福州大学集成电路应用实验一
福州大学开题报告
北邮数电实验报告1. 实验目的本实验的目的是通过实际操作和实验验证，加深对数字电路的理解和掌握。
具体实验内容包括： 1. 实现各种基本逻辑电路（与门、或门、非门、异或门等）的电路设计。
2. 学习使用开关和LED灯进行数字信号输入和输出。
3. 掌握数字电路实验中常用的仪器设备的使用方法。
2. 实验器材和环境本实验所使用的器材和环境如下： - FPGA实验箱 - 数字逻辑集成电路（与门、或门、非门、异或门等） - 电源 - 接线板 - 数字电路实验仪器3. 实验步骤3.1 实验准备首先，我们需要将实验所需的器材连接好，包括将数字逻辑集成电路插入到FPGA实验箱上的插槽中，并将电源正确连接。
3.2 电路设计与布线根据实验要求，我们需要设计不同的基本逻辑电路。
比如，要设计一个与门电路，可以通过将两个输入端分别与两个开关连接，将输出端连接到一个LED灯上。
其他的逻辑电路同样可以设计类似的方式。
在设计和布线的过程中，需要注意保持电路的连通性，并避免出现短路等问题。
3.3 输入和输出信号设置根据实验要求，我们需要设置输入和输出信号。
可以通过控制开关的开合状态来设置输入信号，然后观察LED灯的亮灭情况来判断输出信号的状态是否符合预期。
3.4 实验数据记录和分析在实验过程中，我们需要记录每个逻辑电路的输入和输出信号状态，并进行分析。
可以通过绘制真值表或者逻辑门表来记录并分析数据。
4. 实验结果与分析根据实验步骤中记录的数据，我们可以得出实验结果，并进行进一步的分析。
比如，可以通过比对设计的逻辑电路输出和预期输出的差异，来判断实验是否成功完成。
5. 总结与反思通过本次实验，我深入了解和掌握了数字电路的基本原理和实验方法。
通过设计和实验验证，加深了对基本逻辑电路的理解，并熟悉了数字电路实验所使用的仪器设备。
在实验过程中，我遇到了一些问题，比如电路连接错误导致的信号不稳定等，但通过仔细调试和排查，最终解决了这些问题。
《集成电路实验》课件
实验结束后，按照要求清理实验场地和设备
02 集成电路基础知识
集成电路简介
01
集成电路是将多个电子元件集成在一块衬底上，完成一 定的电路或系统功能的微型电子部件。
02
它采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻 、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或 几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳 内，成为具有所需电路功能的微型结构。
面包板和跳线：用于搭建和 调试电路。
电阻、电容、电感等电子元 件：用于构建测试电路。
电源适配器：为电路提供稳 定的电源。
实验设备与器材的使用与维护
使用
在实验前应熟悉各种设备的使用方法 ，遵循操作规程，避免因误操作导致 设备损坏或数据误差。
维护
实验结束后，应按照设备要求进行清 洁和维护，确保设备的长期使用和精 度。同时，对于易耗品如探针、连接 线等，应及时更换以保证实验效果。
按加工工艺可分为半导 体集成电路和薄膜集成 电路。
集成电路的应用与发展趋势
集成电路的应用非常广泛，包括计算机、通讯 、消费电子、汽车电子、工业控制、军事和航 空航天等领域。
随着科技的不断发展，集成电路的发展趋势是 不断向更小尺寸、更高性能、更低功耗、更高 集成度和智能化方向发展。
同时，集成电路的设计和制造技术也在不断进 步，新材料、新工艺、新器件的不断涌现，为 集成电路的发展注入了新的活力。
实验数据与结果分析
学生们通过实验数据验证了理论知识的正确性，并对电路性能进行 了优化，达到了预期的实验效果。
实验收获与体会
理论知识与实践结合
01
学生们通过实验将理论知识与实践相结合，加深了对
集成电路的理解和掌握。
独立思考与团队协作
2023年本科集成电路设计与集成系统专业实习报告
2023年本科集成电路设计与集成系统专业实习报告本次实习是在一家集成电路设计公司进行的，主要实习内容有三部分，分别是EDA工具使用、电路设计与仿真、芯片测试与验证，下面对每个部分进行详细介绍：一、EDA工具使用在实习前，本人已经掌握了EDA工具的基本理论和使用方法，但在实际应用中还是遇到了一些问题，需要在公司的工程师的指导下逐步解决。
1. Cadence VirtuosoCadence Virtuoso是一个常用的集成电路设计软件，主要用于电路图的绘制和模拟仿真。
在实习期间，我主要使用了Cadence Virtuoso用于向特定厂商提交设计文件。
从设计前，需要确保Cadence Virtuoso已经被正确的配置。
在实习的前几天，负责我的导师帮助我完成了安装、配置和授权的过程，并为我提供了一些在线的参考材料，逐步的帮助我掌握了Cadence Virtuoso的使用。
2. Synopsys HSPICESynopsys HSPICE是一个数学仿真程序，主要用于模拟电路行为、验证电路可行性和进行优化。
在实习期间，我学会了如何使用该软件来验证和优化我设计的电路。
由于HSPICE掌握需要一定的数学和物理知识，并需要对仿真结果进行一定的分析才能准确地得到电路的性能参数，因此在实习的过程中，我也需要经常向导师请教。
二、电路设计与仿真在熟悉了EDA工具后，我开始进行电路设计和仿真，利用所学的理论知识，我着手设计了一个4位二进制计数器。
1. 4位二进制计数器设计该计数器是一个同步计数器，由四个触发器组成，由于需求较为简单，所以我只需要实现计数器的加法模块。
基于这个需求，我使用进位加法器首先完成了设计。
在完成设计后，我将设计文件上传到了Cadence Virtuoso中进行了电路图的绘制和仿真，验证了电路的正确性和稳定性。
2. 电路仿真仿真是设计过程中至关重要的一环，通过仿真可以有效地检验电路的性能表现。
在完成计数器设计后，我使用Synopsys HSPICE进行了电路仿真，并根据仿真结果对电路进行了优化，进一步提高其性能表现。
本科生课-集成电路版图设计-实验报告
西安邮电大学集成电路版图设计实验报告学号：XXX姓名：XX班级：微电子XX日期：20XX目录实验一、反相器电路的版图验证1)反相器电路2)反相器电路前仿真3)反相器电路版图说明4)反相器电路版图DRC验证5)反相器电路版图LVS验证6)反相器电路版图提取寄生参数7)反相器电路版图后仿真8)小结实验二、电阻负载共源放大器版图验证9)电阻负载共源放大器电路10)电阻负载共源放大器电路前仿真11)电阻负载共源放大器电路版图说明12)电阻负载共源放大器电路版图DRC验证13)电阻负载共源放大器电路版图LVS验证14)电阻负载共源放大器电路版图提取寄生参数15)电阻负载共源放大器电路版图后仿真16)小结实验一、反相器电路的版图验证1、反相器电路反相器电路由一个PMOS、NPOS管，输入输出端、地、电源端和SUB 端构成，其中VDD接PMOS管源端和衬底，地接NMOS管的漏端，输入端接两MOS管栅极，输出端接两MOS管漏端，SUB端单独引出，搭建好的反相器电路如图1所示。
图1 反相器原理图2、反相器电路前仿真通过工具栏的Design-Create Cellview-From Cellview将反相器电路转化为symbol，和schemetic保存在相同的cell中。
然后重新创建一个cell，插入之前创建好的反相器symbol，插入电感、电容、信号源、地等搭建一个前仿真电路，此处最好在输入输出网络上打上text，以便显示波形时方便观察，如图2所示。
图2 前仿真电路图反相器的输入端设置为方波信号，设置合适的高低电平、脉冲周期、上升时间、下降时间，将频率设置为参数变量F，选择瞬态分析，设置变量值为100KHZ，仿真时间为20u，然后进行仿真，如果仿真结果很密集而不清晰可以右键框选图形放大，如图3所示。
图3 前仿真结果3、反相器电路版图说明打开之前搭建好的反相器电路，通过Tools-Design Synthesis-Laout XL新建一个同cell目录下的Laout文件，在原理图上选中两个MOS管后在Laout中选择Create-Pick From Schematic从原理图中调入两个器件的版图模型。
集成电路实验
实验1——积分器和微分器（μA741）【实验目的】（1）学会用集成运放设计积分器和微分器，熟悉电路原理和元件参数的计算。
（2）熟悉积分器和微分器的特点、性能，并会应用。
【实验仪器】•万用表，示波器，信号发生器，•“集成电路原理及应用”实验箱【实验原理】1. μA741芯片简介•μA741是第二代集成运放的典型代表•是采用硅外延平面工艺制作的单片式高增益运放。
•其特点是：•采用频率内补偿•具有短路保护功能•具有失调电压调整能力•具有很高的输入差模电压和共模电压范围•无阻塞现象，功耗较低，电源电压适应范围较宽•有很宽的输入共模电压范围，不会在使用中出现“阻塞”•在诸如积分电路、求和电路及一般的反馈放大电路中使用，均不需外加补偿电容。
μA741采用DIP8和SO8封装图11-2-1 μA741的引脚及功能2 积分器当开关S1断开时，IC1及其周围元件构成反相型积分器+IN–OFFSETNELLμOFFSETNEL –VNC+VOUTPUT• 积分器• 广泛应用于扫描电路、A/D 转换和模拟运算等方面。
其输出电压和输入电压的积分成线性关系。
• 输出电压与输入电压的关系为tt u C R t u )d (1)(i111o1⎰-=3 微分器当开关S1断开、S2闭合时，IC2及其周围元件构成反相型微分器。
图11-2-2 积分器和微分器电路原理图• 微分器• 其输出电压和输入电压的微分成线性关系，广泛应用于波形变换和模拟运算等方面。
• 输出电压与输入电压的关系为t u C R t u t d d )()(i225o2-=4 积分器和微分器当开关S2断开、S1闭合时，IC1、IC2及其周围元件构成积分器和微分器。
图11-2-2 积分器和微分器电路原理图【实验内容】1. 电路设计与仿真•参照图11-2-2设计积分器和微分器。
•用Multisim 软件对积分器和微分器电路进行仿真。
2. 积分器（1）将开关S1断开。
数字集成电路设计实验报告
哈尔滨理工大学数字集成电路设计实验报告学院：应用科学学院专业班级：电科12 - 1班学号：1207010132姓名：周龙指导教师：刘倩2015年5月20日实验一、反相器版图设计1.实验目的1）、熟悉mos晶体管版图结构及绘制步骤；2）、熟悉反相器版图结构及版图仿真；2. 实验内容1）绘制PMOS布局图；2）绘制NMOS布局图；3）绘制反相器布局图并仿真；3. 实验步骤1、绘制PMOS布局图：(1) 绘制N Well图层；(2) 绘制Active图层； (3) 绘制P Select图层；(4) 绘制Poly图层； (5) 绘制Active Contact图层；(6) 绘制Metal1图层；(7) 设计规则检查；(8) 检查错误； (9) 修改错误； (10)截面观察；2、绘制NMOS布局图：(1) 新增NMOS组件；(2) 编辑NMOS组件；(3) 设计导览；3、绘制反相器布局图：(1) 取代设定；(2) 编辑组件；(3) 坐标设定；(4) 复制组件；(5) 引用nmos组件；(6) 引用pmos组件；(7) 设计规则检查；(8) 新增PMOS基板节点组件；(9) 编辑PMOS基板节点组件；(10) 新增NMOS基板接触点； (11) 编辑NMOS基板节点组件；(12) 引用Basecontactp组件；(13) 引用Basecontactn 组件；(14) 连接闸极Poly；(15) 连接汲极；(16) 绘制电源线；(17) 标出Vdd 与GND节点；(18) 连接电源与接触点；(19) 加入输入端口；(20) 加入输出端口；(21) 更改组件名称；(22) 将布局图转化成T-Spice文件；(23) T-Spice 模拟；4. 实验结果4.1 nmos版图4.2 pmos版图4.3反相器的版图4.4反相器的spice文件4.5反相器的仿真曲线5.实验结论通过对仿真曲线的分析，当输入为高电平时，输出为低电平；当输入为低电平时，输出为高电平。
福州大学集成电路应用实验一
《集成电路应用》课程实验实验一 4053门电路综合实验学院：物理与信息工程学院专业: 电子信息工程年级： 2015级姓名：张桢学号：指导老师：许志猛实验一 4053门电路综合实验一、实验目的：1.掌握当前广泛使用的74/HC/HCT系列CMOS集成电路、包括门电路、反相器、施密特触发器与非门等电路在振荡、整形、逻辑等方向的应用。
2.掌握4053的逻辑功能，并学会如何用4053设计门电路。
3.掌握多谐振荡器的设计原理，设计和实现一个多谐振荡器，学会选取和计算元件参数。
二、元件和仪器：1.CD4053三2通道数字控制模拟开关2.万用表3.示波器4.电阻、电容三、实验原理：1.CD4053三2通道数字控制模拟开关CD4053是三2通道数字控制模拟开关，有三个独立的数字控制输入端A、B、C和INH输入，具有低导通阻抗和低的截止漏电流。
幅值为4.5～20V的数字信号可控制峰-峰值至20V的数字信号。
CD4053的管脚图和功能表如下所示CD4053真值表输入状态接通通道根据CD4053的逻辑功能，可以由CD4053由4053电路构成如下图所示8种逻辑门（反相器与非门或非门、反相器、三态门、RS触发器、——RS触发器、异或门等）。
])2)(()(ln[T DD T DD T DD T V V V V V V V RC T -+--=2.多谐振荡器的设计非门作为一个开关倒相器件，可用以构成各种脉冲波形的产生电路。
电路的基本工作原理是利用电容器的充放电，当输入电压达到与非门的阈值电压VT 时，门的输出状态即发生变化。
因此，电路输出的脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。
可以利用反相器设计出如下图所示的多谐振荡器这样的多谐振荡器输出的信号周期计算公式为：当R S ≈2R 时，若：VT=0.5VDD ，对于HC 和HCU 型器件，有T ≈2.2RC对于HCT 型器件，有T ≈2.4RC四、实验内容：1. 验证CD4053的逻辑功能，用4053设计门电路，并验证其逻辑功能：（1）根据实验原理设计如下的反相器电路图：（2（3）验证逻辑功能：测试结果：0为低电平，1为高电平2.设计多谐振荡器：（1）根据实验原理设计如下的电路图：4053构成的RC振荡器（2）在面包板上连接电路。
集成电路实际应用
相路来等的实。抗现约 干 。为 扰 这0能 在.4T力5TU，LD电还D。路可同中以时是通，办过为不适了到当提的提高。高CUMDOD的S门方电法
•
③ 电源电压工作范围宽，电源利用率高。
标准CMOS电路的电源电压范围很宽，可在3~18V
范围内工作。当电源电压变化时，与电压传输特
性有关的参数基本上都与电源电压呈线性关系。
•
Cox——单位面积栅极电容；
•
W——沟道宽度；
•
L——沟道长度(见图1－2(a))；
•
W/L——MOS管的宽长比。
•
在MOS集成电路设计中，宽长比是一个
极为重要的参数。
• 输出特性
•
N沟道增强型MOSFET的输出特性如图1－6所示。
与结型场效应管的输出特性相似，它也分为恒流区、可变
电阻区、截止区和击穿区。其特点为：
• ·器件复杂性 器件越复杂，反向偏置二极管数目
• 就越多，结面积成比例增大，漏电电流也越大。
• ·电源电压 少数载流子（即P型区的电子、N型区的空穴）数目
与反向结电压线性相关，它们在反向电压作用下很容易通过PN 结形成反向漏电电流。电压越高，漏电电流越大。
• 动态功耗: • CMOS集成电路的动态功耗包括3部分：负载电容
• 绝缘栅场效应管的结构：
如图所示，其中图1－2(a)为立体结构示意图， 图(b)为平面结构示意图。
源极 栅极 漏极
S
GD
A1层
N＋
N＋
耗 尽
L
层
P型衬底
W
氧化层 (SiO2)
B (a)
S
G
N＋
D 绝缘层(SiO2)
N＋
半导体
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《集成电路应用》课程实验实验一 4053门电路综合实验
学院：物理与信息工程学院
专业: 电子信息工程
年级： 2015级
姓名：张桢
学号：
指导老师：许志猛
实验一 4053门电路综合实验
一、实验目的：
1.掌握当前广泛使用的74/HC/HCT系列CMOS集成电路、包括门电路、反相
器、施密特触发器与非门等电路在振荡、整形、逻辑等方向的应用。
2.掌握4053的逻辑功能，并学会如何用4053设计门电路。
3.掌握多谐振荡器的设计原理，设计和实现一个多谐振荡器，学会选取和
计算元件参数。
二、元件和仪器：
1.CD4053三2通道数字控制模拟开关
2.万用表
3.示波器
4.电阻、电容
三、实验原理：
1.CD4053三2通道数字控制模拟开关
CD4053是三2通道数字控制模拟开关，有三个独立的数字控制输入端A、B、C和INH输入，具有低导通阻抗和低的截止漏电流。
幅值为4.5～20V的数字信号可控制峰-峰值至20V的数字信号。
CD4053的管脚图和功能表如下所示
4053引脚图
4053的8种逻辑功能
CD4053真值表
根据CD4053的逻辑功能，可以由CD4053由4053电路构成如下图所示8种逻辑门（反相器与非门或非门、反相器、三态门、RS 触发器、——RS 触发器、异或门等）。
输入状态 接通通道
])
2)(()(ln[
T DD T DD T DD T V V V V V V V RC T -+--=2.多谐振荡器的设计
非门作为一个开关倒相器件，可用以构成各种脉冲波形的产生电路。
电路的基本工作原理是利用电容器的充放电，当输入电压达到与非门的阈值电压VT 时，门的输出状态即发生变化。
因此，电路输出的脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。
可以利用反相器设计出如下图所示的多谐振荡器
这样的多谐振荡器输出的信号周期计算公式为：
当R S ≈2R 时，若：VT=0.5VDD ，对于HC 和HCU 型器件，有
T ≈2.2RC
对于HCT 型器件，有
T ≈2.4RC 四、实验内容：
1. 验证CD4053的逻辑功能，用4053设计门电路，并验证其逻辑功能：
（1）根据实验原理设计如下的反相器电路图：
CD4053构成反相器电路
（2）在面包板上连接电路。
（3）验证逻辑功能：
测试结果：0为低电平，1为高电平
A X
0 1
1 0
2.设计多谐振荡器：
（1）根据实验原理设计如下的电路图：
4053构成的RC振荡器
（2）在面包板上连接电路。
（3）用示波器观察输出波形，记录输出信号的频率，与其和理论值进行对比：
实际值理论值频率F 480.8Hz 454.5Hz
五、实验总结：
通过本次实验，我学习和了解了CMOS集成芯片的特点，明白了CMOS集成芯片在电路设计中的应用。
通过运用4053设计门电路，我掌握了CD4053的逻辑功能，以及如何用4053设计各种门电路。
同时，用设计出来的反相器，搭成多谐振荡器，我学会了如何选取并计算一个多谐振荡器的元件参数。