《IC原理》复习资料

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集成电路原理及应用期末复习资料解析

集成电路原理及应⽤期末复习资料解析1.什么是差动放⼤电路？什么是差模信号？什么是共模信号？差动放⼤器对差模信号和共模信号分别起什么作⽤？差动放⼤电路是把两个输⼊信号分别输⼊到运算放⼤器的同相和反相输⼊端，然后在输出端取出两个信号的差模成分，⽽尽量抑制两个信号的共模成分的电路。

共模信号：双端输⼊时，两个⼤⼩相同，极性相同的信号。

差模信号：双端输⼊时，两个⼤⼩相等，极性相反的信号。

对差模输⼊信号的放⼤作⽤、对共模输⼊信号的抑制作⽤2.集成运放有哪⼏部分组成？各部分的典型电路分别是什么？输⼊级、中间级、输出级、偏置电路四⼤部分组成输⼊级的典型电路是差动放⼤电路, 利⽤它的电路对称性可提⾼整个电路的性能，减⼩温漂；中间级的典型电路是电平位移电路, 将电平移动到地电平，满⾜零输⼊时零输出的要求；输出级的典型电路是互补推挽输出放⼤电路，使输出级输出以零电平为中⼼，并能与中间电压放⼤级和负载进⾏匹配；偏置电路典型电路是电流源电路，给各级电路提供合适的静态⼯作点、所需的电压3.共模抑制⽐的定义？集成运放⼯作于线性区时，其差模电压增益Aud与共模电压增益Auc之⽐4.集成运放的主要直流参数：输⼊失调电压Uos、输⼊失调电压的温度系数△Uos/△T、输⼊偏置电流、输⼊失调电流、差模开环直流电压增益、共模抑制⽐、电源电压抑制⽐、输出峰--峰电压、最⼤共模输⼊电压、最⼤差模输⼊电压5.集成运放主要交流参数：开环带宽、单位增益带宽、转换速率、全功率带宽、建⽴时间、等效输⼊噪声电压、差模输⼊阻抗、共模输⼊阻抗、输出阻抗。

6.理想集成运放的基本条件。

1.差模电压增益为⽆穷⼤2.输⼊电阻为⽆穷⼤3.输出电阻为04.共模抑制⽐CMRR为⽆穷⼤5.转换速率为⽆穷⼤即Sr=006.具有⽆限宽的频带7.失调电压·失调电流极其温漂均为08.⼲扰和噪声均为07.理想集成运放的两个基本特性：虚短和虚断。

代表的实际物理意义。

其实，虚短和虚断的原因只有⼀个，那就是：输⼊端输⼊电阻⽆穷⼤。

半导体器件原理课程复习提纲

半导体器件原理课程复习提纲第一篇：半导体器件原理课程复习提纲《半导体器件原理》课程复习提纲基础：半导体物理基本概念、物理效应，p－n结。

重点：双极型晶体管、JFET、GaAs MESFET、MOSFET。

了解：材料物理参数、器件直流参数和频率参数的意义。

根据物理效应、重要方程、实验修正，理解半导体器件工作原理和特性，进行器件设计、优化、仿真与建模。

第一章：半导体物理基础主要内容包括半导体材料、半导体能带、本征载流子浓度、非本征载流子、本征与掺杂半导体、施主与受主、漂移扩散模型、载流子输运现象、平衡与非平衡载流子。

半导体物理有关的基本概念，质量作用定律，热平衡与非平衡、漂移、扩散，载流子的注入、产生和复合过程，描述载流子输运现象的连续性方程和泊松方程。

（红色部分不作考试要求）第二章：p－n 结主要内容包括热平衡下的p－n结，空间电荷区、耗尽区（耗尽层）、内建电场等概念，p－n结的瞬态特性，结击穿，异质结与高低结。

耗尽近似条件，空间电荷区、耗尽区（耗尽层）、内建电势等概念，讨论pn结主要以突变结（包括单边突变结）和线性缓变结为例，电荷分布和电场分布，耗尽区宽度，势垒电容和扩散电容的概念、定义，直流特性：理想二极管IV方程的推导对于考虑产生复合效应、大注入效应、温度效应对直流伏安特性的简单修正。

PN的瞬态特性，利用电荷控制模型近似计算瞬变时间。

结击穿机制主要包括热电击穿、隧道击穿和雪崩击穿。

要求掌握隧道效应和碰撞电离雪崩倍增的概念，雪崩击穿条件，雪崩击穿电压、临界击穿电场及穿通电压的概念，异质结的结构及概念，异质结的输运电流模型。

高低结的特性。

（红色部分不作考试要求）第三章：双极型晶体管主要内容包括基本原理，直流特性，频率响应，开关特性，异质结晶体管。

晶体管放大原理，端电流的组成，电流增益的概念以及提高电流增益的原则和方法。

理性晶体管的伏安特性，工作状态的判定，输入输出特性曲线分析，对理想特性的简单修正，缓变基区的少子分布计算，基区扩展电阻和发射极电流集边效应，基区宽度调制，基区展宽效应，雪崩倍增效应，基区穿通效应，产生复合电流和大注入效应，晶体管的物理模型E－M模型和电路模型G－P模型。

集成电路原理与应用复习总结

Ui Ui I i I1 I
由
U U Ui U o 和 o 3 得 U 3 2U i R2 2 R1 R1 R2 Ui Ui R1 R
所以 I i
因此 Ri
Ui RR1 I i R R1
当 R R1 时， Ri ， I I1 4. 几中常见的积分电路 ①反相积分器 ②同相积分器
第一章集成运放的基础知识 1. 集成运放是一种高增益直接耦合放大器。 2. 跨导的计算 ①晶体管：�� = �� =
��
��
��
�� (
�� ) ��
2
解法一：用两级反相求和电路 �� = −5(��2 + �� 4 ) − 5(−(�� 1 + �� 3 )) ∴��1 = ��2 = ��3 = ��4 = 20�� 1 = ��2 = ��5 = 100�� 1 = ��1 ∕∕ ��3 ∕∕ ��1 ≈ 333.3�� 2 = ��2 ∕∕ ��4 ∕∕ ��5 ∕∕ ��2 ≈ 6.25�� 接法二：两个同相求和电路和一个差动放大器 �� = 5[(��1 + �� 3) − (�� 2 + �� 4 )] ∴��1 = ��2 = ��3 = ��4 = ��1 = ��2 = ��6 = 100�� 5 = 20��Ω �� = 100��Ω， �� = 50��Ω 【例 2-3】试分析图 1 所示电路是什么电路，有何

《集成电路基础学习知识原理与设计》重要资料内容情况总结

集成电路原理与设计重点内容总结第一章绪论摩尔定律：（P4）集成度大约是每18个月翻一番或者集成度每三年4倍的增长规律就是世界上公认的摩尔定律。

集成度提高原因：一是特征尺寸不断缩小，大约每三年缩小一2倍；二是芯片面积不断增大，大约每三年增大1.5倍；三是器件和电路结构的不断改进。

等比例缩小定律：（种类优缺点）（P7-8）1. 恒定电场等比例缩小规律（简称CE定律）a. 器件的所有尺寸都等比例缩小K倍，电源电压也要缩小K倍，衬底掺杂浓度增大K倍,保证器件内部的电场不变。

b. 集成度提高忆倍，速度提高K倍，功耗降低K2倍。

c. 改变电源电压标准，使用不方便。

阈值电压降低，增加了泄漏功耗。

2. 恒定电压等比例缩小规律（简称CV定律）a. 保持电源电压和阈值电压不变，器件的所有几何尺寸都缩小K倍，衬底掺杂浓度增加忆倍。

b. 集成度提高忆倍，速度提高K2倍。

c. 功耗增大K倍。

内部电场强度增大，载流子漂移速度饱和，限制器件驱动电流的增加。

3. 准恒定电场等比例缩小规则（QCE）器件尺寸将缩小K倍，衬底掺杂浓度增加K（1< <K）倍，而电源电压则只变为原来的/K倍。

是CV和CE的折中。

需要高性能取接近于K,需要低功耗取接近于1。

写出电路的网表：A BJT AMPVCC 1 0 6Q1 2 3 0 MQRC 1 2 680RB 2 3 20KRL 5 0 1KC1 4 3 10UC2 2 5 10UVI 4 0 AC 1.MODEL MQ NPN IS=1E-14+BF=80 RB=50 VAF=100.OP.END其中.MODEL为模型语句，用来定义BJT晶体管Q1的类型和参数。

常用器件的端口电极符号器件名称端口付号缩与Q （双极型晶体管） C （集电极），B （基极），E （发射极），S （衬底）M （MO场效应管） D （漏极），G （栅极），S （源极），B （衬底）J （结型场效应管） D （漏极），G （栅极），S （源极）B （砷化镓场效应管） D （漏极），G （栅极），S （源极）电路分析类型.OP直流工作点分析.TRAN瞬态分析• DC直流扫描分析• FOUR傅里叶分析•TF传输函数计算.MC豕特卡罗分析•SENS灵敏度分析•STEP参数扫描分析.AC交流小信号分析•WCASE最坏情况分析• NOISE噪声分析•TEMP温度设置第二章集成电路制作工艺集成电路加工过程中的薄膜：（P15）热氧化膜、电介质层、外延层、多晶硅、金属薄膜。

IC原理复习资料

《IC原理》复习资料1.按照半导体集成电路的集成度来分，分为哪些类型？小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)、特大规模集成电路(ULSI)、巨大规模集成电路(GSI）。

2.按照器件类型分，半导体集成电路分为哪几类？BJT型、MOS型、Bi-CMOS型3.按电路功能或信号类型分，半导体集成电路分为哪几类？数字集成电路、模拟集成电路、数模混合集成电路4.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作用？①减小寄生pnp管的影响；②减小集电极串联电阻。

5.&&&&&&&&&之后采集了的简单叙述一下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤？N+隐埋层扩散孔光刻→P隔离扩散孔光刻→P型基区扩散孔光刻→N+发射区扩散孔光刻→引线孔光刻→反刻铝6.简述硅栅P阱CMOS的光刻步骤？P阱光刻→光刻有源区→光刻多晶硅→P+区光刻→N+区光刻→光刻接触孔→光刻铝线7.以P阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些不足？NPN晶体管电流增益小；集电极的串联电阻很大；NPN管C极只能接固定电位，从而限制了NPN管的使用。

8.以N阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点？并请提出改进方法。

优点：NPN具有较薄的基区，提高了其性能；N阱使得NPN管C极与衬底隔开，可根据电路需要接电位。

缺点：集电极串联电阻还是太大，影响双极器件的驱动能力。

改进方法：在N 阱里加隐埋层，使NPN 管的集电极串联电阻减小；使CMOS 器件的抗闩锁性能大大提高。

9. 双极型IC 的隔离技术主要有几种类型。

pn 结隔离、绝缘介质隔离及性能更优越的pn 结隔离、绝缘介质隔离混合的隔离工艺--混合隔离（等平面隔离）。

其中最重要的是典型的pn 结隔离的工艺内容,这仍然是双极型逻辑集成电路制造中最最常用的隔离工艺,因为该工艺与常规平面制造工艺相容性最好。

IC基本知识培训资料

24
如何查库存
• • • • (very good website) 原厂的网站，如MAXIM， TI IC交易网（,,www ,etc.) • others
低。
6
怎样认识IC
• • • • 1.查找DATASHEET 2.了解市场价格 3.了解可用的替代型号 4.了解其性能，工艺特点，应用
7
得到DATASHEET的途径
• • • • • • • • • • others
2
IC的应用
• 目前，IC应用在各行各业中，时刻在影响着我们的生活。 • 计算机，电视，汽车机械，网络通信，医疗器械，军事设备等等各个方面。
3
集成电路的发展史
• 世界上第一块集成电路，是1958年美国德克萨斯仪器公司的基尔比和仙童公司的诺伊斯同时制作出来的（中国的第一块集成电路是1965年制作出来的）。自此以后，集成电路经历了60年代的中小规模集成阶段、 70年代的大规模集成阶段、80年代的超大规模集成阶段，随着深亚微米加工技术的应用，在新的世纪之初采用0.12微米微细加工技术，1G（千兆）SRAM（静态随机存取存储器）业已问世，这标志着集成电路已进入巨大规模集成（GSI）这一重要发展阶段。
IC基本知识
2006.11.17
1
IC的定义
• IC 是英文INTEGRATED CIRCUIT的缩写，意指集成电路。
• 集成电路（Integrated Circuit, 通常简称IC),是采用专门的设计技术和特殊的集成工艺技术，把构成半导体电路的晶体管、二极管、电阻、电容等基本单元器件，制作在一块半导体单晶片（例如硅或者砷化镓）或者陶瓷等绝缘基片上，并按电路要求完成元器件间的互连，再封装在一个外壳内，能完成特定的电路功能或者系统功能，所有的元器件及其间的连接状态、参数规范和特性状态、试验、使用、维护都是不可分割的统一体，这样而得的电路即是IC。

微电子器件与IC设计基础复习

一、下面的可能考填空题1、半导体材料可以分为两类：元素半导体和化合物半导体。

2、固体材料的三种基本类型：(1) 无定形，(2) 多晶，(3) 单晶。

3、物质波的概念：对于光子和电子这类微观粒子，它们既表现出粒子的特性，同时也表现出波的特性，即具有波粒二象性，因此被称为物质波。

4、量子跃迁的概念：在一定的条件下，电子可以从一个量子态转移到另一个量子态的变化，这种变化称为量子跃迁。

5、泡利不相容原理：在一个系统中不能有两个电子处于同一个量子态。

6、施主杂质的杂质能级位于导带底附近，掺入了施主杂质的半导体称为N 型半导体。

7、爱因斯坦关系：q kT D =μ，其中D 为扩散系数，μ为迁移率，qkT = 0.026V （当T=300K 时），为一常量，给出D 或μ，则可求出其中的另一个。

（计算题中可能会用到这个常量和关系）8、PN 结从材料类型上来分可分为同质结和异质结，从掺杂方式上可以分为突变结和缓变结。

9、PN 结的击穿机构分为两种，一种为雪崩击穿，一种为隧道击穿，这两种击穿发生后晶格没有受到损伤，能够恢复。

还有一种击穿叫热击穿，是一种破坏性的击穿，导致局部区域晶格损伤，不能恢复。

10、PN 结的电容分为势垒电容（PN 结反向偏置时）和扩散电容（PN 结正向偏置时）。

11、双极性晶体管其管芯都是由两个背对背且相距极近的PN 结所构成，将这两个PN 结分别称为发射结和集电结。

两个PN 结将晶体管划分为三个区域：发射区、基区、集电区。

12、当PN 结的P 接正、N 接负时，其正向偏置；当P 接负、N 接正时，其反向偏置。

（page63）13、MOSFET 的4种基本类型为：N 沟道增强型、N 沟道耗尽型、P 沟道增强型、P 沟道耗尽型。

14、MOSFET 的工作原理是：基于半导体的表面场效应，实质上相当于由外电压控制的特殊电阻。

15、MOSFET 中，使栅下半导体表面出现强反型，形成导电沟道时的栅源电压称为阈值电压。

IC工艺原理期末复习资料打印版

1、集成电路：通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连，“集成”在一块半导体单晶片（如Si、GaAs）上，封装在一个内，执行特定电路或系统功能。

2、关键尺寸：集成电路中半导体器件能够加工的最小尺寸。

它是衡量集成电路设计和制造水平的重要尺度，越小，芯片的集成度越高，速度越快，性能越好3、摩尔定律：、芯片上所集成的晶体管的数目，每隔18个月就翻一番。

4、High-K材料：高介电常数，取代SiO2作栅介质，降低漏电。

Low-K 材料：低介电常数，减少铜互连导线间的电容，提高信号速度5、功能多样化的“More Than Moore”指的是用各种方法给最终用户提供附加价值，不一定要缩小特征尺寸，如从系统组件级向3D集成或精确的封装级(SiP)或芯片级(SoC)转移。

6、IC企业的分类：通用电路生产厂；集成器件制造；Foundry厂；Fabless：IC 设计公司；Chipless；Fablite第二章：硅和硅片的制备7、单晶硅结构：晶胞重复的单晶结构能够制作工艺和器件特性所要求的电学和机械性能8、CZ法生长单晶硅把熔化的半导体级硅液体变成有正确晶向并且被掺杂成n或p型的固体硅锭；9、直拉法目的：实现均匀掺杂和复制籽晶结构，得到合适的硅锭直径，限制杂质引入；关键参数：拉伸速率和晶体旋转速度10、CMOS （100）电阻率：10~50Ω•cm BJT（111）原因是什么？11、区熔法？纯度高，含氧低；晶圆直径小。

第三章集成电路制造工艺概况12、亚微米CMOS IC 制造厂典型的硅片流程模型第四章氧化；氧化物12、热生长：在高温环境里，通过外部供给高纯氧气使之与硅衬底反应，得到一层热生长的SiO2 。

13、淀积：通过外部供给的氧气和硅源，使它们在腔体中方应，从而在硅片表面形成一层薄膜。

14、干氧：Si（固）＋O2（气）－> SiO2(固)：氧化速度慢，氧化层干燥、致密，均匀性、重复性好，与光刻胶的粘附性好.水汽氧化：Si （固）＋H2O （水汽）－>SiO2（固）+ H2 （气）：氧化速度快，氧化层疏松，均匀性差，与光刻胶的粘附性差。

ic原理考试资料

16.硅栅 NMOS 或非结构 ROM 中，可以采用离子注入方法选择晶体管，需要注入的离子类型为 B 。 A. n 型 B. p 型 C. 与衬底相反的类型
17.ALU 是数据空间的最重要的单元，完成程序所需的各种主要的算术运算和逻辑操作。ALU 的设计核心是 B ，配合相应的函数发生器。 A. 乘法器 B. 全加器 C. ROM D. MUX
这将导致各个位线上输出高电平的上升时间远大于输出低电平的下降时间有多位输出时输出有高有低因此上升时间就决定了信号的工作周期是整个信号的工作速度受到上升时间的限制
IC 原理考试资料一.填空题
1. 按照器件类型分，半导体集成电路分为 MOS 型集成电路、双极型-MOS 集成电路。双极型集成电路、外延层
14.有效提高 MOS 器件的最高工作频率的措施是 A. 增加沟道长度宽度 B. 减小沟道长度
C. 增加沟道宽度
15.对器件而言，衬底偏置电压的存在，即 VBS (Bulk-Source) ≠0 的情况，将使 MOS 晶体管的阈值电压的数值 A 。其中，CMOS 倒相器 E 衬底偏置效应，CMOS 传输门 D A. 增加衬底偏置效应。 B. 减小 C. 维持不变 D. 存在 E. 不存在
10.相对于铝栅工艺而言，硅栅工艺的特点有等。 A. 自对准作用 B. 二层布线
C. 密勒电容小
D. 开关速度低
11.工艺对设计的制约包括 C 求的制约、工艺参数对设计的制约。 A. 器件的数量电源电压 B. 最大加工尺寸
的制约、标准工艺流程对特殊工艺要 C. 最小加工尺寸和集成度对设计 D.
12.因为有效电子迁移率比有效空穴迁移率约高出 2.5 倍，为保证导电因子相等，进而保证有对称的电流特性、跨导等，往往在设计输出级电路时，要求 PMOS 管的(W／L)P 比 NMOS 管的宽长比(W／L)N 的 C 倍。 A. 1.5 B. 2 C. 2.5 D. 3

IC复习提纲

1、按规模划分，集成电路经历了哪几代？它的发展遵循了一条著名定律，请说出此定律的内容。

答：按照规模划分为：SSI、MSI、LSI、VLSI和SOC，遵循摩尔定律（Moore）：集成电路的集成度，即芯片上的晶体管的数目每隔18个月增加一倍或每三年翻两番。

答：经历了：按规模划分，集成电路经历了晶体管、分立元件、SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI、GSI、SoC9代。

2、什么是PDK？PDK文件包括哪些内容？答：PDK是代工单位将经过前期开发确定的一套工艺设计文件。

包括：工艺电路模拟用的器件的SPICE参数，版图设计用的层次定义，设计规则，晶体管、电阻、电容等元件和通孔（Via）、焊盘等基本结构的版图，与设计工具关联的设计规则检查DRC（Design Rule Check）、参数提取（EXTraction）和版图电路图对照LVS（Layout-vs-Schematic）用的文件。

答：PDK是：Process Design Kit，PDK文件包括：PDK的参考手册(Documentation)、器件模型(Device Model)：由Foundry提供的仿真模型文件、Symbols & View：用于原理图设计的符号,参数化的设计单元都通过了SPICE 仿真的验证、CDF(Component Description Format,组件描述格式) & Callback：器件的属性描述文件,定义了器件类型、器件名称、器件参数及参数调用关系函数集Callback、器件模型、器件的各种视图格式等、Pcell(Parameterized Cell,参数化单元)：它由Cadence的SKILL语言编写,其对应的版图通过了DRC和LVS验证,方便设计人员进行Schematic Driven Layout(原理图驱动的版图)设计流程、技术文件(Technology File)：用于版图设计和验证的工艺文件,包含GDSII的设计数据层和工艺层的映射关系定义、设计数据层的属性定义、在线设计规则、电气规则、显示色彩定义和图形格式定义等、PV Rule(物理验证规则)文件：包含版图验证文件DRC/LVS/RC提取,支持Cadence的Diva、Dracula、Assura等。

《集成电路原理》课程提纲

《集成电路原理》课程提纲第一章绪论1、掌握一些基本概念，如：微电子、集成电路、集成度、特征尺寸等；集成电路的几种主要分类方法。

2、了解微电子集成电路技术的发展趋势，和提高集成度的主要途径3、掌握一些英文缩写词的中英文含义，如IC、VLSI、ULSI、SOC、IP、MEMS等4、要求对IC相关技术背景有一定的掌握和理解。

双极部分第二章双极逻辑集成电路1、饱和型/非饱和型逻辑IC的定义，各有何特点？列举出各自的典型逻辑。

2、集成NPN晶体管中的有源、无源寄生效应，对器件性能有何影响？如何加以抑制？3、标准TTL电路工作原理及特点。

4、S/LSTTL电路抗饱和原理；其电路的工作原理，包括组成部分、各部分的作用和工作过程；电路特点。

5、ECL逻辑工作原理及其特点。

6、第三章双极逻辑集成电路的版图设计1、双极工艺中的主要隔离技术及其特点。

2、双极晶体管制造工艺比较。

3、微电子测试图形的结构分类及其作用。

4、横向PNP、纵向PNP管的结构与特点。

5、BJT与MOSFET特点对比，在电路设计中应如何发挥各自的长处？MOS IC部分第四章MOS逻辑集成电路1、MOSFET 的V th、I DS、g m、g ds的表达式及其计算。

要求会应用。

2、各种MOS反相器的电路结构、工作原理和主要特性。

3、传送管和CMOS传输门的工作过程。

4、CMOS静态门电路如与非门、或非门结构特点；设计时对P管、N管应作何考虑。

5、CMOS变型电路的结构、工作原理和各自特点。

主要包括：伪NMOS逻辑、C2MOS逻辑、P-E逻辑和Domino CMOS逻辑。

第五章MOS集成电路的版图设计1、MOSIC 的寄生效应（寄生电阻、寄生电容、闩锁效应）及其抑制改善措施。

2、了解硅栅、Al栅工艺主要流程。

3、电路版图识别与设计，包括硅栅和Al栅。

第六章模拟集成电路1、模拟IC子单元电路结构，工作原理和主要特性。

2、几种电流镜电路结构、工作原理和特点比较。

芯片原理知识点总结

芯片原理知识点总结芯片，又称集成电路（Integrated Circuit，IC），是指将大量的电子元器件如晶体管、电阻、电容等组合在一个单一的半导体晶片上，形成一个完整的电路系统。

芯片的原理主要涉及到半导体物理学、电子学和集成电路的设计与制造等多个领域的知识。

下面是芯片原理的一些知识点总结：1. 半导体物理学基础半导体是介于导体和绝缘体之间的一类材料，其导电性能可以通过控制杂质掺入和外加电场进行调节。

在半导体中，电子和空穴的运动对材料的电导率起着决定性作用。

半导体材料的基本特性和性能参数是理解芯片原理的基础。

2. PN结的形成和基本原理PN结是将N型半导体和P型半导体通过扩散、活化等工艺方法形成的一种结构。

当在PN结两侧的材料中加上适当的电压时，会形成电场，从而形成一个电势垒，使得电子和空穴在PN结处发生漂移和复合现象。

PN结的基本原理是理解芯片中二极管和晶体管工作原理的基础。

3. 晶体管的工作原理晶体管是一种控制电流的器件，其工作原理基于在基区施加电压来控制该区域的电子和空穴的运动。

通过控制基极和发射极之间的电压，可以调节集电极和发射极之间的电流。

晶体管是集成电路中最基本的元器件，也是现代电子技术的核心之一。

4. 集成电路的设计原理集成电路的设计是利用半导体器件和工艺技术将电子元器件通过金属连接线、绝缘层等手段组合在一起，形成一个完整的电路系统。

集成电路的设计原理包括逻辑门的设计、电路布局和面积利用等方面的知识，是芯片设计领域的核心内容。

5. 芯片制造工艺芯片的制造工艺是通过一系列的光刻、腐蚀、沉积等工艺步骤将电子元器件和金属线路等部件加工在半导体晶片上。

芯片制造工艺包括工艺流程、设备及材料的选择和处理等方面的知识，是保证芯片性能和可靠性的重要一环。

6. 芯片的封装和测试芯片制造完成后需要进行封装和测试。

封装是将制造好的半导体晶片封装到塑料或金属封装中，以保护芯片并方便插入到电子设备中。

测试是通过测试设备对芯片的功能、性能进行验证，以保证芯片符合设计要求。

IC原理习题-9页精选文档

2019 / 2019 学年第_二学期期{末}考试卷A一、填空（1分×15=15分）1、双极型半导体IC以（）作为有源器件，MOS型IC以MOS场效应晶件管作为有源器件。

把双极和CMOS相容工艺称为（）工艺。

2、集成度提高的三个主要技术因素是器件尽寸缩小，（）及芯片集成效率(结构和工艺设计改进)提高。

3、衡量一个TTL电路静态特性好坏的参数主要有噪声容限、负载能力、（）。

4、增强型NMOS管其UGS( ), 则该管截止；增强型PMOS管其UGS( ), 则该管导通。

5、N沟器件的好处是电子表面迁移率比空穴表面迁移率（），所以NMOS电路的工作速度比PMOS电路（）6、带缓冲级的CMOS门电路，输出驱动能力仅由该输出端的（）决定，与各输入端所处的（）。

7、在模拟IC的横向PNP管中，基区宽度减小会使β（），使CE之间的穿通电压VPT（），基区宽度的选择要首先保证（）对基区宽度的要求。

8、差模放大器放大有用的（）信号，对各种共模信号具有良好的共模抑制作用。

β、V BE、，I CEO随温度的变化会造成零点漂移及噪声，这些变化均是（）信号。

二问答题（56分）1、图1为双极逻辑集成电路中NPN晶体管结构图，（1）简述寄生晶体管对NPN管的影响（4分）（3）工艺上如何减小有源寄生效应（5分）。

（共9分）图12、（1）画出标准TTL与非门逻辑电路图（3分）。

（2）简述当输入为高电平时的工作原理（要说明各个管子的工作状态并标出每个基极和集电极的电位）（6分）。

（3）5管单元TTL与非门电路比标准TTL与非门做了那些改进，提高了那些性能（5分）。

（共14分）3、肖特基嵌位晶体管与普通晶体管相比有什么特点（5分）？STTL与非门电路比6管单元TTL与非门电路作了那些改进（2分）?提高了电路的什么性能（2分）?带来了那两个缺点（4分）? （共13分）4、（1）画出互补CMOS反相器电路图（2分）（2）简述其工作原理（6分）。

集成电路复习资料

集成电路复习资料第⼀章1、⑴、什么是集成电路：集成电路（IC）是指⽤半导体⼯艺，或薄膜、厚膜⼯艺把电路元器件以相互不可分离的状态制作在半导体或绝缘体基⽚上，然后封装在⼀个管壳内，构成⼀个完整的、具有⼀定功能的电路。

⑵、集成电路分类：1.按⼯艺分：半导体IC、膜IC（薄/厚膜IC）、混合IC2.按功能分：数字IC：能够完成数字运算，以低电平和⾼电平两种状态来代表⼆进制数中的“0”和”1”，通过各种逻辑关系进⾏运算，⼜称为逻辑IC。

模拟IC：能对电压、电流等模拟量进⾏放⼤与转换的IC。

其中输出信号与输⼊信号成线性关系的电路，如直流放⼤器、差分放⼤器、低频放⼤器、⾼频放⼤器、线性功率放⼤器、运算放⼤器等称为线性IC。

输出信号与输⼊信号不成线性关系的电路，如对数放⼤器、振荡器、混频器、检波器、调制器等称为⾮线性IC。

3.按构成IC 的有源器件结构分：双极IC、MOS IC。

双极IC：有源元件采⽤NPN或PNP双极晶体管，管内导电的载流⼦要流经P型或N 型两种极性的材料。

MOS IC：有源元件采⽤MOS（⾦属－氧化物－半导体）晶体管。

4.按集成度⾼低分：⼩规模（SSI）、中规模（MSI）、⼤规模（LSI）、超⼤规模（VLSI）。

集成度：单块晶⽚上或单个封装中构成的IC的所包含的最⼤元件数（包括有源/⽆源元件）。

SSI<100个元件（或10个门电路），1001000个元件以上（100个门电路以上）。

VLSI>10万个（1000门以上）⑶、集成电路遵从的定律2、Foundry与fabless之间的的关系3、IC设计所需要的知识范围（LVS、Lagout、Schmatic）1) 系统知识计算机/ 通信/ 信息/ 控制学科2) 电路知识更多的知识、技术和经验3) ⼯具知识任务和内容相应的软件⼯具4) ⼯艺知识元器件的特性和模型/⼯艺原理和过程第⼆章4、⑴、材料的分类分类材料电导率导体铝、⾦、钨、铜等105 S·cm-1半导体硅、锗、砷化镓、磷化铟等10-9~102 S·cm-1绝缘体SiO2、SiON、Si3N4等10-22~10-14 S·cm-1⑵、半导体材料的特性1）通过掺杂可明显改变半导体的电导率。

IC题库汇总

IC题库汇总第⼀章：填空：1.等⽐例缩⼩理论包括恒定电场（CE）等⽐例缩⼩定律、恒定电压（CV）等⽐例缩⼩定律、准恒定电场（QCE）等⽐例缩⼩定律。

名词解释：1.摩尔定律：Intel公司创始⼈之⼀Moore预测集成电路的集成度⼤约是每18个⽉翻⼀番，称为摩尔定律。

2.CMOS集成电路要把NMOS和PMOS两种器件做在⼀个芯⽚⾥。

3.CMOS集成电路是利⽤NMOS 和PMOS的互补性来改善电路性能的，因此叫做CMOS集成电路。

在P型衬底上⽤N阱⼯艺制作CMOS集成电路。

第⼆章：填空：集成电路加⼯的三个基本操作为：1形成某种材料的薄膜，2在各种材料的薄膜上形成需要的图形，3通过掺杂改变材料的电阻率或杂质类型。

名词解释：闩锁效应：在n阱CMOS中PMOS管的源、漏区通过n阱到衬底形成了寄⽣的纵向PNP晶体管，⽽NMOS的源、漏区与P型衬底和n 阱形成寄⽣的横向NPN晶体管。

PNP晶体管的集电极和NPN晶体管的基极通过衬底连接，同时NPN晶体管的集电极通过阱和PNP 晶体管的基极相连，从⽽构成交叉耦合形成的正反馈回路，⼀旦其中有⼀个晶体管导通，电流将在两⽀晶体管之间循环放⼤，使电流不断加⼤，最终导致电源和地之间形成极⼤的电流，并使电源和地之间锁定在⼀个很低的电压，这就是闩锁效应CMOS版图设计规则：为了保证制作的集成电路合格并保证⼀定的成品率，不仅要严格控制各种⼯艺参数，⽽且要有设计正确合理的版图，在设计版图时必须严格遵守的某些限制称为版图设计规则。

浅沟槽隔离⼯艺：浅沟槽隔离是采⽤现代刻蚀技术实现很⼤的纵横⽐沟槽，然后采⽤CVD ⽅法淀积SiO2从⽽形成⽤于隔离的沟槽。

所⽰为MOS晶体管结构图，请写出图中字母A⾄F所对应部位的中⽂名称，并以NMOS 为例简述MOS晶体管的⼯作原理。

（5分）图 1 1．请画出电路图并解释N 阱CMOS由于N 阱CMO S 结构中的横向寄⽣NPN 晶体管和纵向寄⽣PNP 晶体管形成正反馈电路结构，在特定的外部条件下，将发⽣N 阱CMOS 电路电源和地线之间的低电阻状态，即发⽣闩锁效应。

精品课程IC原理CMOS基本逻辑单元课件

精品课程ic原理cmos基本逻辑单元课件
contents
目录
• IC原理简介 • CMOS逻辑单元基础 • CMOS基本逻辑单元详解 • CMOS逻辑单元的应用与实例 • CMOS逻辑单元的优化与挑战 • 总结与展望
01
IC原理简介
IC定义与分类
总结词
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。根据使用功能，IC可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。
04
CMOS逻辑单元的应用与实例
组合逻辑电路设计
总结词
组合逻辑电路是CMOS逻辑单元的重要应用之一，它根据输入信号的组合实现特定的逻辑功能。
详细描述
组合逻辑电路设计主要涉及逻辑函数的实现，通过使用 CMOS门电路，如AND、OR、NOT等，将输入信号组合在一起以产生输出信号。组合逻辑电路广泛应用于计算机、通信、控制等领域。
IC发展历程
• 总结词：IC的发展经历了从晶体管、集成电路、超大规模集成电路到特大规模集成电路和甚大规模集成电路四个阶段。
IC基本结构与工作原理
总结词
IC的基本结构包括输入端、输出端和中间部分。IC的工作原理是通过输入端接收信号，经过中间部分处理后，由输出端输出结果。
VS
详细描述
IC的基本结构包括输入端、输出端和中间部分。输入端负责接收外部信号，输出端负责输出处理结果，中间部分则是对输入信号进行处理的电路。IC的工作原理是通过输入端接收信号，经过中间部分的处理后，由输出端输出结果。中间部分的处理电路是IC的核心部分，它可以根据需要进行不同的设计和组合，实现各种不同的功能和处理效果。IC的工作原理涉及到许多复杂的电路和物理效应，需要深入研究和理解才能更好地应用和发展。

集成电路原理及设计复习资料

集成电路原理及设计复习资料一、基础知识第二章集成电路中的寄生一、关于寄生1、通过隔离把硅片分成一定数目的相互绝缘的隔离区2、在各个隔离区制作晶体管，电阻等元件3、制作互连线，把各个元件按照一定功能连接起来答：在通常情况下，V DD与V SS之间有一个反偏的阱——衬底结隔离，只有一个很小的二极管漏电流在其间流过。

但在一定的外界因素触发下(如大的电源脉冲干扰或输入脉冲干扰，特别是在γ射线瞬时辐照下)，V DD和V SS之间会感生一个横向电流I RS，而使P沟MOSFET 源区P＋周围的N衬底电位低于P＋源区，当这个电位差达到一定程度后(＞0.7V)，会导致P ＋——衬底结正偏，少数载流子空穴从P＋源区注入衬底。

如果P＋源区接近P－阱，则一部分空穴被衬底反偏结收集，寄生的横向PNP管导通，同样，阱内的横向电流I RW会使寄生的纵向NPN管导通。

这两个寄生三极管都导通时，就形成一个正反馈闭合回路，此时即使外界的触发因素消失，在V DD和V SS之间也有电流流动，这就是所谓的“自锁现象”。

如果电源能提供足够大的电流，则由于自锁效应，电路将最终因电流过大而烧毁。

（4分）l产生自锁的基本条件有三个：（1）外界因素使两个寄生三极管的EB结处于正向偏置；（2）两个寄生三极管的电流放大倍数（3）电源所提供的最大电流大于寄生可控硅导通所需要的维持电流I H（7分）消除自锁的方法（1）在版图设计时采用隔离环、伪收集极，加多电源接触孔和地接触孔的数目，加粗电源线和地线，对电源接触孔和地接触孔进行合理的布局等，以减小有害的电位梯度。

（2）工艺上对于横向寄生PNP管，保护环是其基区的一部分，施以重掺杂可降低PNP管的βPNP；对于纵向寄生NPN管，工艺上降低其βNPN有效的办法是采用深阱扩散，来增加基区宽度；为了降低Rw，可采用倒转阱结构，即阱的纵向杂质分布与一般扩散法相反，高浓度区在阱底；为了降低Rs，可采用N＋—Si上外延N－作为衬底。

IC重点习题

（5）逻辑关系为 Z A B CD , 试画出CMOS电路图。（6）简述存储器的主要结构及各部分的作用。
参考答案！！
• （1）参看书1.2节 • （2）参看书2.2节和2.3节 • （3）参看课件或者书
（2）减小有源寄生效应的措施
• 为了减小寄生PNP管的影响，增加有用电流的比值，就要求减小PNP管正向运用时的共基极短路电流增益，为此可采用掺金工艺和埋层工艺使其大大下降，从而减小影响。 • 掺金工艺是在NPN管集电区掺金（相当于在PNP 管基区掺金）。掺金的作用，使PNP管基区中高复合中心数增加，而使少数载流子寿命大大下降，从而使寄生PNP管电流放大系数大大降低。 • 埋层的作用 • ①加大了寄生PNP晶体管的基区宽度 • ②形成了寄生PNP晶体管基区减速场
（3）晶体管平面图和剖面图
E
N+
B P
C
N+
P+
埋层
N–-epi外延层
P+
P—SUB衬底
NPN晶体管
为了使集电极尽可能多地收集从发射区侧向注入的空穴, 将集电极包围发射极。
EP型衬底作集电区，集电极从浓硼隔离槽引出。N 型外延层作基区，用硼扩散作发射区。由于其集电极与衬底相通，在电路中总是接在最低电位处，这使它的 C B E 使用场合受到了限 N+ 制，在运放中通常 P P+ 只能作为输出级或 N–-epi外延层输出缓冲级使用。 P-Sub衬底
BC短接二极管，没有寄生PNP效应，而且存储时间最短，正向压降低，故经常采用。
E
N+
B P
N+
C
P+
N–-epi外延层

IC工艺原理习题

第一章外延思考题1.外延是___________________________________________________________________。

2.名词解释:同质结外延,异质结外延正外延,反外延SOS，SOI结构软误差，3.埋层外延中的图形漂移与滑移原因及解决办法。

4.分析外延中的自掺杂效应,讨论解决办法。

5.分析外延中的可能产生的几种缺陷,讨论解决办法。

6.总结影响外延生长速率的几种因素,如何提高外延层质量。

7.根据两种硅气相外延的原理，比较两种硅气相外延的特点。

8.外延技术在双极及MOS电路的主要用途第二章氧化工艺10001. 根据硅和二氧化硅的密度和分子量，说明生长厚度为x0的氧化层，计算要消耗厚度为___ x0的硅层，二氧化硅的密度用2.27g/cm3,硅的密度用2.33g/cm3，硅的原子量为28，氧的原子量为16。

选择题10002. 氧化层厚度和氧化时间的关系式为x0=A tA B21412++-⎛⎝⎫⎭⎪τ/，请化简，当氧化时间很短时，即()BAt4/2<<+τ, 则X0=_____A.BAt()+τ B. B t()+τ C.2BAt()+τ D.2B t()+τ10004 .氧化层厚度和氧化时间的关系式为X0=A tA B21412++-⎛⎝⎫⎭⎪τ/，当氧化时间很短时，即()BAt4/2<<+τ，它属于（）A. 表面反应控制B. 扩散控制10006在温度相同的情况下，制备相同厚度的氧化层，分别用干氧，湿氧和水汽氧化，哪个需要的时间最长？（）A.干氧B.湿氧C.水汽氧化10008. 二氧化硅膜能有效的对扩散杂质起掩蔽作用的基本条件有哪些______1．杂质在硅中的扩散系数大于在二氧化硅中的扩散系数2．杂质在硅中的扩散系数小于在二氧化硅中的扩散系数3．二氧化硅的厚度大于杂质在二氧化硅中的扩散深度4．二氧化硅的厚度小于杂质在二氧化硅中的扩散深度A．2,4 B.1,3 C.1,4 D.2,310010. 半导体器件生产中所制备的二氧化硅薄膜属于（）A．结晶形二氧化硅 B. 无定形二氧化硅10011. 二氧化硅薄膜在半导体器件生产上的应用有：（）1．对杂质的掩蔽作用2．对器件表面的保护和钝化作用3．用于器件的电绝缘和电隔离4．作为电容器的介质材料5．作为MOS场效应晶体管的绝缘栅材料A．1,2 B. 1,2,3 C. 1,2,4,5 D.1,2,3,4,510012. 扩散系数与下列哪些因素一定成增函数关系（）1杂质的浓度梯度 2 温度3 扩散过程的激活能4 杂质的迁移率 A. 1,2 B. 2,3 C. 2,4 D.1,410013. 硅平面制造工艺的硼、磷扩散都属于_____ A. 代位式扩散 B.间隙式扩散填空题:20001. 在硅-二氧化硅系统中存在______电荷、可动电荷、界面态电荷和氧化层陷阱电荷。