第四章 集成电路分析
集成电路介绍ppt课件
ENIAC
10万倍
3万倍
60万分之一
军用
中国集成电路现状
中国目前是世界上最大的芯片消费市场 我国集成电路自给率水平偏低，核心芯片缺乏 2018年我国集成电路自给率仅为15.35% 核心芯片自给率更低。比如计算机系统中的MPU、通用电子系统中的FPGA/EPLD和DSP、通信装备中的Embedded MPU和DSP、存储设备中的DRAM和Nand Flash、显示及视频系统中的Display Driver等，国产芯片占有率都几乎为零 2014年6月，颁布《集成电路产业发展推进纲要》，将半导体产业新技术研发提升至国家战略高度。
仙童公司制造的IC
诺伊斯
集成电路的诞生
单晶硅
集成电路晶圆
经过氧化、光刻、腐蚀、注入等工艺在晶圆上“刻画”出各个元件，再通过合金将元件连在一起，成为满足需要的集成电路
集成电路的诞生
平面工艺技术：三极管
三极管是一个电流控制开关元件：be端输入电流大小决定ce端输出电流大小
e
b
c
P
N
N
线宽
P
N
N
e
b
c
侧面
正面
集成电路的发展
12个 晶体管 1962年
1000个 晶体管 1966年
10万个 晶体管 1973年
15万个 晶体管 1977年
1000万个 晶体管 1993年
1亿个 晶体管 1994年
集成电路的发展
1962年，线宽25um 1970年，线宽8um 2000年，线宽180nm 2018年，线宽7nm 1mm=1000um=1000x1000nm 一根头发直径大约75um!
涂胶
集成电路分析与设计PPT课件
Intel公司微处理 器—Pentium® 4
25
2 集成电路发展
Intel公司微处理 器—Pentium® 6
26
2 集成电路发展 Intel Pentium 4微处理器
27
2 集成电路发展 Intel XeonTM微处理器
28
2 集成电路发展 Intel Itanium微处理器
29
2 集成电路发展
集成电路发展里程碑
30
2 集成电路发展
集成电路发展里程碑
31
2 集成电路发展
晶体管数目
2003年一年内制造出的晶 体管数目达到1018个，相 当于地球上所有蚂蚁数量 的100倍
32
2 集成电路发展
芯片制造水平
2003年制造的芯片尺寸控制 精度已经达到头发丝直径的1 万分之一，相当于驾驶一辆 汽车直行400英里，偏离误差 不到1英寸！
33
2 集成电路发展
晶体管的工作速度
1个晶体管每秒钟的开关 速度已超过1.5万亿次。 如果你要用手开关电灯 达到这样多的次数，需 要2万5千年的时间！
34
2 集成电路发展
半导体业的发展速度
1978年巴黎飞到纽约的 机票价格为900美元，需 要飞7个小时。如果航空 业的发展速度和半导体业
1960年，Kang和Atalla研制出第一个利用硅半导体材料制成的MOSFET
1962年出现了由金属-氧化物-半导体（MOS）场效应晶体管组成的MOS 集成电路
早期MOS技术中，铝栅P沟MOS管是最主要的技术，60年代后期，多晶 硅取代铝成为MOS晶体管的栅材料
1970’s解决了MOS器件稳定性及工艺复杂性之后，MOS数字集成电路 开始成功应用
一个有关集成电路发展趋势的著名 预言，该预言直至今日依然准确。
集成电路设计中的分析与优化
集成电路设计中的分析与优化随着电子科技的不断发展，集成电路（Integrated Circuit, IC）已成为了现代电子技术的重要组成部分。
它具有体积小、功耗低、性能优越的特点，广泛应用于通信、计算机、工业控制、医疗等各个领域。
而IC设计中的分析与优化则成为了IC产业发展的重要支撑，决定了IC芯片的性能和成本。
IC芯片设计中的分析主要包括电路仿真、电气参数分析、时序分析等，其中电路仿真是一个关键环节。
电路仿真是指在计算机上通过模拟电路的工作过程，通过分析电路的参数，探究其性能和故障原因。
电路仿真技术在射频电路设计、数字信号处理、模拟电路设计等方面得到广泛应用。
在进行电路仿真时，需要使用专业的仿真工具，例如SPICE、TINA等。
在芯片设计中，SPICE仿真是最常用的仿真工具之一。
它具有快速、准确的特点，可以模拟多种电路中的元器件，包括电阻、电容、电感、半导体器件等。
虽然SPICE在模拟复杂电路时，计算时间会很长，但是它还是一款不可或缺的仿真工具。
除了电路仿真，电气参数分析也是IC芯片设计中的一个重要环节。
在设计大规模集成电路时，需要对电气参数进行精细分析，例如电流、移相、驱动电压等，以保证芯片的正确性和稳定性。
电气参数分析可以通过模拟和验证来完成。
其中，模拟通常使用SPICE仿真工具，验证则使用实际测量数据。
时序分析也是集成电路设计中的重要环节。
时序分析包括时钟分析、延迟分析和冒险分析等，是确保IC芯片在工作时满足时序要求的关键步骤。
在时序分析中，需要对时钟信号、数据信号、控制信号等进行综合分析，以保证芯片在特定的时序条件下工作正常。
时序分析通常使用专业的时序分析工具，例如PrimeTime、Tempus等。
随着IC芯片设计复杂度的不断提高，对电路设计的优化也愈加重要。
IC芯片设计优化的目标是在保证芯片功耗、性能、可靠性等要求的前提下，尽可能地降低成本。
IC芯片设计优化包括电路结构优化、布局优化、电路细节优化等。
数字逻辑(欧阳星明)第四章
第四章
组合逻辑电路
4.3.2 设计举例 例1 设计一个三变量“多数表决电路”。
解 分析：“多数表决电路”是按照少数服从多数的原则 对某项决议进行表决，确定是否通过。 令 逻辑变量A、B、C --- 分别代表参加表决的3个成员， 并约定逻辑变量取值为0表示反对，取值为1表示赞成； 逻辑函数 F --- 表示表决结果。F取值为0表示决议被否定， F取值为1表示决议通过。 按照少数服从多数的原则可知，函数和变量的关系是：当3 个变量 A、B、C中有 2 个或 2个以上取值为 1 时，函数F 的值为 1， 其他情况下函数F的值为0。
2
第四章
组合逻辑电路
4. 1 基 本 概 念
一．定义 组合逻辑电路：若逻辑电路在任何时刻产生的稳定输出 值仅仅取决于该时刻各输入值的组合，而与过去的输入值无 关，则称为组合逻辑电路。 二．结 构 组合逻辑电路的结构框图如下图所示。
输 X1 入X 2 信 号 Xn
组合 逻辑电路
信 号 Fm
F1 输 F2 出
第四章
组合逻辑电路
第
四
章
组
合
逻
辑
电
路
1
第四章
组合逻辑电路
数字系统中的逻辑电路按其结构可分为组合逻辑电路和 时序逻辑电路两大类型。 组合逻辑电路既可完成各种复杂的逻辑功能，又是时序 逻辑电路的组成部分，应用十分广泛。 本章知识要点： 组合逻辑电路分析和设计的基本方法； 组合逻辑电路设计中几个常见的实际问题及其处理； 组合逻辑电路中的竞争与险象问题。
图中， X1,X2 ， … ， Xn 是电路的 n 个输入信号， F1,F2,… ， Fm 是电路的m个输出信号。输出信号是输入信号的函数。
集成电路原理第四章ppt课件
4.1 MOS器件的基本电学特性
4.1.1 MOSFET的结构与工作原理
MOSFET——Metal-Oxide-Semiconductor
Field Effected Transistor
增强型〔常关闭型）
金属PM氧OS 化物半导体场效应晶体管
耗尽型〔常开启型）
MOSFET
iDSCOXLWvGSVthvDSvD 2S2
3.4
51
085 L
801
0030.43922220.62(m 5 )A
4.1.4 MOSFET小信号参数 （1〕跨导gm
——表示交流小信号时vGS对ids的控制能力〔vDS恒定）
饱和区：
gm
iDS vGS
vDSc onst
C OX LW vG SV th 1vDS
足电路设计的要求，此工序称为“调沟”。即向沟道区进行离
子注入〔Ion Implantation）,以改变沟道区表面附近载流子浓
度，与此相关的项用
Qi C OX
表示。一般调沟用浅注入，注入能量
在60 80KeV左右；若异型注入剂量、能量较大，则可注入到
体内，形成埋沟MOS〔Buried-Channel MOS）。
例4-2 知：n+ Poly-Si栅NMOS晶体管宽长比W/L=100 m/10 m， 漏、栅、源、衬底电位分别为5V，3V，0V，0V。
n=580cm2/V s，其他参数与例4-1相同。 求：① 漏电流iDS。
② 若漏栅源衬底电位分别为2V，3V，0V，0V，则IDS=？
解：① 由已知得： vGS=3V，vDS=5V，vBS=0V 而由例4-1得Vth=0.439V vDS=5V(vGS-Vth)=3-0.439=2.561(V) 器件工作在饱和区，那么：
集成电路内部构造-概念解析以及定义
集成电路内部构造-概述说明以及解释1.引言1.1 概述集成电路是一种能够将多个电子元件和电路功能集成到一个单一芯片上的技术。
与传统电路相比，集成电路具有体积小、功耗低、速度快等显著优势。
它广泛应用于计算机、通信、嵌入式系统以及各种电子设备中。
在集成电路内部构造方面，包含了多个基本元件和互连结构。
基本元件可以是传统的电阻、电容、电感等passiv元件，也可以是能够实现逻辑功能的转换器、门电路、触发器等active 元件。
互连结构则是将这些元件连接起来，形成一个完整的电路，实现特定的功能。
随着技术的不断进步，集成电路的内部构造也在不断演进。
从早期的小规模集成电路到现在的超大规模集成电路，集成度不断提高，功能更加强大。
同时，集成电路的制造工艺也在不断改进，如光刻技术、扩散技术等，使得更多的元件能够被集成到一个芯片上。
在今后的发展中，集成电路内部构造将更加注重实现更高的集成度和更复杂的功能。
同时，随着人工智能、物联网等技术的兴起，集成电路内部构造也将面临更多的挑战和机遇。
因此，研究和探索集成电路内部构造的意义和应用，以及展望未来的发展方向，对于推动整个电子产业的发展具有重要的意义。
1.2 文章结构文章结构部分的内容主要是对整篇文章的组织和安排进行介绍，目的是帮助读者更好地了解文章的结构和内容安排。
在本篇文章中，文章结构部分可以包括以下内容：文章的结构主要分为以下几个部分：1. 引言部分：在引言部分，我们将对集成电路内部构造的重要性进行概述，并介绍本文的目的和意义。
2. 正文部分：在正文部分，我们将详细介绍集成电路的定义、分类和组成，包括介绍各类集成电路的特点和应用领域等。
- 2.1 集成电路的定义：在这一部分，我们将阐述集成电路的概念和定义，包括对集成电路内部元器件关系的描述。
- 2.2 集成电路的分类：在这一部分，我们将介绍集成电路的不同分类方法，如按工艺、按功能等分类，并详细介绍每类集成电路的特点和应用。
《集成电路》 讲义
《集成电路》讲义一、什么是集成电路集成电路，这个听起来有些“高大上”的名词，其实已经深深地融入了我们的日常生活。
简单来说，集成电路就是把大量的电子元件，比如晶体管、电阻、电容等，集成在一个小小的芯片上。
想象一下，在一个极其微小的空间里，密密麻麻地排列着无数的电子元件，它们协同工作，实现各种各样的功能。
这就像是在一个小小的城市里，有着无数的居民和设施，共同维持着城市的运转。
集成电路的出现，彻底改变了电子技术的发展进程。
在过去，电子设备往往体积庞大、功能单一，而有了集成电路，电子设备变得越来越小巧、功能越来越强大。
从我们日常使用的手机、电脑，到汽车里的控制系统、医疗设备中的检测仪器，集成电路无处不在。
二、集成电路的发展历程集成电路的发展可以追溯到上世纪 50 年代。
当时，科学家们开始尝试在一块半导体材料上制造多个电子元件。
1958 年，杰克·基尔比（Jack Kilby）发明了第一块集成电路，这是电子技术发展的一个重要里程碑。
在接下来的几十年里，集成电路的技术不断进步。
从最初的小规模集成电路（SSI），到中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI），再到超大规模集成电路（VLSI）和特大规模集成电路（ULSI），集成度越来越高，芯片上能够容纳的电子元件数量呈指数级增长。
同时，制造工艺也在不断改进。
从微米级到纳米级，芯片的制造精度越来越高，性能也越来越强。
如今，最先进的集成电路制造工艺已经达到了 5 纳米甚至更小的尺寸。
三、集成电路的制造过程集成电路的制造是一个极其复杂和精细的过程，就像是在微观世界里进行一场精密的“建筑工程”。
首先，需要准备一块纯净的半导体材料，通常是硅。
然后，通过一系列的工艺步骤，在硅片上形成一层又一层的薄膜，这些薄膜就像是建筑物的“墙壁”和“地板”。
接下来，使用光刻技术在硅片上刻画出电路图案。
这就像是在一张纸上绘制出一幅极其精细的蓝图。
光刻过程中，需要使用到光刻机，这是集成电路制造中最关键的设备之一。
数字电路第四章组合逻辑电路
(3)逻辑表达式：
Y A B C A B C A B C ABC A B CB C A B CB C ABC R AB BC AC AB BC AC
（4）画出电路（见仿真）
2、下图所示是具有两个输入X、Y和三个输出Z1、Z2、 Z3的组合电路。写出当X>Y时Z1 ＝1；X=Y时 Z2 ＝1；当X<Y时Z3 ＝1，写出电路的真值表， 求出输出方程。 解：A、列真值表： B、写出函数表达式：
可在K图中直接圈1化简得最简与或式。再对最简与或式 两次求反进行变换。 A C A B C B C
n 1 n n n n n n
B n Cn A n Cn A n B n B n C n A n Cn A n B n
C、 画出逻辑电路：
4、设计一组合电路，当接收的4位二进制数能被4整除 时，使输出为1。 A 、列真值表：数N＝8A+4B+2C+D 注：0可被任何数整除 B、写逻辑函数式：画出F的K图
3、优先编码器
优先编码器常用于优先中断系统和键盘编码。与普 通编码器不同，优先编码器允许多个输入信号同时有效， 但它只按其中优先级别最高的有效输入信号编码，对级 别较低的输入信号不予理睬。
常用的MSI优先编码器有10线—4线(如74LS147)、
8线—3线(如74LS148)。
Cn 1 Cn 1 Bn Cn A n Cn A n Bn
2)、用异或门实现Dn：
An Bn C n An Bn C n An Bn C n
3)、用与非门实现 Cn+1：
Dn An Bn C n An Bn C n An BnC n An BnC n
集成电路设计与优化的算法研究
集成电路设计与优化的算法研究第一章：引言近年来，随着科技的发展和应用需求的提升，集成电路设计与优化的算法研究成为了一个重要的研究领域。
集成电路设计是指将各功能模块集成在一块芯片上，以实现特定的功能。
而优化算法则是为了设计的集成电路能够在不同的方面取得最佳性能，如功耗、面积、时延等。
本文将对集成电路设计与优化的算法进行研究和探讨。
第二章：集成电路设计的基本原理2.1 集成电路设计流程集成电路设计流程包括需求分析、系统建模、电路设计、验证与仿真、版图设计、物理实现等一系列步骤。
在需求分析阶段，确定集成电路的功能和性能指标。
系统建模阶段，将功能需求转化为逻辑电路。
电路设计阶段，根据逻辑电路设计电路结构。
验证与仿真阶段，对设计的电路进行功能验证和性能仿真。
版图设计阶段，将电路布局规划到芯片上。
最后，通过物理实现将芯片制造出来。
2.2 集成电路设计中的优化目标集成电路设计中的优化目标主要包括功耗、面积和时延。
功耗优化旨在通过降低电路的功耗来提高芯片的工作效率，以延长电池寿命和减少散热。
面积优化是指在满足设计要求的前提下，尽量减少芯片占用的空间。
时延优化是指减少电路的传输延迟，以提高电路的工作速度和响应时间。
第三章：集成电路设计与优化的算法3.1 遗传算法遗传算法是一种模拟生物进化过程的优化算法。
它通过模拟自然选择、交叉、变异等操作，不断改进和优化电路设计。
遗传算法可以通过对电路参数进行编码，通过交叉和变异操作生成新的设计方案，然后通过评估函数对新的设计方案进行评估和选择。
遗传算法具有全局搜索能力强、不易陷入局部最优等特点，因此在集成电路设计中得到了广泛应用。
3.2 模拟退火算法模拟退火算法是一种基于物理退火原理的优化算法。
它通过模拟材料的退火过程，以寻找电路设计中的最优解。
模拟退火算法通过定义一个系统的能量函数，并通过不断降低系统温度来改善设计方案。
在算法中，解空间中的每个解被看作系统的一个状态，状态之间的转移则对应了设计变量的改变。
第4章集成运算放大电路
2020年4月8日星期三
Shandong University
第3页
模拟电路
二、集成运放电路的组成
两个 输入端
一个 输出端
若将集成运放看成为一个“黑盒子”，则可等效为一个 双端输入、单端输出的差分放大电路。
2020年4月8日星期三
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模拟电路
集成运放电路四个组成部分的作用
模拟电路
第四章 集成运算放大电路
§4.1 概述 §4.2 集成运放中的电流源 §4.3 电路分析及其性能指标
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模拟电路
§4.1 概述
一、集成运放的特点 二、集成运放电路的组成 三、集成运放的电压传输特性
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模拟电路
三、集成运放的电压传输特性 uO=f(uP-uN)
在线性区：
uO＝Aod(uP－uN) Aod是差模开环放大倍数。
非线 性区
由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的 最大输入电压(uP－uN)的数值仅为几十～一百多微伏。
特点：IC1具有更高的稳定性。
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三、微电流源
模拟电路
要求提供很小的静态电流，又不能用大电阻。
IE1 (UBE0 UBE1) Re
U BE
I UT
I I e ， I e E
S
E0 E1
数字集成电路设计 第四章导线.ppt
导线. 17
合肥工业大学应用物理系
接触电阻(contact resistance)
• 布线层之间的转接将给导线带来额外的电阻 – 尽可能地使信号线保持在同一层上并避免过多的接触或通孔 – 使接触孔较大可以降低接触电阻(电流集聚在实际中将限制接触孔 的最大尺寸)
• 典型接触电阻，RC, (最小尺寸) – 金属或多晶至n+、p+以及金属至多晶为 5 ~ 20 – 通孔(金属至金属接触)为1 ~ 5
例4.1 金属导线电容
考虑一条布置在第一层铝上的10cm长，1m宽的铝线，计算总的电容值。
平面(平行板)电容： ( 0.1×106m2 )×30aF/m2 = 3pF
边缘电容：
2×( 0.1×106m )×40aF/m = 8pF
总电容：
11pF
现假设第二条导线布置在第一条旁边，它们之间只相隔最小允许的距离， 计算其耦合电容。
Capacitance-only
注意：这些附加的电路元件并不处在实际的单个点上，而是分布在导 线的整个长度上
导线. 6
合肥工业大学应用物理系
寄生简化
• 电感的影响可以忽略 – 如果导线的电阻很大(例如截面很小的长铝导线的情形) – 外加信号的上升和下降时间很慢
• 采用只含电容的模型 – 当导线很短，导线的截面很大时 – 当所采用的互连材料电阻率很低时
D2 C1R1 C2 R1 R2
r1
1 r2
2
Vin
c1
c2
ri-1 i-1 ri
i
ci-1
ci
rN
N VN
cN
Di C1R1 C2R1 R2 ... Ci R1 R2 ... Ri
第四章集成运算放大电路
( R L // rce 2 // rce 4 )
rbe
若RL<<(rce1∥rce2)， 则
Au
RL
rbe
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4.3 集成运放电路简介
图4.3.1 F007电路原理图
图4.3.2 F007电路中的放大电路部分
1. 输入级 在输入级中，T1 、T3 和T2 、T4 组成共集-共基差分放大电 路， T5~T7和电阻R1~R3构成改进型电流源电路，作为差放的有
号变化速度的适应能力，是衡量运放在大幅值信号作用时工作
速度的参数，单位为V/μs。在实际工作中，输入信号的变化律
一定不要大于集成运放的SR。信号幅值越大、频率越高，要求 集成运放的SR就越大。
理想运算放大器
理想运放的技术指标
在分析集成运放的各种应用电路时，常常将集成运放看成 是理想运算放大器。所谓理想运放, 就是将集成运放的各项技术
图4.2.2 比例电流源
图4.2.3 微电流源
二、 改进型的镜像电流源(获得稳定输出的电流）
1. 加射极输出器的电流源
2. 威尔逊电流源
三、 多路电流源电路
IR IE0 I C1 I E1 IC 2 IE2 IC3 IE3 Re0 R e1 Re0 Re2 Re0 Re3 IR
IR I c1 V CC U R
BE
2
IR IR
2. 比例电流源
IR V cc U
BE 0
3. 微电流源
Re0 R e1 IR
I C1 I E1 U BE 0 U BE 1 Re
IC1 UT Re 1n IR IC1
R Re0
, I c1
第四章答案模拟集成电路基础
第四章答案模拟集成电路基础1．什么是功率放大器？与一般电压放大器相比，对功率放大器有何特殊要求？主要用于向负载提供功率的放大电路常称为功率放大电路，简称功放。
功率放大电路的主要任务是获得一定的不失真或较小失真的输出功率，因此输出的电压、电流均较大，其值一般接近于功率三极管（以后简称功率管）的使用极限值。
功率放大电路中讨论的主要性能指标是输出信号的功率、功率放大电路的效率、三极管的功率损耗以及非线性失真等。
2．功率放大电路有哪些特点？（1）．输出功率为交流功率（2）．要求输出功率尽可能大（3）．效率要高（4）．减小非线性失真（5）．功率管要注意散热与保护（6）. 由于信号幅值大，对于功率放大器的分析，采用图解分析法。
3．什么是甲类放大？分析甲类放大效率低的原因及解决办法。
三极管在信号的整个周期内都处于导通状态，即导通角θ=360˚，这种工作方式通常称为甲类放大。
在甲类放大电路中，电源始终不断地输送功率，在没有信号输入时，也有静态偏置电流通过，这些功率全部消耗在三极管和电阻上，使三极管发热，并转化为热量的形式耗散出去，因此静态功耗大、效率低。
要提高效率，就必须降低静态工作点，增大功率三角形的面积，但会带来信号失真，可以通过两个三级管共同工作的乙类放大提高功放效率。
4．功率放大器电路中的三极管有哪几种工作状态，它们的导通角分别是多少？画出各种状态下的静态工作点以及与之相应的工作波形。
（1）甲类放大，导通角θ=360˚；（2）甲乙类放大导通角180˚<θ<360˚（3）乙类放大导通角θ=180˚。
（a）甲类放大在一周期内i c>0 （b）甲乙类放大在一周期内有（c）乙类放大在一周期内半个周期以上i c>0 只有半个周期i c>05．在题图4-1所示电路中，设BJT的β=100，V CC=12V，V CES=0.5V，R L=8Ω，输入信号v i为正弦波。
（1）说明该电路功率放大的类型？（2）计算电路可能达到的最大不失真输出功率P OM。
第四章多端元件电路
第四章 多端元件电路4.1 常用多端元件的模型多端元件指超过三个引出端子的元件。
实际上，常用多端元件一般指四端元件，含多个引出端子的复杂集成电路通常不在考虑之列。
四端元件即二端口元件，凡含一个输入端口、一个输出端口和元件均属此类。
一般的二端口元件有下列几种。
一、四种类型的受控源（1）电压控制电压源。
其模型如图 4.1-1所示，定义为)(,0121v f v i ==，其中11:E E f →为连续函数。
图4.1-1 电压控制电压源（2）电压控制电流源。
其模型如图 4.1-2所示，定义为)(,0121v f v i ==，其中11:E E f →为连续函数。
图4.1-2 电压控制电流源（3）电流控制电压源。
其模型如图4.1-3所示，定义为)(,0121i f v v ==其中11:EE f →为连续函数，图4.1-3 电流控制电压源（4）电流控制电流源。
其模型如图4.1-4所示。
定义为)(,0121i f i v ==，其中11:E E f →为连续函数。
图4.1-4 电流控制电流源这四种受控源的定义式可直接写入基尔霍夫电流及电压方程中进行计算，亦可直接代入SPICE 程序中进行运算。
二、运算放大器（1）理想运算放大器。
其外特性原理图如图4.1-5所示。
定义为0,011==v i ，2i 与2v 之间的关系由接在输出端口的负载决定。
其模型可以方便地用两种人造二端元件实现。
这两种元件是全零器（nullator ），或称零子及无定器（norrtor ），或称极子。
它们的标志分别如图4.1-6（a ）和（b ）所示。
全零器的定义为0,0==v i 。
无定器的定义为：v i 、均可为任意值（即无定），完全取决于电路中其他元件及基尔霍夫定律。
图4.1-5 理想运算放大器 图4.1-6 两种人造二端器件（a ）全零器（b ）无定器用全零器和无定器实现的理想运算放大器的模型如图4.1-7所示。
显然，这个模型完全体现了理想运算放大器的定义式。
第四章差动与集成运算放大电路
其中R′L=Rc∥(1/2RL)。这里R′L≠Rc∥RL，其原因是由于两 管对称，集电极电位的变化等值反相， 而与两集电极相连的
RL的中点电位不变，这点相当于交流地电位。因而对每个单管 来说， 负载电阻（输出端对地间的电阻）应是RL的一半，即
RL/2，而不是RL。
差动放大器对共模信号无放大，对差模信号有放大，这意 味着差动放大器是针对两输入端的输入信号之差来进行放大的，
第4章 差动放大电路与集成运算放大器
如图4.1.1（b）所示。不过，若采用图4.1.1（b）所示电路， 后级的集电极电位逐级高于前级的集电极电位，经过几级耦合 之后， 末级的集电极电位便会接近电源电压，这实际上也是限 制了放大器的级数。
所谓零点漂移，就是当输入信号为零时，输出信号不为零， 而是一个随时间漂移不定的信号。零点漂移简称为零漂。产生 零漂的原因有很多，如温度变化、电源电压波动、晶体管参数 变化等。其中温度变化是主要的，因此零漂也称为温漂。 在阻 容耦合放大器中，由于电容有隔直作用，因而零漂不会造成严 重影响。但是，在直接耦合放大器中，由于前级的零漂会被后 级放大，因而将会严重干扰正常信号的放大和传输。比如，图 4.1.1所示直接耦合电路中，输入信号为零时（即ΔUi=0），输 出端应有固定不变的直流电压Uo = UCE2。
所示。
第4章 差动放大电路与集成运算放大器
第4章 差动放大电路与集成运算放大器
由图4.1.4（a）可以看出，当差动放大器输入共模信号时， 由于电路对称，其输出端的电位Uc1和Uc2的变化也是大小相等、 极性相同，因而输出电压Uoc保持为零。可见，在理想情况下 （电路完全对称），差动放大器在输入共模信号时不产生输出 电压，也就是说，理想差动放大器的共模电压放大倍数为零， 或者说，差动放大器对共模信号没有放大作用，而是有抑制作 用。实际上，上述差动放大器对零漂的抑制作用就是它抑制共 模信号的结果。因为当温度升高时，两个晶体管的电流都要增 大，这相当于在两个输入端加上了大小相等、 极性相同的共模 信号。换句话说，产生零漂的因素可以等效为输入端的共模信 号。显然，Ac越小，对零漂的抑制作用越强。
第四章 TTL电路
• 双极数字集成电路：
双极器件是少子器件，在电路瞬态分析时需考虑少子存 储效应；是（基极）电流控制器件，需考虑电流负载能力。
• MOS（CMOS）集成电路：
MOS器件是多子器件，无需考虑少子存储效应，只需考 虑电容的充放电；是（栅极）电压控制器件，一般不考虑 电流负载能力，只考虑负载电容问题，衬偏效应是MOS 电路所特有的问题
二.DTL电路
改进原因: (1)DTL采用二极管输入与门结构,使驱动门输出高电平,负载门的输入二极管均处于反 偏,没有负载电流从驱动门的 RC 上流过,门电路的输出高电平VOH 近似等于电源电压5V. (2)在输出管 基极和输入与门之间加有晶体管 的发射结和二极管D(称为电平位 Q2 移二极管),把该电路的关门电平 和开门电平 Q1 提高到了1.2V~1.5V,相应的噪声 V IL V IH 容限分别提高到 NM H 3.3V NM L 1V (3)DTL电路的另一个优点,即电路中输出管 导通饱和输出低电平时, 也导通并 Q2 Q1 处于放大状态, 的电流使 的基极电流增大,使 能带更多的负载,即DTL电路 Q1 的扇出系数也比RTL高. Q2 Q2
劣势
输出端从低电平向高电平转换时，从电源经
R5
， Q3 ，Ｄ到 Q5 ，有瞬
态大电流流过，二极管Ｄ的ＰＮ结有大量的存储电荷．由于线路上没有泄放回 路，这些电荷只能靠管子本身的复合消失，这必将影响电路的开关速度．
Ⅱ．五管单元
二极管Ｄ为 反向钳位二 极管，可将 输入的负向 过冲信号钳 位在-０.８Ｖ 左右，起输 入保护作 用．
第四章 晶体管-晶体管逻辑（TTL）电路
2 双极型逻辑电路主要有 :RTL, DTL,TTL,STTL,ECL和 I L
集成电路课件
集成电路课件集成电路课件随着科技的不断进步和发展，集成电路（Integrated Circuit，简称IC）已经成为现代电子技术的核心。
作为一种将数百万个晶体管、电容器和电阻器等基本电子元件集成在一块硅片上的技术，集成电路的应用范围广泛，涵盖了计算机、通信、医疗、汽车等众多领域。
而在学习集成电路的过程中，课件的使用起到了至关重要的作用。
一、集成电路的基础知识在学习集成电路之前，我们首先需要了解一些基础知识。
集成电路可以分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。
模拟集成电路主要用于处理连续信号，如声音、图像等；而数字集成电路则用于处理离散信号，如二进制数据。
此外，我们还需要了解集成电路的分类，例如按规模可分为小规模集成电路、中规模集成电路和大规模集成电路；按功能可分为存储器、运算器、控制器等。
这些基础知识能够帮助我们更好地理解集成电路的原理和应用。
二、集成电路的制造工艺集成电路的制造工艺是实现集成电路功能的关键。
常见的制造工艺包括MOS （金属氧化物半导体）、CMOS（互补金属氧化物半导体）等。
MOS工艺是一种基于硅的半导体工艺，它通过在硅表面形成氧化层和金属层来制作电子元件。
而CMOS工艺则是MOS工艺的改进版本，它通过在硅表面形成氧化层和金属层的同时，还在硅表面形成了P型和N型的晶体管，从而实现了更高的集成度和更低的功耗。
三、集成电路的设计与测试集成电路的设计是集成电路课程的重点内容之一。
在设计集成电路时，我们需要考虑电路的功能、性能、功耗等方面的要求。
常用的设计工具包括EDA（电子设计自动化）软件，它能够帮助我们进行电路的模拟、布局和验证等工作。
此外，集成电路的测试也是不可忽视的环节。
通过测试，我们可以验证电路的功能和性能是否符合设计要求，并找出可能存在的问题。
常用的测试方法包括静态测试和动态测试等。
四、集成电路的应用集成电路的应用范围广泛，几乎涵盖了现代社会的方方面面。
在计算机领域，集成电路被广泛应用于处理器、内存、硬盘等核心设备中，为计算机的高性能和高速度提供了基础支持。
第四章 集成电路分析
第四章集成电路分析TCL彩电LCD40A71-P彩色电视机共使用67块集成电路，分别用于数字板、高频板、遥控板、电源板。
具体所用集成电路明细如下：如下只针对特殊的集成芯片介绍第一节数字处理芯片-FLI8532一、简介FLI8532是专门为LCDTV和数字CRTTV设计方案的超级芯片，它具有带DCDi的3-D 数字图像解码器、图像质量增强、降噪等效果。
模拟信号前端和VBI处理器使FLI8532能够适应全球化的TV产品设计。
自动检测和不规范格式转换技术使FLI8532可以检测、处理、和增强全球的任何视频格式或PC格式图像而无需附加任何硬件电路。
嵌入式的微控制器和多功能的OSD使产品的开发更具优势。
该IC为416个球脚阵列（PBGA）封装。
二、特点●3D视频解码●数字信号和模拟信号的接收灵活●不规则信号的DCDI功能●VBI（场消隐信号）信号处理●16位或32位DDR存储器接口变换●LCD加速驱动●各种信号的亮彩引擎功能，画质增强。
●画中画功能●彩色增强处理●嵌入微控制处理器●位图增强型OSD控制●输出信号格式化●内部集成红外线解码●6通道输入的低速带宽模拟信号的模数转换●4个集成的LCD背光控制的PWM信号输出●高精度音频和视频同步信号I2S音频延迟三、内部框图四、引脚功能4、模拟信号接收前端14、音频/视频同步信号15、外部OSD16、GPIO端口17、帧信号存储器DDR接口18、时钟合成信号19、低速带宽ADC信号20、数字电路工作电源第二节SA7117AHB-数字解码集成电路一、简介SAA7117AHB是SAA7118X-VIP派生的一个多制式视频解码器，和以前的版本相比，它提供10bit的A/D转换器，增强PAL/NTSC制式的梳状滤波，更强的VBI数据处理功能，支持高分辨视频，画质增强处理，有更强大的VCR型的信号，它的特点如下：●多制式视频解码：PAL/SECAM/NTSC。
●自动检测彩色制式。
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第四章集成电路分析第一节 MST6M48RVS LCD TV系统一、描述MST6M48RVS是Mstar公司的最先进的系统级芯片解决方案，集成的数字平板电视产品。
基于MStar先于SOC系列的成功，MST6M48RVS 提供主要的解决方案为多媒体TV应用，完全由MStar公司提出的解决方案。
MST6M48RVS集成多媒体所有用途的A/V解码，VIF解调和先进的音频/视频处理集中在一个设备中。
这使得大大减少整机的材料成本，使MST6M48RVS是一个非常有竞争力的多媒体电视解决方案。
功能强大的多媒体 A / V解码器，嵌入式MST6M48RVS承载了专门的硬件视频解码器引擎，以确保快速和稳定的视频流播放，特定的DSP 音频应用为数字音频格式解码和先进的音效，和一个高性能的RISC CPU来处理所有可能的用户播放和控制活动。
随着可扩展的USB 2.0连接，MST6M48RVS基础的系统可以切换到高品质的媒体中心用的一个简单的方式。
MST6M48RVS提供多标准模拟TV支持自适应三维视频解码和VBI 数据。
内置音频解码器能够解码FM、AM、-A2、BTSC和EIA-J音频标准。
MST6M48RVS支持所有的A/V输入和输出需要来完成接收器设计包括多端口HDMI接收器和组成视频ADC。
所有输入多路选择视频和音频是集成的，包括所有的SCART支持CVBS输出。
MStarACE-5UC色彩引擎是MStar著名色彩引擎系列中的最新的杰作，它提供先进的视频和色彩质量在全高清和大范围的显示系统中。
为了满足无需额外的硬件能满足环保的要求，MST6M48RVS具有超低功耗待机模式，在此期间，嵌入式微处理器可采取行动的待机和唤醒事件为所需的系统。
二.特点MST6M48RVS单芯片多媒体TV SoC 支持TV通道解码，多媒体中心功能使能通过高性能AV 译码和 CPU。
（一）关键特点包括：1.模拟前后解调器2.多标准A/V格式译码3.MStarACE-5UC 视频处理4.家族影院处理5.外围设备和电源管理（二）高性能微处理器1. 高速度/性能 32位RISC CPU2. 存储器管理单元支持Linux3. 三个全双工UART4. 支持USB和ISP处理5. DMA引擎（三）MPEG-2视频解码1. ISO/IEC 13818-2 MPEG-2 视频MP @ HL2. 自动帧频率转换3. 支持分辨率达到HDTV （1080i，720p）和SDTV（四）MPEG-4视频解码1. ISO/IEC 14496-2 MPEG-4 ASP 视频解码2. 支持分辨率达到HDTV （1080p @ 30fps）3. 支持Div 1 家族影院 & HD 轮廓4. 支持VC-1，FLV视频格式解码（五）H.264解码器1. ITU-T H.264，ISO/IEC 14496-10（主要和高概况达到4.1水平）视频解码2. 支持分辨率 DVB, ATSC, HDTV,DVD和VCD3. 支持分辨率达到1080p @ 30fps4. 支持CABAC和CAVLC流类型5. ES和PES流，取出和提供时间流6. 达到40M位 bitrate（Blu-ray spec.）（六）RealMedia 解码1. 支持最大分辨率达到1080p @ 30fps2. 支持RV8，RV9，RV10，RA8-LBR 和 HE-ACC 解码3. 支持文件格式RM和RMVB4. 支持图片重复采样5. 支持循环去块B 帧（七）硬件JPEG1. 支持相继的模式，单一扫描2. 支持彩色和灰度图片3. 下列头文件扫描硬件解码器完全处理解码过程4. 支持可编程兴趣区域（ROI）5. 支持格式：422/411/420/444/422T6. 支持向下扫描率：1/2，1/4，1/87. 支持图片轮换（八）NESC/PAL/SECAM 视频解码1. 支持NTSC-M，NTSC-J，NTSC-4.43，PAL（B，D，G，H，M，N，I，Nc），和SECAM标准2. 自动标准检测3. 运动自适应3D梳状滤波器4. 五种构架 CVBS & Y/C S-视频输入5. 支持字幕（模拟CC 608/ 模拟CC 708/ 数字CC 608/ 数字CC 708），V芯片和SCTE （九）多标准TV音效处理1. SIF音频解码2. 支持BTSC/A2/EIA-J解调3. 支持FM/ AM 解调4. 支持MTS 模式单声道/立体声/SAP在BTSC/ EIA-J 模式下5. 支持单声道/立体声/双工A2模式6. 内置音频采样率转换（SRC）7. 音频处理扬声器通道，包括音量，平衡，静音，音调，EQ，实质立体/环绕声和三倍和低音控制8. 先进的声音处理可选择，Dolby，SRS，BBE，QSound9. 支持数字音频格式解码：MPEG-1，MPEG-2（I/II层），MP3，Dolby 数字（AC-3），AAC-LC，WMADolby 数字加（E-AC-3）解码HE-AAC 5.1 水平4多通道解码10. 同时支持格式解码和转换为AC-3（AC-3输出支持）11. 支持卡拉OK MIDI媒体（十）音频接口1. SIF 音频输入接口具有外部锯齿滤波器2. 五个L/R音频线输入3. 二个L/R 输出为主要扬声器和额外的线路输出和一个耳机输出4. 支持立体耳机驱动5. I2S数字音频输入 & 输出6. S/ PDIF 数字音频输出7. HDMI音频通道处理8. 可编程延迟音频/视频同步（十一）模拟RGB遵从输入端口1.两个模拟端口支持达到1080P2.支持PC RGB 输入达到SXGA @ 75Hz3.支持HDTV RGB/ YPbPr/ YCbCr4.支持同步和SOG综合5.绿色同步6.自动色彩校准7.支持AV连接（十二）模拟RGB 自动构架 & 检测1.自动输入信号格式和模式检测2.自动调谐功能包括相位，位置，补偿，增益和抖动检测3.同步检测H/ V 同步（十三）DVI/ HDCP/ HDMI 遵从输入端口1.两个HDMI/ DVI输入端口2.遵从HDMI 1.33.遵从HDCP 1.14.225MHz @ 1080p 60Hz 输入支持12位深色5.支持CCE6.遵从DVI 1.0 单联接7.强劲的接收器具有优良长电缆桥架（十四）MStar先进的色彩引擎（MStar ACE-5UC）1.10/ 12位内部数据处理2.整个可编程多功能缩放引擎非线性视频缩放支持各种模式，包括全景支持动态缩放RM，VC-13.超清晰数字电视视频处理引擎超清晰，基于边沿和工件平滑3D视频去隔行扫描边缘和工件平滑的边缘型去隔行扫描自动3：2/ 2：2/ M：N 拉低检测和复位超清晰基于数字电视三维降噪或极坏的空气/有线输入MPEG伪影去块和蚊蚊声降噪任意帧速率转换4.MStar专业的图片增强动态的亮度和鲜艳色彩动态的蓝色延伸增强对比度和细节动态栩栩如生的肤色动态削尖的亮度/色度边缘全局和局部的深度知觉场动态精确的和独立的色彩控制支持sRGB和xvYCC色彩处理支持HDMI 1.3 深色格式5.可编程12位RGB 伽码 CLUT（十五）输出接口1.单/ 双连接8/ 10位LVDS输出2.支持面板分辨率达到全高清（1920*1080）@ 60Hz3.支持TH/ TI 格式4.支持抖动选项6 / 8位输出5.宽范围的光谱输出EMI抑制（十六）CVBS视频输出1.允许CVBS输出数字内容2.支持CVBS旁路输出（十七）二维图像引擎1. 硬件图像引擎为响应交互式应用程序2. 支持点画画，画线，画矩形/填充，文本绘制和梯形画3. bitbit，弹力Bitbit，梯形Bitbit，镜子Bitbit和旋转Bitbit4. 支持alpha 和目的地alpha比较5. 光栅操作(ROP)6. 支持porter-duff（十八）VIF解调器1.遵从NTSC M/N ，PAL B， G/H，I，D/K，SECAM L/L标准2.数字的低IF构造3.音频/视频双通道处理4.步进增益PGA 25dB的调谐范围和1dB调谐分辨率5.最大的IF增益为37dB6.可编程TOP，以适应不同的调谐器的增益和SAW滤波器的插入损耗，优化噪声和线性性能7.多标准处理单一SAW8.支持硅调谐器低中频输出架构（十九）连接1.两个USB主端口B构造设计有效和支持外部存储设备 in conjunction with off air broadcasting （二十）其他项1.DRAM接口支持单一的16位DDR2 @ 1066MHz2.预留SPI接口支持串行Flash3.电源控制单元超低功耗微控制器在待机模式下可用4.216引脚LQFP封装5.工作电压：1.26V（core），1.8V（DDR2），2.5V和3.3V（I/O和模拟）三.第二节 EN25Q32A 具有4K 字节统一区域的32 兆位串行Flash存储器一、描述EN25Q32A 是 32 兆位(4096K 字节) 串行Flash存储器，具有先进的写保护机。
EN25Q32A 支持标准的串行外围接口（SPI），高性能双端输出和四I/O端口使用SPI引脚，串行时钟，片选，串行DQ0（DI）、DQ1（DO）、DQ2（WP#）和DQ3（NC）。
SPI时钟频率达到80MHz，相同于160MHz双输出时钟率和320MHz四输出时钟率，当使用双/ 四输出快速读指令。
存储器能够被编程1到256字节每次，使用页编程指令。
EN25Q32A被设计允许每次单区域/块或全芯片擦除保护。
EN25Q32A能够设定保护部分存储器作为软件保护模式。
该设备维持最小的100K 编程/ 擦除周期每区域或块。
二、特点1. 单电源电压工作全电压范围：2.7V—3.6V2. 串行接口构造SPI兼容：模式0和模式33. 32M-bit串行Flash32M-bit/ 4096K-byte/ 16384页每页编程256字节4. 标准，双向，四向SPI标准SPI：CLK，CS#，DI，DO，WP#双向SPI：CLK，CS#，DQ0，DQ1，WP#四向SPI：CLK，CS#，DQ0，DQ1，DQ2，DQ35. 高性能一个数据位为100MHz时钟率两个数据位为80MHz时钟率四个数据位为80MHz时钟率6. 低功耗12mA典型的激活电流1uA典型的关机电流7. 统一的区域构造1024区域为4K字节64块为64K字节任何区域或块能够独立擦除8. 软硬件写保护通过软件写保护全部或部分存储器通过WP#引脚使能或禁止保护9. 高性能编程/ 擦除速度页编程时间：1.3ms典型的区域擦除时间：90ms典型的块擦除时间：500ms典型的片擦除时间：25s典型的10. 锁存512字节OTP安全区域11. 最小的100K耐力周期12. 封装选择8引脚SOP 200mil最大宽度8触点VDFN8引脚PDIP遵从RoHS所有无铅封装13. 工业温度范围三、引脚名称四、信号描述1. 串行数据输入，输出和I/O（DI，DO和DQ0，DQ1，DQ2，DQ3）EN25Q32A支持标准SPI，双向SPI和四向SPI操作。