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1、集成电路复习资料(大国际二班出品)一、名词解释：微电子学：微电子学 (Microelectronics)是电子学的一门分支学科，主要是研究电子或离子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功 能的学科。它以实现电路和系统的集成为目的的。摩尔定律：摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登摩尔(Gordon Moore)提出来的。其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔 18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。特征尺寸：在集成电路领域，特征尺寸是指半导体器件中的最小尺寸。在CMOS工艺中，特征尺寸典型代表为“栅”的宽度，也即MOS器件的沟道长度。N型半导体：也
2、称为电子型半导体。N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。IC (Integrated Circuit):集成电路，缩写为IC；顾名思义，就是把一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，以及这些元件之间的连线，通过半导 体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。BJT (Bipolar Junction TransistorBJT):双极结型晶体管的缩写，又常称为双载子晶体管。它是通过一定的工艺将两个PN结结合在一起的器件，有PNP和NPN 两种组合结构。MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSF
3、E): 金属 -氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管，是一种可以广泛使蛭 模拟电路与数字电路的场效晶体管。CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor):互补金属氧化物半导体，电压控制的一种放大器件。是组成CMOS数字集成电路的基本单元。More than Moore：超越摩尔定律也称超摩尔，在无线通信等应用的拉动下，微电子技术不仅按摩尔定律指引的按比例缩小方向发展，逐渐形成了 “超摩尔定 律”的发展趋势。特点一：采用非CMOS的等比例缩小方法，将集成电感、电容 等占据大量PCB空间的无源元件集成在封装内，甚至芯片上，使电子系统进一步 小
4、型化，以达到提高性能的目的。特点二按需要向电子系统集成“多样化”的 非数字功能，形成具有感知、通信、处理、制动等功能的微系统。More Moore：更摩尔，摩尔定律的进一步发展。DRAM (Dynamic Random Access Memory)：动态随机存取存储器，最为常见的 系统内存。DRAM只能将数据保持很短的时间。为了保持数据，DRAM使用电容存 储，所以必须隔一段时间刷新(refresh)一次，如果存储单元没有被刷新，存 储的信息就会丢失。(关机就会丢失数据)SRAM(static RAM)：静态随机存储器。它是一种具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据.。
5、MPU： mpu有两种意思，微处理器和内存保护单元。(1)微处理器(Microprocessor Unit)微机中的中央处理器(CPU)称为微处理器 5?。)，是 构成微机的核心部件，也可以说是微机的心脏。它起到控制整个微型计算机工作 的作用，产生控制信号对相应的部件进行控制，并执行相应的操作。(2)内存 保护单元(ARM体系方面)(MPU,Memory Protection Unit)，MPU中一个域就是一 些属性值及其对应的一片内存。这些属性包括：起始地址、长度、读写权限以及 缓存等。ARM940具有不同的域来控制指令内存和数据内存。内核可以定义8对 区域，分别控制8个指令和数据内存区域。
6、SO1(Silicon-On-Insulator):绝缘衬底上的硅，是在顶层硅和背衬底之间引入 了一层埋氧化层。SOC ( System on Chip)：简称Soc，也即片上系统。将微处理器、模拟IP核、 数字IP核和存储器(或片外存储控制接口)集成在单一芯片上，它通常是客户定 制的，或是面向特定用途的标准产品。ESD(Electro-Static discharge)：静电释放，ESD是20世纪中期以来形成的以研 究静电的产生、危害及静电防护等的学科。因此，国际上习惯将用于静电防护的 器材统称为ESD，中文名称为静电阻抗器。LOCOS(Local Oxidation of Silicon)
7、：即“硅的局部氧化”技术。以氮化硅为掩膜实现了硅的选择氧化，在这种工艺中，除了形成有源晶体管的区域以外，在其 它所有重掺杂硅区上均生长一层厚的氧化层，称为隔离或场氧化层。STI(shallow trench isolation)：浅沟道隔离，能实现高密度的隔离，适合于深亚 微米器件和DRAM等高密度存储电路。Erasable Programmable Read Only Memory)： 可擦除可编程只读寄存器，一 种断电后仍能保留数据的计算机储存芯片一一即非易失性的(非挥发性)。EPROM 只能用强紫外线照射来擦除。E2PROM (Electrically Erasable Programm
8、able Read-Only Memory)： 带电可擦可编程只读存储器一种掉电后数据不丢失的存储芯片。可通过高于普通电压的作用 来擦除和重编程(重写)。VLSI(Very Large Scale Integration)：超大规模集成电路，指几毫米见方的硅片上 集成上万至百万晶体管、线宽在1微米以下的集成电路。ULSI (ultra Large Scale Integration)： 甚大规模集成电路，超深亚微米级工艺的集 成电路。ASIC(Application Specific Integrated Circuit)： 专用集成电路，针对整机或系统的 需要，专门为之设计制造的集成电路，。
9、FPGA (FieldProgrammable Gate Array):现场可编程门阵列，它是在 PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC) 领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可 编程器件门电路数有限的缺点。MEMS(MEMS, Micro-Electro-Mechanical System)：微机电系统是指可批量制作 的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、 通信和电源等于一体的微型器件或系统。1. 世界上第一块品体管是谁发明的？在哪一年发明的？1947年12月，美国贝尔实验
10、室的肖克利、巴丁和布拉顿组成的研究小组，研制 出一种点接触型的错晶体管。2. 世界上第一块集成电路是谁发明的？在哪一年发明的？杰克基尔比(Jack Kilby)在1958年发明了错集成电路。3. 世界上第一块硅基集成电路是谁发明的？在哪一年发明的？罗伯特诺伊斯(Robert Noyce)在1959年发明了硅集成电路。、作图简答1、N沟道MOSFET器件结构（会画、认识部件即可）p衬底皇F世道占半导体封料A衬.底B (a)图4一4耗尽型MOSFET的结构及其符号 N沟道耗尽型MOSFET MM示意图 （b）耗E型MOSFET的符目2、MOSFET的工作原理一导通过程（理解复述）V 0时，在栅极下
11、面的二氧化硅中将产生一个指向P型衬底、且垂直衬底表面 对电场。电场排斥空穴，吸引电子到半导体表面。VGS越大吸引到半导体表面的电子就越多，当VGS VT时，吸引到栅极附近P型 硅表面的电子积累形成N型反型薄层。器件表面的导电类型从原来的P型反型到 现在的N型，导电沟道形成。继续增大V可使形成的反型层增宽（N型导电沟道），将源区和漏区连接起来。vs越大，反型层越宽，源漏间的导电能力越强。将开始形成反型层所需的VGS值称为开启电压VT ,也称为阈值电压。开启电压VT是增强型MOSFET的重要参数，其大小主要取决于SiO2层的厚度以 及衬底掺杂浓度。饱和：V V且V V V开启:GS TVGSVTD
12、S GS T3、输入输出特性曲线图（画图、标注）饱和：V V且V V VGS TVGSVTDS GS T开启:4、CMOS反相器剖面图（会画、认识部件即可）5、三种反相器电路图（能识别，能画）CMOS反相器nu饱和负载反相器6、直流电压传输特性曲线（会画图，划线公式记忆）Jiq/U.U.直流电压传输特性曲线 最大输入低电平噪声容限：VNLM 匕 最大输入高电平噪声容限：nhm dd匕V = V +- DD + tP 匕N TN 1 + K rf饱和负载电阻负载7、CMOS与非门/或非门的构造方法（电路图、划线公式）J吮*险dKp1一r玲r与非门（当A、B通输入时的电路图）m等效反相器最大直流噪
13、声容限要求：k = K% = %NefKN1+ * 22Kp广 KP1+K 2=2 KK NeffK peff膈=K / KP=4或非门等效反相器最大直流噪声容限要求:K = KP K 2 = KPefKp + Kp 22Kf KKn 2= 2 KnK NeffK peffK /Kp = 1/4CMOS反相器的优势（记忆）（1）无比电路，具有最大的逻辑摆幅（2）在低电平状态不存在直流导通电流，静态功耗低（3）直流噪声容限大8、CMOS与或非门/或与非门的构造方法（电路图记忆，输出表达式会写）FDJLY = A + B)(C + D)或与非门需要8个晶体管注：或与非门上面全是P型，即上边A、B、
14、C、D的G极都有圈9、复杂逻辑门设计方法(1)等效导电因子的求法DDBY=(A+B)C+D并联：直接求和KNeff = KND * (1 * K + K ANC NB NA串联：取倒数之和的倒数k =(2)瞬态特性的分析JHLHLJIt一 CE1. 几个充电支路？土2. 几个放电支路？老子课都没上过，你让我分析这个10、类 NMOS、PMOS 电路(1)直流电压传输特性曲线类NMOS直流电压传输特性曲线优点：n输入逻辑门需要(n+1 )个MOS管，在实现复杂逻辑门时有利于减小面积。缺点：1. 是有比电路，达不到最大逻辑摆幅。2. 有较大的静态功耗。3. 类NMOS电路上升时间较长。应用：适用于对面积要求严格而性能要求不高的情况。PMOS不考11、大扇入情况下电路的解决方案唯一考点：降低扇入系数有利于降低速度。12、MOS传输门电路传输门实现的典型逻辑电路（写出Y的表达式，五选一考原图）A+BY=A+BftY = AB + ABY = K AB + K AB + K AB + K AB3210K =人+ B （真值表像是或非门的，不
