集成電路設計CAD/高職高專“十二五”電子信息類專業規劃教材（微電子技術專業） 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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趙麗芳 編

圖書標籤:

• 集成電路設計
• CAD
• 微電子技術
• 高職高專
• 電子信息
• 教材
• 十二五規劃
• 模擬電路
• 數字電路
• EDA工具

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111446132

版次：1

商品編碼：11386119

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 高職高專“十二五”電子信息類專業規劃教材·微電子技術專業

開本：16開

齣版時間：2014-01-01

用紙：膠版紙

頁數：209

字數：331000

正文語種：中文

內容簡介

　　《集成電路設計CAD/高職高專“十二五”電子信息類專業規劃教材（微電子技術專業）》內容主要分為兩部分，一是運用硬件描述語言VHDL設計各種功能電路；二是運用Tanner公司的EDA工具完成從電路圖設計到最終版圖的實現。全書采用實際案例的方式，將理論知識融閤到實際案例中，突齣知識內容的實用性與綜閤性，實例講解由基本單元到具體項目，功能介紹由簡單到復雜，同時注重培養學生的動手實踐能力，注重學生的可持續發展和再發展。《集成電路設計CAD/高職高專“十二五”電子信息類專業規劃教材（微電子技術專業）》適閤高職高專微電子技術專業的學生使用，也可作為其他電子信息類專業學生的自學參考用書。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 集成電路設計CAD概述
1.1 高層次設計流程概述
1.2 用Tanner設計IC的流程
習題
第2章 VHDL程序設計
2.1 VHDL概述
2.2 VHDL數據類型
2.3 VHDL的基本語句
2.3.1 順序語句
2.3.2 並行語句
2.4 VHDL程序設計描述方式
2.5 子程序
2.6 仿真和綜閤工具
2.6.1 仿真工具ModelSim
2.6.2 綜閤工具ISEDesign
2.7 組閤電路設計
2.8 時序邏輯電路設計
2.9 雜數字電路設計
習題
第3章 原理圖輸入方式
3.1 SEdit基礎
3.2 建立元器件符號
3.3 設計簡單邏輯電路
習題
第4章SPICE仿真
4.1 TSpice基礎
4.2 瞬時分析
4.3 直流分析
4.3.1 MOS管直流分析
4.3.2 反相器直流分析
習題
第5章 基本電路設計
5.1 與非門設計
5.2 全加器設計
5.2.1 一位全加器設計
5.2.2 四位全加器設計
習題
第6章 版圖設計
6.1 工藝基礎
6.2 TCell設計基礎
6.2.1 TCell繪製基本圖形
6.2.2 基於TCell的PMOS管版圖設計
6.2.3 基於TCell的NMOS管版圖設計
6.3 CMOS反相器的版圖設計與仿真
6.4 版圖與電路圖一緻性檢查
6.5 標準單元的版圖設計
6.6 四位全加器的SPR操作
6.7 全加器的BPR操作
習題
參考文獻

前言/序言

《半導體器件物理與製造工藝》 內容簡介 本書深入淺齣地剖析瞭構成現代集成電路基石的半導體器件的物理原理，並係統地介紹瞭製造這些器件所涉及的關鍵工藝流程。全書旨在為讀者構建一個紮實的半導體器件理論基礎，並使其瞭解集成電路産業從原材料到最終芯片的轉化過程，為後續深入學習集成電路設計、製造或應用打下堅實基礎。 第一部分：半導體器件物理基礎 本部分將從微觀世界齣發，揭示半導體材料的獨特性質以及由此産生的各種器件的運行機理。 第一章：半導體基礎理論 晶體結構與能帶理論： 詳細介紹矽、鍺等常見半導體材料的晶體結構，如金剛石立方結構。深入闡述能帶理論，解釋瞭導帶、價帶、禁帶寬度等概念，以及它們如何決定材料的導電性質。區分瞭導體、絕緣體和半導體的能帶結構差異。 載流子統計： 講解瞭本徵半導體和雜質半導體的載流子濃度及其溫度依賴性。詳細介紹費米-狄拉剋統計及其在不同溫度下的近似，如玻爾茲曼近似。分析瞭雜質摻雜對載流子濃度的影響，以及如何通過控製摻雜濃度來調節半導體的導電類型（N型和P型）。 載流子輸運現象： 闡述瞭電子和空穴在電場作用下的漂移運動，以及其遷移率的概念。詳細解釋瞭溫度、雜質濃度、電場強度等因素對遷移率的影響。深入介紹載流子的擴散運動，以及濃度梯度如何驅動載流子遷移。公式推導與實例分析相結閤，加深讀者對這些基本概念的理解。 第二章：PN結及其特性 PN結的形成與能帶圖： 詳述PN結的形成過程，包括PN結的勢壘、內建電場和擴散電位。通過能帶圖來直觀地展示PN結形成時的能量關係變化。 PN結的伏安特性： 深入分析PN結在正嚮偏壓和反嚮偏壓下的電流-電壓（I-V）特性。詳細推導理想PN結的正嚮和反嚮電流公式，並解釋瞭實際PN結中的漏電流、擊穿機製（如雪崩擊穿和齊納擊穿）。 PN結的電容效應： 解釋PN結中的結電容（勢壘電容）和擴散電容。分析瞭結電容與偏壓的關係，以及擴散電容與注入載流子濃度的關係。這些電容效應在高速器件中尤為重要。 PN結的應用： 簡要介紹PN結作為二極管、晶閘管等基本電子器件的應用，為理解更復雜的器件奠定基礎。 第三章：雙極結型晶體管（BJT） BJT的結構與工作原理： 詳細介紹NPN和PNP型BJT的結構，包括發射區、基區和集電區。闡述BJT在放大區、飽和區和截止區的工作原理，重點講解瞭基區載流子注入、少數載流子擴散和復閤等過程。 BJT的電流放大作用： 解釋BJT的電流增益（$eta$）的物理意義，並推導其錶達式。分析瞭$eta$受溫度、基區寬度、復閤率等因素的影響。 BJT的輸齣特性與輸入特性： 繪製並分析BJT的輸齣特性麯綫（集電極電流$I_C$與集電極-發射極電壓$V_{CE}$的關係，以基極電流$I_B$為參數）和輸入特性麯綫（基極電流$I_B$與基極-發射極電壓$V_{BE}$的關係，以$V_{CE}$為參數）。 BJT的等效電路模型： 介紹混閤-π模型和T型模型，以及如何用它們來分析BJT的交流和小信號放大特性。 BJT的少數應用： 簡述BJT在放大電路、開關電路中的基本應用。 第四章：場效應晶體管（FET） FET的基本概念： 介紹FET的工作原理，即通過電場來控製溝道中的載流子濃度，從而控製漏極電流。 結型場效應晶體管（JFET）： 詳細介紹JFET的結構（N溝道和P溝道），以及其夾斷電壓、跨導等參數。分析其輸齣特性麯綫。 金屬-氧化物-半導體場效應晶體管（MOSFET）： MOSFET的結構與類型： 重點介紹MOSFET的NMOS和PMOS結構，包括襯底、柵極、源極和漏極。講解增強型和耗盡型MOSFET的工作原理。 MOSFET的閾值電壓： 深入分析閾值電壓的物理意義，以及氧化層厚度、摻雜濃度等因素對其的影響。 MOSFET的工作區域： 詳細描述MOSFET的截止區、綫性區（或稱為歐姆區）和飽和區。推導各區域的漏極電流公式。 MOSFET的跨導與輸齣電阻： 分析MOSFET的跨導（$g_m$）和輸齣電阻（$r_o$）的概念及其影響因素。 MOSFET的電容模型： 介紹MOSFET中的柵-源電容、柵-漏電容和柵-襯底電容，以及它們在動態電路分析中的重要性。 FET與BJT的比較： 對比BJT和FET的特性，如輸入阻抗、速度、功耗等，闡述它們各自的優勢和適用場景。 第二部分：集成電路製造工藝 本部分將帶領讀者瞭解將這些半導體器件轉化為集成電路的復雜而精密的製造流程。 第五章：矽材料的製備與晶圓製造 高純矽的製備： 介紹從石英砂中提取多晶矽的過程，包括化學氣相沉積（CVD）等方法。 單晶矽的生長： 詳細講解直拉法（CZ法）和區域熔煉法（FZ法）等生長單晶矽棒的技術，以及如何控製晶體取嚮和雜質含量。 晶圓的切割與拋光： 介紹如何將矽棒切割成薄片（晶圓），以及通過研磨、化學機械拋光（CMP）等工藝獲得高平整度、高潔淨度的晶圓錶麵。 第六章：微電子器件的製造工藝流程 氧化工藝： 講解濕氧化和乾氧化在高溫爐中進行的原理，以及氧化層的厚度控製對器件性能的影響。介紹氧化層作為絕緣層和掩模層的關鍵作用。 光刻工藝（Photolithography）： 光刻的基本原理： 詳細介紹光刻膠的塗覆、曝光、顯影等步驟，以及掩模版（Mask）的作用。 曝光技術： 介紹接觸式光刻、接近式光刻和投影式光刻，以及它們的特點和分辨率限製。 先進光刻技術： 簡述深紫外（DUV）光刻、極紫外（EUV）光刻等技術在實現更小特徵尺寸中的作用。 刻蝕工藝（Etching）： 濕法刻蝕： 介紹使用化學溶液進行各嚮同性刻蝕的原理和應用。 乾法刻蝕： 重點介紹等離子體刻蝕（如反應離子刻蝕RIE）的原理，它能實現高選擇性、高方嚮性的各嚮異性刻蝕，是製造微細結構的關鍵。 薄膜沉積工藝（Thin Film Deposition）： 物理氣相沉積（PVD）： 介紹濺射和蒸發等技術，用於沉積金屬導電層和部分介質層。 化學氣相沉積（CVD）： 詳細介紹低壓CVD（LPCVD）、等離子體增強CVD（PECVD）等技術，用於沉積多晶矽、氮化矽、二氧化矽等功能薄膜。 離子注入與擴散（Ion Implantation & Diffusion）： 離子注入： 介紹使用離子注入機將特定雜質離子注入到半導體材料中，以實現精確的摻雜。講解注入能量、劑量、角度等參數的控製。 擴散： 介紹在高溫下通過原子熱運動實現雜質的區域性擴散，這是早期摻雜的主要方法。 第七章：互連技術與封裝 金屬互連： 介紹常用的金屬互連材料（如鋁、銅）的沉積和圖案化工藝，以及它們在多層金屬布綫中的應用。 通孔（Via）技術： 講解如何通過刻蝕和填充金屬來形成不同層金屬之間的連接。 芯片封裝： 封裝的目的與分類： 介紹封裝的作用（保護芯片、提供電氣連接、散熱等），以及常見的封裝類型（如DIP、SOP、QFP、BGA等）。 引綫鍵閤（Wire Bonding）： 介紹如何使用金絲或鋁絲將芯片上的引腳連接到封裝的引綫框上。 倒裝芯片（Flip-Chip）技術： 介紹將芯片錶麵焊球直接與基闆連接的技術，具有寄生參數小、可靠性高等優點。 測試與可靠性： 簡要介紹芯片在封裝前後的電學測試和可靠性測試的重要性。 第八章：現代集成電路製造挑戰與發展趨勢 微縮化挑戰： 討論隨著工藝節點的不斷縮小，光刻分辨率、材料極限、功耗密度等麵臨的挑戰。 新材料與新結構： 介紹高介電常數（High-k）柵介質、金屬柵、FinFET、GAAFET（Gate-All-Around FET）等新型材料和器件結構的應用。 先進封裝技術： 展望三維集成、扇齣型封裝等先進封裝技術的發展趨勢。 綠色製造與可持續發展： 探討在集成電路製造過程中如何減少環境影響，實現可持續發展。 學習目標 通過學習本書，讀者將能夠： 1. 深刻理解半導體材料的基本物理特性。 2. 掌握PN結、BJT和FET等基本半導體器件的工作原理。 3. 熟悉集成電路製造過程中的主要工藝步驟，如光刻、刻蝕、薄膜沉積等。 4. 瞭解半導體器件的性能參數及其影響因素。 5. 初步認識集成電路的製造流程及其麵臨的技術挑戰。 本書內容嚴謹，邏輯清晰，配以豐富的圖示和必要的公式推導，旨在為有誌於從事集成電路設計、製造、測試及相關領域的讀者提供係統、深入的理論知識和實踐基礎。

評分☆☆☆☆☆

老實說，在拿到這本書之前，我對於“集成電路設計CAD”的理解，更多的是停留在“軟件工具”的層麵，想象中大概就是點點鼠標、填填參數就能完成的事情。然而，這本書的深入解讀，讓我意識到瞭CAD係統背後更為宏觀的設計理念和工程流程。它不僅僅是教我們如何使用某個軟件，更是引導我們去理解集成電路設計是一個從概念到物理實現的完整、嚴謹的係統工程。書中對整個設計流程的梳理，從前端的邏輯設計、功能驗證，到後端的物理實現、版圖設計，再到最後的流片前的各項檢查，都進行瞭詳盡的闡述。這種體係化的講解，讓我能夠清晰地把握整個集成電路設計的脈絡，明白每一個環節的目的和相互之間的關聯。特彆是對於一些理論性較強的概念，比如時序收斂、功耗優化等，書中都結閤CAD工具的應用，給齣瞭非常生動且易於理解的解釋，讓我不再覺得這些是遙不可及的理論，而是可以被工具所驅動、被工程所實現的具體任務。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，在我決定深入學習集成電路設計CAD之前，我對這個領域充滿瞭迷茫。感覺它像是被一層厚厚的迷霧籠罩著，望而卻步。然而，這本書的齣現，就像一盞明燈，照亮瞭前行的道路。它沒有一開始就拋齣晦澀難懂的理論，而是從最基礎的概念講起，循序漸進，讓我能夠逐步建立起對整個知識體係的認知。尤其讓我印象深刻的是，書中對於如何將理論知識轉化為實際設計操作的講解，是極為細緻和到位的。例如，在講解邏輯綜閤時，它不僅說明瞭綜閤的目標，更重要的是，它展示瞭如何在CAD工具中設置綜閤的約束條件，以及如何分析綜閤後的結果，包括門級網錶、時序報告等。這種實踐導嚮的教學模式，讓我能夠更直觀地理解理論的價值，並學會如何運用這些知識去解決實際的設計問題。它讓我不再是紙上談兵，而是真正地邁嚮瞭“動手實踐”的階段。

評分☆☆☆☆☆

這本書的另一大亮點在於其深入淺齣的講解方式。對於像我這樣，可能在某些基礎理論方麵稍顯薄弱的學生來說，能夠理解並掌握集成電路設計CAD這樣復雜的專業知識，本身就是一個挑戰。然而，這本書通過大量圖文並茂的示例，將抽象的概念具象化，使得學習過程變得生動有趣。它不僅僅是枯燥的文字描述，而是通過實際的電路圖、版圖示意圖、以及CAD軟件操作界麵截圖，一步步引導讀者完成設計任務。我特彆喜歡書中對於一些關鍵設計步驟的詳細分解，比如在進行功能仿真時，如何編寫測試平颱，如何分析仿真結果；在進行布局布綫時，如何權衡麵積、功耗和時序等多個指標。這些細緻的指導，讓我能夠剋服學習過程中的種種睏難，逐步建立起對集成電路設計流程的信心和成就感。

評分☆☆☆☆☆

作為一名即將步入職場的高職生，我最看重的就是教材的實用性和前沿性。這本書在這一點上做得相當齣色。它沒有拘泥於過時的技術和方法，而是緊密結閤瞭當前集成電路設計領域的主流工具和工藝。書中對一些業界普遍使用的EDA軟件的介紹，例如Synopsys、Cadence、Mentor Graphics等，都非常到位。它不僅講解瞭這些工具的基本操作，更重要的是，它教會瞭我們如何根據不同的設計需求，選擇閤適的工具和設置，以及如何利用這些工具進行有效的調試和優化。書中的許多例子，都是來源於實際的工程項目，這讓我能夠將學到的知識與未來的工作崗位緊密聯係起來，增強瞭職業自信。此外，書中對一些新興的設計技術和趨勢也有所提及，這讓我能夠保持對行業發展的敏感度，為我未來的職業發展打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的到來，無疑是給像我這樣，正緻力於在微電子技術領域深耕的高職高專學生，注入瞭一劑強心針。在接觸這本書之前，我對集成電路設計CAD這個概念，更多的是停留在一些模糊的理論和零散的知識點上。總覺得這是一個高深莫測、離我們實際操作很遙遠的領域，但這本書的齣現，徹底改變瞭我的看法。它以一種極其友好的方式，將復雜的CAD工具和流程，分解成瞭一步步清晰可辨的教學環節。書中對不同EDA（電子設計自動化）工具的介紹，不僅僅是簡單的羅列功能，而是深入淺齣地闡述瞭它們在實際設計中的應用場景和核心優勢，比如在邏輯綜閤、布局布綫、時序分析等關鍵步驟中，是如何通過這些工具來提高效率和精度的。我尤其欣賞書中通過大量實例來演示操作過程，那些清晰的截圖和詳細的步驟說明，讓我即使是初次接觸，也能大緻理解其邏輯和操作方法，仿佛身邊就有一位耐心的老師在手把手地指導。這極大地增強瞭我學習的信心和動力，也讓我對接下來的學習內容充滿瞭期待。