集成电路设计 课程设计 总 结
CMOS模拟集成电路设计第二版课程设计 (2)
CMOS模拟集成电路设计第二版课程设计一、设计目标本次课程设计目标是：通过对CMOS模拟集成电路设计第二版中的一个电路设计实例进行仿真分析、电路优化及布局设计，深入理解和掌握CMOS模拟集成电路的基本原理及设计方法，培养学生分析和设计模拟集成电路的能力。
二、课程设计内容1.复习：基本模拟电路的分析和设计方法在进行CMOS模拟集成电路设计前，学生需要具备基本模拟电路的分析和设计方法。
本节将对常见的放大电路（比如共射放大电路，共基放大电路和共集放大电路等）的分析和设计方法进行复习。
2.CMOS反相器设计实例讲解本部分将讲解CMOS反相器的结构及原理，并通过具体的例子进行电路设计分析和仿真。
帮助学生了解CMOS反相器的设计方法、电路特性及其影响因素。
3.电路优化与参数选择在本部分，我们将重点介绍电路优化及参数选择的方法。
从电路的性能和稳定性等方面进行优化选择，并通过仿真结果来证明优化参数的效果。
4.布局设计与模拟验证本部分将介绍CMOS模拟集成电路的布局设计及模拟验证方法。
布局设计不仅可以影响电路的性能，也会影响电路的稳定性和可靠性。
通过模拟验证对电路进行分析验证。
三、设计评分方案本次课程设计采用滚动评分的方式，共计100分，具体评分如下：1.复习及设立问题：10分2.设计实例介绍及分析：20分3.参数选择及电路优化：30分4.布局设计及模拟验证：40分四、设计要求1.学生需要独立完成所有实验任务，不允许抄袭2.电路模拟软件使用HSPICE或者Spectre等，本节课程以HSPICE为例3.学生需要提交电路仿真截图、仿真结果以及电路设计原理图等作为实验报告。
五、总结通过本次课程设计的学习，学生可以深入了解CMOS模拟集成电路设计的基本原理及设计方法，并且培养分析和设计模拟集成电路的能力，为以后的研究或工作打下更好的基础。
同时，通过本次课程设计，学生能进一步加深对学过的知识的理解，增强把理论知识转化为实际工程应用的能力，提高实际应用能力和工程素质。
集成电路版图课程设计
从 版 图 设 计 到 仿 真， 进 行 了 系 统 的 学 习。 例 如， 引 入
2“线上线下”混合教学
“同步降压式单片 DC-DC 电源芯片”工程案例，学生从
为了兼顾教师的教学效果和学生的学习效果，结合 原理图设计到仿真、从版图设计到仿真，进行了系统的
大量线上教学经验，集成电路版图设计采取线上与线下 学习。将工程案例进入课程中，理论与实际相联系，利
进的教学模式。如果只采用传统的教学模式，不能实时 看回放视频和录播视频。
掌握学生对知识的掌握情况，会忽略学生对课程的兴趣，
2.3 线下教学
导致课堂效率低。如果过多依赖线上教学模式，师生间
2.3.1 课堂教学
缺乏互动，出现学生不认真听课现象。因此，教师要合
教学中学以致用，将实际工程案例引入线下课堂，
理分配线上、线下教学内容及时间。
对基础知识不解的困惑，如果不及时答疑，会阻碍学生 验的内容。在此基础上，鼓励学生积极参加各类学科竞
学习进程。教师采取线上直播的形式，以班级为单位组 赛和创新实践活动，部分同学参加全国集成电路创新创
织线上授课（钉钉直播），实现师生双向互动。线上课 业大赛、大学生课外科技活动，并获得相应奖项。通过
堂，教师讲授相应的课程内容。另外，在线上教学过程 参与竞赛活动，能够发现教学不足，促进课程的优化，
随着信息技术和互联网技术的快速发展，信息化技 术被广泛地应用于各个领域。在疫情防控期间，传统教 学已不适用目前高校教学，为保证“停课不停教，停课 不停学”[1]，教育部鼓励各地高校充分利用信息技术和 互联网技术为学生提供学习支持，有序地开展高校相关 教学工作 [2]。越来越多教学工作者开始关注“线上线下” 混合式教学，对单一的传统教学进行改革。线上教学最 初源于网络上公开的教学视频，可以实现教学资源的共 享，但是缺乏师生间的互动 [3]。为了加强师生间的互动， 中国大学 MOOC 诞生了，该线上平台不仅实现教学资源 的共享，还能随时进行课堂测试，实现教师与学生间的 互动。中国大学 MOOC 的兴起，有效地推动了其他线 上教学平台发展，例如对分易平台、雨课堂平台、超星 平台、智慧树平台、腾讯课堂等。如果采取纯线上教学， 学生学习缺乏积极性，需要对学生提出较高的自我管理 要求，而大学生自我管理能力较差，因此不能采取纯线 上教学。王艳 [4] 等人通过案例结合对分易课堂传感器技 术课程进行教学改革，充分调动了学生的学习主动性， 有效地提高教学质量。申继伟 [5] 等人提出数字化教学资 源建设，将建立的数字化资源运用于模拟电子线路课程 中，进而推动移动式教学改革。边心田 [6] 等人提出基于 OBE 理念的教学模式，并运用于应用光学课程中，取得 了较好的教学成果。如何有效地将线上教学与线下教学 相结合，提高教学质量，这是每位高校教师值得认真思 考的问题。本文以集成电路版图设计课程为例，对“线
数字集成电路-电路系统与设计第二版课程设计
数字集成电路-电路系统与设计第二版课程设计
一、课程设计介绍
数字集成电路是现代电路设计中的重要组成部分，也是计算机科学与工程的重要分支。
本课程设计旨在通过对数字集成电路的系统与设计进行探究，并结合具体的案例来设计和实现数字集成电路，使学生能够熟悉数字集成电路的基本原理、设计方法和实现技术。
本课程设计主要包含以下内容：
1.数值系统和编码
2.逻辑功能设计：组合逻辑电路和时序逻辑电路
3.集成电路设计方法和流程
4.VHDL和FPGA实现数字逻辑电路
5.数字信号处理器
通过本次课程设计，学生将掌握数字集成电路的系统性设计思路和实现方法，具备数字电路设计的基本能力和实际操作技术，能够针对具体应用场景提出解决方案，实现数字电路的设计、验证和调试。
二、课程设计要求
1. 课程设计题目
本次课程设计的题目为“4位计数器设计”。
2. 软件工具
VHDL编程软件和EDA工具
1。
数字集成电路课程设计报告-4bits超前进位加法器全定制设计
第1章概述1.1 课程设计目的•综合应用已掌握的知识•熟悉集成电路设计流程•熟悉集成电路设计主流工具•强化学生的实际动手能力•培养学生的工程意识和系统观念•培养学生的团队协作能力1.2 课程设计的主要内容1.2.1 设计题目4bits超前进位加法器全定制设计1.2.2 设计要求整个电路的延时小于2ns整个电路的总功耗小于20pw总电路的版图面积小于60*60um1.2.3 设计内容功能分析及逻辑分析估算功耗与延时电路模拟与仿真版图设计版图数据提交及考核，课程设计总结第2章功能分析及逻辑分析2.1 功能分析74283为4位超前进位加法器，不同于普通串行进位加法器由低到高逐级进位，超前进位加法器所有位数的进位大多数情况下同时产生，运算速度快，电路结构复杂。
其管脚如图2-1所示：图2-1 74283管脚图2.2推荐工作条件（根据SMIC 0.18工艺进行修改）表2-1 SMIC 0.18工艺的工作条件2.3直流特性（根据SMIC 0.18工艺进行修改）表2-2 SMIC 0.18直流特性2.4交流（开关）特性（根据SMIC 0.18工艺进行修改）表2-3SMIC 0.18工艺交流（开关）特性2.5真值表表2-4 4位超前进位加法器真值表2.6表达式定义两个中间变量Gi和Pi：所以：进而可得各位进位信号的罗辑表达如下2.7电路原理图超前进位加法器原理：对于一个N位的超前进位组，它的晶体管实现具有N+1个并行分支且最多有N+1个晶体管堆叠在一起。
由于门的分支和晶体管的堆叠较多使性能较差，所以超前进位计算在实际中至多智能限制于2或4位。
为了建立非常快速的加法器，需要把进位传播和进位产生组织成递推的树形结构，如图2-2所示。
一个比较有效的实现方法是把进位传播层次化地分解成N位的子组合：Co,0=GO+POCi,0Co,1=G1+P1G0+P1P0 Ci,0=( G1+P1G0)+(P1P0) Ci,0=G1:0+P1:0 Ci,0Co,2=G2+P2G1+P2P1G0+P2P1P0Ci,0=G2+P2Co,1 2-1 Co,3=G3+P3 G2+P3P2G1+P3P2P1G0+P3P2P1P0Ci,0=(G3+P3G2)+(P3P2)Co,1=G3:2+P3:2Co,1 在公式2-1中，进位传播过程被分解成两位的子组合。
集成电路课程设计报告三输入异或门电路
4.3a
Select Edge to ActC nt
1.000
4.4a
Select Mi nimum Width
2.000
4.4c
Select to Select Spac ing
2.000
异或门的应用范围广，在实际应用中可以用来实现奇偶发生器或模2加法器，
还可以用作加法器、异或密码、异或校检、异或门倍频器、可控反相器等等。虽
然异或不是开关代数的基本运算之一，但是在实际运用中我们依然会相当普遍地 使用到分立的异或门。因此，我们为了熟练了解、掌握异或门这一基本逻辑电路， 对异或门电路进行了这次课程设计。
2.1
Active Mi nimum Width
3.000
2.2
Active to Active Spac ing
3.000
2.3a
Source/Drain Active to Well Edge
5.000
2.3b
Source/Drain Active to Well Space
5.000
2.4a
WellCo ntact(Active) to Well Edge
异或门（英语:Exclusive-OR gate，简称XOF^ate,又称EOF^ate、ExOF^ate）是数字逻辑中实现逻辑异或的逻辑门。有多个输入端、1个输出端，多输入异或
门可由2输入异或门构成。
三输入异或门在数字集成逻辑电路中主要用来实现逻辑异或的功能。对于三 输入异或门来说，若输入为偶数（此处包括0）个高电平1,则输出为低电平0； 否则输出为高电平1。
异或门的逻辑表达式：
进一步可得到一位比较器的真值表：
A
B
功率集成电路技术理论与设计课程设计
功率集成电路技术理论与设计课程设计概述功率集成电路技术是电力电子技术的核心之一。
它将集成电路制造技术与功率电子技术相结合，实现了电路小型化、集成化、高效化、智能化。
本文档将介绍关于功率集成电路技术的理论和设计。
理论部分1. 功率半导体器件功率半导体器件是功率电子器件的核心，如晶闸管、场效应管、IGBT等。
功率集成电路的制造过程就是将这些器件集成到同一片晶圆上，再增加驱动和保护电路等其他元件，形成了集成电路。
2. 功率集成电路功率集成电路是指将功率半导体器件、驱动电路、控制电路、保护电路等集成在一起的电路。
功率集成电路可实现电源、电控、信号处理、检测等多种功能。
3. 基础电路功率集成电路的设计需要基础电路的支持，如逆变器、整流器、升压降压变换器等。
其中，逆变器是功率集成电路最主要的应用领域之一，它可以将直流电能转换为交流电能，广泛应用于电力系统中，如UPS系统、家用电力系统和工业控制系统等。
4. 控制策略功率集成电路的控制策略有很多种，如开关控制、PWM控制、谐振控制等。
其中，PWM控制是功率集成电路最常用的控制策略之一，它可以实现功率半导体器件的精确控制，提高功率转换效率，降低功率损耗。
设计部分1. 设计流程功率集成电路的设计流程包括选型、电路设计、印制电路板设计、元器件焊接等多个步骤。
要完成一个完整的功率集成电路设计，需要在每个步骤中认真分析问题，制定合理的解决方案，最终形成一个完整的产品。
2. 电路设计电路设计是功率集成电路设计的核心。
在这一步骤中，需要选取合适的功率半导体器件和控制策略，设计合理的驱动电路、保护电路和控制电路等。
同时，需要对电路进行仿真和分析，确保电路的工作稳定性和效率。
3. 印制电路板设计印制电路板设计是将电路板图形化，并在板上制作出具有特定功能的电路元件的过程。
它是内部连接、布局、强度、EMI/EMC以及适配和装配等部分的实现。
在印制电路板设计中，需要充分考虑电路板的大小、受力情况、线路绕线等因素。
CMOS集成电路设计基础第二版课程设计
CMOS集成电路设计基础第二版课程设计概述CMOS集成电路设计基础是半导体工程的重要内容之一，它是电子工程师必须要掌握的技能。
本次课程设计旨在通过实践，让学生更好地了解CMOS集成电路设计的基本理论和方法，并且能够灵活地应用到实际项目中。
设计任务本次课程设计的任务是设计一个基础的CMOS集成电路。
设计要求如下：•根据给定的电路功能需求，设计出电路的逻辑图和布图；•确定所需器件的参数，并进行器件选择；•进行器件级仿真，验证电路性能；•绘制电路的波形图，并对电路性能进行评估；•撰写电路设计报告，详细阐述电路设计思路、仿真结果以及评估结论。
设计流程1. 电路功能需求分析首先，我们需要明确电路的功能需求，该层面主要用于预备设计过程，确定电路表现和性能的要求，例如：•输入电压范围•输出电压范围•电路增益•电路带宽•输出电流2. 电路逻辑图设计电路的逻辑设计阶段，需要根据上一步的功能需求分析确定电路的工作模式，并建立电路的逻辑图。
3. 器件参数确定与器件选择电路的器件参数确定，主要是指确定每个单元电路的器件长度和宽度，在确保满足电路性能需求的基础上进行器件选择。
在本步骤中，可使用器件参数提取工具等辅助工具进行参数验证和器件选型。
4. 器件级仿真经过前三个阶段，我们已经得到了电路的逻辑图和器件选择信息，接下来就可以对电路进行器件级仿真，进行电路性能评估，这将有助于确定器件参数的最终值并进行电路优化。
5. 波形图绘制与性能评估在完成器件级仿真后，我们可以根据仿真结果对电路的性能进行评估，并绘制出电路的波形图，以便进行更详细的分析和评估。
6. 设计报告撰写最后，我们需要将整个设计过程进行总结，并将电路设计思路、仿真结果和评估结论等内容进行详细撰写，以便为后续的电路设计和实际项目工作提供参考。
总结本篇文章简单介绍了CMOS集成电路设计基础的课程设计内容和设计流程，通过实践完成本次课程设计，不仅可以提升学生的基础理论知识，也能够为学生今后从事电路设计和项目实践提供很大的帮助。
超大规模集成电路设计导论课程设计
超大规模集成电路设计导论课程设计介绍超大规模集成电路（Very Large-Scale Integration，简称VLSI）是指将许多电子器件、电子元件和电路系统高度集成在一起，形成一个功能强大的芯片。
VLSI 技术是电子信息科学与技术的重要分支之一，应用范围广泛，从计算机芯片到计算机网络、通信系统、控制系统等领域都有广泛的应用。
本文将介绍超大规模集成电路设计导论课程设计的相关内容。
课程设计任务超大规模集成电路设计导论课程设计的任务是设计一个最小的超大规模集成电路芯片，实现指定的功能。
学生需完成以下任务：1.设计一个基于MOSFET电路的逻辑电路。
学生需要掌握MOS场效应管的基本工作原理，了解CMOS电路的基本操作和管路的结构。
2.进行电路级仿真。
学生需要使用常用的电路设计软件进行电路仿真，如HSpice、Cadence等。
3.进行物理级设计。
学生需要熟悉并掌握芯片物理设计的相关知识，包括版图设计、布线、电源分配等。
4.进行芯片测试。
学生需要设计并实现相应的测试电路，并进行芯片测试，以验证芯片的正确性和稳定性。
设计流程超大规模集成电路设计导论课程设计的设计流程可以分为以下几个步骤：步骤一：确定电路功能在超大规模集成电路设计导论课程设计中，首先需要确定电路的功能。
学生需要根据课程要求，确定芯片的功能模块，例如逻辑门、存储器等。
步骤二：电路设计在确定电路功能之后，学生需要进行电路设计。
主要的工作包括选择电路拓扑结构，确定器件大小和参数等。
步骤三：电路仿真完成电路设计后，学生需要进行电路仿真。
通过仿真可以预测电路的性能和工作过程，根据仿真结果进行电路调整和参数优化。
步骤四：物理级设计完成电路仿真之后，需要进行物理级设计。
主要的工作包括版图设计、布线和电源分配等。
学生需要熟练运用芯片设计软件，如Cadence等。
步骤五：芯片制造完成物理级设计后，学生需要将设计好的芯片提交到芯片制造厂家进行生产加工。
学生需要了解芯片制造的相关知识和技术，如光刻工艺、腐蚀工艺等。
数字集成电路设计课程设计
数字集成电路设计课程设计一、课程设计的背景随着信息技术的快速发展，数字集成电路已成为数字系统设计的基础。
数字集成电路的设计是数字电路设计中的重要内容，其设计水平直接影响了整个数字系统设计的性能和可靠性。
为了培养学生的数字系统设计能力，提高他们的综合技能，数字集成电路设计课程必须设置课程设计环节，让学生通过自主设计电路和实现电路的过程，来了解数字系统设计和数字集成电路的实际运用。
二、课程设计的目标本课程设计主要旨在让学生了解数字集成电路和数字系统设计方面的知识，并培养他们的创新能力和实践操作能力，使其能够熟练地使用EDA工具来设计数字集成电路。
具体目标如下：1.掌握数字系统设计的基本方法和流程；2.熟悉EDA工具的使用；3.实践基本的数字集成电路设计；4.培养创新思维和实践操作能力。
三、课程设计的任务本课程设计分为两个任务，分别是：任务一：基于FPGA实现数字电路设计在这个任务中，学生需要使用FPGA实现一个简单的数字电路设计，具体步骤如下：1.学习FPGA芯片的软件开发环境，并了解开发工具的基本使用方法。
2.根据实际需求，设计一个数字电路电路图，并使用EDA工具进行仿真验证。
3.将设计好的电路烧录到FPGA芯片中，并通过实验验证电路的可行性和正确性。
4.编写实验报告，记录设计过程、结果和分析等内容。
通过这个任务的完成，学生可以深入了解数字电路设计的流程和方法，同时掌握基本的EDA工具使用方法，提高了实践操作能力。
任务二：基于Verilog语言设计数字集成电路这个任务是在前一个任务的基础上，进一步实践和提高数字集成电路设计的能力。
具体步骤如下：1.学生需要掌握Verilog语言的基本语法和使用方法。
2.选定一个实际需要的数字电路任务，并进行详细的设计和仿真验证。
3.将设计好的Verilog代码综合成网表文件，并使用EDA工具进行布局和布线。
4.将布线后的电路设计烧录到FPGA芯片中，并进行实验验证。
数字集成电路课程设计16位加法器
数字集成电路课程设计——16位加法器设计参数：*输入两个16位的补码*输出一个17位的补码*允许采用流水线、单元复用等技术实现设计要求：*使用RTL级Verilog描述加法器架构*使用门级验证加法器功能（ModelSim等仿真）*优化方向：加法器等效总门数最少*等效门数计算示例：INV=1, NOR2=NAND2=2, DFF=4最终优化结果：图1.1单个全加器单元的最终优化方案图1.2 第17位结果的运算电路最终总共等效门数= 16 X 17 + 7 = 279仿真结果：1 2 3 4 5图2. ModelSim仿真结果如图2所示，箭头1所指区域为两个16位全0的加数，无进位，输出和为0；箭头2所指区域为0与1000000000000000（-32768）相加，无进位，输出和为11000000000000000（-32768）；箭头3所指区域为0与1111111111111111（-1）相加，无进位，输出和为11111111111111111（-1）；箭头4所指区域为-1与1000000000000000（-32768）相加，无进位，输出和为10111111111111111（-32769）；箭头4所指区域为-1与1000000000000000（-32768）相加，进位为1，输出和为11000000000000000（-32768）。
可见已正确实现了16位补码加法器的功能。
设计思路:首先，我们需要明确加法器的设计。
按照题目的要求，我们的加法器必须满足以下几个原则：1、16位加法器，且可以计算出第17位的进位；2、可以计算补码；3、设计出的结构门数最少.由上面的要求，我们可以有对应的设计：1.我们假定16位数据本身就是以补码形式储存的，那么最高位就是符号位，0代表正数，1代表负数；由此，我们可以根据二进制加法的规则得知，计算补码不需要对储存的补码进行任何形式的修改，利用正常的全加器结构就可以计算出正确的结论，包括位数扩展的要求也能满足；2.要完成17位的补码计算，需要进行符号位扩展，也就是将加数和被加数的最高位重复一次变成17位的数据，如1000000000000000变为11000000000000000；在编码的时候，需要17个加法器，但是最后一个加法器的加数和被加数重复使用16位的数据，而进位则采用16位得到的进位；3.加法器必须是一般意义上的加法器，除非采用流水线结构，否则不应使用时序逻辑，如下图所示的设计就不合理。
集成电路课程设计报告三输入异或门电路
二、设计原理：
异或门（英语:Exclusive-OR gate，简称XOF^ate,又称EOF^ate、ExOF^ate）是数字逻辑中实现逻辑异或的逻辑门。有多个输入端、1个输出端，多输入异或
门可由2输入异或门构成。
三输入异或门在数字集成逻辑电路中主要用来实现逻辑异或的功能。对于三 输入异或门来说，若输入为偶数（此处包括0）个高电平1,则输出为低电平0； 否则输出为高电平1。
2.000
4.3a
Select Edge to ActC nt
1.000
4.4a
Select Mi nimum Width
2.000
4.4c
Select to Select Spac ing
2.000
2.1
Active Mi nimum Width
3.000
2.2
Active to Active Spac ing
3.000
2.3a
Source/Drain Active to Well Edge
5.000
2.3b
Source/Drain Active to Well Space
5.000
2.4a
WellCo ntact(Active) to Well Edge
异或门的逻辑表达式：
进一步可得到一位比较器的真值表：
A
B
C
Y
F
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
数字集成电路课程设计
摘要Verilog HDL是一种硬件描述语言，是EDA技术的重要组成部分。
使用HDL 进行数字系统设计是电子设计技术的发展趋势和方向，因此学好这门知识并能够灵活运用于课程设计是非常有必要也非常有意义的。
本次设计主要实现了一个任意分频器的简单功能。
主要有以下两种方案:（一）对被分频时钟的上升沿和下降沿同时计数，计数到分频系数的一半时，对输出时钟进行电平翻转，从而得到占空比为50%的分频时钟。
（二）对被分频时钟的上升沿和下降沿分别计数，得到一个上升沿分频时钟clk_p 和一个下降沿分频时钟clk_q，最后通过对这两个时钟进行相应的逻辑运算，便可得到占空比为50%的输出时钟。
在仿真过程中，主要遇到的问题是无法综合。
经讨论思考发现对同一时钟的上升沿和下降沿同时进行操作时，Quartus II将无法对这一行为进行综合。
最后，为解决综合的问题，我们对程序进行了必要的修改。
最终，我们经过比较选择了方案（二），实现了预期的目标。
【关键词】Verilog HDL 任意分频器半整数分频综合ABSTRACTVerilog HDL is a hardware description language which is an important part of EDA technology. Nowadays,using HDL to design Digital systems is the development trend of electronic design technologies. So it is very necessary and very meaningful to learn this course and develop the ability to apply the knowledge learned to curriculum design flexibly.This design mainly realized a simple function of frequency divider at any frequency coefficients . Basically,we have the following two schemes:First: counting at the rise and fall of the input clock simultaneously, when arrive at half of the frequency coefficients, overturn the output clock, so a clock whose duty ratio is 50% can be achieved;Second: to get a clk_p at the rise of the input clock and a clk_q at the fall of the input clock respectively, then through the corresponding logic operation of the two clock,the wanted output clock can be easily achieved.In the debugging process, the main problem is unable to be synthesized. After discussion and reflection,we found that operations on one clock’s rise and fall at the same time are unable to be synthesized by Quartus II. Finally, in order to solve the problem, we have the program changed where is necessary and we choose the second scheme to meet the desired goals by comparison.【Key words】Verilog HDL Synthesize Divide at any Frequency Coefficients Frequency Division at Half an Integer第一章系统设计第一节课题目标及总体方案《集成电路设计》是一门专业性、技术性、应用性很强的学科，实验课教学是它的一个极为重要的环节。
【精品】集成电路课程设计74hc138
目录【摘要】.................................................... 错误!未指定书签。
1。
设计目的与任务........................................... 错误!未指定书签。
2。
设计要求及内容........................................... 错误!未指定书签。
3。
设计方法及分析........................................... 错误!未指定书签。
3.174HC138芯片简介...................................... 错误!未指定书签。
3.2工艺和规则及模型文件的选择........................... 错误!未指定书签。
3。
3电路设计............................................ 错误!未指定书签。
3.3.1输出级电路设计................................. 错误!未指定书签。
3.3。
2．内部基本反相器中的各MOS尺寸的计算........... 错误!未指定书签。
3.3。
3．四输入与非门MOS尺寸的计算................... 错误!未指定书签。
3.3。
4．三输入与非门MOS尺寸的计算................... 错误!未指定书签。
3。
3.5．输入级设计................................... 错误!未指定书签。
3。
3.6．缓冲级设计................................... 错误!未指定书签。
3。
3.7．输入保护电路设计............................. 错误!未指定书签。
3.4。
功耗与延迟估算..................................... 错误!未指定书签。
模拟CMOS集成电路设计课程设计实验报告(二级放大器的设计)教材
模拟CMOS集成电路设计课程设计报告--------二级运算放大器的设计信息科学技术学院电子与科学技术系一、概述：运算放大器是一个能将两个输入电压之差放大并输出的集成电路。
运算放大器是模拟电子技术中最常见的电路，在某种程度上，可以把它看成一个类似于BJT 或FET 的电子器件。
它是许多模拟系统和混合信号系统中的重要组成部分。
它的主要参数包括：开环增益、单位增益带宽、相位阈度、输入阻抗、输入偏流、失调电压、漂移、噪声、输入共模与差模范围、输出驱动能力、建立时间与压摆率、CMRR、PSRR以及功耗等。
二、设计任务：设计一个二级运算放大器，使其满足下列设计指标：工艺Smic40nm电源电压 1.1v负载100fF电容增益20dB 至少40dB3dB带宽20MHz输入小信号幅度5uV 共模电平自己选取输出共模电平自己选取电路结构两级放大器相位裕度60~70度功耗无要求三、电路分析：1.电路结构：最基本的二级运算放大器如下图所示，主要包括四部分：第一级放大电路、第二级放大电路、偏置电路和相位补偿电路。
2.电路描述：输入级放大电路由PM2、PM0、PM1和NM0、NM1组成。
PM0和PM1构成差分输入对，使用差分对可以有效地抑制共模信号干扰；NM0和NM1构成电流镜作为有源负载；PM2作为恒流源为放大器第一级提供恒定的偏置电流。
第二级放大电路由NM2和PM3构成。
NM2为共源放大器；PM3为恒流源作负载。
相位补偿电路由电阻R0和电容C0构成，跨接在第二级输入输出之间，构成RC米勒补偿。
此外从电流电压转换角度来看，PM0和PM1为第一级差分跨导级，将差分输入电压转换为差分电流。
NM0和NM1为第一级负载，将差模电流恢复为差模电压。
NM2为第二级跨导级，将差分电压信号转换为电流，而PM3再次将电流信号转换成电压信号输出。
偏置电压由V0和V2给出。
3.静态特性对第一级放大电路：构成差分对的PM0和PM1完全对称，故有G m1=g mp0=g mp1 (1)第一级输出电阻R out1=r op1||r on1 (2)则第一级电压增益A1=G m1Rout1=g mp0,1(r op1||r on1) (3) 对第二级放大电路：电压增益A2=G m2R out2= -g mn2(r on2||r op3) (4) 故总的直流开环电压增益A0=A1A2= -g mp0,1g mn2(r op1||r on1)(r on2||r op3) (5)由于所有的管子都工作在饱和区，所以对于gm 我们可以用公式 g m =D I L W )/(Cox 2μ (6) 进行计算；而电阻r o 可由下式计算 r o =DI 1λ (7)其中λ为沟道长度调制系数且λ∝1/L 。
集成电路课程设计
集成电路课程设计一、课程设计介绍本课程设计是为了建立集成电路设计方法的实践基础，提高学生动手能力和学习积极性。
要求学生在理解并熟练掌握基础理论知识的基础上，按照课程设计题目所要求的要求来设计一个高质量的集成电路。
完成课程设计，可提高学生的集成电路设计能力和实践能力，帮助学生进一步改善其设计技术和知识水平。
二、课程设计目标1.帮助学生综合运用基础知识和方法来设计集成电路。
2.提高学生实践能力和动手能力，加强对仿真分析面板的掌握程度。
3.培养学生能够独立设计和生产产品的能力，提高其实践技能和创新思维水平。
三、课程设计任务1.学生需要独自完成一个集成电路设计，设计成果采用仿真分析面板进行模拟测试和调试。
2.学生必须对设计成果进行完整的仿真与分析，确定其可行性和优劣性。
3.学生必须对设计成果进行完备的性能检测和质量测试，确保其满足相关规范和标准要求。
四、课程设计内容1.综合应用集成电路设计基础知识和方法，完成一个符合要求的集成电路设计。
2.学生需要设计出基于CMOS工艺的集成电路，要求设计成果具有可预测的性能和高集成度。
3.学生需要采用仿真分析面板进行模拟测试和调试，分析和优化设计方案。
4.学生需要严格按照标准流程进行测试和检测，确保设计成果满足相关要求和标准。
五、课程设计流程1.了解课程设计任务和要求，并按照规定时间完成相应的研究和设计工作。
2.确定集成电路设计的需求和设计方案，在研究设计方案的过程中，要重点考虑工艺方案，分析集成电路性能。
3.利用相应的导入文件，进行仿真测试和调试，分析和评估方案的优劣，确定相关参数。
4.完成集成电路的布局、硅片刻蚀等基础工作，进一步实现设计成果。
5.完成集成电路生产后，进行全面的功能检测和质量测试，确保设备满足相关检验要求。
六、课程设计要求1.设计成果应符合集成电路设计的相关要求和标准，具有高可信度和优良的性能指标。
2.设计成果应严格按照标准测试流程进行测试和检测，确保其满足相关规范和标准要求。
集成电路课程设计——锁相环CD4046设计频率合成器
集成电路课程设计一-锁相环CD4046设计频率合成器学号：110800316 姓名：苏毅坚指导老师：罗国新2011年1月锁相环CD4046设计频率合成器实验目的：设计一个基于锁相环CD4046设计频率合成器范围是10k〜100K,步进为1K设计和制作步骤：确定电路形式，画出电路图。
计算电路元件参数并选取元件O组装焊接电路。
调试并测量电路性能。
确定电路组成方案原理框图如下，锁相环路对稳定度的参考振动器锁定，环内串接可编程的分频器，通过改变分频器的分配比N,从而就得到N倍参考频率的稳定输出。
晶体振荡器输出的信号频率n,经固定分频后（M分频）得到基准频率fi，，输入锁相环的相位比较器（PC）。
锁相环的VCO输出信号经可编程分频器（N分频）后输入到PC的另一端，这两个信号进行相位比较，当锁相环路锁定后得到：n/M=fF=f2/N 故f2=N『l （Fl为基准频率）当N变化时，就可以得到一系列的输出频率f2o设计方法（一）、振荡源的设计用CMOS与非门和1M晶体组成1MHz振荡器，如图14。
图中Rf使F1工作于线性放大区。
晶体的等效电感，Cl> C2构成谐振回路。
C1、C2可利用器件的分布电容不另接。
Fl、F2、F3 使用CD4049o（二）、N分频的设计N分频采用CD40103进行分频。
CD40103是BCD码8位分频器。
采用8位拨码开关控制分频大小。
输入的二进制大小即为分频器N分频。
图中RP1为1K排阻（三）、1KHZ标准信号源设计（即M分频的设计）根据4518的输出波形图，可以看出4518包含二分频、四分频、十分频，用二片CD4518 （共4个计数器）组成一个1000分频器，也就是三个十分频器，这样信号变为2Khz.再经过双D触发器，这样就可把2MHz的晶振信号变成500hz 的标准信号。
如下图所示：（四）4046锁相环的设计锁相环4046为主芯片。
电路图如下：500Hz信号从14脚输入。
3脚4脚接N分频电路，即40103分频电路。
集成电路工程的课程设计
集成电路工程的课程设计一、教学目标本课程的目标是让学生了解和掌握集成电路工程的基本原理、设计和制造过程。
通过本课程的学习，学生应能理解集成电路的基本结构、工作原理和设计方法，掌握集成电路的制造流程和测试技术，并了解集成电路在现代电子技术中的应用。
具体来说，知识目标包括：1.了解集成电路的基本结构和类型；2.理解集成电路的工作原理和设计方法；3.掌握集成电路的制造流程和测试技术；4.了解集成电路在现代电子技术中的应用。
技能目标包括：1.能够使用集成电路设计软件进行简单的设计；2.能够进行集成电路的制造和测试；3.能够分析集成电路的性能和问题。
情感态度价值观目标包括：1.培养对集成电路工程技术的兴趣和热情；2.培养创新意识和团队合作精神；3.培养学生对科技发展的敏感性和适应性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括四个方面：1.集成电路的基本原理：包括集成电路的定义、分类、结构和功能，以及集成电路的设计原则和流程。
2.集成电路的设计方法：包括数字集成电路、模拟集成电路和混合集成电路的设计方法，以及集成电路设计工具和软件的使用。
3.集成电路的制造流程：包括硅片制造、集成电路版图设计、光刻、蚀刻、离子注入等基本工艺，以及集成电路的封装和测试。
4.集成电路的应用：包括集成电路在电子设备中的应用、集成电路系统的组成和原理，以及集成电路技术的未来发展趋势。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过教师的讲解，让学生了解和掌握集成电路的基本原理和设计方法；2.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解集成电路的应用和制造过程；3.实验法：通过实验操作，让学生掌握集成电路的测试技术和性能分析；4.小组讨论法：通过小组讨论，培养学生的团队合作精神和创新意识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用《集成电路工程》作为主教材，为学生提供系统的学习内容；2.参考书：推荐《集成电路设计手册》等参考书籍，为学生提供更多的学习资料；3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，为学生提供直观的学习体验；4.实验设备：准备集成电路设计软件、实验板等实验设备，为学生提供实践操作的机会。
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八、工艺流程（包括从原始片到钝化光刻的所有芯片制造前道工艺）
1.清洗；晶向：(100)类型：N-Si电阻率：2-4欧姆厘米
2.预氧化；500nm
3.N阱光刻
4.N阱注入；2E13/cm2
5.N阱推进；结深7-8µm
6.N+区光刻；
7.N+注入；B+ 2E15/cm2
8.P+区光刻；
1.预氧化；SiO2 200nm
2.去预氧化层并生长60nm氧化层；
3.沉积Si3N4，150nm LPCVD
4.场区氧化，1.2m
5.掩蔽氧化；100nm
6.生长栅氧化层；60nm沉积PSG；450°C，SiH4+PH3+O2；500nm
9.Al-Si溅射沉积；厚1.1m
10.沉积钝化层；SiOxNy或PI ;500nm
十、自我评价（包括正确性、规范性、可用性、创新点、不足）
集成电路课程实习使我不仅掌握了L-Edit的许多实用技巧，同时加深了我对半导体工艺及集成电路设计的种种认识，所学颇丰，受益匪浅。本次的实习与前期的《半导体工艺原理与技术》、《集成电路设计》两门课程相辅相成，首先，教学课上授予了我丰富的理论知识及扎实的基功，同时这次的课程设计是在我们学完这两门课后应用本课程及以前积累的知识而进行的综合性、开放性、设计性的实践训练，是培养我们工程意识和创新能力的重要环节。
1.0
3.3
孔到扩散区（N+，P+）边缘
1.0
3.4
铝覆盖引线孔（各边）
1.0
4
铝引线
4.1
铝条宽度
5.0
4.2
短距离铝条间距
5.0
4.3
长距离铝条间距
5.0
4.4
内部Vss、VDD铝条宽度（驱动部分除外）
7
5
压焊点（铝）
5.1
压焊铝块大小
120*120
5.2
压焊铝块间距
80
5.3
压焊铝块下到P阱（除VDD）各边间距
五、光刻版版次和阴阳
序号
光刻胶
阴阳（黑白）
备注
1
N阱
正胶
白
2
有源区
正胶
黑
场氧化区
3
N沟道调整
正胶
白
4
多晶硅栅
正胶
黑
5
N+注入
正胶
白
6
P+注入
正胶
白
7
预刻孔
正胶
白
预孔比刻孔要大一些
8
刻孔
正胶
白
9
铝连线
正胶
黑
10
压焊块
正胶
黑
六、对位标记、对位次序、胖瘦标记、检测电阻设计
对位标记：
对位次序：M2→M1 M3→M1 M4→M1 M5→M1 M6→M1 M7→M1 M8→M7 M9→M8 M10→M9
实习开始，拿到课题，“画出2输入端与非门的原理图，用L-Edit软件画出3微米硅栅N阱CMOS工艺的版图，列出工艺中需要的薄膜制备工艺和性能参数”，起初觉得它并不困难，但实践出真知，实习让我知道了自己的眼高手低，也让我找出并弥补了些许不足。由于接触L-edit软件次数不多，所以对其运用还不是太熟悉，这就需要加量加力的出时间，多练习，查资料，敢设计，敢出错。其实课题老师也讲过,但如何将其应用到实际的版图设计中仍然有很大的难度，更需要注意的是如铝线宽度、压焊块间距等细节上的要求。在规范性方面,我参考了老师的集成电路设计规则以及CMOS工艺流程与MOS电路版图举例,所以整个设计是符合要求规范的。对于3微米工艺,像铝线宽度这样的规则是需要特别注意的。我们设计了五个压焊点以及2个测试电阻，从而使器件可进行有效的测试，确保器件的可用性。刚开始由于版图很小，同时画出的东西必须十分精确，因此在画图的过程中就必须经常去看看设计规则。确保画出的版图大小是正确的。经过几天时间终于将一些基本的器件画完整了。接着就是根据原理图进行连线。虽然它看起来很简单，但其实连线是要靠智慧的，不能按照原理图按部就班的连。虽然到最后不会有错，但是由于你没有在连线的过程中进行有效的布局，你连出来的东西很可能在实际应用中就是一件废品或者会有很大的浪费。所以在连线的过程中就必须考虑它的实际可用性，同时为了突出你的版图的与众不同还必须有自己的创新点。所谓创新点就是在你所设计的版图中必须有你想出的独一无二的构思。同时还必须考虑版图的大小问题，版图的利用率。在我所设计的版图中，对于这两方面，我做的还不是很突出，我想这应该就是我在设计版图中的不足。在可用性方面我认为我设计的版图基本上是可以使用的，因为我在画图的过程中还不断地参考老师给我们的例子。所以我相信我画的版图是有用的。但在创新的方面我还做的不足，由于我是第一次使用这软件，缺少实际应用的经验以及相关的知识。所以在创新点方面我想在短时间内是很难有所突破的。不过我相信只要我有了足够的经验和时间，我还是能够创造出有用的东西。
虽然这次的作品略显稚嫩，但当画完最后一笔，“no DRC errors”时，还是有一种说不出的喜悦涌上心头，大概这也是一个电路设计者最简单的快乐与幸福。
最后由衷的感谢峰老师的指导与监督！
十一、同组成员互评（包括正确性、规范性、创新点、商洽或不足）
阿龙同学在这次的课程设计中是和我是一组的，经过一周多的合作我们画的版图总体上是一样的，我们一起经过讨论以及努力完成了这次的课程设计。合作期间经过我的仔细观察以及研究，阿龙同学所画的版图也是经过自己的认真思考后，按照正确的操作和逻辑图以及CMOS工艺来完成的。因为我们是一组的，因此在画版图的过程中我们俩互相帮助，彼此谁有问题就提出来，两个人一起思考，一起讨论，一起解决问题。在设计版图的过程中都是一同解决问题，一起前进的。画版图的时候我们经常在一起讨论，对于对方的错误也是及时指出并改正。这使我们在画图的时候省去了不少的时间。因为两人都在画图，只要一进行比对就很容易发现不同的地方。然后就开始检查，很容易的就能将错误的地方找出来。我对他画的图的评价基本上和对我自己画的图一样，在其他方面都表现的不错，比如在版图的正确性，可用性以及规范性上都认真对待，严格按照要求作图，按照设计规则一步一步完成的。但是因为缺乏经验，无法对其进行有效的美化。这也是我们的不足之处。相信经过这次的课程设计，我们都得到了很多，收获了很多，使我们对集成电路工艺，以及相关知识都有了更加透彻的了解和认识。最后希望我们以后都能够像这次一样认真的对待每一件事，认真的完成每一件事。
在整个课程设计中，我与同学们积极交流大家的设计并将一些细节与大家分享来提高自己的设计水平。因为自己的设计经验不足，我的器件的版图创新做得还不够好,版图细节还有许多不足。在器件尺寸方面,有的细节问题没有去仔细思考,这样可能导致版图的排布不是非常紧凑。我会把握住这次课程设计的机会充实自己，在今后的学习中,努力地去学习各方面的知识,不断的弥补自身的不足,提高自己的学习和工作能力。
P阱边缘到P+外边缘间距
7.0
1.6
P阱边缘的P+区与外界N+间距
11
1.7
P阱与P阱间距
12
1.8
隔离区（保护环）宽度
0
2
沟道、栅
2.1
沟道长度
3.0
2.2
栅氧化层覆盖源漏
1.0
2.3
栅端超出隔离区长度
1.0
2.4
栅覆盖源漏
0
2.5
栅覆盖栅端
1.0
3
引线孔
3.1
引线孔尺寸
3.0*3.0
3.2
预刻孔各边比引线孔大
CCZU
数理学院电子科学与技术专业
《集成电路设计》课程设计
总结
专业：电子科学与技术
班级：091
学号：********
姓名：sherry
指导教师：峰
时间：2013/1/8~/2013/1/13
一、设计题目：
画出2输入端与非门的原理图，用L-Edit软件画出3微米硅栅N阱CMOS工艺的版图，列出工艺中需要的薄膜制备工艺和性能参数。
4.0
5.4
压焊铝块下到P+或N+间距
16.0
5.5
与周围铝条间距（金丝球焊）
35
5.6
与内侧、两边铝条间距（超声焊）
40
5.7
与外围铝条间距（超声焊）
50
5.8
到划片槽间距（无外包铝条）
70
5.9
压焊铝块比各边钝化孔大
4.0
6
其它
6.1
划片槽宽度
60
6.2
划片槽边缘到内部N+区间距
30
6.3
外包铝条外侧到划片槽间距
9.P+区注入；N+或As+ 5E15/cm2
10.P+、N+退火和再分布；
11.APCVD沉积SiO2；500nm
12.致密；900°C，O2，30min
13.栅区光刻（预孔）；
14.栅氧化；80nm
15.N沟道光刻；用N阱反版
16.N沟道开启调整注入；2E11/cm2，注B+ Vt降低，N+升高。
胖瘦标记：
检测电阻：
测试电阻用来检测N阱、P+、N+等掺杂浓度。通常可根据要求电阻的大小，选择图形的方块数，并与铝块相连，以便测量。
PMOS管调试
NMOS管调试
七、版图设计（包括各次光刻版、对位标记、胖瘦标记、画片槽、
调试管、检测电阻等）
N阱
有源区
N沟道调整
多晶硅栅
N+注入
P+注入
预刻孔
刻孔
铝连线
压焊块
十二、指导教师意见
-你真棒!
-谢谢您.
成绩