MOS管大规模集成电路设计基础PDF电子书下载

第1章 绪言 1

1.1集成电路设计的有关概念 1

1.2集成电路的分类 3

1.3集成电路的发展 4

1.4集成电路的设计方法 5

1.5模块化设计的概念 8

习题与思考题 9

第2章 半导体预备知识 10

2.1引言 10

2.2本征半导体 11

2.2.1本征半导体的概念 11

2.2.2本征激发 12

2.3杂质半导体 13

2.3.1 P型半导体 14

2.3.2 N型半导体 14

2.3.3杂质的补偿作用 15

2.4 PN结的形成及其特性 15

2.4.1 PN结的形成 15

2.4.2 PN结的特性 17

习题与思考题 21

第3章MOS晶体管 22

3.1引言 22

3.2 MOS晶体管的结构 22

3.3 MOS晶体管的工作原理 25

3.3.1栅极电压υGS对导电沟道的控制作用 25

3.3.2漏极电压υDS对导电沟道的影响 26

3.4 MOS晶体管的电流电压关系 28

3.4.1 NMOS晶体管的电流电压关系 28

3.4.2 MOS晶体管的电流电压关系对比分析 31

3.5 MOS晶体管的主要特性参数 33

3.5.1阈值电压 33

3.5.2跨导 34

3.5.3 MOS晶体管的直流导通电阻 34

3.5.4 MOS晶体管的交流电阻 35

3.5.5 MOS晶体管的最高工作频率 35

3.5.6 MOS晶体管的沟道长度调制因子 36

习题与思考题 36

第4章MOS管反相器 37

4.1引言 37

4.1.1 MOS管反相器的通用结构和特点 37

4.1.2 MOS管反相器的性能评价 38

4.2.NMOS反相器 40

4.2.1增强型NMOS管负载反相器 40

4.2.2耗尽型NMOS管负载反相器 42

4.3 CMOS反相器 43

4.3.1 CMOS反相器的结构特点 43

4.3.2 CMOS反相器的直流电压传输特性 44

4.4动态反相器 45

4.4.1动态有比反相器 45

4.4.2动态无比反相器 46

4.5延迟 46

4.5.1延迟时间的定义 46

4.5.2延迟时间的分析方法 47

4.6功耗 49

习题与思考题 50

第5章 集成电路基本加工工艺与设计规则 51

5.1引言 51

5.2集成电路基本加工工艺 51

5.2.1半导体晶体材料的制备 51

5.2.2版图与制版 52

5.2.3图形转换（光刻与刻蚀工艺） 53

5.2.4掺杂 56

5.2.5热氧化工艺 57

5.2.6薄膜淀积工艺 57

5.2.7金属化工艺 58

5.2.8自对准工艺 58

5.2.9后部工序 59

5.3 CMOS工艺流程 61

5.3.1 CMOS工艺技术 61

5.3.2 CMOS工艺流程举例 62

5.4设计规则 66

5.4.1设计规则的概念 66

5.4.2设计规则的表示方法 66

5.4.3设计规则的描述 67

5.5 CMOS反相器的闩锁效应 69

5.6版图设计 70

5.6.1版图与棍图 70

5.6.2版图设计技巧 72

习题与思考题 74

第6章 MOS管数字集成电路基本逻辑单元设计 75

6.1 NMOS逻辑电路 75

6.1.1 NMOS与非门 75

6.1.2 NMOS或非门 76

6.1.3 NMOS逻辑电路设计 77

6.2静态CMOS逻辑电路 77

6.2.1静态CMOS与非门 78

6.2.2静态CMOS或非门 78

6.2.3静态CMOS逻辑电路设计 80

6.3改进型MOS管逻辑门 84

6.3.1伪NMOS逻辑门 84

6.3.2动态CMOS逻辑电路 85

6.3.3多米诺逻辑电路 86

6.4 MOS管传输逻辑电路 87

6.4.1 NMOS传输门和PMOS传输门 87

6.4.2 CMOS传输门 89

6.5锁存器和触发器 90

6.5.1锁存器 90

6.5.2触发器 97

6.6寄存器 98

6.7输入输出（1/O）单元 99

6.7.1输入单元 99

6.7.2输出单元 100

6.7.3通用1/O单元 101

习题与思考题 101

第7章MOS管数字集成电路子系统设计 103

7.1引言 103

7.1.1结构化和层次化设计思想 103

7.1.2结构化和层次化设计思想举例 104

7.2加法器 106

7.2.1半加器和全加器 106

7.2.2串行数据加法器 109

7.2.3并行数据加法器 109

7.3乘法器 115

7.3.1简单乘法器 115

7.3.2改进型乘法器 120

7.3.3快速乘法器 121

7.4存储器 122

7.4.1 ROM 122

7.4.2 RAM 125

习题与思考题 129

第8章MOS管模拟集成电路设计基础 130

8.1概述 130

8.1.1电子系统的组成 130

8.1.2运算放大器的有关概念 131

8.2 MOS管模拟集成电路中的基本元器件 133

8.2.1模拟集成电路中的电阻器 133

8.2.2模拟集成电路中的电容器 137

8.2.3模拟集成电路中的场效应晶体管 140

8.3 MOS管模拟集成电路基本单元电路 143

8.3.1基本偏置电路 143

8.3.2放大电路 153

8.4 MOS管运算放大器 163

8.5电压比较器 167

8.5.1电压比较器的特性 167

8.5.2电压比较器电路 169

习题与思考题 171

第9章 集成电路的测试与可测性设计 173

9.1引言 173

9.2模拟集成电路的测试 174

9.3数字集成电路的测试 176

9.3.1概述 176

9.3.2故障模型和测试向量生成 177

9.4数字集成电路的可测性设计 185

习题与思考题 186

第10章 集成电路的计算机辅助设计 187

10.1引言 187

10.2数字集成电路设计与硬件描述语言 190

10.2.1数字系统设计流程 190

10.2.2硬件描述语言HDL 191

10.3模拟集成电路设计与SPICE语言 204

10.3.1 MOS管模拟集成电路版图设计 204

10.3.2 SPICE语言 206

10.4 MOS管集成电路设计举例 217

习题与思考题 221

参考文献 222