解密集成电路芯片的解剖
集成电路的芯片是有很多的器件组成的
大家都对它感到很神秘
现在就由我带领大家去解密
一
以74ls04反向器为例子 ( 反向器就是把高电平变成低电平，把低电平变成高电平)
上面的就是74ls04，它有很多的引脚（接电源的，接地的，接输入的，接输出的（这个芯片是六个反向器组成的所以有14个引脚！！））
二
第二步就是——煮片
把芯片放进石英坩埚里里，倒入浓硫酸（不要太多，2/5即可）
对其进行加热煮沸，持续50分钟（不怕长就怕时间短）
待冷却后，取出芯片残骸！用水冲洗干净（千万别上手哦！性命要紧）
三
加上色剂，拍照（用显微镜）
四
看照片——这就是版图！图片我不能全传上来了！因为————。。。。。。。。。。。
分析版图，就知道都是怎么弄的了
这是学习版图的好方法
————就是太危险，也算侵权吧
五
现在的好多芯片都有防解剖的功能——但是这难不倒我们的伟大智慧！！
数字集成电路复习指南..
1. 集成电路是指通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管、MOS管等有源器件和阻、电容、电感等无源器件，按一定电路互连，“集成”在一块半导体晶片（硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能的一种器件。 2.集成电路的规模大小是以它所包含的晶体管数目或等效的逻辑门数目来衡量。等效逻辑门通常是指两输入与非门，对于CMOS集成电路来说，一个两输入与非门由四个晶体管组成，因此一个CMOS电路的晶体管数除以四，就可以得到该电路的等效逻辑门的数目，以此确定一个集成电路的集成度。 3.摩尔定律”其主要内容如下： 集成电路的集成度每18个月翻一番/每三年翻两番。 摩尔分析了集成电路迅速发展的原因， 他指出集成度的提高主要是三方面的贡献: （1）特征尺寸不断缩小，大约每3年缩小1.41倍； （2）芯片面积不断增大，大约每3年增大1.5倍； （3）器件和电路结构的改进。 4.反标注是指将版图参数提取得到的分布电阻和分布电容迭加到相对应节点的参数上去，实际上是修改了对应节点的参数值。 5.CMOS反相器的直流噪声容限:为了反映逻辑电路的抗干扰能力，引入了直流噪声容限作为电路性能参数。直流噪声容限反映了电流能承受的实际输入电平与理想逻辑电平的偏离范围。 6. 根据实际工作确定所允许的最低输出高电平，它所对应的输入电平定义为关门电平；给定允许的最高输出低电平，它所对应的输入电平为开门电平 7. 单位增益点. 在增益为0和增益很大的输入电平的区域之间必然存在单位增益点，即dV out/dVin=1的点 8. “闩锁”现象 在正常工作状态下，PNPN四层结构之间的电压不会超过Vtg，因 此它处于截止状态。但在一定的外界因素触发下，例如由电源或 输出端引入一个大的脉冲干扰，或受r射线的瞬态辐照，使 PNPN四层结构之间的电压瞬间超过Vtg，这时，该寄生结构中就 会出现很大的导通电流。只要外部信号源或者Vdd和Vss能够提供 大于维持电流Ih的输出，即使外界干扰信号已经消失，在PNPN四 层结构之间的导通电流仍然会维持，这就是所谓的“闩锁”现象 9. 延迟时间： T pdo ——晶体管本征延迟时间； UL ——最大逻辑摆幅，即最大电源电压； Cg ——扇出栅电容(负载电容)； Cw ——内连线电容； Ip ——晶体管峰值电流。
数字集成电路知识点整理
Digital IC：数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统 第一章引论 1、数字IC芯片制造步骤 设计：前端设计（行为设计、体系结构设计、结构设计）、后端设计（逻辑设计、电路设计、版图设计） 制版：根据版图制作加工用的光刻版 制造：划片：将圆片切割成一个一个的管芯（划片槽） 封装：用金丝把管芯的压焊块（pad）与管壳的引脚相连 测试：测试芯片的工作情况 2、数字IC的设计方法 分层设计思想：每个层次都由下一个层次的若干个模块组成，自顶向下每个层次、每个模块分别进行建模与验证 SoC设计方法：IP模块（硬核（Hardcore)、软核（Softcore)、固核（Firmcore））与设计复用Foundry（代工）、Fabless（芯片设计）、Chipless（IP设计）“三足鼎立”——SoC发展的模式 3、数字IC的质量评价标准（重点：成本、延时、功耗，还有能量啦可靠性啦驱动能力啦之类的） NRE (Non-Recurrent Engineering) 成本 设计时间和投入，掩膜生产，样品生产 一次性成本 Recurrent 成本 工艺制造（silicon processing），封装（packaging），测试（test） 正比于产量 一阶RC网路传播延时：正比于此电路下拉电阻和负载电容所形成的时间常数 功耗：emmmm自己算 4、EDA设计流程 IP设计系统设计（SystemC）模块设计（verilog） 综合 版图设计(.ICC) 电路级设计（.v 基本不可读）综合过程中用到的文件类型(都是synopsys)： 可以相互转化 .db（不可读）.lib（可读） 加了功耗信息
电子元件基础认识第三章：各种集成电路简介
电子元件基础认识第三章：各种集成电路简介 电子元件基础认识(三) ［作者：华益转贴自：本站原创点击数：7832 更新时间：2005-3-27 文章录入：华益］ 第三章：各种集成电路简介 第一节三端稳压IC ? ? 电子产品中常见到的三端稳压集成电路有正电压输出的78××系列和负电压输出的79××系列。故名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管，TO-220的标准封装，也有9013样子的TO-92封装。 ? ? 用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7806表示输出电压为正6V，790 9表示输出电压为负9V。 ? ? 78/79系列三端稳压IC有很多电子厂家生产，80年代就有了，通常前缀为生产厂家的代号，如TA7805是东芝的产品，AN7909是松下的产品。（点击这里，查看有关看前缀识别集成电路的知识） ? ? 有时在数字78或79后面还有一个M或L，如78M12或79L24，用来区别输出电流和封装形式等，其中78L调系列的最大输出电流为10 0mA， 78M系列最大输出电流为1A，78系列最大输出电流为1．5A。它的封装也有多种，详见图。塑料封装的稳压电路具有安装容易、价格低廉等优点，因此用得比较多。 79系列除了输出电压为负。引出脚排列不同以外，命名方法、外形等均与78系列的相同。 ? ? 因为三端固定集成稳压电路的使用方便，电子制作中经常采用，可以用来改装分立元件的稳压电源，也经常用作电子设备的工作电源。电路图如图所示。 ? ? 注意三端集成稳压电路的输入、输出和接地端绝不能接错，不然容易烧坏。一般三端集成稳压电路的最小输入、输出电压差约为2V，否则不能输出稳定的电压，一般应使电压差保持在4-5V，即经变压器变压，二极管整流，电容器滤波后的电压应比稳压值高一些。 ? ? 在实际应用中，应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器（当然小功率的条件下不用）。当稳压管温度过高时，稳压性能将变差，
数字集成电路74LS74ASL74HC74HCT74F系列芯片的区别
数字集成电路74LS/74ASL/74HC/74HCT/74F系列芯片的区别 1、LS是低功耗肖特基，其改进型为先进低功耗肖特基TTL，即74ALS系列，它的性能比74LS更好。HC是高速COMS，具有CMOS的低功耗和相当于74LS高速度的性能，属于一种高速低功耗产品。LS的速度比HC略快。HCT输入输出与LS兼容，但是功耗低；F 是高速肖特基电路； 2、LS是TTL电平，HC是COMS电平。 3、LS输入开路为高电平，HC输入不允许开路，hc一般都要求有上下拉电阻来确定输入端无效时的电平。LS却没有这个要求 4、LS输出下拉强上拉弱，HC上拉下拉相同。 5、工作电压不同，LS只能用5V，而HC一般为2V到6V； 6、电平不同。LS是TTL电平，其低电平和高电平分别为0.8和V2.4，而CMOS在工作电压为5V时分别为0.3V和3.6V，所以CMOS可以驱动TTL，但反过来是不行的 7、驱动能力不同，LS一般高电平的驱动能力为5mA，低电平为20mA；而CMOS的高低电平均为5mA； 8、CMOS器件抗静电能力差，易发生栓锁问题，所以CMOS的输入脚不能直接接电源。 9、上述两者的工作频率都在30mHz以下，74ALS略高，可达50mHz。但它们的工作电压却大不相同：74LS系列为5V，74HC系列为2~6V。 10、扇出能力：74LS系列为20，而74HC系列在直流时则高达1000以上，但在交流时很低，由工作频率决定。 74LS属于TTL类型的集成电路，而74HC属于CMOS集成电路。
LS、HC二者高电平低电平定义不同，HC高电平规定为0.7倍电源电压，低电平规定为0.3倍电源电压。LS规定高电平为2.0V，低电平为0.8V。带负载特性不同。HC上拉下拉能力相同，LS上拉弱而下拉强。 输入特性不同。HC输入电阻很高，输入开路时电平不定。LS输入内部有上拉，输入开路时为高电平。 ================================ CD是harris的前缀，SN是TI的前缀。但TI也同时出品CD前缀的，可能是为了保持连续性。 74HC/LS/HCT/F系列芯片的区别： 1、LS是低功耗肖特基，HC是高速COMS。LS的速度比HC略快。HCT输入输出与LS兼容，但是功耗低；F是高速肖特基电路； 2、LS是TTL电平，HC是COMS电平。 3、LS输入开路为高电平，HC输入不允许开路，hc一般都要求有上下拉电阻来确定输入端无效时的电平。LS却没有这个要 求 4、LS输出下拉强上拉弱，HC上拉下拉相同。 5、工作电压不同，LS只能用5V，而HC一般为2V到6V；而HCT的工作电压一般为4.5V～5.5V。 6、电平不同。LS是TTL电平，其低电平和高电平分别为0.8和V2.4，而CMOS在工作电压为5V时分别为0.3V和3.6V，所以CMOS 可以驱动TTL，但反过来是不行的 7、驱动能力不同，LS一般高电平的驱动能力为5mA，低电平为20mA；而CMOS 的高低电平均为5mA； 8、CMOS器件抗静电能力差，易发生栓锁问题，所以CMOS的输入脚不能直接接电源。
数字集成电路
数字集成电路专题研究 摘要：现在的电路可以分为两个方向，一个是数字，还有一个是模拟，在此更加偏重对数字方面的研究！全文一共可以分为两部分，一部分是基本的数字电路，还有一部分为较大型的集成电路。前一部分（基本数字电路）从认识数字电路开始，其间涉及到数字电路的分析方法---函数分析方法；在数字电路中分TTL 和COMS两种电路，在此报告中提到了这两种电路的电平比较关系。因COMS电路功耗低、工作电压范围宽、扇出能力强和售价低等优点，所以着重介绍一下CMOS 电路的常用特性，以及由它构成的一些常见的数字电路！而在后半部方介绍的是集成电路，从集成电路的分类到如何做好集成电路的设计;集成电路的设计分为前端和后端设计前端是指逻辑部分，后端是指物理层的设计．前端是设计内部的逻辑．后端是指假设逻辑设计已经完成，如何做出最后的芯片，涉及到芯片内部如何分区，如何布线，模拟部分，寄生效应等等．而由于专业方向这里又着重去讨论前端设计：系统集成芯片（SoC）的IC设计。同时收集了一些集成电路的设计工具。 关键字：数字电路函数表示 COMS集成电路常
见的数字电路集成电路分类 IC前端设计工具系统集成芯片SOC IC设计软件 VHDL/ Veriolg HDL 正文： 一．数字电路简介： 在电子设备中，通常把电路分为模拟电路和数字电路两类，前者涉及模拟信号，即连续变化的物理量，例如在24小时内某室内温度的变化量；后者涉及数字信号，即断续变化的物理量，开关K 快速通、断时，在电阻R 上就产生一连串的脉冲（电压），这就是数字信号。人们把用来传输、控制或变换数字信号的电子电路称为数字电路。数字电路工作时通常只有两种状态：高电位（又称高电平）或低电位（又称低电平）。通常把高电位用代码“1 ”表示，称为逻辑“1 ”；低电位用代码“0 ”表示，称为逻辑“0 ”（按正逻辑定义的）。注意：有关产品手册中常用“H ”代表“1 ”、“L ”代表“0 ”。实际的数字电路中，到底要求多高或多低的电位才能表示“1 ”或“0 ”，这要由具体的数字电路来定。例如一些TTL 数字电路的输出电压等于或小于0.2V，均可认为是逻辑“0 ”，等于或者大于3V，均可认为是逻辑“1 ”（即电路技术指标）。CMOS数字电路的逻辑“0 ”或“1 ”的电位值是与工作电压有关的。讨论数字电路
数字芯片介绍
一、CPLD CPLD是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆（“在系统”编程）将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。 这里以抢答器为例讲一下它的设计（装修）过程，即芯片的设计流程。CPLD的工作大部分是在电脑上完成的。打开集成开发软件(Altera公司Max+pluxII)→画原理图、写硬件描述语言（VHDL，Verilog）→编译→给出逻辑电路的输入激励信号，进行仿真，查看逻辑输出结果是否正确→进行管脚输入、输出锁定（7128的64个输入、输出管脚可根据需要设定）→生成代码→通过下载电缆将代码传送并存储在CPLD芯片中。7128这块芯片各管脚已引出，将数码管、抢答开关、指示灯、蜂鸣器通过导线分别接到芯片板上，通电测试，当抢答开关按下，对应位的指示灯应当亮，答对以后，裁判给加分后，看此时数码显示加分结果是否正确，如发现有问题，可重新修改原理图或硬件描述语言，完善设计。设计好后，如批量生产，可直接复制其他CPLD芯片，即写入代码即可。如果要对芯片进行其它设计，比如进行交通灯设计，要重新画原理图、或写硬件描述语言，重复以上工作过程，完成设计。这种修改设计相当于将房屋进行了重新装修，这种装修对CPLD来说可进行上万次。 家庭成员：经过几十年的发展，许多公司都开发出了CPLD可编程逻辑器件。比较典型的就是Altera、Lattice、Xilinx世界三大权威公司的产品，这里给出常用芯片：Altera EPM7128S(PLCC84) Lattice LC4128V(TQFP100) Xilinx XC95108 (PLCC84) 可编程逻辑器件的两种主要类型是现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）。在这两类可编程逻辑器件中，FPGA提供了最高的逻辑密度、最丰富的特性和最高的性能。现在最新的FPGA器件，如Xilinx Virtex?系列中的部分器件，可提供八百万"系统门"（相对逻辑密度）。这些先进的器件还提供诸如内建的硬连线处理器（如IBM Power PC）、大容量存储器、时钟管理系统等特性，并支持多种最新的超快速器件至器件（device-to-device）信号技术。FPGA被应用于范围广泛的应用中，从数据处理和存储，以及到仪器仪表、电信和数字信号处理等。 与此相比，CPLD提供的逻辑资源少得多 - 最高约1万门。但是，CPLD提供了非常好的可预测性，因此对于关键的控制应用非常理想。而且如Xilinx CoolRunner?系列CPLD器件需要的功耗极低，并且价格低廉，从而使其对于成本敏感的、电池供电的便携式应用（如移动电话和数字手持助理）非常理想。 在线检测指的是在不影响设备运行的条件下，对设备状况连续或定时进行的监测，通常是自动进行的。 二、时钟芯片DS12887
数字集成电路知识点整理
Digital IC:数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统第一章引论 1、数字IC芯片制造步骤 设计：前端设计（行为设计、体系结构设计、结构设计）、后端设计（逻辑设计、电路设计、版图设计）制版：根据版图制作加工用的光刻版 制造：划片：将圆片切割成一个一个的管芯（划片槽） 封装：用金丝把管芯的压焊块（pad）与管壳的引脚相连 测试：测试芯片的工作情况 2、数字IC的设计方法 分层设计思想：每个层次都由下一个层次的若干个模块组成，自顶向下每个层次、每个 模块分别进行建模与验证 SoC设计方法：IP模块（硬核（Hardcore）、软核（Softcore）、固核（Firmcore ））与设计复用Foundry （代工）、Fabless （芯片设计）、Chipless （IP设计）"三足鼎 立” 一-oC发展的模式 3、数字IC的质量评价标准（重点：成本、延时、功耗，还有能量啦可靠性啦驱动能力啦之类的） NRE （Non-Recurrent Engineering）成本 设计时间和投入，掩膜生产，样品生产 一次性成本 Recurrent 成本 工艺制造（silicon processing ），封装（packaging ），测试（test） 正比于产量 每个集成电路的成本-kceurrenr成本+ 一、此上成木 总产量 管芯成本十芯片濯试成本+封装成本 Recurrent Jjfc 本----------- ----------------------- 最终测试成品率| 一阶RC网路传播延时：正比于此电路下拉电阻和负载电容所形成的时间常数 C上的电压从上升到50%的时间 &二In （2）r = 0.69 功耗：emmmm 自己算 4、EDA设计流程 IP设计-------- >系统设计（SystemC ） ----- > 模块设计（verilog ） 版图设计（.ICC --------- 电路级设计（.v基本不可读）综合过程中用到的文件类型（都是synopsys）: 可以相互转化 .db （不可读）< ----------- > .lib （可读） 加了功耗信息
半导体数字集成电路
数字逻辑基础 LOGO
半导体数字集成电路 --集成电路的发展 集成电路的发展包含四个主要的阶段： ?在上世纪六十年代早期出现了第一片集成电路，其集成的晶体管数量少于100个，该集成电路称为小规模集成电路（Small-Scale Integrated Circuit,SSI ）。 ?在上世纪六十年代后期出现了中规模集成电路（Medium-Scale Integrated Circuit,MSI ）,其集成的晶体管数量达到几百个。
半导体数字集成电路 --集成电路的发展 ?在上世纪70年代中期，出现了大规模集成电路（Large-Scale Integrated Circuit,LSI ），其集成的晶体管数量达到几千个。?在上世纪80年代早期，出现了超大规模集成电路（Very-large-scale-integrated,VLSI ），其集成的晶体管的数量超过了100,000个(十万)。 ?到上世纪80年代后期，集成的晶体管数量超过了1,000,000个。?到上世纪90年代，集成的晶体管数量超过了10,000,000；?到了2004年，这一数量已经超过了100,000,000个。 ?现在这一数量突破1,000,000,000个。
半导体数字集成电路 --集成电路构成 术语“芯片”和集成电路是指半导体电路，即：在一个硅片上，集成了大量的微型的晶体管。 ?对于实现逻辑功能比较简单的芯片来说，一个硅片上可能只集成了少量的晶体管； ?而对于功能比较复杂的芯片来说，一个硅片上可能集成了几百万个晶体管。
集成电路构成 --集成电路的DIP 封装 DIP封装外观DIP封装芯片内部结构 引脚器件裸片键合线塑料芯片载体封装 引脚1标记
数字集成电路设计流程
《ic设计流程与使用工具介绍》 我认为IC设计流程按照功能和应用场合不同大致可以划分为三个部分进行介绍，分别是数字IC、模拟IC和FPGA。这三者之间既有相同点又有相异点。在进行设计时，所使用的软件工具也有相同和不同的。 1、数字Asic设计流程前端到后端使用工具 通用型数字Asic（从上到下） 在验证算法时一般使用C语言或者verilog来对系统算法进行建模，使用行为级描述来对算法功能的正确与否进行仿真。一般比较常用的方法是使用C语言在Matlab软件环境下进行算法验证。 算法验证完成之后，需要进行的工作就是将算法转化为对应的行为级或者寄存器传输级描述，并且对其进行功能仿真验证。在该阶段可以使用的工具有很多，常用的有Active—HDL、Mentor的Modelsim 系列软件和QuestaSim系列（前者使用三个核进行仿真，后者使用一个核，因此后者可以对不同语言环境下的描述进行混合仿真）。 完成功能仿真之后需要进行的工作就是根据foundry提供的标准数字单元工艺库，对前面得到的表述一定功能的代码进行综合，得到代码对应的由标准单元库中的门电路组成的实际电路映射。在综合的过程中，要根据设计规范来制定各种约束以使综合得到的电路映射能够满足设计的要求，同时也要注意综合报告中所给出的违反约束的各个信息，并且利用这些信息来修改代码或者算法。在综合的过程中使用的工具最主要是Synopsys的DC和PC。 做完综合之后，利用综合得到的实际电路映射、时序约束与foundry提供的与版图有关的工艺库就可以进行自动布局布线的操做了。此时常用的软件有Synopsys的ASTRO和Cadence的Se工具。 自动布局布线完成后就可以根据产生的版图文件信息提取寄生参数来进行包含寄生参数与互联延迟的后仿真了。一般常用的寄生参数提取工具有A V ANTI的STAR-RC和Cadence的DRECULA或Diva，两者都需要将自动布局布线得到的版图和工艺库文件导入软件中进行寄生参数提取。Cadence的软件还可以通过导入版图，来对自动布局布线得到的版图中不满意的地方进行修补。 寄生参数提取结束后将得到的寄生参数信息与自动布局布线得到的网表导入PT进行包含寄生参数的时序参数提取，然后利用所提取的时序参数在底层网表中反标进行后仿真，观察后仿真的时序是否满足设计规范的要求。如果满足则设计基本完成，不满足还需要进行迭代修改。产生反标需要的时序文件的软件是PT，而将时序反标文件反标回综合后的网表并且进行后仿真的软件比较多，比如Modelsim 和Nclaunch（NC主要针对大型系统，而Modelsim则主要是针对小的设计，因为前者的工作平台是工作站后者是PC）。 全定制数字Asic或者混合信号ASIC（从下到上与从上到下结合） 当需要制作全定制的数字芯片时，传统的从上到下的设计流程就不完全奏效了。其中最大的不同就是全定制芯片为了实现更小的体积与功耗，更高的集成度将可能不采用厂家提供的标准数字单元库而是通过与foundry沟通自己设计满足自己需要的工艺库。比如Xilinx的FPGA芯片的设计采用的就是全定制的设计方法。 对于全定制设计而言，也需要采用算法验证、功能描述与仿真验证、综合、寄生参数提取与后仿真的过程，但是相对通用型Asic的设计而言，在做后仿真时全定制可以使用模拟仿真的方法进行后仿真而不需要进行时序反标的过程，因为在设计全定制Asic时使用的不是foundry提供的标准数字工艺库而是根据设计需要自己设计的数字工艺库。因此对于全定制的Asic设计而言，它的后仿真需要采用foundry提供的标准模拟库，由于不使用时序的反标而采用模拟仿真的方法后仿真得到最终版图对应信息，因此耗时可能比设计通用型的Asic更长。 全定制设计流程的使用软件有，算法验证与功能仿真的软件同通用型使用的基本相同。但是在综合这
(整理)常用基本数字集成电路
常用基本数字集成电路应用设计 1常用基本数字集成电路概述 数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。根据数字集成电路中包含的门电路或元、器件数量，可将数字集成电路分为小规模集成（SSI）电路、中规模集成MSI电路、大规模集成（LSI）电路、超大规模集成VLSI电路和特大规模集成（ULSI）电路。小规模集成电路包含的门电路在10个以内，或元器件数不超过100个；中规模集成电路包含的门电路在10～100个之间，或元器件数在100～1000个之间；大规模集成电路包含的门电路在100个以上，或元器件数在10～10个之间；超大规模集成电路包含的门电路在1万个以上，或元器件数在10～10之间；特大规模集成电路的元器件数在10～10之间。 2 门电路构成的多谐振荡器的基本原理 非门作为一个开关倒相器件，可用以构成各种脉冲波形的产生电路。电路的基本工作原理是利用电容器的充放电，当输入电压达到与非门的阈值电压V T时，门的输出状态即发生变化。因此，电路输出的脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。 2.1不对称多谐振荡器 非对称型多谐振荡器的输出波形是不对称的，当用TTL与非门组成时，输出脉冲宽度 tw1=RC, tw2=1.2RC, T=2.2RC 调节R和C值，可改变输出信号的振荡频率，通常用改变C实现输出频 率的粗调，改变电位器R实现输出频率的细调。 2.1.2对称型多谐振荡器 电路完全对称，电容器的充放电时间常数相同, 故输出为对称的方波。 改变R和C的值，可以改变输出振荡频率。非门3用于输出波形整形。 一般取R≤1KΩ,当R1＝R2=1KΩ，C1=C2＝100pf～100μf时，f可在几Hz～ MHz 变化。脉冲宽度tw1＝tw2＝0.7RC，T＝1.4RC.
数字集成电路知识点整理
Digital IC ：数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统 第一章 引论 1、数字IC 芯片制造步骤 设计：前端设计（行为设计、体系结构设计、结构设计）、后端设计（逻辑设计、电路设计、版图设计） 制版：根据版图制作加工用的光刻版 制造：划片：将圆片切割成一个一个的管芯（划片槽） 封装：用金丝把管芯的压焊块（pad ）与管壳的引脚相连 测试：测试芯片的工作情况 2、数字IC 的设计方法 分层设计思想： 每个层次都由下一个层次的若干个模块组成， 自顶向下 每个层次、每个模块分别进行建模与验证 SoC 设计方法：IP 模块（硬核（Hardcore)、软核（Softcore)、固核（Firmcore ））与设计复用 Foundry （代工）、Fabless （芯片设计）、Chipless （IP 设计）“三足鼎立”——SoC 发展的模式 3、 数字IC 的质量评价标准（重点：成本、延时、功耗，还有能量啦可靠性啦驱动能力啦之类的） NRE (Non-Recurrent Engineering) 成本 设计时间和投入，掩膜生产，样品生产 一次性成本 Recurrent 成本 工艺制造（silicon processing ），封装（packaging ），测试（test ） 正比于产量 一阶RC 网路传播延时：正比于此电路下拉电阻和负载电容所形成的时间常数 功耗：emmmm 自己算 4、EDA 设计流程 IP 设计 系统设计（SystemC ） 模块设计（verilog ） 版图设计(.ICC) 电路级设计（.v 基本不可读） 综合过程中用到的文件类型(都是synopsys 版权)： .db
数字集成电路_什么是数字集成电路
数字集成电路_什么是数字集成电路 数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻 辑电路或系统。根据数字集成电路中包含的门电路或元、器件数量，可将数字 集成电路分为小规模集成(SSI)电路、中规模集成MSI 电路、大规模集成(LSI) 电路、超大规模集成VLSI 电路和特大规模集成(ULSI)电路。小规模集成电路 包含的门电路在10 个以内，或元器件数不超过10 个;中规模集成电路包含的门 电路在10～100 个之间，或元器件数在100～1000 个之间;大规模集成电路包含 的门电路在100 个以上，或元器件数在1，000～10, 000 个之间;超大规模集成 电路包含的门电路在1 万个以上，或元器件数在100，000～1，000，000 之间; 特大规模集成电路的门电路在10 万个以上，或元器件数在 1，000，000～10，000，000 之间。 数字集成电路产品的种类很多种。数字集成电路构成了各种逻辑电路， 如各种门电路、编译码器、触发器、计数器、寄存器等。它们广泛地应用在生 活中的方方面面，小至电子表，大至计算机，都是有数字集成电路构成的。 结构上，可分成TTL 型和CMOS 型两类。74LS/HC 等系列是最常见的 TTL 电路，它们使用5V 的电压，逻辑”0”输出电压为小于等于0.2V，逻辑”1” 输出电压约为3V。CMOS 数字集成电路的工作电压范围宽，静态功耗低，抗 干扰能力强，更具优点。数字集成电路有个特点，就是它们的供电引脚，如16 脚的集成电路，其第8 脚是电源负极，16 脚是电源正极;14 脚的，它的第7 脚 是电源的正极。 电子制作中常用的数字集成电路有 4001、4011、4013、4017、4040、4052、4060、4066 等型号，建议多买些备用。市场上的数字集成电路进口的较多，产品型号的前缀代表生产公司，常见的有
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精品文档 第一章数字集成电路介绍 第一个晶体管,Bell实验室，1947 第一个集成电路，Jack Kilby ，德州仪器，1958 摩尔定律：1965年，Gordon Moore预言单个芯片上晶体管的数目每18到24个月翻一番。(随时间呈指数增长)抽象层次：器件、电路、门、功能模块和系统抽象即在每一个设计层次上，一个复杂模块的内部细节可以被抽象化并用一个黑匣子或模型来代替。这一模型含有用来在下一层次上处理这一模块所需要的所有信息。 固定成本(非重复性费用) 与销售量无关；设计所花费的时间和人工；受设计复杂性、设计技术难度以及设计人员产出率的影响；对于小批量产品，起主导作用。 可变成本(重复性费用)与产品的产量成正比；直接用于制造产品的费用；包括产品所用部件的成本、组装费用以及测试费用。每个集成电路的 成本=每个集成电路的可变成本+固定成本/产量。可变成本=(芯片成本+芯片测试成本+ 封装成本) /最终测试的成品率。 一个门对噪声的灵敏度是由噪声容限NM (低电平 噪声容限)和NM (高电平噪声容限)来度量的。为使一个数字电路能工作，噪声容限应当大于零，并且越大越好。NM = V°H - V IH NM L = V lL - V OL 再生性保证一个受干扰的信号在通过若干逻辑级后逐渐收敛回到额定电平中的一个。 一个门的VTC应当具有一个增益绝对值大于1的过渡区(即不确定区)，该过渡区以两个有效的区域为界，合法区域的增益应当小于1。 理想数字门特性：在过渡区有无限大的增益；门的阈值位于逻辑摆幅的中点；高电平和低电平噪声容限均等于这一摆幅的一半；输入和输出阻抗分别为无穷大和零。 传播延时、上升和下降时间的定义 传播延时tp定义了它对输入端信号变化的响应有多快。它表示一个信号通过一个门时所经历的延时，定义为输入和输出波形的50%翻转点之间的时间。 上升和下降时间定义为在波形的10%和90%之间。 对于给定的工艺和门的拓扑结构，功耗和延时的乘积一般为一常数。功耗-延时积(PDP)----门的每次开关事件所消耗的能量。 一个理想的门应当快速且几乎不消耗能量，所以最后的质量评价为。能量-延时积(EDP)=功耗- 延时积2。 例4.5与4.8表格 电压范围集总RC网络分布RC网络0 50%(t ) 0.69 RC 0.38 RC p 0 _J 63%( ) RC 0.5 RC 10% > 90%(t ) 2.2 RC 0.9 RC r 0 _J 90% 2.3 RC 1.0 RC 例4.1 金属导线电容 考虑一条布置在第一层铝上的10cm长，1.m宽的 铝线，计算总的电容值。 平面(平行板)电容：(0.1 X106i m)2) x 30aF/i m)2 =3pF 边缘电容： 2X( 0.1 X10 \m ) x 40aF/.m = 8pF 总电容： 11pF现假设第二条导线布置在第一条旁边，它们之 间只相隔最小允许的距离，计算其耦合电容。耦合 电容：C inter = ( 0.1 X 10°11币)X 95 aF/1 ki2 = 9.5pF 材料选择：对于长互连线，铝是优先考虑的材料；多 晶应当只用于局部互连；避免采用扩散导线；先进的 工艺也提供硅化的多晶和扩散层接触电阻：布线层之 间的转接将给导线带来额外的电阻。 布线策略：尽可能地使信号线保持在同一层上并 避免过多的接触或通孔；使接触孔较大可以降低接触 电阻(电流集聚在实际中将限制接触孔的最大尺寸)。 采电流集聚限制R C,(最小尺寸)：金属或多晶至n+、p+ 以及金属至多晶为5 ~ 20 :】；通孔(金属至金属接触) 为1 ~5 [ 1。 例4.2 金属线的电阻 考虑一条布置在第一层铝上的10cm长，1.m宽的铝 线。假设铝层的薄层电阻为0.075 Q/ □，计算导线的 总电阻： R wire =0.075 Q / 口’(0.1 '106.m”(1 .m)=7.5k Q 例4.5 导线的集总电容模型 假设电源内阻为10k Q的一个驱动器，用来驱动一条 10cm长，1.m宽的AI1导线。 电压范围集总RC网络分布RC网络 0 50%(t ) 0.69 RC 0.38 RC p 0 _, 63%( ) RC 0.5 RC 10% > 90%(t ) 2.2 RC 0.9 RC r 0 _, 90% 2.3 RC 1.0 RC 使用集总电容模型，源电阻R Driver = 10 k [，总的 集总电容Gumped = 11 pF 和G (= cL)是这条导线总的集总电阻 二N 2N N值很大时，该模型趋于分布式rc线; 一条导线的延时是它长度L的二次函数；分布rc 线的延时是按集总RC模型预测的延时的一 半. RC = rcL2 J'DN=2 2 例4.8 铝线的RC延时.考虑长10cm宽、 1」m的AI1导线，使用分布RC模型，c = 110 aF/ .m 和r =0.075 [ /：i m t p = 0.38 'Z RC = 0.38 ' (0.075 i / .Im)，(110 aF/,lm) ' (10 5i m)2= 31.4 ns Poly : t P = 0.38 ' (150 .m) ' (88+2 '54 aF/ .m) '(10 5.m)2= 112 i s Al5 : t p = 0.38 ' (0.0375 i V -m) ' (5.2+2 '12 aF/ .Jm) ' (10 5I m)2= 4.2 ns 例4.9 RC与集总C 假设驱动门被模拟成一个电压源，它具有一定大小的 电源内阻R。 应用Elmore公式，总传播延时： D = R sG + (R W C w)/2 = R 及其中，R* = r w L，C w = c w L 假设一个电源内阻为1k.的驱动器驱动一条1 .m 宽的Al1 导线，此时L crit为2.67cm 第五章CMO 反相器 静态CMOS 勺重要特性：电压摆幅等于电源电压a 高噪声容限。逻 辑电平与器件的相对尺寸无关a 晶体管可以采用最小尺寸a无比逻辑。稳态时在 输出和V dd或GND之间总存在一条具有有限电阻的通 路a低输出阻抗(k i )。输入阻抗较高(MOS 管的栅实际 上是一个完全的绝缘体)a稳态输入电流几乎为0 o在 稳态工作情况下电源线和地线之间没有直接的通路(即 此时输入和输出保持不变)a没有静态功率。传播延时 是晶体管负载电容和电阻的函数。 门的响应时间是由通过电阻R,充电电容G L(电阻R放 电电容G L)所需要的时间决定的。 开关阈值V M定义为V n = V out的点(在此区域由于 第三章、第四章CMOS器件 手工分析模型 I D Z K'W^ Vm”—占1+ 若V G T _0 V min =min V GT,V DS ,V DSAT | 寄生简化：当导线很短，导线的截面很大时或当所采用的互连材料电阻率很低时，电感的影响可以忽略：如果导线的电阻很大(例如截面很小的长铝导线的情形)；外加信号的上升和下降时间很慢。 当导线很短，导线的截面很大时或当所采用的互连材料电阻率很低时，采用只含电容的模型。 当相邻导线间的间距很大时或当导线只在一段很短的距离上靠近在一起时：导线相互间的电容可以被忽略，并且所有的寄生电容都可以模拟成接地电容。 平行板电容：导线的宽度明显大于绝缘材料的厚度。 边缘场电容：这一模型把导线电容分成两部分：一个平板电容以及一个边缘电容，后者模拟成一条圆柱形导线，其直径等于该导线的厚度。 多层互连结构：每条导线并不只是与接地的衬底耦合(接地电容)，而且也与处在同一层及处在相邻层上的邻近导线耦合(连线间电容)。总之，再多层互连结构中导线间的电容已成为主要因素。这一效应对于在较高互连层中的导线尤为显著，因为这些导线离衬底更远。150% = 0.69 ' 10 k「’ 11pF = 76 ns 190% = 2.2 ' 10 k ；'. i ' 11pF = 242 ns 例4.6 树结构网络的RC延时 节点i的Elmore延时： 甬i = RC1 + RC + ( R1+R3) C3 + ( R1+R3) C + ( R+R+R) C 例4.7 电阻-电容导线的时间常数 总长为L的导线被分隔成完全相同的N段，每段 的长度为L/N。因此每段的电阻和电容分别为rL/N 和 cL/N V DS = V GS，PMOSn NMO总、是饱和的) r是什么：开关阈值取决于比值r,它是PMOSB NMOST相对驱动强度的比 rV DD ” k p V DSATp V M，r = 1 'r k n V DSATn 一般希望V M = V DD/2 (可以使高低噪声容限具有相 近的值)，为此要求r託1 例5.1 CMOS反相器的开关阈值 通用0.25 -mCMOSE艺实现的一个CMO阪相器的 开关阈值处于电源电压的中点处。所用工艺参数 见表3.2。假设V DD = 2.5V，最小尺寸器件的宽长 比(W/L) n 为1.5 W L p _k”V DSATn V” 卫n 工 W L n ^ P V DSAT P V M 弘-V DSATP 2 0.63 1.25 _Q.43_0.63 2 1DSATn 115X0 —6 V0.63』 .25_Q.43_Q.63 2 J5 —30 X0— 6勺70 牛.25 _Q.4 J.0 一2 卢3 虫.5 1.5 5.25V” 1.25V V M对于器件比值的变化相对来说是不敏感 的。将比值设为3、2.5和2,产生的V分别为 1.22V、1.18V和1.13V，因此使PMO管的宽度小 于完全对称所要求的值是可以接受的。 增加PMO或NMO宽度使V”移向V DD或GND不对 称的传输特性实际上在某些设计中是所希望的。 噪声容限：根据定义，V H和V L是d^ut/dV in = -1(= A：2g增益)时反相器的工作点 I* ---- 逐段线性近似V H = V M - V M /g V IL = V M + (V DD -V M )/g过渡区可以近似为一段直线，其增益等于 R (= rL) 和电容 :i D N 结论：当 2 w O w L wG/ sG + 0.5r t p = 0.69 R s G/ + 0.38 R XI. 工