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集成電路范文1

一、集成電路布圖設計的概念

集成電路的布圖設計是指一種體現了集成電路中各種電子元件的配置方式的圖形。集成  電路的設計過程通常分為兩個部分：版圖設計和工藝。所謂版圖設計是將電子線路中的各個  元器件及其相互連線轉化為一層或多層的平面圖形，將這些多層圖形按一定的順序逐次排列  構成三維圖形結構；這種圖形結構即為布圖設計。制造集成電路就是把這種圖形結構通過特  定的工藝方法，“固化”在硅片之中，使之實現一定的電子功能。所以，集成電路是根據要實現的功能而設計的。不同的功能對應不同的布圖設計。從這個意義上說，對布圖設計的保護也就實現了對集成電路的保護。

集成電路作為一種工業產品，應當受到專利法的保護。但是，人們在實踐中發現，由于集成電路本身的特性，大部分集成電路產品不能達到專利法所要求的創造性高度，所以得不到專利法的保護。于是，在一九七九年，美國眾議院議員愛德華（Edward）首次提出了以著作權法來保護集成電路的議案。但由于依照著們法將禁止以任何方式復制他人作品，這樣實施  反向工程也將成為非法，因此，這一議案在當時被議會否決。盡管如此，它對后來集成電路保護的立法仍然有著重要意義，因為它提出了以保護布圖設計的方式來保護集成電路的思想；在這基礎上，美國于1984年頒布了《半導體芯。片保護法》；世界知識產權組織曾多次召集專家會議和政府間外交會議研究集成電路保護問題，逐漸形成了以保護布圖設計方式實現對集成電路保護的一致觀點，終于在一九八九年締結了《關于保護集成電路知識產權條約》。在此期間，其他一些國家頒布的集成電路保護法都采用了這一方式。

雖然世界各國的立法均通過保護布圖設計來保護集成電路，但關于布圖設計的名稱卻各不相同。美國在它的《半導體芯片保護法，）中稱之為“掩模作品”（maskwork）；在日本的《半導體集成電路布局法》中稱之為“線路布局”（cir— cuitlayout）；而歐共體及其成員國在其立法中稱布圖設計為“形貌結構”（topography）；世界知識產權組織在《關于集成電路知識產權條約》中將其定名為布圖設計。筆者以為，在這所有的名稱中以“布圖設計”一詞為最佳。“掩模作品”一詞取意于集成電路生產中的掩模。“掩模作品”一詞已有過時落后之嫌，而“線路布局”一詞又難免與電子線路中印刷線路版的布線、設計混淆。“形貌結構”一詞原意為地貌、地形，并非電子學術語。相比之下，還是世界知識產權組織采用的“布圖設計”一詞較為妥當。它不僅避免了其他名詞的缺陷，同時這一名詞本身已在產業界及有關學術界廣泛使用。《中國大百科全書》中亦有“布圖設計”的專門詞條‘

二、布圖設計的特征

布圖設計有著與其他客體相同的共性，同時也存在著自己所特有的個性。下面將分別加以論述。

1.集成電路布圖設計具有無形性

無形性是各種知識產權客體的基本特性，，因此也是布圖設計作為知識產權客體的必要條件。布圖設計是集成電路中所有元器件的配置方式，這種“配置方式”本身是抽象的、無形的，它沒有具體的形體，是以一種信息狀態存在于世的，不象其他有形物體占據一定空間。

布圖設計本身是無形的，但是當它附著在一定的載體上時，就可以為人所感知。前面提到布圖設計在集成電路芯片中表現為一定的圖形，這種圖形是可見的。同樣，在掩模版上布圖設計也是以圖形方式存在的。計算機輔助設計技術的發展，使得布圖設計可以數據代碼的方式存儲在磁盤或磁帶中。在計算機控制的離子注入機或者電子束曝光裝置中，布圖設計也是以一系列的代碼方式存在。人們可通過一定方式感知這些代碼信息。布圖設計是無形的，但是其載體，如掩模版、磁帶或磁盤等等卻可以是有形的。

2.布圖設計具有可復制性

通常，我們說著作權客體具有可復制性，布圖設計同樣也具有著作權客體的這一特征。當載體為掩模版時，布圖設計以圖形方式存在。這時，只需對全套掩模版加以翻拍，即可復制出全部的布圖設計。當布圖設計以磁盤或磁帶為載體時，同樣可以用通常的磁帶或磁盤拷貝方法復制布圖設計。當布圖設計被“固化”到已制成的集成電路產品之中時，復制過程相對復雜一些。復制者首先需要去除集成電路的外封裝；再去掉芯片表面的鈍化層；然后采用不同的腐蝕液逐層剝蝕芯片，并隨時拍下各層圖形的照片，經過一定處理后便可獲得這種集成電路的全部布圖設計。這種從集成電路成品著手，利用特殊技術手段了解集成電路功能、設計特點，獲得其布圖設計的方法被稱為“反向工程”。

在集成電路產業中，這種反向工程被世界各國的廠商廣泛采用。集成電路作為現代信息工業的基礎產品，已滲透到電子工業的各個領域，其通用性或兼容性對技術的發展有著非常重要的意義。因此，而反向工程為生產廠商了解其他廠商的產品狀況提供了可能。如果實施反向工程不是單純地為復制他人布圖設計以便仿制他人產品，而是通過反向工程方法了解他人品功能、參數等特性，以便設計出與之兼容的其他電路產品，或者在別人設計的基礎上加以改進，制造出更先進的集成電路，都應當認為是合理的。著作權法中有合理使用的規定，但這種反向工程的特許還不完全等同于合理使用。比如，合理使用一般只限于復制原作的一部分，而這里的反向工程則可能復制全套布圖設計。改編權是著作權的權能之一，他人未經著作權人同意而擅自修改其作品的行為是侵權行為，但這里對原布圖設計的改進則不應視為侵權。

綜之，無論何種載體，布圖設計是具有可復制性的。

3.布圖設計的表觀形式具有非任意性著作權客體的表現形式一般是沒有限制的。同一思想，作者可隨意采取各種形式來表達，因此著作權法對其表現形式的保護并不會導致對思想的壟斷。布圖設計雖然在集成電路芯片中或掩模版上以圖形的方式存在，具備著作權客體的外在特性，但是其表現形式因受諸多客觀因素的限制，卻是有限的或者非任意的。

首先，布圖設計圖形的形狀及其大小受著集成電路參數要求的限制。如果要求集成電路  具有較高的擊穿電壓，設計人在完成布圖設計時就必須將晶體管的基區圖形設計為圓形，以  克服結面曲率半徑較小處電場過于集中的影響。對于用于功率放大的集成電路，其功放管圖  形的面積必須較大，使之得以承受大電流的沖擊。

其次，布圖設計還受著生產工藝水平的限制。為了提高集成電路的集成度或者追求高頻 特性，常常需將集成電路中各元件的面積減小。這樣，布圖設計的線條寬度也相對較細。目前國。外已達到亞微米的數量級。但如果將線條設計得太細，以致工藝難度太大將會大大地降低集成電路成品率和可靠性，這是極不經濟的；同樣地，如果一味，地追求功率參數，將芯片面積增大，也會降低集成電路的成品率。

此外，布圖設計還受著一些物理定律以及材料類及其特性等多種因素的限制。比如，晶體管可能因為基區自偏壓效應而導致發射極間的電位不等。為克服基區自偏壓效應，則需在加上均壓圖形。

雖然從理論上講，突破這些限制條件的圖形也可以受到著作權的保護，但由于布圖設計的價值僅僅體現在工業生產中，所以對那些完全沒有實用價值的、由設計人自由揮灑出來的所謂“布圖設計”實施保護是沒有任何意義的。這些圖形不是真正意義上的布圖設計，稱其為一種“抽象作品”或許更為恰當。布圖設計在表現形式的有限性方面，與工業產權客體相似。

三、布圖設計權的特性

從上面的分析可知，集成電路布圖設計有其自身的特征，并同時兼備著作權客體和工業產權客體的特性。在立法保護布圖設計、規定創作人的布圖設計權時，應當考慮這一特點。

首先，布圖設計權應具備知識產權的共同特性，即專有性；時間性和地域性。布圖設計具有無形性，同一布圖設計可能同時為多數人占有或使用。為保障布圖設計創作人的利益，布圖設計權應當是一項專有權利。另一方面，布圖設計的價值畢竟是通過其工業應用才得以實現。僅就一特定的布圖設計而言，使用它的人越多，為社會創造的價值就越大。如果布圖設計權在時間上是無限的，則不利于充分發揮其對社會的作用，也不利于集成電路技術的發展。所以布圖設計權應有一定時間期限。當然，對時間期限的具體規定應當既考慮公共利益，又照顧到創作人的個人權益。只有找到二者的平衡點，才是利益分配的最佳狀態。地域性作為知識產權的共性之一，同樣為布圖設計權所具備，在世界知識產權組織的《關于集成電路的知識產權條約》第三條；第四條和第五條的內容都涉地域問題，這實際上肯定了布圖設計權的地域性。

其次，布圖設計權還具有其獨特的個性。下面將其分別與著作權和工業產權相對照，從而分析其特點。

1.布圖設計權的產生方式與著作權不同，只有在履行一定的法律程序后才能產生。集成電路作為一種工業產品，一旦投放市場將被應用于各個領域，性能優良的集成電路可能會因其商業價值引來一些不法廠商的仿冒。另一方面，由于集成電路布圖設計受到諸多因素的限  制，其表現形式是有限的，這就可能存在不同人完全獨立地設計出具有相同實質性特點的布圖設計的情況。這就是說，布圖設計具有一定的客觀自然屬性，其人身性遠不及普通著作權客體那樣強。所以法律在規定布圖設計權的產生時，必須對權利產生方式作出專門規定，否則便無法確認布圖設計在原創人和仿冒人之間，以及不同的獨立原創人之間的權利歸屬。

2.布圖設計權中的復制權，與著作權中的復制權相比，受到更多的限制。翻開各國集成電路技術的發展史，反向工程在技術的發展中有著不可取代的作用。如果照搬著作權法中關于復制權地規定，實施反向工程將被認為是侵權行為。為了電子工業和集成電路技術的發展，應當對復制權加以一定的限制，允許在一定條件下或合理范圍內實施反向工程，美國《半導體芯片保護法》第906條第一款中規定，“僅為了教學、分析或評價掩模作品中的概念或技術，或掩模作品中所采用的電路、邏輯流和圖及元件的布局而復制該掩模作品者”；或進行上述的“分析或評價，以便將這些工作的結果用于為銷售而制造的具有原創性的掩模作品之中者”均不構成侵犯掩模作品專有權。與此相反，單純地為復制布圖設計而實施反向工程仍為侵權。反向工程是對復制權的一種限制。

3.與工業產權相比，布圖設計權產生的實質性條件也有所不同。專利法中“創造性”條件要求申請專利的技術方案具備“實質性特點”，而大多數集成電路達不到這一要求。比如，在設計專用集成電路時，常將一些已為人所熟知的單元電路加以組合，這種拼揍而成的集成電路大多難以滿足專利法的創造性要求，這使得大量集成電路得不到專利法的保護，這正是傳統專利制度與集成電路這一新型客體之間不協調的一面。所以集成電路保護法在創造性方面的要求不應象專利法要要求那么嚴，但也不能象著作權法完全不要求任何創造高度要求，因為布圖設計的價值畢竟體現在工業應用上。

集成電路范文2

1、芯片是集成電路。芯片（chip）是半導體元件產品的統稱，是集成電路（IC,integratedcircuit）的載體，由晶圓分割而成。

2、集成電路是指組成電路的有源器件、無源元件及其互連一起制作在半導體襯底上或絕緣基片上，形成結構上緊密聯系的、內部相關的事例電子電路。它可分為半導體集成電路、膜集成電路、混合集成電路三個主要分支。

（來源：文章屋網 ）

集成電路范文3

一、集成門電路的測試

集成門電路靜態測試，一般采用模擬開關輸入模擬高、低電平，用發光二極管顯示方式或萬用表、邏輯測試筆測試輸出的高、低電平，看其是否滿足門電路的真值表。動態測試時，各輸入端接入規定的脈沖信號，用雙蹤示波器直接觀察輸入、輸出波形，并畫出這些脈沖信號時序關系圖，看輸入輸出是否符合規定的邏輯關系。

1.CMOS門電路的測試

以CC4012為例進行分析。CC4012是雙四輸入與非門，兩個四輸入端的與非門制造在同一器件內。14腳接電源VDD，7腳接地。2、3、4、5為一個與非門的輸入端，1為輸出端；9、10、11、12為另一與非門輸入端，13為輸出端。測試時，測試電路應正確連接，以免損壞器件或引起邏輯關系混亂，測試結果不正確。CMOS與門和與非門的多余的輸入端不允許懸空，應接+VDD，電源電壓不能接反，輸出端不允許直接連接+VDD或地，除三態門外不允許兩個輸出端并聯使用。測試時應先加電源電壓+VDD，后加輸入信號。關機時應先切斷輸入信號，后斷開電源+VDD。若用測試儀器測試，所有測試儀器外殼必須良好接地，若需焊接時，應切斷電源電壓+VDD，電烙鐵外殼必須良好接地，必要時拔下烙鐵，利用余熱進行焊接。

測試時，將四個模擬開關接四輸入端，按不同的組合模擬輸入“0”、“1”電平。輸出端接發光二極管，它的陽極通過電阻接+VDD，陰極接輸出端。輸出為“1”時，發光二極管不亮，輸出為“0”時，發光二極管亮。若測試結果與其邏輯功能相符，說明被測器件正常。

CMOS或門、或非門使用時，除多余輸入端應接地(低電平)外，其余同與非門相同。

2.TTL門電路測試

測試方法與CMOS門電路基本相同，在實際應用中，TTL器件的高速切換，將產生電流跳變，其幅度為4～5mA，該電流在公共地線上的壓降會引起噪聲干擾，所以要盡量縮短地線。可在電源輸入端與地間并接1個100μF電解電容作低頻去耦，并接一個0.01-0.1μF電容作高頻去耦。

3.集電極開路門電路(OC門)與三態門(TSL門)測試

（1）OC門測試

OC門測試前，應先接好上拉電阻RC，測試方法與非門測試方法相同。

（2）三態門TSL的邏輯功能測試

三態門除正常數據輸入端外，還有一個控制端EN，也稱使能端。對于控制端高電平有效三態門，當控制端為高電平時，TSL與普遍與非門無異，當控制端為低電平時，即“禁態”時，輸出端對電源正、負極均呈高阻抗。還有一種控制端低電平有效電路，即控制端為低電平時，TSL邏輯功能與普遍與非門相同；為高電平時，輸出端呈高阻抗。

測試方法和與非門基本相同，在輸入端與使能端分別接模擬開關，輸出端接發光二極管。當使能端為有效電平時測出輸入輸出邏輯關系；當使能端為“禁態”時，測輸出端是否呈高阻抗。

二、組合邏輯電路的測試

組合邏輯電路的功能，由真值表可完全表示出來，測試工作就是驗證電路的功能是否符合真值表。

1.組合邏輯電路靜態測試

（1）將電路的輸入端分別接到邏輯電平開關，注意按真值表中輸入信號高低位順序排列。

（2）將電路的輸入端和輸出端分別連至“0-1”電平顯示器，分別顯示電路的輸入狀態和輸出狀態。注意輸入信號的顯示也按真值表中高、低位的排列順序，不要顛倒。

（3）根據真值表，用邏輯電平開關給出所有狀態組合，觀察輸出端電平顯示是否滿足所規定的邏輯功能。

對于數碼顯示譯碼器可在上述測試電路基礎上加接數字顯示器加以測試。在數碼顯示譯碼器輸入端輸入規定信號，顯示器上應按真值表顯示規定數碼。

2.組合邏輯電路的動態測試

動態測試是根據要求，在組合邏輯電路輸入端分別輸入合適信號，用脈沖示波器測試電路的輸出響應。輸入信號可由脈沖信號發生器或脈沖序列發生器產生。測試時，用脈沖示波器觀察輸出信號是否跟得上輸入信號變化，輸出波形是否穩定并且是否符合輸入輸出邏輯關系。

3.譯碼顯示電路測試

譯碼顯示電路首先測試數碼管各筆段工作是否正常。如共陰極LED顯示器，可將陰極接地，再將各筆段通過1kΩ電阻接電源正極+VDD，各筆段應發光。再在譯碼器的數據輸入端依次輸入0000～1001的數碼，則顯示器對應顯示出0～9數字。

譯碼顯示電路常見故障分析判斷如下：

（1）數碼顯示器上某段總是“亮”而不滅，可能是譯碼器的輸出信號幅度不正常或譯碼器工作不正常。

（2）數碼顯示器上某段總是不“亮”，可能是數碼管或譯碼器連接不正確或接觸不良。

（3）數碼顯示器字符模糊，且不隨輸入信號變化而變化，可能是譯碼器的電源電壓偏低或電路連線不正確或接觸不良。

三、時序邏輯電路測試

時序邏輯電路的特點是任意時刻的輸出不僅取決于該時刻輸入邏輯變量的狀態，而且還和電路原來狀態有關，具有記憶功能。其構成有兩類：一類是由觸發器或由觸發器和門電路組成；另一類由中規模集成電路構成，如各類計數器、移位寄存器等。

1.集成觸發器的測試

集成觸發器是組成時序電路的主要器件。靜態測試主要測試觸發器的復位、置位、翻轉功能。動態測試是觸發器在時鐘脈沖作用下測試觸發器的計數功能，用示波器觀測電路各處波形的變化情況，并根據波形測定輸出、輸入信號之間的分頻關系、輸出脈沖上升和下降時間、觸發靈敏度和抗干擾能力以及接入不同性質負載時對輸出波形的影響。測試時，輸入觸發脈沖的寬度一般要大于數微秒，且脈沖的上升沿和下降沿要陡。

2.時序邏輯電路的靜態測試

時序邏輯電路的靜態測試主要測試電路的復位、置位功能。它的靜態測試應稱為“半動態測試”，因對時序邏輯電路邏輯功能測試時，必須有動態的時鐘脈沖加入。輸入信號既有電平信號，又有脈沖信號，所以稱為“半動態測試”。測試步驟如下：

（1）把輸入端分別接到邏輯電平開關上，輸入信號由邏輯電平開關提供；把時鐘脈沖輸入端CP接到手動單次脈沖輸出端，時鐘脈沖由能消除抖動的手動單次脈沖發生器提供。

（2）把輸入端、時鐘脈沖CP端與輸出端分別連接到邏輯電平顯示器，連接時注意輸出信號高、低位的排列順序。

（3）測試時，依次按動邏輯電平開關和手動單次脈沖按鈕，從顯示器上觀察輸入、輸出狀態的變化和轉換情況。若全部轉換情況都符合狀態轉換表的規定，則該電路的邏輯功能符合要求。

3.時序邏輯電路的動態測試

時序邏輯電路動態測試是指在時鐘脈沖的作用下，測試各輸出端的狀態是否滿足功能表的要求，用示波器觀察各輸入、輸出端的波形，并記錄分析這些波形與時鐘脈沖之間的關系。動態測試通常用示波器進行觀測。若所有輸入端都接入適當的脈沖信號，則稱為“全動態測試”。而一般情況下，多數屬于半動態測試，全動態與半動態測試的區別在于時鐘脈沖改由連續時鐘脈沖信號源提供，輸出由示波器進行觀測。工程實際中，一般均用全動態測試。

四、數字電路測試方法

數字電路多采用集成器件，在檢查焊接電路無誤后進行測試。通常測試步驟和方法是：

1.首先調好振蕩電路部分，以便為整機提供標準的時鐘信號。

2.調整控制電路部分，保證分頻器、節拍發生器等控制信號電路能正常工作。

3.調整信號處理電路，如各種寄存器、計數器、累加器、編碼、譯碼器等，首先應使各單元電路工作正常，再相互連接，使整體電路的邏輯功能符合設計要求。

4.調整輸出電路、驅動電路以及各種執行機構，保證輸出信號能推動執行機構正常工作。數字電路調試中，因為集成電路管腳密集，連線又多，要求各單元之間時序關系又嚴格，所以出現故障不易找出原因。應注意以下問題：

（1）注意檢查容易產生故障的環節，掌握排除故障的方法。出現故障時，可以從簡單部分逐級查找，逐步縮小故障點的范圍，也可以對某些預知點的特性進行靜態或動態測試，判斷故障部位。

（2）應當十分注意各部分電路的時序關系。對各單元電路的輸入和輸出波形的時間關系要十分熟悉;也要注意掌握各單元之間的相互時間關系，應對照時序圖，檢查各點波形，并要弄清哪些是上升沿觸發，哪些是下降沿觸發，以及它和時鐘信號的關系。

集成電路范文4

關鍵詞：集成電路；靜電防護；研究措施

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.158

0 引言

在現代社會，隨著微米等新技術的發展應用，集成電路的構造更加簡便實用。由于集成電路的簡單化設計，因而內部內絕緣層變得很薄，對靜電的抵抗能力也就相對變弱[1]。集成電路在生產到運輸過程，都會不同程度的受到靜電影響。

1 集成電路產生的靜電

1.1 靜電產生原因

靜電，指停留在物體表面由于正負電荷失去平衡產生的電能。摩擦起電，也是產生靜電的直接原因[2]。摩擦起電，主要是因為兩種物質的接觸表面在摩擦時，由于停留在自身的電荷不同而產生的排斥現象。在這個電荷轉化過程中，物質內部的機械能轉化為內能，在轉化過程中，物質的原子結構由于物質表面的能量進入原子結構，原子結構增加能量，使得電子脫離原子核，自動外放的物理反應，在這種物力反應中，產生的電子所帶的是正電荷；而另一物質的表面在進行相似的物理反應時，外放的電子所帶的是負電荷。因此，當兩個物質摩擦時，由于正負電荷的反應，就會造成因摩擦產生靜電。另外感應帶電也是物體產生靜電的原因。感應帶電，指由于外電場的作用，電場力過大會產生電子脫離原子核，從而產生的靜電現象。

1.2 影響靜電的因素

靜電產生的因素有很多，主要包括物理環境、物體材質和運動狀況三種。物理環境對產生靜電的影響，是指由于物體的因為環境改變，靜電量的數量隨著物質內部溫度升高而增加，相反靜電量的數量隨著物質內部溫度的降低而減少。在這種物理環境中，集成電路產生的靜電和內部的物理環境溫度有關[3]。應注意做好物力環境對集成電路產生的靜電作用。物體材質對靜電產生的影響，是指物體材質的不同，也會影響自身受到外力作用下，產生的靜電量，如果物體材質導向性能良好，就比較容易產生電荷，在與其他物體摩擦時或者外力的作用下，很容易在物體表面產生靜電量；相反，如果物體材質屬于絕緣性能良好的材質，那么在外力作用下或者與其他物體摩擦時，產生的靜電量也會由物體材質自動引導出去，產生的靜電量很少或者根本沒有。運動狀況對靜電的影響，是指物體的運動速度和受力大小等運動狀況都會造成靜電的產生。例如物體的運動速率過快，受到的碰撞力就會增大，阻力就會變小，接觸面的面積就會增大，壓力同時也會增大，物體在這種運動狀況中，因與地面摩擦等產生的靜電量就會很大，危害也會很大；相反如果物體的運動狀況很平穩，受到的碰撞力就會減小，阻力變大，在這種情況中，物體的運動狀況產生的靜電量就會很小，一般很難發現。

1.3 靜電的危害

目前現階段化纖物質在物理和化學生產中，應用都非常廣泛。化纖物質本身就屬于導向性良好的材料，產生靜電現象普遍，如果這種電荷不能及時引導，靜電量就會變得很大，危害也大。但是化纖物質產生的靜電受人體動作的制約，比較明顯。

靜電是造成集成電路受破壞的主要因素。因為在靜電放電的過程中，對集成電路形成作用力，這種作用力包括造成電路失效的硬擊穿和軟擊穿。在這兩種作用力的共同作用下，集成電路的使用期限和使用范圍都會嚴重受到制約，如果集成電路的靜電量不能及時解決，就會對集成電路的性能和使用質量造成影響，也會造成集成電路報廢。

2 集成電路的防靜電措施

2.1 生產過程

集成電路在生產過程，容易產生靜電的原因：人為因素、環境因素和選材因素。人為因素，是指工作人員和電路板的接觸，導致集成電路留有靜電。對這種人為因素，應從生產車間制服統一入手，統一規定著裝防靜電的防化服裝，避免人為因素在生產過程中，產生的靜電停留集成電路表面，不易察覺的問題。環境因素，是指貯存環境溫度過高，容易引發集成電路靜電的產生。針對這種問題，應對集成電路的貯藏進行封閉式管理，盡量選擇在溫度可以控制調節的生產車間，避免因為貯藏環境造成集成電路出現靜電的問題。選材因素，是指在選擇原材料方面，應傾向使用絕緣線良好的材質，可以對集成電路表面停留的靜電及時引導，減少靜電對集成電路產生破壞作用。

2.2 運輸過程

集成電路容易產生靜電的原因是生產過程和運輸過程。針對運輸過程，為了有效實現防靜電的產生，應從電路板的運動狀況入手。在運輸過程中，應避免過快行駛或者猛踩剎車，產生運輸車廂嚴重失去平衡，在這種情況下產生靜電量也是可以有效避免的，同時也是集成電路出廠后容易產生的問題。同時針對，工作人員和搬運人員，應統一著橡膠制品衣服，盡量減少集成電路在搬運途中，避免因為摩擦產生的靜電問題。

2.3 完善管理制度

針對集成電路的靜電防護措施，最直接最根本的要從管理制度開始。只有嚴格有效的管理制度，才能形成有效的約束力，對各個階層的人員進行統一規范，才可以從根本上做好靜電防護工作。在集成電路靜電產生的原因中，多數是人為因素和潛在的人為因素，都應該得到具體解決。同時也應加強安全巡檢制度，對集成電路的生成過程和運輸過程，都要加強抽檢，確保集成電路得到安全生產和放心運輸，盡量減少靜電量在集成電路的產生，也也是有效做好靜電防護工作的關鍵。靜電防護器材也應加強開發，靜電防護器材包括集成電路的包裝器材、儲藏器材和運輸器材。針對靜電防護工作，應全方面入手，才有利于完成做好靜電防護工作。

3 結束語

集成電路的生產到實際應用，都會受到很多方面的影響，產生靜電量。靜電量的產生多數是可控因素，只有針對可控因素做出應對措施，才能有效解決集成電路的靜電防護工作。對集成電路的選材控制、生產過程可控因素的處理和運輸過程可控因素的處理，都需要完整的制度來形成約束力，通過各方面的努力才可以實現靜電防護工作，從而減少靜電對集成電路的影響，保證集成電路的質量和使用期限。

參考文獻：

[1]李柯遜.淺談集成電路靜電損害及防護措施[J].推廣技術，2014（07）：227-228.

集成電路范文5

2001年我國新增“集成電路設計與集成系統”本科專業，2003年至2009年，我國在清華大學、北京大學、復旦大學等高校分三批設立了20個大學集成電路人才培養基地，加上原有的“微電子科學與工程”專業，目前，國內已有近百所高校開設了微電子相關專業和實訓基地，由此可見，國家對集成電路行業人才培養的高度重視。在新形勢下，集成電路相關專業的“重理論輕實踐”、“重教授輕自學輕互動”的傳統人才培養模式已不再適用。因此，探索新的人才培養方式，改革集成電路設計類課程體系顯得尤為重要。傳統人才培養模式的“重理論、輕實踐”方面，可從課程教學學時安排上略見一斑。例如：某高校“模擬集成電路設計”課程，總學時為80，其中理論為64學時，實驗為16學時，理論與實驗學時比高達4∶1。由于受學時限制，實驗內容很難全面覆蓋模擬集成電路的典型結構，且實驗所涉及的電路結構、器件尺寸和參數只能由授課教師直接給出，學生在有限的實驗學時內僅完成電路的仿真驗證工作。由于缺失了根據所學理論動手設計電路結構，計算器件尺寸，以及通過仿真迭代優化設計等環節，使得眾多應屆畢業生走出校園后普遍不具備直接參與集成電路設計的能力。“重教授、輕自學、輕互動”的傳統教學方式也備受詬病。課堂上，授課教師過多地關注知識的傳授，忽略了發揮學生主動學習的主觀能動性，導致教師教得很累，學生學得無趣。

2集成電路設計類課程體系改革探索和教學模式的改進

2014年“數字集成電路設計”課程被列入我校卓越課程的建設項目，以此為契機，卓越課程建設小組對集成電路設計類課程進行了探索性的“多維一體”的教學改革，運用多元化的教學組織形式，通過合作學習、小組討論、項目學習、課外實訓等方式，營造開放、協作、自主的學習氛圍和批判性的學習環境。

2．1新型集成電路設計課程體系探索

由于統一的人才培養方案，造成了學生“學而不精”局面，培養出來的學生很難快速適應企業的需求，往往企業還需追加6～12個月的實訓，學生才能逐漸掌握專業技能，適應工作崗位。因此，本卓越課程建設小組試圖根據差異化的人才培養目標，探索新型集成電路設計類課程體系，重新規劃課程體系，突出課程的差異化設置。集成電路設計類課程的差異化，即根據不同的人才培養目標，開設不同的專業課程。比如，一些班級側重培養集成電路前端設計的高端人才，其開設的集成電路設計類課程包括數字集成電路設計、集成電路系統與芯片設計、模擬集成電路設計、射頻電路基礎、硬件描述語言與FPGA設計、集成電路EDA技術、集成電路工藝原理等；另外的幾個班級，則側重于集成電路后端設計的高端人才培養，其開設的集成電路設計類課程包括數字集成電路設計、CMOS模擬集成電路設計、版圖設計技術、集成電路工藝原理、集成電路CAD、集成電路封裝與集成電路測試等。在多元化的培養模式中，加入實訓環節，為期一年，設置在第七、八學期。學生可自由選擇，或留在學校參與教師團隊的項目進行實訓，或進入企業實習，以此來提高學生的專業技能與綜合素質。

2．2理論課課堂教學方式的改進

傳統的課堂理論教學方式主要“以教為主”，缺少了“以學為主”的互動環節和自主學習環節。通過增加以學生為主導的學習環節，提高學生學習的興趣和學習效果。改進措施如下：

（1）適當降低精講學時。精講學時從以往的占課程總學時的75％～80％，降低為30％～40％，課程的重點和難點由主講教師精講，精講環節重在使學生掌握扎實的理論基礎。

（2）增加課堂互動和自學學時。其學時由原來的占理論學時不到5％增至40％～50％。

（3）采用多樣化課堂教學手段，包括團隊合作學習、課堂小組討論和自主學習等，激發學生自主學習的興趣。比如，教師結合當前本專業國內外發展趨勢、研究熱點和實踐應用等，將課程內容凝練成幾個專題供學生進行小組討論，每小組人數控制在3～4人，課堂討論時間安排不低于課程總學時的30％［3］。專題內容由學生通過自主學習的方式完成，小組成員在查閱大量的文獻資料后，撰寫報告，在課堂上與師生進行交流。課堂理論教學方式的改進，充分調動了學生的學習熱情和積極性，使學生從被動接受變為主動學習，既活躍了課堂氣氛，也營造了自主、平等、開放的學習氛圍。

2．3課程實驗環節的改進

為使學生盡快掌握集成電路設計經驗，提高動手實踐能力，探索一種內容合適、難度適中的集成電路設計實驗教學方法勢在必行。本課程建設小組將從以下幾個方面對課程實驗環節進行改進：

（1）適當提高教學實驗課時占課程總學時的比例，使理論和實驗學時的比例不高于2∶1。

（2）增加課外實驗任務。除實驗學時內必須完成的實驗外，教師可增設多個備選實驗供學生選擇。學生可在開放實驗室完成相關實驗內容，為學生提供更多的自主思考和探索空間。

（3）提升集成電路設計實驗室的軟、硬件環境。本專業通過申請實驗室改造經費，已完成多個相關實驗室的軟、硬件升級換代。目前，實驗室配套完善的EDA輔助電路設計軟件，該系列軟件均為業界認可且使用率較高的軟件。

（4）統籌安排集成電路設計類課程群的教學實驗環節，力爭使課程群的實驗內容覆蓋設計全流程。由于集成電路設計類課程多、覆蓋面大，且由不同教師進行授課，因此課程實驗分散，難以統一。本課程建設小組為了提高學生的動手能力和就業競爭力，全面規劃、統籌安排課程群內的所有實驗，使學生對集成電路設計的全流程都有所了解。

3工程案例教學法的應用

為提升學生的工程實踐經驗，我們將工程案例教學法貫穿于整個課程群的理論、實驗和作業環節。下面以模擬集成電路中的典型模塊多級放大器的設計為例，對該教學方法在課程中的應用進行詳細介紹。

3．1精講環節

運算放大器是模擬系統和混合信號系統中一個完整而又重要的部分，從直流偏置的產生到高速放大或濾波，都離不開不同復雜程度的運算放大器。因此，掌握運算放大器知識是學生畢業后從事模擬集成電路設計的基礎。雖然多級運算放大器的電路規模不是很大，但是在設計過程中，需根據性能指標，謹慎挑選運放結構，合理設計器件尺寸。運算放大器的性能指標指導著設計的各個環節和幾個比較重要的設計參數，如開環增益、小信號帶寬、最大功率、輸出電壓（流）擺幅、相位裕度、共模抑制比、電源抑制比、轉換速率等。由于運算放大器的設計指標多，設計過程相對復雜，因此其工作原理、電路結構和器件尺寸的計算方法等，這部分內容需要由主講教師精講，其教學內容可以放在“模擬集成電路設計”課程的理論學時里。

3．2作業環節

課后作業不僅僅是課堂教學的鞏固，還應是課程實驗的準備環節。為了彌補缺失的學生自主設計環節，我們將電路結構的設計和器件尺寸、相關參數的手工計算過程放在作業環節中完成。這樣做既不占用寶貴的實驗學時，又提高了學生的分析問題和解決問題的能力。比如兩級運算放大器的設計和仿真實驗，運放的設計指標為：直流增益＞80dB；單位增益帶寬＞50MHz；負載電容為2pF；相位裕度＞60°；共模電平為0．9V（VDD＝1．8V）；差分輸出擺幅＞±0．9V；差分壓擺率＞100V／μs。在上機實驗之前，主講教師先將該運放的設計指標布置在作業中，學生根據教師指定的設計參數完成兩級運放結構選型及器件尺寸、參數的手工計算工作，仿真驗證和電路優化工作在實驗學時或課外實訓環節中完成。

3．3實驗環節

在課程實驗中，學生使用EDA軟件平臺將作業中設計好的電路輸入并搭建相關仿真環境，進行仿真驗證工作。學生根據仿真結果不斷優化電路結構和器件尺寸，直至所設計的運算放大器滿足所有預設指標。其教學內容可放在“模擬集成電路設計”或“集成電路EDA技術”課程里［4］。

3．4版圖設計環節

版圖是電路系統和集成電路工藝之間的橋梁，是集成電路設計不可或缺的重要環節。通過集成電路的版圖設計，可將立體的電路系統變為一個二維的平面圖形，再經過工藝加工還原為基于硅材料的立體結構。兩級運算放大器屬于模擬集成電路，其版圖設計不僅要滿足工藝廠商提供的設計規則，還應考慮到模擬集成電路版圖設計的準則，如匹配性、抗干擾性以及冗余設計等。其教學內容可放在課程群中“版圖設計技術”的實驗環節完成。通過理論環節、作業環節以及實驗的迭代仿真和版圖設計環節，使學生掌握模擬集成電路的前端設計到后端設計流程，以及相關EDA軟件的使用，具備了直接參與模擬集成電路設計的能力。

4結語

集成電路范文6

關鍵詞： 數字集成電路 電壓匹配 接口技術

一、引言

當今社會是數字化的社會，數字集成電路具有可靠性高、靜態功耗小、工作速度高、壽命長和低成本等優點，因此它在通信、電力、自動化設備和家用電器等諸多方面得到了廣泛應用。目前數字集成電路種類繁多，不同類型的集成電路在連接時，如果邏輯電平不匹配，且考慮到負載能力的限制，那么中間就需要串入接口電路，否則將引起邏輯混亂，甚至損壞集成芯片。因此，為了更好地使用數字集成電路，就有必要對其具體使用方法和接口技術要有一定的認識。

二、數字集成電路的分類

按照電路結構的不同，數字集成電路可分為兩大類：一類是雙極型集成電路，采用晶體管作為開關元件，管內有電子和空穴兩種極性的載流子參與導電；另一類采用絕緣柵場效應晶體管作開關元件，稱為MOS（Metal Oxide Semiconductor）集成電路。這種管子內部只有一種載流子，即電子或空穴參與導電，故又稱單極型集成電路。下面我對這兩種類型的數字集成電路予以簡要說明。

（一）雙極型集成電路

TTL電路（Transistor-Transistor Logic即晶體管――晶體管邏輯電路）也稱為TL，是目前雙極型數字集成電路中應用得最多的一種。它具有較快的開關速度、較強的抗干擾能力，以及足夠大的輸出幅度，且帶負載能力也比較強，所以得到了最為廣泛的應用［1］。

在雙極型數字集成電路中，除了TTL電路以外，還有高閾值邏輯（High Threshold Logic，簡稱HTL）、二極管―三極管邏輯（Diode-Transistor Logic，簡稱DTL）、發射極耦合邏輯（Emitter Coupled Logic，簡稱ECL）和集成注入邏輯（Integrated Injection Logic，簡稱IL）等幾種邏輯電路。其中較為常用是ECL電路，其電路中的三極管工作在非飽和狀態，是一種非飽和電路，有極高的工作速度。此外它還具有輸出阻抗低、帶負載能力強、電路內部開關噪聲低、使用方便靈活等優點。它的主要缺點是：噪聲容限低，電路功耗大，輸出電平的穩定性較差。目前ECL電路主要用于高速、超高速數字系統中。

（二）MOS集成電路

MOS數字集成電路是指只有一種載流子參與導電的電路，其中只有電子參與導電的稱為NMOS電路；只有空穴參與導電的稱為PMOS電路；如果是用NMOS及PMOS復合起來構成的互補（Complementary）MOS集成電路，則稱為CMOS電路。PMOS和NMOS組件中各只含有一種MOS管，習慣上稱它們為MOS集成電路，以與CMOS集成電路相區別。

PMOS集成電路問世較早，但由于其速度低，現已很少使用；NMOS集成電路速度稍高，且直流電源電壓較低，在工藝上可以制造出開啟電壓較低的器件，故NMOS集成電路仍在使用中。CMOS數字集成電路與TTL數字集成電路相比，有許多優點，如工作電源電壓范圍寬，靜態功耗低，抗干擾能力強，輸入阻抗高，成本低，等等。因而，CMOS數字集成電路得到了廣泛的應用。

三、CMOS電路和TTL電路的使用注意事項

由于CMOS與TTL數字集成電路有其各自的工作特點，因此在應用數字集成電路時對其要有正確的使用方法。下面我就對CMOS與TTL相應使用事項作以簡要說明。

（一）CMOS電路的使用知識

1.輸入電路的靜電保護

CMOS電路的輸入端設置了保護電路，給使用者帶來很大方便。但是，這種保護還是有限的。CMOS電路的輸入阻抗高，極易產生感應較高的靜電電壓，從而擊穿MOS管柵極極薄的絕緣層，造成器件的永久損壞。為避免靜電損壞，應注意以下幾點。

（1）所有與CMOS電路直接接觸的工具、儀表等必須可靠接地。

（2）存儲和運輸CMOS電路，最好采用金屬屏蔽層做包裝材料。

2.多余的輸入端不能懸空

輸入端懸空極易產生感應較高的靜電電壓，造成器件的永久損壞。對多余的輸入端，可以按功能要求接電源或接地，或者與其他輸入端并聯使用。

（二）TTL電路的使用知識

1.多余輸入端處理方法

（1）與其他輸入端并聯使用。

（2）將不用的輸入端按照電路功能要求接電源或接地。比如將與門、與非門的多余輸入端接電源，將或門、或非門的多余輸入端接地。

2.電路的抗干擾處理

（1）在每一塊插板的電源線上，并接幾十μF的低頻去耦電容和0.01―0.047μF的高頻去耦電容，以防止TTL電路的動態尖峰電流產生的干擾。

（2）整機裝置應有良好的接地系統［2］。

四、常用數字集成電路接口技術

在數字系統設計中，往往由于工作速度或者功耗指標的要求，需要采用多種邏輯器件混合使用，而由于每種器件的電壓和電流參數各不相同，因此需要采用接口電路來連接不同類型的集成電路。如TTL和CMOS電路需要采用接口電路一般要考慮兩個問題：一是要求電平匹配，即驅動門要為負載門提供符合標準的輸出高電平和低電平；二是要求電流匹配，即驅動門要為負載門提供足夠大的驅動電流。下面我就CMOS電路和TTL電路之間的接口問題加以分析［3］。

（一）TTL門驅動CMOS門

1.電平不匹配2.電流匹配

因為CMOS輸入電流幾乎為零，所以TTL驅動CMOS在電流的兼容性上不存在問題。

3.解決電平不匹配問題的方法

（1）外接上拉電阻在TTL門電路的輸出端外接一個上拉電阻R5V。（如圖1所示）

圖1 TTL驅動CMOS接口電路

（2）選用電平轉換電路（如CC40109）

若電源電壓不一致時可選用電平轉換電路。CMOS電路的電源電壓可選3―18V；而TTL電路的電源電壓只能為5V。

（3）采用TTL的OC門實現電平轉換。

若電源電壓不一致時也可選用OC門實現電平轉換。

（二）CMOS門驅動TTL門

1.電平匹配

CMOS門電路作為驅動門，U.8V。電平匹配是符合要求的。

2.電流不匹配

由于TTL門電路的低電平輸入電，而CMOS門電路的低電平輸出電流遠小于1.6mA，因此電流不匹配，需要加接口電路。

3.解決電流匹配問題的方法

（1）選用CMOS緩沖器：比如，CC4049的驅動電流可達4mA，完全可以滿足TTL輸入電流的要求。（如圖2所示）

圖2 CMOS驅動TTL接口電路

（2）選用高速CMOS系列產品：如選用CMOS的54HC/74HC系列產品可就以直接驅動TTL電路。

（3）CMOS電路并聯驅動TTL，這種方法只允許在CMOS為同一集成芯片時使用。

五、結語

在數字電路或數字系統的設計中，常常需要根據設計指標對工作速度或功耗的要求選用不同類型的數字集成電路。因此不同類型的集成電路在混合使用時，要根據其相應引腳的邏輯電平和帶負載能力采用相應的接口電路，這樣才能確保電路邏輯準確、性能可靠。

參考文獻：

［1］閻石.數字電子技術基礎（第五版）［M］.北京：高等教育出版社，2006.5.

［2］侯伯享.數字系統設計［M］.西安：西安電子科技大學出版社，2004.1.