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第1章 绪言1

1.1集成电路设计的有关概念1

1.2集成电路的分类3

1.3集成电路的发展4

1.4集成电路的设计方法5

1.5模块化设计的概念8

习题与思考题9

第2章 半导体预备知识10

2.1引言10

2.2本征半导体11

2.2.1本征半导体的概念11

2.2.2本征激发12

2.3杂质半导体13

2.3.1 P型半导体14

2.3.2 N型半导体14

2.3.3杂质的补偿作用15

2.4 PN结的形成及其特性15

2.4.1 PN结的形成15

2.4.2 PN结的特性17

习题与思考题21

第3章MOS晶体管22

3.1引言22

3.2 MOS晶体管的结构22

3.3 MOS晶体管的工作原理25

3.3.1栅极电压υGS对导电沟道的控制作用25

3.3.2漏极电压υDS对导电沟道的影响26

3.4 MOS晶体管的电流电压关系28

3.4.1 NMOS晶体管的电流电压关系28

3.4.2 MOS晶体管的电流电压关系对比分析31

3.5 MOS晶体管的主要特性参数33

3.5.1阈值电压33

3.5.2跨导34

3.5.3 MOS晶体管的直流导通电阻34

3.5.4 MOS晶体管的交流电阻35

3.5.5 MOS晶体管的最高工作频率35

3.5.6 MOS晶体管的沟道长度调制因子36

习题与思考题36

第4章MOS管反相器37

4.1引言37

4.1.1 MOS管反相器的通用结构和特点37

4.1.2 MOS管反相器的性能评价38

4.2.NMOS反相器40

4.2.1增强型NMOS管负载反相器40

4.2.2耗尽型NMOS管负载反相器42

4.3 CMOS反相器43

4.3.1 CMOS反相器的结构特点43

4.3.2 CMOS反相器的直流电压传输特性44

4.4动态反相器45

4.4.1动态有比反相器45

4.4.2动态无比反相器46

4.5延迟46

4.5.1延迟时间的定义46

4.5.2延迟时间的分析方法47

4.6功耗49

习题与思考题50

第5章 集成电路基本加工工艺与设计规则51

5.1引言51

5.2集成电路基本加工工艺51

5.2.1半导体晶体材料的制备51

5.2.2版图与制版52

5.2.3图形转换（光刻与刻蚀工艺）53

5.2.4掺杂56

5.2.5热氧化工艺57

5.2.6薄膜淀积工艺57

5.2.7金属化工艺58

5.2.8自对准工艺58

5.2.9后部工序59

5.3 CMOS工艺流程61

5.3.1 CMOS工艺技术61

5.3.2 CMOS工艺流程举例62

5.4设计规则66

5.4.1设计规则的概念66

5.4.2设计规则的表示方法66

5.4.3设计规则的描述67

5.5 CMOS反相器的闩锁效应69

5.6版图设计70

5.6.1版图与棍图70

5.6.2版图设计技巧72

习题与思考题74

第6章 MOS管数字集成电路基本逻辑单元设计75

6.1 NMOS逻辑电路75

6.1.1 NMOS与非门75

6.1.2 NMOS或非门76

6.1.3 NMOS逻辑电路设计77

6.2静态CMOS逻辑电路77

6.2.1静态CMOS与非门78

6.2.2静态CMOS或非门78

6.2.3静态CMOS逻辑电路设计80

6.3改进型MOS管逻辑门84

6.3.1伪NMOS逻辑门84

6.3.2动态CMOS逻辑电路85

6.3.3多米诺逻辑电路86

6.4 MOS管传输逻辑电路87

6.4.1 NMOS传输门和PMOS传输门87

6.4.2 CMOS传输门89

6.5锁存器和触发器90

6.5.1锁存器90

6.5.2触发器97

6.6寄存器98

6.7输入输出（1/O）单元99

6.7.1输入单元99

6.7.2输出单元100

6.7.3通用1/O单元101

习题与思考题101

第7章MOS管数字集成电路子系统设计103

7.1引言103

7.1.1结构化和层次化设计思想103

7.1.2结构化和层次化设计思想举例104

7.2加法器106

7.2.1半加器和全加器106

7.2.2串行数据加法器109

7.2.3并行数据加法器109

7.3乘法器115

7.3.1简单乘法器115

7.3.2改进型乘法器120

7.3.3快速乘法器121

7.4存储器122

7.4.1 ROM122

7.4.2 RAM125

习题与思考题129

第8章MOS管模拟集成电路设计基础130

8.1概述130

8.1.1电子系统的组成130

8.1.2运算放大器的有关概念131

8.2 MOS管模拟集成电路中的基本元器件133

8.2.1模拟集成电路中的电阻器133

8.2.2模拟集成电路中的电容器137

8.2.3模拟集成电路中的场效应晶体管140

8.3 MOS管模拟集成电路基本单元电路143

8.3.1基本偏置电路143

8.3.2放大电路153

8.4 MOS管运算放大器163

8.5电压比较器167

8.5.1电压比较器的特性167

8.5.2电压比较器电路169

习题与思考题171

第9章 集成电路的测试与可测性设计173

9.1引言173

9.2模拟集成电路的测试174

9.3数字集成电路的测试176

9.3.1概述176

9.3.2故障模型和测试向量生成177

9.4数字集成电路的可测性设计185

习题与思考题186

第10章 集成电路的计算机辅助设计187

10.1引言187

10.2数字集成电路设计与硬件描述语言190

10.2.1数字系统设计流程190

10.2.2硬件描述语言HDL191

10.3模拟集成电路设计与SPICE语言204

10.3.1 MOS管模拟集成电路版图设计204

10.3.2 SPICE语言206

10.4 MOS管集成电路设计举例217

习题与思考题221

参考文献222