 193

9．1．1 电力电子器件的三个发展阶段和三代产品 193

9．1．2 电力电子器件的分类 194

9．2 在节能中起重要作用的电力电子技术和第二代电力电子器件 195

9．2．1 电力电子技术是机电一体化的关键接口 195

9．2．2 第二代电力电子器件开创了节能新局面 195

9．3 各种电力电子器件的基本结构、特点和功能 196

9．3．1 BJT(GTR) 196

9．3．2 功率MOSFET 196

9．3．3 IGBT 198

9．3．4 SIT、BSIT和SITH 200

9．3．5 SCR和GTO 201

9．3．6 MCT 203

9．4 智能功率技术 204

9．4．1 SPIC 204

9．4．2 IPM 206

9．5 电力电子器件的典型应用 207

9．5．1 采用高频电子镇流器的节能灯 207

9．5．2 轻小节能的开关电源 209

9．5．3 能实现安全、环保和节能的汽车电子装置 211

第十章 日益兴旺的微电子家族 216

10．1 方兴未艾的混合集成电路 218

10．1．1 厚膜混合电路 218

10．1．2 薄膜混合电路 221

10．1．3 混合电路的市场概况 222

10．1．4 薄膜和厚膜工艺的比较 223

10．1．5 混合集成电路在现代技术武器中的重要作用 224

10．2 电子组装业的一场革命——表面安装技术 225

10．2．1 表面安装技术的历史背景 225

10．2．2 表面安装技术的基本概念以及在微电子领域中的重要地位 225

10．2．3 表面安装技术的未来发展趋势 228

10．3 阻碍半导体集成电路发展的主要障碍 230

10．3．1 现代电子产业对封装的要求 230

10．3．2 封装技术发展的各个阶段 232

10．3．3 电子封装技术的现状 233

10．4 微电子技术的一颗新星——多芯片模块 237

10．4．1 MCM的特点、起源与定义 237

10．4．2 MCM的现状 238

10．4．3 MCM的典型应用及关键技术 239

10．4．4 MCM的发展趋势 240

10．4．5 MCM在军事上的应用 242

11．1 集成电路是怎样制造出来的 243

11．1．1 1C制造工艺概述 243

第十一章 从5、3、1到0.5、0.3、0.1——看集成电路的发展 243

11．1．2 数字IC和模拟IC的功能及工艺特点 244

11．1．3 制造IC实例 245

11．2 一代设备、一代工艺、一代产品 249

11．3 IC生产线 250

11．3．1 IC生产线模式 250

11．3．2 标准加工线用户 251

11．3．3 模拟工厂 252

11．4 集成电路设计 252

11．4．1 设计流程 253

11．4．2 正向设计与逆向设计 255

11．5 制造工艺 255

11．5．1 外延 256

11．5．2 掺杂 257

11．5．3 本征氧化 259

11．5．4 淀积 260

11．5．5 腐蚀 262

11．5．6 光刻 264

11．5．7 组装和封装 267

11．5．8 测试 270

11．6 微电子制造技术发展趋势 272

参考文献 273

第十二章 信息化高潮期的微电子 274

12．1 21世纪将是信息化高潮期 274

12．2 集成电路将持续发展 276

12．2．1 集成电路进入技术进步新时代 276

12．2．2 新产品不断涌现 277

12．2．3 微电子产业全球增长 278

12．3 微电子技术新领域 280

12．3．1 微电子机械系统 280

12．3．2 纳米电子技术 282

12．3．3 超导微电子技术 285

12．3．4 有机微电子技术 286