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半導體集成電路原理范文1

以集成電路為龍頭的信息技術產業是國家戰略性新興產業中的重要基礎性和先導性支柱產業。國家高度重視集成電路產業的發展,2000年,國務院頒發了《國務院關于印發鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》(18號文件),2011年1月28日,國務院了《國務院關于印發進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》,2011年12月24日,工業和信息化部印發了《集成電路產業“十二五”發展規劃》,我國集成電路產業有了突飛猛進的發展。然而,我國的集成電路設計水平還遠遠落后于產業發展水平。2013年,全國進口產品金額最大的類別是集成電路芯片,超過石油進口。2014年3月5日,國務院總理在兩會上的政府工作報告中,首次提到集成電路(芯片)產業,明確指出,要設立新興產業創業創新平臺,在新一代移動通信、集成電路、大數據、先進制造、新能源、新材料等方面趕超先進,引領未來產業發展。2014年6月,國務院頒布《國家集成電路產業發展推進綱要》,加快推進我國集成電路產業發展,10月底1200億元的國家集成電路投資基金成立。集成電路設計人才是集成電路產業發展的重要保障。2010年,我國芯片設計人員達不到需求的10%,集成電路設計人才的培養已成為當前國內高等院校的一個迫切任務[1]。為滿足市場對集成電路設計人才的需求,2001年,教育部開始批準設置“集成電路設計與集成系統”本科專業[2]。

我校2002年開設電子科學與技術本科專業,期間,由于專業調整,暫停招生。2012年,電子科學與技術專業恢復本科招生,主要專業方向為集成電路設計。為提高人才培養質量,提出了集成電路設計專業創新型人才培養模式[3]。本文根據培養模式要求,從課程體系設置、課程內容優化兩個方面對集成電路設計方向的專業課程體系進行改革和優化。

一、專業課程體系存在的主要問題

1.不太重視專業基礎課的教學?！皩I物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”是集成電路設計的專業基礎課,為后續更好地學習專業方向課提供理論基礎。如果基礎不打扎實,將導致學生在學習專業課程時存在較大困難,更甚者將導致其學業荒廢。例如,如果沒有很好掌握MOS晶體管的結構、工作原理和工作特性,學生在后面學習CMOS模擬放大器和差分運放電路時將會是一頭霧水,不可能學得懂。

但國內某些高校將這些課程設置為選修課,開設較少課時量,學生不能全面、深入地學習;有些院校甚至不開設這些課程[4]。比如,我校電子科學與技術專業就沒有開設“晶體管原理”這門課程,而是將其內容合并到“模擬集成電路原理與設計”這門課程中去。

2.課程開設順序不合理。專業基礎課、專業方向課和寬口徑專業課之間存在環環相扣的關系,前者是后者的基礎,后者是前者理論知識的具體應用。并且,在各類專業課的內部也存在這樣的關系。如果在前面的知識沒學好的基礎上,開設后面的課程,將直接導致學生學不懂,嚴重影響其學習積極性。例如:在某些高校的培養計劃中,沒有開設“半導體物理”,直接開設“晶體管原理”,造成了學生在學習“晶體管原理”課程時沒有“半導體物理”課程的基礎,很難進入狀態,學習興趣受到嚴重影響[5]。具體比如在學習MOS晶體管的工作狀態時,如果沒有半導體物理中的能帶理論,就根本沒辦法掌握閥值電壓的概念,以及閥值電壓與哪些因素有關。

3. 課程內容理論性太強,嚴重打擊學生積極性?！皩I物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”這些專業基礎課程本身理論性就很強,公式推導較多,并且要求學生具有較好的數學基礎。而我們有些教師在授課時,過分強調公式推導以及電路各性能參數的推導,而不是側重于對結構原理、工作機制和工作特性的掌握,使得學生(尤其是數學基礎較差的學生)學習起來很吃力,學習的積極性受到極大打擊[6]。

二、專業課程體系改革的主要措施

1“。 4+3+2”專業課程體系。形成“4+3+2”專業課程體系模式:“4”是專業基礎課“專業物理”、“半導體物理”、“固體物理”和“晶體管原理”;“3”是專業方向課“集成電路原理與設計”、“集成電路工藝”和“集成電路設計CAD”;“2”是寬口徑專業課“集成電路應用”、“集成電路封裝與測試”,實行主講教師負責制。依照整體優化和循序漸進的原則,根據學習每門專業課所需掌握的基礎知識,環環相扣,合理設置各專業課的開課先后順序,形成先專業基礎課,再專業方向課,然后寬口徑專業課程的開設模式。

我校物理與電子科學學院本科生實行信息科學大類培養模式,也就是三個本科專業

大學一年級、二年級統一開設課程,主要開設高等數學、線性代數、力學、熱學、電磁學和光學等課程,重在增強學生的數學、物理等基礎知識,為各專業后續專業基礎課、專業方向課的學習打下很好的理論基礎。從大學三年級開始,分專業開設專業課程。為了均衡電子科學與技術專業學生各學期的學習負擔,大學三年級第一學期開設“理論物理導論”和“固體物理與半導體物理”兩門專業基礎課程。其中“固體物理與半導體物理”這門課程是將固體物理知識和半導體物理知識結合在一起,課時量為64學時,由2位教師承擔教學任務,其目的是既能讓學生掌握后續專業方向課學習所需要的基礎知識,又不過分增加學生的負擔。大學三年級第二學期開設“電子器件基礎”、“集成電路原理與設計”、“集成電路設計CAD”和“微電子工藝學”等專業課程。由于“電子器件基礎”是其他三門課程學習的基礎,為了保證學習的延續性,擬將“電子器件基礎”這門課程的開設時間定為學期的1~12周,而其他3門課程的開課時間從第6周開始,從而可以保證學生在學習專業方向課時具有高的學習效率和大的學習興趣。另外,“集成電路原理與設計”課程設置96學時,由2位教師承擔教學任務。并且,先講授“CMOS模擬集成電路原理與設計”的內容,課時量為48學時,開設時間為6~17周;再講授“CMOS數字集成電路原理與設計”的內容,課時量為48學時,開設時間為8~19周。大學四年級第一學期開設“集成電路應用”和“集成電路封裝與測試技術”等寬口徑專業課程,并設置其為選修課,這樣設置的目的在于:對于有意向考研的同學,可以減少學習壓力,專心考研;同時,對于要找工作的同學,可以更多了解專業方面知識,為找到好工作提供有力保障。 2.優化專業課程的教學內容。由于我校物理與電子科學學院本科生采用信息科學大類培養模式,專業課程要在大學三年級才能開始開設,時間緊湊。為實現我校集成電路設計人才培養目標,培養緊跟集成電路發展前沿、具有較強實用性和創新性的集成電路設計人才,需要對集成電路設計方向專業課程的教學內容進行優化。其學習重點應該是掌握基礎的電路結構、電路工作特性和電路分析基本方法等,而不是糾結于電路各性能參數的推導。

在“固體物理與半導體物理”和“晶體管原理”等專業基礎課程教學中,要盡量避免冗長的公式及煩瑣的推導,側重于對基本原理及特性的物理意義的學習,以免削弱學生的學習興趣。MOS器件是目前集成電路設計的基礎,因此,在“晶體管原理”中應當詳細講授MOS器件的結構、工作原理和特性,而雙極型器件可以稍微弱化些。

對于專業方向課程,教師不但要講授集成電路設計方面的知識,也要側重于集成電路設計工具的使用,以及基本的集成電路版圖知識、集成電路工藝流程,尤其是CMOS工藝等相關內容的教學。實驗實踐教學是培養學生的知識應用能力、實際動手能力、創新能力和社會適應能力的重要環節。因此,在專業方向課程中要增加實驗教學的課時量。例如,在“CMOS模擬集成電路原理與設計”課程中,總課時量為48學時不變,理論課由原來的38學時減少至36學時,實驗教學由原來的10學時增加至12個學時。36學時的理論課包含了單級運算放大器、差分運算放大器、無源/有源電流鏡、基準電壓源電路、開關電路等多種電路結構。12個學時的實驗教學中2學時作為EDA工具學習,留給學生10個學時獨自進行電路設計。從而保證學生更好地理解理論課所學知識,融會貫通,有效地促進教學效果,激發學生的學習興趣。

半導體集成電路原理范文2

兩年以上工作經驗|女|26歲（1990年10月10日）&nbsp

居住地：南京&nbsp

電　話：139*******（手機）&nbsp

E-mail：&nbsp

最近工作[9個月]&nbsp

公　司：XX有限公司&nbsp

行　業：電子技術/半導體/集成電路&nbsp

職　位：集成電路高級硬件工程師&nbsp

最高學歷&nbsp

學　歷：本科&nbsp

?！I：熱能與動力工程&nbsp

學　校：南京理工大學&nbsp

自我評價

本當今社會需要高質量的復合型人才，因此我時刻注意自身的全面提高。性格開朗、善于與人交流溝通，有團隊合作精神。有豐富的研發經驗，開發過EPON、GPON光通訊、路由器交換機產品，熟悉WIFI模塊、VOIP語音模塊，熟練使用常見的PCB繪圖軟件，包括：PADS（powerPCB）、Cadence（ORCAD+PCB Editor）。

求職意向

到崗時間：可隨時到崗

工作性質：全職

希望行業：電子技術/半導體/集成電路

目標地點：南京

期望月薪：面議/月

目標職能：集成電路高級硬件工程師

工作經驗

2014/9 – 2015/6：XX有限公司[9個月]

所屬行業：電子技術/半導體/集成電路

研究部

集成電路高級硬件工程師

1.主要負責樓宇對講產品和部分智能家居產品硬件項目開發設計，包括功能電路原理設計、PCB layout、單片機代碼（C語言，匯編語言）維護與設計，產品需求分析處理與異常處理；

2.采用主控MCU有STM32F、PIC16/18F、ATmega8、STC89C51等；

3.室內機產品開發：別墅上云室內機，主要實現與移動終端如手機、IPad進行可視對講；

2013/5 – 2014/8：XX有限公司[1年3個月]

所屬行業：電子技術/半導體/集成電路

研究部

集成電路高級硬件工程師

1.室外機產品開發：數字化門口機，上云門口機，大樓門口機；

2.周邊設備產品開發：不倒翁轉紅外控制設備，智能開關燈控制，窗簾控制，智能電插；

3.熟悉大樓系統方案、別墅系統方案、智能家居方案、門禁方案；

教育經歷

2009/8— 2013/6 南京理工大學 熱能與動力工程 本科

證書

2010/12 大學英語四級

半導體集成電路原理范文3

在工作人員的陪同下，我們來到了首鋼nec的小禮堂，進行了簡單的歡迎儀式后，由工作人員向我們講解了集成電路半導體材料、半導體集成電路制造工藝、集成電路設計、集成電路技術與應用前景和首鋼nec有限公司概況，其中先后具體介紹了器件的發展史、集成電路的發展史、半導體行業的特點、工藝流程、設計流程，以及sgnec的定位與相關生產規模等情況。

ic產業是基礎產業，是其他高技術產業的基礎，具有核心的作用，而且應用廣泛，同時它也是高投入、高風險，高產出、規模化，具有戰略性地位的高科技產業，越來越重視高度分工與共贏協作的精神。近些年來，ic產業遵從摩爾定律高速發展，越來越多的國家都在鼓勵和扶持集成電路產業的發展，在這種背景下，首鋼總公司和nec電子株式會社于1991年12月31日合資興建了首鋼日電電子有限公司（sgnec），從事大規模和超大規模集成電路的設計、開發、生產、銷售的半導體企業，致力于半導體集成電路制造（包括完整的生產線――晶圓制造和ic封裝）和銷售的生產廠商，是首鋼新技術產業的支柱產業。公司總投資580.5億日元，注冊資金207.5億日元，首鋼總公司和nec電子株式會社分別擁有49.7％和50.3％的股份。目前，sgnec的擴散生產線工藝技術水平是6英寸、0.35um，生產能力為月投135000片，組裝線生產能力為年產8000萬塊集成電路，其主要產品有線性電路、遙控電路、微處理器、顯示驅動電路、通用lic等，廣泛應用于計算機、程控和家電等相關領域，同時可接受客戶的foundry產品委托加工業務。公司以“協力·敬業·創新·領先，振興中國集成電路產業”為宗旨，以一貫生產、服務客戶為特色，是我國集成電路產業中生產體系最完整、技術水平最先進、生產規模最大的企業之一，也是我國半導體產業的標志性企業之一。

通過工作人員的詳細講解，我們一方面回顧了集成電路相關的基礎理論知識，同時也對首鋼日電的生產規模、企業文化有了一個全面而深入的了解和認識。隨后我們在工作人員的陪同下第一次親身參觀了sgnec的后序工藝生產車間，以往只是在上課期間通過視頻觀看了集成電路的生產過程，這次的實踐參觀使我們心中的興奮溢于言表。

由于ic的集成度和性能的要求越來越高，生產工藝對生產環境的要求也越來越高，大規模和超大規模集成電路生產中的前后各道工序對生產環境要求更加苛刻，其溫度、濕度、空氣潔凈度、氣壓、靜電防護各種情況均有嚴格的控制。

為了減少塵土顆粒被帶入車間，在正式踏入后序工藝生產車間前，我們都穿上了專門的鞋套膠袋。透過走道窗戶首先映入眼簾的是干凈的廠房和身著“兔子服”的工人，在密閉的工作間，大多數ic后序工藝的生產都是靠機械手完成，工作人員只是起到輔助操作和監控的作用。每間工作間門口都有嚴格的凈化和除靜電設施，防止把污染源帶入生產線，以及靜電對器件的瞬間擊穿，保證產品的質量、性能，提高器件產品成品率。接著，我們看到了封裝生產線，主要是樹脂材料的封裝。環氧樹脂的包裹，一方面起到防塵、防潮、防光線直射的作用，另一方面使芯片抗機械碰撞能力增強，同時封裝把內部引線引出到外部管腳，便于連接和應用。

在sgnec后序工藝生產車間，給我印象最深的是一張引人注目的的海報“一目了然”，通過向工作人員的詢問，我們才明白其中的奧秘：在集成電路版圖的設計中，最忌諱的是“一目了然”版圖的出現，一方面是為了保護自己產品的專利不被模仿和抄襲；另一方面，由于集成電路是高新技術產業，毫無意義的模仿和抄襲只會限制集成電路的發展，只有以創新的理念融入到研發的產品中，才能促進集成電路快速健康發展。

在整個參觀過程中，我們都能看到整潔干凈的車間、纖塵不染的設備、認真負責的工人，自始至終都能感受到企業的特色文化，細致嚴謹的工作氣氛、一絲不茍的工作態度、科學認真的工作作風。不可否認，我們大家都應該向他們學習，用他們的工作的態度與作風于我們專業基礎知識的學習中，使我們能夠適應目前集成電路人才的需求。

半導體集成電路原理范文4

【關鍵詞】標準CMOS；工藝；肖特基二極管；集成；設計；實現

隨著射頻無線通信事業的發展和移動通訊技術的進步，射頻微波器件的性能與速度成為人們關注的重點，市場對其的需求也日益增多。目前，CMOS工藝是數字集成電路設計的主要工藝選擇，對于模擬與射頻集成電路來說，選擇的途徑有多種，例如Si雙極工藝、GaAs工藝、CMOS工藝等，在設計中，性能、價格是主要的參考依據。除此以外，工藝的成熟度及集成度也是重要的考慮范疇。

1.概述

對于射頻集成電路而言，產品的設計周期與上市時間的縮短都是依賴仿真精確預測電路性能的設計環境的功能。為了使設計環境體現出高效率，精確的器件模型與互聯模型是必須要具備的，在設計工具中非常重要，對于射頻與模擬技術，器件模型決定了仿真的精度。采用CMOS工藝，在射頻集成電路上的應用時間還補償，也使得在一些模型方面還不完善。對于射頻CMOS集成電路而言，對其影響最大的是寄生參數，在低頻環境下，由于對這些寄生參數的忽視，往往使電路的高頻性能受到影響。肖特基二極管具有自身獨特的優勢，例如快速開關速度和低正向壓降。由于這些優異的高頻性能，他們有被廣泛應用在開機檢測離子和微波網絡電路中。肖特基二極管通常制作的款式包括n型或p型半導體金屬材料，如砷GaAs和SiC。正向偏置的肖特基二極管的性能是由多數載流子器件，少數載流子主要是確定這些p型或n型二極管的屬性。為了改善高頻性能和集成電路的電源電壓減小到現代集成電路，集成的肖特基二極管是很重要的。但可以用于集成肖特基二極管的過程常常是沒有現成的，不能和CMOS電路單片集成。以往根據其設計，在標準CMOS工藝基礎上制造出肖特基二極管。在本文中，主要針對集成肖特基二極管的設計及實現進行描述，并且基于成本考慮，該標準CMOS工藝基礎上肖特基二極管生產工藝不需要任何修改。所測量的結果也符合要求，在SPICE仿真模型中得到驗證。

2.CMOS工藝技術

近幾十年，因為CMOS技術的發展，也使得在制造射頻集成電路時，采用CMOS技術得以實現。但是，因為CMOS制造工藝通常是以數字電路作為導向。面向數字電路設計的CMOS首先由芯片代工廠研發出來，注重功率耗散與時速。在數字CMOS工藝快速發展成熟以后，在其基礎上，通過修改制程與添加掩膜層實現信號的混合及模擬射頻CMOS工藝。傳統CMOS工藝包含BJTs、MOSFETs以及各種電阻，如擴散電阻、多晶硅電阻及N阱電阻。但是，對于CMOS工藝而言，還應該涵蓋各種高頻無源器件，例如變容二極管、MIM電容、高Q值電桿及變壓器等。同樣，作為肖特基二極管來說，也是CMOS工藝技術的重要環節。例如，需要額外高能離子注入形成深注入N阱降低程度耦合與噪聲系數。需要注意的是，盡管射頻CMOS工藝是基于數字CMOS工藝而來，但其不僅僅是添加幾層掩膜來實現高頻無源器件，對于器件的性能而言，射頻工藝與數字工藝的優化目標是不同的，在進行改進的時候，也有可能與傳統的CMOS工藝發生沖突。

3.肖特基二極管的工作原理

之所以金屬半導體能夠形成對壘，主要原因是由于不同的功函數引起的。將金屬的功函數定義為技術費米能級與真空能級間的能量差，表示一個起始能量與費米能級相等的電子由金屬內部移向真空中所需要的最小能量。該能量需要克服金屬晶格與被拉電子與其它電子間的作用，還有一個作用是用來克服金屬表面存在的偶極矩。因此，功函數的大小在一定程度上可以表述電子在金屬中被束縛的強度。和金屬類似，半導體的功函數也被定義為費米能級與真空能級間的能量差，因為半導體的費米能級通常處于禁帶中，禁帶中一般沒有電子，因此該功函數的定義就可以看做是將電子帶導帶或者價帶移向真空能級需要的平均能量。對于半導體來說，還有一個很重要的參數，就是電子親和能，表示板代替導帶底的電子向外逸出所需要的最小能量。

對于肖特基勢壘的形成而言，假設現有一塊n型半導體和一塊金屬，兩者具有相同的真空電子能級，假設半導體的功函數比金屬的功函數小，同時，假設半導體表面無表面態，那么其能帶到表面都是平直的。此時，兩者就形成一個統一的電子系統，因為金屬的費米能級比半導體的費米能級低，因此半導體中的電子就會流向金屬，這樣金屬表面就會帶負點，半導體帶正電。所帶電荷在數值上是等同的，因此對于整個系統來說，還是保持電中性，從而提高了半導體的電勢，降低了金屬的電勢。如果電勢發生變化，所有的電子能級及表面電子能級都會隨之變化，使之趨于平衡狀態，半導體和金屬的費米能級在同一水平上時，電子的凈流動不會出現。原來的費米能級的差異被二者之間的電勢差進行補償，半導體的費米能級下降。

4.肖特基二極管的設計和布局

這種設計是基于標準CMOS工藝下，通過MPW在0.35μm工藝中得到實現的。當金屬層直接沉積到低摻雜n型或p型半導體區域，形成一個肖特基二極管。當這兩種材料彼此接觸，由于電勢差的存在就會產生一個勢壘高度，電子必須克服的電流才能流入。低摻雜的半導體上的金屬的陽極和半導體動脈插管，通過歐姆接觸在陰極上。在我們的設計中只使用n型肖特基二極管。跨節的Al-Si肖特基二極管如圖1所示。

在該設計中，沒有出現P+有源區在n阱接觸下接觸材料是鋁面積（等于到dxd）。因此，金屬層將直接連接到低摻雜n阱區。其結果是形成了的Al-Si的肖特基二極管接觸。對于鑄造工藝中需要確定的參數，例如密度、功函數等，只能通過對該區域的肖特基二極管進行控制得以實現，進行二極管的I-V曲線或者其它參數的修改。

根據標準CMOS工藝基礎上的肖特基二極管的布局及設計。首先，為了降低肖特基二極管的串聯電阻，肖特基和歐姆接觸電極之間的距離按照設計規則被設置為最小允許的距離。其次，采用肖特基二極管布局的方法。交織式的布局為每一個串聯電阻提供了并聯連接的途徑，這是肖特基接觸的優勢所在。

5.所制作的二極管的測定結果

根據MPW，對肖特基二極管的不同部位通過三種交織方法進行標準CMOS工藝下的0.35μm制造，并對測得的結果進行了討論。

5.1 I-V的功能

基于對串聯電阻的考慮，肖特基二極管的IV功能可表示為：

通過擬合公式（3）和所測得的結果，我們可以得到實現SBD的方法，如表1的參數所示。

從表1中可以觀察到，隨著相互交織的樹木的增多，串聯電阻的阻值明顯的降低。

為實現SBD的測量，勢壘高度B的測量的統計結果如圖3所示。在所測的90個樣本中，SBD1、SBD2、SBD3各30個樣本，從而求得實現SBD的勢壘高度為0.44eV左右。

擊穿電壓是4.5V左右，在今后的工作中，在正常的SBD設計與生產中，擊穿電壓可以延長一些方法的使用，例如在自對準保護環境與SBD的制造過程中，

5.2 C-V的功能

其中，Nd為摻雜濃度的n-阱，Φn是費米能級之間的電位差和導帶邊緣相等于（EC-Ef）/q。

圖4顯示了測得的反向偏壓為SBD的C-V曲線。

5.3 S參數測量和SBD高頻建模

為了測量高頻率的S參數設計的設備，每個SBD被放置了有三個探頭焊盤。中間信號墊的大小是85μm×85μm和頂部/底部的的地面尺寸是85μm×135μm的。使用GSG探頭和網絡分析儀，我們可以得到S參數設計的SBD。但是，S參數的直接測量結果包括墊片、金屬線和覆蓋的寄生電容。對于設計的設備而言，盡管寄生參數是非常小的，但這些寄生參數是絕對不能被忽視的，在計算的時候應該將GSG探頭直接測量的S參數減去。在本文所研究的設計中，我們制作兩個虛擬的GSG信號墊作為測試裝置，假如兩個信號墊一個是偽GSG信號墊，一個是SBD信號墊，且兩個信號墊同等大小。除此以外的虛擬信號墊都是開放的，這也就是我們所說的開放式信號墊。S參數由啞墊進行測量。接著就可以得到信號墊和金屬線的寄生電阻和電容。將這些寄生參數減去，就能夠得到S參數的無寄生電阻和電容。將這種方法稱之為去嵌入技術。

使用測得的S參數可以抽象為高頻模擬SPICE模型。圖5顯示SBD仿真離子模型的實現。L1和L2顯示出的輸入和輸出串聯電感。Ci和Co表示陽極輸入輸出電容和陰極節點。C1具有相互交織的肖特基二極管的兩個端口之間的寄生電容。R1和R2為連接S參數下NWLL到地面下電阻的n-阱的模型。pn二極管反映的寄生蟲n阱p-次二極管。在我們的設計中，可以用得到的pn二極管的參數通過標準CMOS工藝0.35μm的SPICE模型。

如圖6所示，為S參數SBD1測量和模擬。表2給出了仿真離子模型的參數，頻率SBD1從50MHz到40GHz，該模型可以匹配到30GHz的測量結果。

6.結束語

隨著無線通訊具有的靈活性和高機動性的特點，其應用越來越廣泛，也順應了市場的需求。由于CMOS工藝在諸多的工藝中最為成熟、成本最低，卻功耗最小，因此得到廣泛的應用，隨著技術的不斷成熟，CMOS工藝基礎上的肖特基二極管設計及實現也成為現實。也是未來射頻集成電路發展的必然趨勢。通過MPW在標準CMOS工藝制造的肖特基勢壘二極管中的設計應用，可知鋁硅接觸的勢壘高度約0.44eV。通過I-V，C-V和S參數測量可以實現SBD。通過本文所示，SBD設計的優勢較為明顯，最為顯著的是設計成本較低，能夠被廣泛的應用與商業標準的CMOS工藝中。在以后的工作中，更多的重點將集中在標準CMOS工藝設計的SBD的反向擊穿電壓和頻率范圍擴展。

參考文獻

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半導體集成電路原理范文5

關鍵詞 片上系統設計導論 集成電路設計 項目化教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2015）17-0010-02

隨著半導體工藝和集成電路設計技術的發展，集成電路的規?？梢赃_上億個晶體管，已經發展到片上系統SoC（System on Chip）?，F代片上系統（SoC）是利用IP核（Intellectual Property Core）復用和深亞微米技術，采用軟件和硬件結合的設計和驗證方法，在一塊芯片上實現復雜的功能。它廣泛應用于汽車、醫療設備、手機和其他消費電子，其應用領域的市場應用結構如圖1所示。

圖1 2013年集成電路設計市場應用結構

圖2 2008-2014年集成電路行業的產值

2008年以來，我國集成電路產業總產值從2107億元增長到2915億元。2014年，據國家統計局統計，共生產集成電路1015.5億塊，同比增長12.4%，增幅高于上年7.1個百分點；集成電路行業銷售產值同比增長8.7%，增幅高于上年0.1個百分點。集成電路行業的產值如圖2所示。

近年來，半導體集成電路產業在國家政策支持下發展迅速，因此對人才的需求在不斷增加。據權威機構報道，2010年以來，中國IC產業對設計工程師的需求將達到30萬人以上，并且逐年增加，但目前國內實際人才數量相較于需求遠遠不夠。高校是人才培養的搖籃，但高校大多數教授基礎概念，并了解基本的設計流程和設計方法，遠不能滿足行業的要求。

針對這一現象，《片上系統（SoC）設計導論》課程將結合《固體物理》《半導體物理》《數字集成電路設計》《模擬集成電路設計》《VHDL語言》等多門課程，以項目化教學的形式進行教學，并且對其進行探討。

一、采用項目化教學改善學生只會理論、不會設計的現狀

（1）解決SoC設計與相關課程之間的內部聯系，教學內容主要涉獵到相類似的部分，通過將一個大項目分解成幾個小項目，通過逐漸加大項目的難度，使學生在項目中逐漸加深了對知識點的理解，并且將課程的主要內容相互銜接與融合，形成完整的SoC設計概念。例如通過對矩陣加法器的項目分解如下幾個小項目來實現，具體項目如圖3所示。通過這些項目設計過程完整地訓練，既培養了較強的SoC設計能力，還提升了學生的擇業面。

圖3 項目流程圖

（2）項目中會先有示例，然后引導學生對分解的小項目做設計，熟悉設計流程和設計方法，而且解決了理論教學與實踐教學相脫節的問題，轉變了傳統的理論教學方式，達到較好的教學效果。

二、 通過PDCA戴明環的方式改善設計的產品不能用的問題

（1）在SoC設計的過程中，通過跟蹤課內外學生設計中反應的問題，對項目難易度的進行調整，提高學生的綜合素質，逐步鍛煉和培養學生的自主學習、團結協作等能力。

（2）結合新的技術或者領域，對項目進行適當的調整，在基礎層上讓學生邊學邊做，在單個簡單的模塊中進行訓練，最后實現復雜的項目要求的功能，達到SoC設計能力的提高。

通過PDCA戴明環的方式來持續改進教學方法，對教學內容和教學計劃進行合理和高效的修改。PDCA戴明環如圖4所示。

圖4 PDCA循環

三、小結

教師指導學生設計一個完整的項目，其中包括需求、硬件設計、軟件設計、驗證等部分。學生不僅掌握了基本概念，也提高了設計實踐能力，更提升了團隊意識?！镀舷到y（SoC）設計導論》課程項目化教學改變了傳統的理論課教學方式，以目標為導向，以設計作為考核標準，充分發揮了學生的能動性和協作能力，使學生理論與實踐齊頭并進，縮短了與集成電路設計人才的距離。

參考文獻：

[1] 陳超，王心一，王成華. 基于PSoC的實驗教學平臺開發[J]. 實驗室研究與探索， 2010，29（10）：110-113.

[2] 馬仁杰，王榮科，左雪梅等. 管理學原理[M]. 北京：人民郵電出版社，2013，（9）.

[3]周殿鳳.片上可編程系統項目化教學探討[J].輕工科技， 2013，（5）：190-191.

半導體集成電路原理范文6

關鍵詞：課程改革；工作任務；課程項目；技術情境；教學導航

作者簡介：陳麗茹（1962-），女，遼寧開原人，哈爾濱電力職業技術學院信息工程系，副教授；劉蓮秋（1964-），女，遼寧蓋州人，哈爾濱電力職業技術學院信息工程系，副教授。（黑龍江哈爾濱150030）

中圖分類號：G712     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）12-0093-02

隨著我國科技和經濟的迅猛發展，社會對人才的需求正在發生著深刻的變化，教育行業受到各方面的重視。在教育部和財政部實施的國家示范性院校建設政策鼓舞下，高等職業技術學院以服務為宗旨，以就業為導向，以培養高級應用型、技藝型人才為目標。這類人才主要是在不同行業、企業的工作和生產過程中負責管理、監督、檢測、分析、技術服務等幾項工作。因此，高等職業技術學院正進行較大規模的專業建設和課程改革，要求高職專業的學生除了具備必要的基礎理論、專業技術知識外，還必須具有解決工作生產中實際問題的能力，以適應今后的工作。

“電子技術”分為模擬電子和數字電子兩大部分，在教學中從職業崗位工作任務分析著手以掌握知識和技能為根本、以工作方向為培養目標、以工作過程為導向，強調把完整的工作過程及其操作要求作為課程內容。當工作過程導向課程運用項目載體設計學習情境時，這一工作過程實際上就成了完成具體項目的自始至終的步驟。通過課程分析和知識、能力、素質分析，打破傳統的教學模式，構建了“以工作任務為中心、以課程項目為主體的教學方法”。在教學中掌握課程技術原理及應用方面知識體系的完整性是非常重要的，使學生在完整的工作過程中培養應對復雜技術情境的能力。在教學中以典型電子電路制作的工作任務為中心，以多模塊應用為切入點，引入對學生創新能力的培養，讓學生在具體應用電路的制作過程中開發創新思維，完成相應工作任務，并構建相關的理論知識，發展職業能力。

一、模擬電子技術教學導航

模擬電子技術是研究對仿真信號進行處理的模擬電路的學科。它以半導體二極管、半導體三極管和場效應管為關鍵電子器件，包括功率放大電路、運算放大電路、反饋放大電路、信號運算與處理電路、信號產生電路、電源穩壓電路等研究方向。

理論知識：基本半導體知識、放大電路、集成運算放大電路、直流穩壓電源。

技能訓練：常用元件的識別與測量、放大電路性能分析、集成運算放大電路基本應用。

1.模塊1：半導體器件

（1）知識重點：半導體基礎知識；半導體二極管外部特性；晶體三極管外部特性。（2）知識難點：半導體PN結。（3）教學方式：從半導體PN結入手，簡單介紹半導體的基本結構與工作原理。結合實踐教學，重點掌握半導體的外部特性。（4）技能要求：二極管與三極管的簡易測試。

2.模塊2：放大電路

（1）知識重點：放大電路的基本組成；放大電路的分析；多級放大電路的極間耦合；負反饋對放大電路的性能的影響。（2）知識難點：放大電路的分析；放大電路的負反饋。（3）教學方式：從基本放大電路入手，介紹放大電路的靜態與動態分析、多級放大、電路反饋；結合實踐教學，重點掌握放大器的外部特性。（4）技能要求：放大電路靜態工作點的調整與動態參數測試。

3.模塊3：集成運算放大器

（1）知識重點：集成運放的結構和特點；基本運算電路；集成運放的線性應用電路。（2）知識難點：集成運放的線性應用電路。（3）教學方式：從理論集成運放條件入手，掌握各基本運算電路和電壓比較器的功能；結合實踐教學，重點掌握集成運放的外部特性。（4）技能要求：電路的調整與測試。

4.模塊4：直流穩壓電源

（1）知識重點：整流與濾波電路；穩壓電路；開關電源。（2）知識難點：開關電源。（3）教學方式：從二極管整流特性、電容器充放電入手，講解整流、濾波電路；穩壓電源重點講授集成穩壓電路和開關電源。（4）技能要求：電路的調整與測試。

二、數字電子技術教學導航

數字電子技術主要研究各種邏輯門電路、集成器件的功能及其應用，邏輯門電路組合和時序電路的分析和設計、集成芯片各腳功能。隨著計算機科學與技術突飛猛進地發展，用數字電路進行信號處理的優勢也更加突出。為了充分發揮和利用數字電路在信號處理上的強大功能，可以先將模擬信號按比例轉換成數字信號，然后送到數字電路進行處理，最后再將處理結果根據需要轉換為相應的模擬信號輸出。

理論知識：集成門電路與組合邏輯電路、時序邏輯電路、波形產生與整形電路、中規模集成電路應用。

技能訓練：組合邏輯電路應用、時序邏輯電路應用、邏輯電路限定符號識圖。

1.模塊1：數字電路基礎

（1）知識重點：數字脈沖信號；二進制與8421BCD碼；基本函數與邏輯運算；邏輯函數的化簡和變換。（2）知識難點：邏輯函數的化簡和變換。（3）教學方式：從二進制與邏輯函數基本規則入手，學習邏輯運算規則、邏輯函數化簡與變換。（4）技能要求：邏輯函數的化簡和變換。

2.模塊2：組合邏輯電路

（1）知識重點：基本邏輯符號及意義；門電路的邏輯功能和基本特性；組合邏輯電路的分析常用組合邏輯電路的邏輯功能。（2）知識難點：基本邏輯符號及意義；組合邏輯電路。（3）教學方式：從基本原理與邏輯符號讀解入手，重點介紹電路的邏輯功能與外部特性。（4）技能要求：基本邏輯符號讀圖；門電路和組合邏輯電路。

3.模塊3：觸發器

（1）知識重點：各類觸發器的邏輯功能；觸發器限定符號及其意義。（2）知識難點：觸發器之間的轉換關系。（3）教學方式：借助限定符號意義讀解，幫助理解各種觸發器的邏輯功能與控制方式；結合實踐教學，重點掌握電路的外特性。（4）技能要求：觸發器的邏輯功能測試。

4.模塊4：時序邏輯電路

（1）知識重點：時序邏輯電路的特點；時序邏輯電路的限定符號及其意義；寄存器；集成計數器應用。（2）知識難點：集成計數器應用；限定符號及其意義。（3）教學方式：從觸發器入手，由D觸發器構成寄存器；由T和T觸發器分別構成同步和異步二進制計數器。借助限定符號的意義來理解時序邏輯電路的邏輯功能。結合實踐教學，重點掌握電路的外特性。（4）技能要求：常用的相關集成電路的應用。

5.模塊5：波形產生與整形電路

（1）知識重點：555定時器；多諧振蕩器與單穩態電路；施密特觸發器；石英晶體振蕩器。（2）知識難點：555定時器；多諧振蕩器。（3）教學方式：以555定時器為重點，介紹多諧振蕩器、單穩態電路和施密特觸發器的功能。重點掌握電路的外特性。石英晶體振蕩器從阻抗頻率特性入手。（4）技能要求：常用的相關電路的應用入手。

三、電路組裝、測量與調試教學導航

電子電路組裝、測量與調試在電子工程技術中占有重要的地位，任何一個電子產品都是由設計焊接組裝調試形成的，焊接是保證電子產品質量和可靠性最基本環節，調試是保證電子產品正常工作的最關鍵環節。

理論知識：常用電子儀表、電路的裝配、調試與測量知識。

技能訓練：常用電子測量儀表的使用、常用電路元件與數字集成電路測量、電路的裝配與調試。

1.模塊1：常用電子儀器知識重點

（1）知識重點：雙蹤示波器；半導體管特性圖示儀；毫伏表；信號發生器；集成電路測試儀。（2）知識難點：雙蹤示波器；半導體管特性圖示儀。（3）教學方式：重點講授電子儀器的操作和使用方法。（4）技能要求：儀器的基本操作方法；半導體特性測量。

2.模塊2：電子元器件的識別與簡易測量

（1）知識重點：電子無源元器件；電子有源元器件；表面安裝元器件。（2）知識難點：表面安裝元器件。（3）教學方式：重點講授各種電子元器件的識別與選用方法。（4）技能要求：元器件的識別與選用方法、常用數字集成電路測試。

3.模塊3：電路的裝配、調試與測量

（1）知識重點：裝配、焊接工藝；電路測試與測量。（2）知識難點：電路測試。（3）教學方式：介紹電路裝配工藝，分析電路測試與測量基本方法，結合實訓進行教學。（4）技能要求：電路裝配、測試與測量。

四、電子電路仿真教學導航

電路仿真技術是近十年來在電子技術研究領域的一場革命。設計人員利用計算機及其軟件的強大功能，在電路模型上進行電路的性能分析和模擬實驗，從而得到準確的結果，然后再付諸生產，極大地減少了實驗周期和試制成本，提高了生產效率和經濟效益，受到了電子生產廠家的一致歡迎?，F在，電子仿真技術已成為電子工業領域不可缺少的先進技術，因此為了確保電路設計的成功，消除代價昂貴并且存在潛在危險的設計缺陷，就必須在設計流程的每個階段進行周密地計劃與評價。電路仿真給出了一個成本低、效率高的方法，能夠在進入更為昂貴費時的原型開發階段之前，找出問題所在。

理論知識：EWB與Multisim平臺基本知識，Multisim在電子仿真實驗中的應用。

技能訓練：模擬電路電子仿真和數字電路電子仿真。

模塊：電子電路仿真。

（1）知識重點：Multisim平臺的使用；Multisim在電子仿真實驗中的應用。（2）知識難點：Multisim軟件的使用。（3）教學方式：從電子實驗實例入手，學習Multisim軟件的使用，在學會使用的基礎上，結合電子知識，完成電子實驗的仿真。（4）技能要求：用Multisim進行電子仿真的方法。

五、綜合實訓項目――有源多媒體音箱的設計與制作

1.知識要求

掌握模擬電子技術和數字電子技術的綜合應用思路；掌握電子產品綜合設計的基本思路。

2.技能要求

能進行電子電路的綜合制作調試；能有條理地撰寫設計說明書；能對設計項目進行總結展示。

3.教學任務

通過有源多媒體音箱的設計、制作及測試，掌握電子產品的設計流程及注意事項，學會元器件的特性測試和電路組裝、測試，熟悉電子產品組裝的工藝要求及生產過程。

4.教學活動設計

（1）通過讓學生利用圖書館、上網等手段查閱相關資料，在教師指導下對有源多媒體音箱進行設計，掌握電子產品的設計流程及注意事項。

（2）在校內生產線的工作崗位上，根據所設計電路選擇元器件，進行元器件的性能、參數測試。規劃電路板，進行元器件的布局和印制電路板的制作。完成各部分電路的焊接、組裝，對已經組裝的電子產品進行參數測試及調試，使其達到設計要求。

（3）要求學生撰寫實踐報告及產品說明書。

5.相關知識

（1）理論知識。元器件的識別、測試方法；印制電路板的制作，元器件的布局；焊接工藝、電路調試方法；產品說明書的撰寫。

（2）實踐知識。元器件的選擇、測試；印制電路板的規劃和制作；元器件的焊接、組裝；電路的調試及參數測試；實踐測試報告的編寫。

“電子技術”課程的教學改革就是以職業為導向，以提高學生就業競爭能力為目的，以市場需求為運作平臺。因此應將該課程實訓的內容和電子元器件及電路的研發實驗、生產流程與企業結合到一起，通過校企合作，學生以一個普通職業人的身份，真正達到工學結合的課程改革。

參考文獻：

[1]教育部關于加強高職教育人才培養工作的意見[Z].教高[2000]2號.

[2]教育部關于以就業為導向深化高等職業教育改革的若干意見[Z].教高[2004]1號.