集成电路绪论

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集成电路分析与设计PPT课件

Intel公司微处理器—Pentium® 4
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2 集成电路发展
Intel公司微处理器—Pentium® 6
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2 集成电路发展 Intel Pentium 4微处理器
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2 集成电路发展 Intel XeonTM微处理器
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2 集成电路发展 Intel Itanium微处理器
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2 集成电路发展
集成电路发展里程碑
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2 集成电路发展
集成电路发展里程碑
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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
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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！
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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！
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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。

集成电路制造工艺

集成电路制造工艺第1章绪论1.1 课题背景在过去的的几十年里，一个以计算机、互联网、无线通信和全球定位系统为组成部分的信息社会逐渐形成。

这个信息社会的核心部分是由众多内建于系统中的细小集成电路（IC）芯片支持和构成的。

集成电路广泛应用于生活中的各个领域—诸如消费类产品、家庭用品、汽车、信息技术、电信、媒体、军事和空间应用。

结合纳米技术，持续不断的研究和开发即将使得集成电路更小和更强有力。

在可见的未来，计算机的尺寸将缩小到指甲盖大小，达到集成电路在尺寸、速度、价格及功耗方面实际可能的极限。

1.2 集成电路制造工艺发展概况随着硅平面工艺技术的不断完善和发展，到1958年，诞生了第一块集成电路，也就是小规模集成电路（SSL）；到了20世纪60年代中期，出现了中规模集成电路（MSL）；20世纪70年代前期，出现了大规模集成电路（LSL）；20世纪70年代后期又出现了超大规模集成电路（VLSL）；到了20世纪90年代就出现了特大规模集成电路（ULSL）。

集成电路的制造工艺流程十分复杂，而且不同的种类、不同的功能、不同的结构的集成电路，其制造工艺的流程也不一样。

人们常常以最小线宽（特征尺寸）、硅晶圆片的直径和动态随机存取存储器（DRAM）的容量，来评价集成电路制造工艺的发展水平。

在表1-1中列出了从1995年到2010年集成电路的发展情况和展望。

表1-1 集成电路的发展情况和展望年代1995 1998 2001 2004 2007 2010 特征尺寸/um 0.35 0.25 0.18 0.13 0.09 0.065DRAM容量/bit 64M 256M 1G 4G 16G 64G微处理器尺寸/mm²250 300 360 430 520 620DRAM尺寸/mm²190 280 420 640 960 1400 逻辑电路晶体管密度（晶体管数）/个4M 7M 13M 25M 50M 90M 高速缓冲器/（bit/cm²）2M 6M 20M 50M 100M 300M最大硅晶圆片直径/mm 200 200 300 300 400 400第2章半导体集成电路制造工艺流程2.1 概括本章以大量精美的图片、图表及具体详实的数据详细描述了集成电路制造的全过程。

模拟cmos集成电路设计拉扎维第1章绪论

总结词
拉扎维模拟方法在CMOS比较器设计中具有重要作用，可以预测比较器的性能和行为。
VS
详细描述
CMOS比较器是模拟集成电路中的关键元件，用于信号的阈值检测和整形。拉扎维模拟方法可以准确地模拟CMOS比较器的静态和动态特性，包括响应时间、失调电压、比较精度等参数，有助于设计者优化比较器的性能，提高整个电路的稳定性。
应用实例二：模拟CMOS滤波器设计
总结词
利用拉扎维模拟方法，可以高效地设计和优化CMOS滤波器的性能。
详细描述
CMOS滤波器在通信、音频处理等领域有广泛应用。通过拉扎维模拟方法，可以快速设计和优化 CMOS滤波器的性能，包括频率响应、群延迟、线性相位等参数，从而缩短设计周期并提高滤波器的性能。
应用实例三：模拟CMOS比较器设计
拉扎维模拟方法的优缺点
优点
拉扎维模拟方法基于物理模型，能够精确模拟CMOS集成电路的性能，对于复杂电路和新型器件具有较高的预测精度。此外，该方法还支持多物理效应和多尺度模拟，能够模拟电路在不同工艺、温度和电压条件下的性能。
缺点
由于拉扎维模拟方法基于物理模型，因此需要较长的计算时间和较大的计算资源，对于大规模电路的模拟可能会面临性能瓶颈。此外，该方法需要手动设定电路元件的参数，对于不同工艺和不同设计需求需要进行相应的调整和优化。
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拉扎维模拟方法的应用实例
应用实例一：模拟CMOS放大器设计
总结词
通过拉扎维模拟方法，可以有效地模拟CMOS放大器的性能，包括增益、带宽、噪声等参数。
详细描述
CMOS放大器是模拟集成电路中的基本元件，其性能对于整个电路的性能至关重要。拉扎维模拟方法可以准确地模拟CMOS放大器的直流和交流特性，包括增益、带宽、噪声等参数，为设计者提供可靠的参考依据。

半导体集成电路考试题目及参考答案

第一部分考试试题第0章绪论1.什么叫半导体集成电路？2.按照半导体集成电路的集成度来分，分为哪些类型，请同时写出它们对应的英文缩写？3.按照器件类型分，半导体集成电路分为哪几类？4.按电路功能或信号类型分，半导体集成电路分为哪几类？5.什么是特征尺寸？它对集成电路工艺有何影响？6.名词解释：集成度、wafer size、die size、摩尔定律？第1章集成电路的基本制造工艺1.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作用？2.在制作晶体管的时候，衬底材料电阻率的选取对器件有何影响？。

3.简单叙述一下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤？4.简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤？5.以p阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些不足？6.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。

7. 请画出NPN晶体管的版图，并且标注各层掺杂区域类型。

8.请画出CMOS反相器的版图，并标注各层掺杂类型和输入输出端子。

第2章集成电路中的晶体管及其寄生效应1.简述集成双极晶体管的有源寄生效应在其各工作区能否忽略？。

2.什么是集成双极晶体管的无源寄生效应？3. 什么是MOS晶体管的有源寄生效应？4. 什么是MOS晶体管的闩锁效应，其对晶体管有什么影响?5. 消除“Latch-up”效应的方法？6.如何解决MOS器件的场区寄生MOSFET效应？7. 如何解决MOS器件中的寄生双极晶体管效应？第3章集成电路中的无源元件1.双极性集成电路中最常用的电阻器和MOS集成电路中常用的电阻都有哪些？2.集成电路中常用的电容有哪些。

3. 为什么基区薄层电阻需要修正。

4. 为什么新的工艺中要用铜布线取代铝布线。

5. 运用基区扩散电阻，设计一个方块电阻200欧，阻值为1K的电阻，已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。

第4章TTL电路1.名词解释电压传输特性开门/关门电平逻辑摆幅过渡区宽度输入短路电流输入漏电流静态功耗瞬态延迟时间瞬态存储时间瞬态上升时间瞬态下降时间瞬时导通时间2. 分析四管标准TTL与非门（稳态时）各管的工作状态？3. 在四管标准与非门中，那个管子会对瞬态特性影响最大，并分析原因以及带来那些困难。

D触发器的设计

D触发器的设计目录第一章绪论 (1)1.1 简介 (1)1.1.1 集成电路 (1)1.1.2 版图设计....... 错误!未定义书签。

1.2 软件介绍................. 错误!未定义书签。

1.3 标准单元版图设计 01.3.1 标准单元版图设计的概念 01.3.2 标准单元版图设计的历史 01.3.3 标准单元的版图设计的优点 01.3.4 标准单元的版图设计的特点 (1)第二章 D触发器的介绍 (1)2.1 简介 (1)2.2 维持阻塞式边沿D触发器 (2)2.2.1 电路工作过程 (2)2.2.2 状态转换图和时序图 (2)2.3 同步D触发器 (3)2.3.1 电路结构 (3)2.3.2 逻辑功能 (3)2.4 真单相时钟（TSPC）动态D触发器 (4)第三章 0.35um工艺基于TSPC原理的D触发器设计 (5)3.1 电路图的设计 (5)3.1.1 创建库与视图 (5)3.1.2 基于TSPC原理的D触发器电路原理图 (6)3.2 创建 D触发器版图 (6)3.2.1 设计步骤 (6)3.2.2 器件规格 (8)3.3 设计规则的验证及结果 (9)第四章课程设计总结 (10)参考文献 (11)第一章绪论1.1 简介1.1.1 集成电路集成电路（Integrated Circuit,简称IC）是20世纪60年代初期发展起来的一种新型半导体器件。

它是经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺，把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上，然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。

其封装外壳有圆壳式、扁平式或双列直插式等多种形式。

是一种微型电子1.3 标准单元版图设计1.3.1 标准单元版图设计的概念标准单元,也叫宏单元。

它先将电路设计中可能会遇到的所有基本逻辑单元的版图, 按照最佳设计的一定的外形尺寸要求, 精心绘制好并存入单元库中。

模拟CMOS集成电路设计(毕查德·拉扎维著,陈贵灿等译,西安交通大学出版社) 绪论课件

模拟CMOS集成电路设计教材n模拟CMOS集成电路设计，毕查德.拉扎维著，陈贵灿等译，西安交通大学出版社参考资料n半导体集成电路，朱正涌，清华大学出版杜n CMOS模拟电路设计（英文），P.E.Allen，D.R.Holberg，电子工业出版社n模拟集成电路的分析与设计，P.R.Gray等著，高等教育出版社半导体集成电路发展历史n1947年BELL实验室发明了世界上第一个点接触式晶体管（Ge NPN）半导体集成电路发展历史n1948年BELL 实验室的肖克利发明结型晶体管n1956年肖克利、布拉顿和巴丁一起荣获诺贝尔物理学奖n50年代晶体管得到大发展（材料由Ge→Si）半导体集成电路发展历史n1958年TI公司基尔比发明第一块简单IC。

n在Ge晶片上集成了12个器件。

n基尔比也因此与赫伯特·克勒默和俄罗斯的泽罗斯·阿尔费罗夫一起荣获2000年度诺贝尔物理学奖。

半导体集成电路发展历史n19世纪60年代美国仙童公司的诺依斯开发出用于IC的平面工艺技术，从而推动了IC制造业的大发展。

半导体集成电路发展历史n60年代TTL、ECL出现并得到广泛应用n1966年MOS LSI发明（集成度高，功耗低）n70年代MOS LSI得到大发展（出现集成化微处理器，存储器）n80年代VLSI出现，使IC进入了崭新的阶段。

n90年代ASIC、ULSI和巨大规模集成GSI等代表更高技术水平的IC 不断涌现，并成为IC应用的主流产品。

n21世纪SOC、纳米器件与电路等领域的研究已展开n展望可望突破一些先前认为的IC发展极限，对集成电路IC的涵义也将有新的诠释。

集成电路用半导体工艺，或薄膜、厚膜工艺（或这些工艺的组合），把电路的有源器件、无源元件及互连布线以相互不可分离的状态制作在半导体或绝缘材料基片上，最后封装在一个管壳内，构成一个完整的、具有特定功能的电路、组件、子系统或系统。

模拟集成电路n1967年国际电工委员会（IEC）正式提出模拟集成电路的概念，它包括了除逻辑集成电路以外的所有半导体集成电路。

模拟CMOS集成电路设计(毕查德·拉扎维著,陈贵灿等译,西安交通大学出版社) 绪论课件

n在Ge晶片上集成了12个器件。

n基尔比也因此与赫伯特·克勒默和俄罗斯的泽罗斯·阿尔费罗夫一起荣获2000年度诺贝尔物理学奖。

半导体集成电路发展历史n19世纪60年代美国仙童公司的诺依斯开发出用于IC的平面工艺技术，从而推动了IC制造业的大发展。

n90年代ASIC、ULSI和巨大规模集成GSI等代表更高技术水平的IC 不断涌现，并成为IC应用的主流产品。

n21世纪SOC、纳米器件与电路等领域的研究已展开n展望可望突破一些先前认为的IC发展极限，对集成电路IC的涵义也将有新的诠释。

模拟集成电路n1967年国际电工委员会（IEC）正式提出模拟集成电路的概念，它包括了除逻辑集成电路以外的所有半导体集成电路。

集成电路绪论

2024/10/16
38
教材：半导体集成电路
朱正涌编著清华大学出版社
参考书：数字集成电路—电路、系统与设计
电子工业出版社
学时：理论课 48学时成绩：考试 70% 平时+作业 30%
2024/10/16
39
授课内容（48学时）
绪论
第1章集成电路的基本制造工艺
第2章集成电路中的晶体管及其寄生效应
2024/10/16
27
提纲--3
三.集成电路在我国的现状
2024/10/16
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集成电路技术在我国的现状
历史悠久
～ 1950
较长的低迷期 1950～1978
缓慢增长急速增长
1978～1992 1992～
中国集成电路生产量的推移
2024/10/16
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集成电路的战略地位首先表现在当代国民经济的“食物链”关系
例如：74 系列 4000系列
Memory芯片 CPU 芯片等
2024/10/16
针对某一电路系统的要求而专门设计制造的;具有特定电路功能, 通常市场上买不到的
ASIC
玩具狗芯片； • 通信卫星芯片 • 计算机工作站 CPU中存储器与微处理器间的接口芯片
有些专用芯片又有许多系统销售商在贩卖
ASSP
决定的沟道几何长度，是一条工艺线中能加工的最小尺寸。
• 反映了集成电路版图图形的精细程度，特征尺寸的减少主
要取决于光刻技术的改进（光刻最小特征尺寸与曝光所用波长）。
2024/10/16
9
集成电路的分类
➢ 按电路规模分类 ➢ 按导电载流子类型分类
➢ 按电路处理信号方式分类 ➢ 按实现方法分类

清华大学《数字集成电路设计》周润德第1章(课件)绪论

电话： 62774249 电子邮件：shandy98@
2004-9-15
清华大学微电子所《数字大规模集成电路》周润德
第1章第3页
评分规则（Grading Policy)
（1）作业： 20％
第 4 周起，每周一次，一周完成，上课时交，迟交无效
（2）期中考试：20％
100
P6 Pentium ® proc
10
8086 286
486
386
8085
1
8080
8008
4004
0.1 1971
1974
1978 1985 年
1992
最先进微处理器的功耗持续增长
2000
资料来源： Intel
2004-9-15
清华大学微电子所《数字大规模集成电路》周润德
第 1 章第 21 页
2004-9-15
清华大学微电子所《数字大规模集成电路》周润德
第 1 章第 17 页
微处理器单个芯片尺寸的增长趋势
100
单个芯片尺寸 (mm)
P6
10
486 Pentium ® proc 386
8080
286 8086
8085
8008
4004
资料来源： Intel
1 1970
1980
1990 年
每1.96年翻一倍!
Pentium® III
Pentium® II
Pentium® Pro
Pentium® i486
i386
80286
10
1 1975
8086
1980
1985 1990
1995
2000
资料来源: Intel

集成电路制造技术绪论(半导体器件微纳加工工艺)

半导体器件微纳加工工艺 -绪论
半导体器件和微芯片在生活中无处不在
每部汽车上都至少安装有10-15个微型传感器件和无数块半导体器件
发展简史
第一台计算机采用真空 ຫໍສະໝຸດ 子管实现真空电子管在真空中发射电子束通过栅极控制电流大小以实现电压控制电流作用
1947年，美国AT&T Bell实验室的Bardden、 Shockley和Brattain发明了点接触型晶体管,标志着半导体晶体管研制成功——20世纪最伟大的发明之一。
关键技术问题
线宽： IC生产工艺可达到的最小导线宽度，芯片上最基本功能单元门电路和门电路间连线的宽度，是IC工艺先进水平的主要指标.
器件为什么要缩小？追求性能和利润
IC生产厂商不遗余力地减小晶体管间的连线宽度，以提高在单位面积上所集成的晶体管数量。
工艺线宽
单个芯片上的晶体管数
芯片面积
金属布线层数
2006年1月，Intel发布65nm工艺的P4和Core的处理器。 2007年7月，Intel发布45nm工艺的CPU，采用突破性的晶
体管材料——高-k金属栅极。产品系列：Intel®Core™2双核（晶体管数量达4亿个） Intel®Core™2四核处理器（晶体管数量超过8亿个） 2009年4月，AMD发布40nm工艺的图形处理器GPU
1988年16M DRAM问世，1平方厘米大小的硅片上集成有3,500万个晶体管，标志着半导体产业进入超大规模半导体器件(ULSI)阶段。
(Giga Scale Integration)
2002年，Intel发布90nm工艺的Petium 4TM IC 集成晶体管数目超过5000万个，CPU工作频率达到3~3.8GHz，采用硅圆片达到300mm。单纯缩小尺寸提高性能的极限。

硅超大规模集成电路工艺技术 1绪论

一、课程介绍
课堂教学计划：（课堂教学26学时） 1. 绪论---课程介绍和相关知识准备 2. 硅片制备、超净厂房和芯片加工总体流程简介 3. 单项工艺---薄膜制备技术1---炉式氧化、RTP和ALD 4. 单项工艺---薄膜制备技术2---CVD、外延 5. 单项工艺---图形形成技术---光刻
106 Times Smaller
You can see the holes on a cell wall.
Detailed structures on silicon.
107 Times Smaller
Basic components (DNA strands) in a cell.
The smallest transistor today
二、IC制造技术的发展历程和相关知识准备
当今高端IC中若干典型参数的数量级： Wafer尺寸：直径300mm Die尺寸：10mm X 10mm量级； Die中元件数目：10亿量级；布线层数和总长度：10层布线，线宽在45nm到微米量级不等，而布线总长度可达到5公里量级；横向特征尺寸：28nm 若干典型的纵向尺寸： • 栅氧化层厚度：0.8-1.2nm，相当于5-8个原子层厚度 • 栅的厚度（Ploy+Silicide）：0.5-0.8微米 • 布线层间介质厚度：0.6-1微米 • 底层接触孔的深宽比：10:1 • 井区掺杂深度:2-3微米 • 源漏区结深:0.3-0.5微米 • 源漏Extenison区结深:小于0.1微米
??
1.6nm
小结：
工艺技术发展非常快，请以课堂讲授内容为主线，结合教材和参考资料来学习；要把握半导体器件和集成电路的结构和特性，在“微纳尺度”和“数以亿计图形的数目”为背景考虑问题；要弄清楚工艺技术所基于的物理过程，同时工艺技术与特定的工艺设备是密不可分的，要注意对工艺设备结构和特点的理解；工艺技术种类繁杂，相互之间看似没有多少联系，梳理出条理的关键在于弄清楚集成电路内部各部分对图形结构、掺杂和材料特性的目标要求。

集成电路复习

集成电路复习⼀填空题：（⼀⽹上）1.在集成电路设计中，常⽤的电路仿真软件有___SPICE__________________ 、_____SPECTRE_________2.在模拟集成电路中MOS晶体管是四端器件即：_源极______、__栅极______、___漏极____、_衬底_____.3.MSO管的主要⼏何参数：沟道长度、_沟道宽度_、__栅氧化成厚度________________。

4.饱和区MOS管的直流导通电阻表达式是：________________________________________1，描述集成电路⼯艺技术⽔平的五个技术指标为：集成度、特征尺⼨芯⽚⾯积、晶⽚直径以及封装。

2．在衬底（或其外延）上制作晶体管的区域称为有源区区；⼀种很厚的氧化层，位于芯⽚上不做晶体管、电极接触的区域，称为场区。

3．摩尔定律是：?集成电路的集成度，即芯⽚上晶体管的数⽬，每隔18个⽉增加⼀倍或每3年翻两番。

4．IC设计单位不拥有⽣产线，称为⽆⽣产线，IC制造单位致⼒于⼯艺实现，没有IC设计实体，称为代⼯。

6．根据阈值电压不同，常把MOS器件分成增强型和耗尽型两种。

7．IC⼯艺中的“制版”就是要产⽣⼀套分层的版图掩模，为将来进⾏图形转换，即将设计的版图转移到晶圆上去做准备。

8．薄层电阻⼜称⽅块电阻，其定义为正⽅形的半导体薄层，在电流⽅向所呈现的电阻，常⽤欧姆每⽅表⽰。

其值直接反映的是扩散薄层的杂质总量的多少。

9．半导体集成电路薄膜制备的主要⼯艺有：外延、氧化、蒸发、淀积。

10．在单位电场强度作⽤下，载流⼦的平均漂移速度称为载流⼦的迁移率[cm2/V?S]，它反映了载流⼦在半导体内作定向运动的难易程度，其值的⼤⼩直接影响器件的⼯作速度。

11.CMOS 逻辑电路中NMOS 管是（增强）型，PMOS 管是（增强）型；NMOS 管的体端接（地），PMOS 管的体端接（VDD ）。

12.CMOS 逻辑电路的功耗由3 部分组成，分别是（动态功耗（开关过程中的短路功耗）和（静态功耗）；增⼤器件的阈值电压有利于减⼩（短路功耗和静态）功耗。

CMOS模拟集成电路设计_ch1_2绪论器件物理(二)

8
在电路分析中我们关心器件各个端口的等效电容：在电路分析中我们关心器件各个端口的等效电容：器件关断时，器件关断时，CGD=CGS=CovW，
CGB由氧化层电容和耗尽区电容串连得到
深三极管区时，深三极管区时，VD≈VS，
饱和区时，饱和区时，
在三极管区和饱和区，在三极管区和饱和区， CGB通常可以被忽略。通常可以被忽略。
7
2.4 MOS器件电容 MOS器件电容
分析高频交流特性时必须考虑寄生电容的影响根据物理结构，可以把MOSFET的寄生电容分为以下4类：
栅和沟道之间的氧化层电容栅和沟道之间的氧化层电容衬底和沟道之间的耗尽层电容衬底和沟道之间的耗尽层电容多晶硅栅与源和漏交叠而产生的电容C 多晶硅栅与源和漏交叠而产生的电容C3，C4，每单位宽度交叠电容每单位宽度交叠电容用Cov表示交叠电容用源/漏与衬底之间的结电容C5，C6，结电容漏与衬底之间的结电容结电容C
1
2. MOS器件物理基础 MOS器件物理基础
2
2.3 二级效应
体效应
在前面的分析中，我们未加说明地假定衬底和源是接地的（Vsb=0）。实际上当VB<VS时，器件仍能正常工作，但是（）随着VSB的增加，阈值电压VTH会随之增加，这种体电位（相对于源）的变化影响阈值电压的效应称为体效应体效应，也称为“ 体效应背栅效应”。背栅效应
并联
串联
两个管子并联 M=2
L W
注意不要混淆管子的宽W和长L 以及串并联关系！
其中 λ 为沟道长度调制系数
L越大，沟道长度调制效应越小！越大，沟道长度调制效应越小！越大
5
6
亚阈值导电性
在初步分析MOSFET的时候，我们假设当V 在初步分析MOSFET的时候，我们假设当VGS < VTH时，器件会突然关断，即I 会立即减小到零；但实际上当器件会突然关断，即ID会立即减小到零；但实际上当 VGS略小于VTH 时，有一个“弱”的反型层存在，ID也略小于V 时，有一个“ ”的反型层存在，I 并非是无穷小，而是与并非是无穷小，而是与VGS呈现指数关系：

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