余寧梅、楊媛、潘銀松編著的《半導體集成電路》在簡述了集成電路的基本概念、發展和面臨的主要問題后,首先介紹了半導體集成電路的主要制造工藝、基本元器件的結構和工作原理;然后重點討論了數字集成電路中的組合邏輯電路、時序邏輯電路、存儲器、邏輯功能部件;最后介紹了模擬集成電路中的關鍵電路和數一模、模一數轉換電路。
《半導體集成電路》內容系統全面,與實際緊密結合。敘述深人淺出,易于自學。為了方便教師授課,全書配有課件。
本書可作為大專院校電子科學與技術和半導體專業的專業課教材,也可作為相關領域研究生和工程技術人員的參考書。
余寧梅、楊媛、潘銀松編著的《半導體集成電路》將CMOS集成電路相關技術作為課程的主要內容,同時對雙極集成電路在模擬電路中的運用進行了簡單介紹。在每一章的開始,概括與本章內容相關的關鍵知識點,簡要說明知識點之間的內在關聯,重點講述從集成電路的角度考慮,需要關注的課程內容、原理、特性等理論知識,力求結合實際,通俗易懂,深入淺出。
叢書序
序
前言
第1章 緒論
1.1 半導體集成電路的概念
1.1.1 半導體集成電路的基本概念
1.1.2 半導體集成電路的分類
1.2 半導體集成電路的發展過程
1.3 半導體集成電路的發展規律
1.4 半導體集成電路面臨的問題
1.4.1 深亞微米集成電路設計面臨的問題與挑戰
1.4.2 深亞微米集成電路性能面臨的問題與挑戰
1.4.3 深亞微米集成電路工藝面臨的問題與挑戰
技術展望:摩爾定律的擴展
習題
第2章 雙極集成電路中的元件形成及其寄生效應
2.1 雙極集成電路的制造工藝
2.1.1 雙極型晶體管的單管結構和工作原理
2.1.2 雙極集成晶體管的結構與制造工藝
2.2 理想本征雙極晶體管的埃伯斯一莫爾(EM)模型
2.2.1 一結兩層二極管(單結晶體管)的EM模型
2.2.2 兩結三層三極管(雙結晶體管)的EM模型
2.2.3 三結四層三極管(多結晶體管)的EM模型
2.3 集成雙極晶體管的有源寄生效應
2.3.1 npn管工作于正向工作區和截止區的情況
2.3.2 npn管工作于反向工作區的情況
2.3.3 npn管工作于飽和區的情況
2.3.4 降低寄生pnp管的方法
技術展望:SiGe異質結雙極晶體管
習題
第3章 MOS集成電路中的元件形成及其寄生效應
3.1 MOSFET晶體管的制造工藝
3.1.1 MOSFET晶體管器件結構與工作原理
3.1.2 MOSFET的制造工藝
3.2 CMOS集成電路的制造工藝
3.2.1 p阱CMOS工藝
3.2.2 n阱CMOS工藝
3.2.3 雙阱CMOS工藝
3.3 Bi-CMOS集成電路的制造工藝
3.3.1 以CMOS工藝為基礎的Bi-CMOS工藝
3.3.2 以雙極型工藝為基礎的Bi-CMOS工藝
3.4 MOS集成電路中的有源寄生效應
3.4.1 場區寄生MOSFET
3.4.2 寄生雙極型晶體管
3.4.3 CMOS集成電路中的閂鎖效應
技術展望:絕緣體上硅(SOI)技術
習題
第4章 集成電路中的無源元件
4.1 集成電阻器
4.1.1 雙極集成電路中的常用電阻
4.1.2 MOS集成電路中常用的電阻
4.2 集成電容器
4.2.1 雙極集成電路中常用的集成電容器
4.2.2 MOS集成電路中常用的電容器
4.3 互連線
4.3.1 多晶硅互連線
4.3.2 擴散層連線
4.3.3 金屬互連線
技術展望:鐵電電容器
習題
第5章 MOS晶體管基本原理與MOS反相器電路
5.1 MOS晶體管的電學特性
5.1.1 MOS晶體管基本電流方程的導出
5.1.2 MOS晶體管I-V特性
5.1.3 MOS晶體管的閾值電壓和導電特性
5.1.4 MOS晶體管的襯底偏壓效應
5.1.5 MOS晶體管的二級效應
5.1.6 MOS晶體管的電容
5.2 MOS反相器
5.2.1反相器的基本概念
5.2.2 E/R型nMOS反相器(電阻負載型MOS反相器)
5.2.3 E/E型nMOS反相器(增強型nMOS負載反相器)
5.2.4 E/D型nMOS反相器(耗盡型nMOS負載反相器)
5.2.5 CMOS反相器
技術展望:3D晶體管
習題
第6章 CMOS靜態門電路
6.1 基本CMOS靜態門
6.1.1 CMOS與非門
6.1.2 CMOS或非門
6.2 CMOS復合邏輯門
6.2.1 異或門
6.2.2 其他復合邏輯門
6.3 MOS管的串并聯特性
6.3.1 晶體管串聯的情況
6.3.2 晶體管并聯的情況
6.3.3 晶體管尺寸的設計
6.4 CMOS靜態門電路的功耗
6.4.1 CMOS靜態邏輯門電路功耗的組成
6.4.2 降低電路功耗的方法
6.5 CMOS靜態門電路的延遲
6.5.1 延遲時間的估算方法
6.5.2 緩沖器最優化設計
6.6 功耗和延遲的折中
技術展望:減少短脈沖干擾信號功耗
習題
第7章 傳輸門邏輯和動態邏輯電路
7.1 基本的傳輸門
7.1.1 nMOS傳輸門
7.1.2 pMOS傳輸門
7.1.3 CMOS傳輸門
7.2 傳輸門邏輯電路
7.2.1 傳輸門邏輯電路舉例
7.2.2 傳輸門邏輯的特點
7.3 基于二叉判決圖BDD的傳輸門邏輯生成方法
7.4 基本動態CMOS邏輯電路
7.4.1 基本CMOS動態邏輯電路的工作原理
7.4.2 動態邏輯電路的優缺點
7.5 傳輸門隔離動態邏輯電路
7.5.1 傳輸門隔離動態邏輯電路工作原理
7.5.2 傳輸門隔離多級動態邏輯電路的時鐘信號
7.5.3 多米諾邏輯
7.6 動態邏輯電路中存在的問題及解決方法
7.6.1 電荷泄漏
7.6.2 電荷共享
7.6.3 時鐘饋通
7.6.4 體效應
技術展望:如何選擇邏輯類型
習題
第8章 時序邏輯電路
8.1 電荷的存儲機理
8.1.1 靜態存儲機理
8.1.2 動態存儲機理
8.2 電平敏感鎖存器
8.2.1 SR靜態鎖存器
8.2.2 時鐘脈沖控制SR靜態鎖存器
8.2.3 CMOS靜態邏輯結構D鎖存器
8.2.4 基于傳輸門多選器的D鎖存器
8.2.5 動態鎖存器
8.3 邊沿觸發寄存器
8.3.1 寄存器的幾個重要參數(建立時間、維持時間、傳輸時間)
8.3.2 CMOS靜態主從結構寄存器
8.3.3 傳輸門多路開關型寄存器
8.3.4 C2MOS寄存器
8.4 其他類型寄存器
8.4.1 脈沖觸發鎖存器
8.4.2 靈敏放大器型寄存器
8.4.3 靈敏放大器型寄存器
8.5 帶復位及使能信號的D寄存器
8.5.1 同步復位D寄存器
8.5.2 異步復位D寄存器
8.5.3 帶使能信號的同步復位D寄存器
8.6 寄存器的應用及時序約束
8.6.1 計數器
8.6.2 時序電路的時序約束
技術展望:異步數字系統
習題
第9章 MOS邏輯功能部件
9.1 多路開關
9.2 加法器和進位鏈
9.2.1 加法器定義
9.2.2 全加器電路設計
9.2.3 進位鏈
9.3 算術邏輯單元
9.3.1 以傳輸門為主體的算術邏輯單元
9.3.2 以靜態邏輯門電路為主體的算術邏輯單元
9.4 移位器
9.5 乘法器
技術展望:片上系統(SOC)技術
習題
第10章 半導體存儲器
10.1 存儲器概述
10.1.1 存儲器的分類
10.1.2 存儲器的相關性能參數
10.1.3 半導體存儲器的結構
10.2 非揮發性只讀存儲器
10.2.1 ROM的基本存儲單元
10.2.2 MOS OR和NOR型ROM
10.2.3 MOS NAND型ROM
10.2.4 預充式ROM
10.2.5 一次性可編程ROM
10.3 非揮發性讀寫存儲器
10.3.1 可擦除可編程ROM
10.3.2 電可擦除可編程ROM
10.3.3 FLASH存儲器
10.4 隨機存取存儲器
10.4.1 SRAM
10.4.2 DRAM
10.5 存儲器外圍電路
10.5.1 地址譯碼單元
10.5.2 靈敏放大器
10.5.3 時序和控制電路
技術展望:高密度存儲器
習題
第11章 模擬集成電路基礎
11.1 模擬集成電路中的特殊元件
11.1.1 MOS可變電容
11.1.2 集成雙極型晶體管
11.1.3 集成MOS管
11.2 MOS晶體管及雙極晶體管的小信號模型
11.2.1 MOS晶體管的小信號模型
11.2.2 雙極晶體管的小信號模型
11.3 恒流源電路
11.3.1 電流源
11.3.2 電流基準電路
11.4 基準電壓源電路
11.4.1 基準電壓源的主要性能指標
11.4.2 帶隙基準電壓源的基本原理
11.5 單級放大器
11.5.1 MOS集成電路中的單級放大器
11.5.2 雙極集成電路中的單級放大器
11.6 差動放大器
11.6.1 MOS差動放大器
11.6.2 雙極晶體管差動放大器
技術展望:低壓低功耗模擬集成電路技術
習題
第12章 D/A及A/D變換器
12.1 D/A變換器基本概念
12.1.1 D/A變換器基本原理
12.1.2 D/A變換器的分類
12.1.3 D/A變換器的技術指標
12.2 D/A變換器的基本類型
12.2.1 電流定標D/A變換器
12.2.2 電壓定標D/A變換器
12.2.3 電荷定標D/A變換器
12.3 A/D變換器的基本概念
12.3.1 A/D變換器基本原理
12.3.2 A/D變換器的分類
12.3.3 A/D變換器的主要技術指標
12.4 A/D變換器的常用類型
12.4.1 積分型A/D變換器
12.4.2 逐次逼近式(SAR)A/D變換器
12.4.3 ∑-△A/D變換器
12.4.4 全并行ADC
12.4.5 流水線A/D變換器
技術展望:A/D變換器的發展方向
習題
參考文獻