《集成电路复习资料 (2).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《集成电路复习资料 (2).doc（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
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：也称为
2、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, MOSFET）：金属-
3、氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管，是一种可以广泛使用在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型化，以达到提高性能的目的
4、。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.。MPU：MPU有两种意思，微处
5、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（MPU），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。SOI（Silicon-On-Insulat
6、or）：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）：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
7、，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。EPROM（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 ProgrammableRead-Only Memory)：带电可擦可编程只读
8、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,。FPGA（FieldProgrammable Gate Array）：现场可编
9、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. 世界上第一块晶体管是谁发明的？在哪一年发明的？1947年12月，美国贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿组成的研究小组，研制出一种点接触型的锗晶体管。2. 世界上第一块集
10、成电路是谁发明的？在哪一年发明的？杰克基尔比（Jack Kilby）在1958年发明了锗集成电路。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。二、作图简答1、N沟道MOSFET器件结构（会画、认识部件即可）2、MOSFET的工作原理导通过程(理解复述)VGS 0时, 在栅极下面的二氧化硅中将产生一个指向P型衬底、且垂直衬底表面的电场。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
11、到现在的N型，导电沟道形成。继续增大VGS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。VGS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：VGSVT且VDSVGSVT开启：VGSVT3、输入输出特性曲线图(画图、标注)饱和：VGSVT且VDSVGSVT开启：VGSVT4、 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 电阻负载反相器 饱和负载反相器6、 直流电压传输特
12、性曲线（会画图，划线公式记忆） 直流电压传输特性曲线最大输入低电平噪声容限：最大输入高电平噪声容限： 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） 与非门（当A、B通输入时的电路图） 等效反相器最大直流噪声容限要求： 或非门 等效反相器最大直流噪声容限要求：CMOS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）注：或与非门上面全是P型，即上边A、B、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
13、并联：直接求和串联：取倒数之和的倒数（2） 瞬态特性的分析1.几个充电支路？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）
14、Y=A+B （不确定，毕竟没上过课） (真值表像是或非门的，不确定)传输门逻辑的特点（记忆）：1.传输门结构灵活，可以用较少的器件实现逻辑功能，可减少电路中MOS管数目，从而提高集成度，速度和降低功耗。2.有些传输门电路达不到最大逻辑摆幅，驱动CMOS逻辑门时会产生直流导通电流，增加电路功耗。3.传输门驱动能力弱，传输延迟随级联数目平方增加。4.设计传输门必须避免输出不确定状态。13、动态电路（记忆）动态电路的特点动态电路的优点：减少了MOS管，有利于减小面积减少了电容，有利于提高速度时钟控制上拉下拉通路不同时导通，无比电路动态电路的缺点：靠电容存储电荷保持信息，影响电路可靠性存在电荷分享、电路级联、电荷泄漏等问题需要时钟信号控制，增加电路设计复杂性三、设计题(PPT上原题，背下即可)1、四选一多路器要求掌握：（1）最小晶体管（2）最小扇入系数的设计方法2、 时序逻辑电路设计（电路逻辑图会给，要求画时序图）要求：根据所给逻辑电路画时序图3、静态存储和动态存储（给电路图，完成以下
