工艺与器件模拟概述讲课教案
微电子器件与工艺课程设计
微电子器件与工艺课程设计微电子器件与工艺是电子信息工程专业的重要课程之一，这门课程设计为学生提供了掌握微电子器件和工艺的基本原理和应用技能的机会。
为了使学生更好地掌握课程内容，提高其应用实践能力，本文将介绍微电子器件与工艺课程设计的一般流程和重点内容。
一、设计目标和要求微电子器件与工艺课程设计的主要目标是使学生掌握微电子器件的工作原理、结构、特性和制作工艺。
这需要学生在实践中进行大量的实验和操作，并用理论知识解释实验结果。
因此，设计的要求包括：1.设计合理、实用的实验方案2.熟悉实验器材及其使用方法3.掌握实验数据的处理和分析方法4.独立进行实验操作5.撰写实验报告，将理论知识和实验结果结合起来二、课程设计流程课程设计的流程主要包括以下几个步骤：1.选题和确定实验内容选题应根据教师的要求和自己的兴趣进行选择。
同时考虑到实验条件、时间、经济等方面因素，确定实验内容和方案。
2.准备实验器材和材料准备实验所需的器材和材料，要求质量优良、稳定性好。
为了节约时间和成本，可以通过网络购买实验器材和材料。
3.组织实验和数据处理组织实验，并对实验数据进行处理和分析。
同时注意实验过程中的安全问题和实验结果的准确性。
4.编写实验报告根据实验数据和实验结果，撰写实验报告，注重理论与实践相结合，突出实验数据分析的重要性。
5.展示并评价实验成果对实验成果进行展示和评价，包括实验数据和实验报告，以及个人表现和感受。
三、课程设计重点内容1.集成电路集成电路是微电子器件与工艺的重点和难点之一。
学生需要了解集成电路设计的基本原理，掌握常见的集成电路结构和性能，及其制作工艺和测试方法。
2.半导体材料半导体材料是微电子器件与工艺的基础和核心。
学生需要了解半导体材料的物理特性和制备工艺，包括掺杂、扩散、氧化和薄膜生长等方面的知识。
3.光电器件和传感器光电器件和传感器是现代微电子器件与工艺的新领域，随着电子技术和信息技术的快速发展，它们的应用范围和前景越来越广泛。
《电子技术工艺与实践》 课程教学教案
《电子技术工艺与实践》课程教学教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解电子技术的基本概念、原理和工艺。
（2）掌握电子元器件的识别、选用和应用。
（3）学会电子电路的设计、安装和调试。
2. 过程与方法：（1）通过实验和实践，培养学生的动手能力和实际操作技能。
（2）运用案例分析法，使学生能够将理论知识应用于实际问题解决中。
3. 情感态度与价值观：（1）激发学生对电子技术的兴趣，培养科学探究精神。
二、教学内容第1课时：电子技术概述1. 电子技术的定义和发展历程2. 电子技术的应用领域3. 电子技术的基本组成原理第2课时：电子元器件1. 电子元器件的分类及功能2. 常见电子元器件的识别与选用3. 电子元器件的应用实例第3课时：电子电路基础1. 电子电路的组成及功能2. 基本电子电路的分析和设计方法3. 电子电路的安装与调试技巧第4课时：数字电子技术1. 数字电路的基本概念和原理2. 常用数字电路器件及其应用3. 数字电路的设计与实践第5课时：模拟电子技术1. 模拟电路的基本概念和原理2. 常用模拟电路器件及其应用3. 模拟电路的设计与实践三、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生主动探究电子技术的基本概念和原理。
2. 利用案例分析法，让学生通过实际案例体验电子技术的应用。
3. 开展实验和实践教学，培养学生的动手能力和实际操作技能。
四、教学评价1. 平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等。
2. 期中考：考察学生对电子技术基本概念、原理和工艺的掌握程度。
3. 期末成绩：综合评估学生在本课程学习过程中的表现和实践能力。
五、教学资源1. 教材：《电子技术工艺与实践》2. 实验设备：电子实验箱、示波器、信号发生器、Multimeter 等。
3. 网络资源：电子技术相关网站、论坛、视频教程等。
六、教学安排1. 课时分配：共计32课时，其中理论教学24课时，实验教学8课时。
2. 授课方式：采用线上线下相结合的方式进行教学。
电子工艺课程设计教案
电子工艺课程设计教案第一章：电子工艺概述1.1 电子工艺的定义与发展1.了解电子工艺的定义及发展历程。
2.掌握现代电子工艺的主要特点。
1.2 电子工艺的基本组成部分1.明确电子工艺的基本组成部分。
2.掌握各种电子元件的性能及应用。
1.3 电子工艺的基本工艺流程1.掌握电子工艺的基本工艺流程。
2.了解各种工艺技术的原理及应用。
第二章：电子元件的识别与检测2.1 电子元件的识别1.掌握常用电子元件的名称、符号及功能。
2.能够准确识别电子电路中的各种元件。
2.2 电子元件的检测1.学会使用万用表等检测工具。
2.掌握各种电子元件的检测方法及注意事项。
2.3 电子元件的焊接与装配1.掌握电子元件的焊接方法及技巧。
2.了解电子装配的基本要求及注意事项。
第三章：简单电子电路的设计与制作3.1 设计原理与方法1.了解电子电路设计的基本原理。
2.掌握电子电路设计的方法与步骤。
3.2 电子电路的制作与调试1.学会使用电子制作工具及设备。
2.掌握电子电路的调试方法及技巧。
3.3 实例：制作一个简单的声光报警电路1.根据设计原理，完成声光报警电路的设计。
2.按照制作步骤，完成声光报警电路的制作与调试。
第四章：电子测量技术与仪器使用4.1 电子测量技术概述1.了解电子测量技术的定义及分类。
2.掌握电子测量技术的基本原理。
4.2 常用电子测量仪器及其使用方法1.了解常用电子测量仪器的作用及特点。
2.学会使用电子测量仪器进行实际测量。
4.3 实例：使用示波器测试信号波形1.了解示波器的作用及原理。
2.学会使用示波器进行信号波形的测试与分析。
第五章：电子工艺作品的组装与调试5.1 电子工艺作品的组装1.掌握电子工艺作品的组装方法及技巧。
2.了解电子工艺作品组装中的注意事项。
5.2 电子工艺作品的调试1.掌握电子工艺作品的调试方法及技巧。
2.能够分析并解决调试过程中遇到的问题。
5.3 实例：组装与调试一个简单的无线遥控器1.根据设计原理，完成无线遥控器的组装。
电子工艺与技能实训教案-第一章(5) 光敏器件
1.7 光敏器件教学目的与要求：本节让学生了解光敏器件实物、种类与型号；要求掌握常用主要参数、检测方法和典型应用教学内容：讲授光敏二极管、光敏晶体管、光耦合器实物与电路符号；讲授光敏二极管、光敏晶体管、光耦合器主要参数。
举实例介绍其应用方法。
教学重点与难点：重点：掌握光敏器件的类型识别、用途及在电路里的接线方法。
难点：用万用表如何判断光敏器件好、坏。
教学过程：一、课前预习1）光敏器件在电路中的作用是什么？2）了解在电路图中如何连接？3）如何进行区别好坏管1）教学进程组织与设计1）通过教学展示板，让大家对光敏器件有个感性认识；2）介绍光敏器件的电路符号、构成及简单工作原理；3）让学生掌握外观识别及用万用表检测方法。
2）课后实施情况及分析【讲授内容】1.7 光敏器件光敏器件是指能够将光信号转换为电信号的半导体器件，包括光敏二极管、光敏三极管和光耦合器等。
1.7.1 光敏二极管光敏二极管是一种常用的光敏器件，与晶体二极管相似，也是具有一个PN 结的半导体器件，所不同的是光敏二极管有一个透明的窗口，以便使光线能够照射到PN结上。
在电路中通常工作于反向电压状态。
光敏二极管在电路中的文字符号用“VD”来表示。
光敏二极管的特点是具有将光信号转换为电信号的功能，并且其光敏流I L 的大小与光照强度成正比，光照越强，光电流I L越大。
在光控、红外遥控、光探测、光纤通信和光耦合等方面有广泛的应用。
1 ．光敏二极管的电路符号与实物2 ．光敏二极管的种类与型号光敏二极管常有PN结型、PIN结型、雪崩型和肖特基结型等多种，用得最多的是硅材料PN结型光敏二极管。
国产光敏二极管主要有2CU系列（N型硅光敏二极管）、2DU系列（P型硅光敏二极管）和PIN系列（PIN结型硅光敏二极管）等。
3 ．光敏二极管的参数光敏二极管的主要参数是最高工作电压、光电流和光电灵敏度等。
（1）最高工作电压（U RM）是指在无光照、反向电流不超过规定值（通常为O.1uA）的前提下，光敏二极管所允许加的最高反向电压。
电子工艺实训教案
手工焊接技术要点
焊接准备
清洁焊件表面，选择合 适的焊锡和烙铁。
烙铁握法
握笔法、正握法、反握 法。
焊接步骤
加热焊件，送入焊锡， 移开焊锡，移开烙铁。
焊接注意事项
保持烙铁头的清洁，控 制焊接时间，防止虚焊、 夹渣等缺陷。
焊接质量检查与评估
外观检查
检查焊缝的外观形状、尺寸是否符合要求， 有无裂纹、夹渣等缺陷。
破坏性检测
无损检测
采用X射线、超声波等无损检测方法，检测 焊缝内部质量。
通过拉伸、弯曲等破坏性试验，评估焊缝的 力学性能。
02
01
评估标准
根据检测结果，对焊缝质量进行评估，判断 是否符合相关标准和要求。
04
03
04 PCB设计与制作
PCB基本概念及设计流程
PCB基本概念
PCB（Printed Circuit Board），即印制电路板，是电子元器 件的支撑和连接提供者，采用电子印刷技术制成。
电阻识别 电容识别 电感识别 二极管识别 三极管识别
通过色环或数字标识识别阻值大小及精度。
通过标识识别容量大小及耐压值。
通过标识识别电感量大小及额定电流。
通过外观及标识识别类型及极性。 通过外观及标识识别类型、极性、放大倍数 等参数。
元器件检测方法与步骤
电阻检测
电容检测
电感检测
二极管检测
三极管检测
电子工艺实训教案
目录
• 课程介绍与目标 • 电子元器件识别与检测 • 焊接技术基础与实践 • PCB设计与制作 • 电子产品组装与调试 • 课程总结与展望
01 课程介绍与目标
电子工艺实训的目的
01
培养学生掌握基本电子工艺技能，了解电子产品的制造流 程和工艺要求。
《模拟电子技术基础》教学教案
《模拟电子技术基础》教学教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）掌握模拟电子技术的基本概念、原理和应用；（2）熟悉常用模拟电子元件的工作原理和特性；（3）学会分析模拟电路的基本方法，并能应用到实际问题中。
2. 过程与方法：（1）通过实例讲解，培养学生的动手能力和实际操作技能；（2）采用小组讨论、问题解答等方式，提高学生的合作能力和解决问题的能力；（3）注重培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的创新思维。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对模拟电子技术的兴趣和爱好，激发学生学习热情；（2）培养学生勇于探索、积极思考的科学精神；（3）培养学生团队协作、资源共享的良好品质。
二、教学内容1. 第四章：常用模拟电子元件（1）电阻、电容、电感的工作原理和特性；（2）二极管、晶体管的工作原理和特性；（3）集成运算放大器的原理和应用。
2. 第五章：模拟电路分析方法（1）电压放大电路的分析和设计；（2）反馈电路的原理和应用；三、教学资源1. 教材：《模拟电子技术基础》；2. 实验室设备：电阻、电容、电感、二极管、晶体管、集成运算放大器等元器件和实验仪器；3. 多媒体教学设备：PPT、教学视频等。
四、教学过程1. 导入新课：通过实例介绍模拟电子技术在生活中的应用，激发学生学习兴趣；2. 讲解基本概念和原理：PPT展示，结合实物讲解，让学生直观了解元器件的工作原理和特性；3. 分析实际电路：引导学生运用所学知识分析实际电路，培养学生的动手能力和实际操作技能；4. 小组讨论：针对实际电路，进行小组讨论，培养学生的合作能力和解决问题的能力；五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现、作业完成情况等；2. 实验报告：评价学生在实验过程中的操作技能、问题分析和解决能力；3. 期末考试：全面测试学生对课程知识的掌握程度。
六、教学内容6. 第六章：模拟信号的运算与处理（1）集成运算放大器的基本应用；（2）模拟信号的加法、减法、乘法、除法运算；7. 第七章：模拟信号的转换（1）模拟信号与数字信号的相互转换；（2）模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的工作原理；（3）模拟信号转换技术的应用。
器件与工艺课程设计
器件与工艺课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握器件的基本概念、分类及工作原理；2. 学生能了解常见工艺的基本流程、应用领域及其在电子制造中的作用；3. 学生能掌握课程相关术语和概念，并能运用专业术语进行讨论和分析。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析实际电子产品的器件选择和工艺应用；2. 学生能通过实际操作，掌握简单电子器件的组装和焊接技巧；3. 学生能运用课程所学，设计并制作简单的电子作品。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度和良好的团队协作精神；3. 增强学生对我国电子产业发展现状的认识，激发爱国情怀和责任感。
课程性质：本课程为电子技术专业课程，以理论教学与实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生为初中生，具有一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，强调理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供明确方向。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 器件基本概念与分类- 教材章节：第一章 器件概述- 内容列举：半导体器件、被动器件、集成电路等基本概念；二极管、三极管、电阻、电容、电感等常见器件的原理与分类。
2. 常见工艺流程与应用- 教材章节：第二章 工艺概述- 内容列举：印刷电路板（PCB）制作、焊接技术、表面贴装技术（SMT）等工艺流程；各工艺在电子产品制造中的应用实例。
3. 实践操作与电子制作- 教材章节：第三章 实践操作- 内容列举：电子器件的识别、检测与选用；焊接技巧与实践；简单电子电路的制作与调试。
教学安排与进度：1. 器件基本概念与分类（2课时）：引导学生了解器件的基本概念，掌握各类器件的原理和特点。
2. 常见工艺流程与应用（2课时）：使学生了解工艺的基本流程，认识工艺在电子产品制造中的重要性。
微电子器件授课教案
微电子器件授课教案第一章：微电子器件概述1.1 教学目标了解微电子器件的基本概念和分类掌握微电子器件的发展历程和趋势理解微电子器件在现代科技领域的应用1.2 教学内容微电子器件的定义和特点微电子器件的分类及性能指标微电子器件的发展历程和趋势微电子器件在现代科技领域的应用1.3 教学方法采用讲授和互动讨论相结合的方式，引导学生了解微电子器件的基本概念和分类通过案例分析，使学生掌握微电子器件的发展历程和趋势利用实际应用场景，让学生理解微电子器件在现代科技领域的重要作用第二章：半导体物理基础2.1 教学目标掌握半导体的基本性质和导电机制了解半导体物理中的重要概念和原理理解半导体器件的工作原理和性能特点2.2 教学内容半导体的基本性质和导电机制半导体物理中的重要概念和原理半导体器件的工作原理和性能特点2.3 教学方法通过讲解和示例，让学生掌握半导体的基本性质和导电机制利用实验和仿真，使学生了解半导体物理中的重要概念和原理结合具体器件，让学生理解半导体器件的工作原理和性能特点第三章：二极管和三极管3.1 教学目标掌握二极管和三极管的结构、原理和性能学会分析二极管和三极管在不同电路中的应用了解二极管和三极管的发展趋势和新型器件3.2 教学内容二极管和三极管的结构和工作原理二极管和三极管的性能参数和测试方法二极管和三极管在不同电路中的应用二极管和三极管的发展趋势和新型器件3.3 教学方法通过讲解和示例，让学生掌握二极管和三极管的结构和工作原理利用实验和仿真，使学生了解二极管和三极管的性能参数和测试方法结合具体应用案例，让学生学会分析二极管和三极管在不同电路中的应用介绍二极管和三极管的发展趋势和新型器件，激发学生的学习兴趣和探究精神第四章：集成电路和微电子技术了解集成电路的基本概念和分类掌握集成电路的设计和制造工艺理解微电子技术的发展和应用领域4.2 教学内容集成电路的基本概念和分类集成电路的设计和制造工艺微电子技术的发展和应用领域4.3 教学方法采用讲解和互动讨论相结合的方式，引导学生了解集成电路的基本概念和分类通过案例分析和实验，使学生掌握集成电路的设计和制造工艺利用实际应用场景，让学生理解微电子技术的发展和应用领域第五章：微电子器件的应用5.1 教学目标了解微电子器件在不同领域的应用掌握微电子器件的选型和使用方法理解微电子器件在现代科技中的重要作用5.2 教学内容微电子器件在电子设备中的应用微电子器件在通信系统中的应用微电子器件在计算机领域的应用微电子器件在其他领域的应用通过讲解和示例，让学生了解微电子器件在不同领域的应用利用实验和仿真，使学生掌握微电子器件的选型和使用方法结合具体应用场景，让学生理解微电子器件在现代科技中的重要作用第六章：功率器件和功率集成电路6.1 教学目标掌握功率器件的结构、原理和性能了解功率集成电路的基本概念和分类理解功率器件和功率集成电路在电力电子领域的应用6.2 教学内容功率器件的结构和工作原理功率器件的性能参数和测试方法功率集成电路的基本概念和分类功率器件和功率集成电路在电力电子领域的应用6.3 教学方法通过讲解和示例，让学生掌握功率器件的结构和工作原理利用实验和仿真，使学生了解功率器件的性能参数和测试方法结合具体应用案例，让学生了解功率集成电路的基本概念和分类介绍功率器件和功率集成电路在电力电子领域的应用，激发学生的学习兴趣和探究精神第七章：传感器和微电子器件7.1 教学目标了解传感器的基本概念和分类掌握传感器的原理和性能理解传感器和微电子器件在智能化领域的应用7.2 教学内容传感器的基本概念和分类传感器的原理和性能传感器和微电子器件在智能化领域的应用7.3 教学方法采用讲解和互动讨论相结合的方式，引导学生了解传感器的基本概念和分类通过案例分析和实验，使学生掌握传感器的原理和性能利用实际应用场景，让学生理解传感器和微电子器件在智能化领域的应用第八章：光电器件和光电子集成电路8.1 教学目标掌握光电器件的结构、原理和性能了解光电子集成电路的基本概念和分类理解光电器件和光电子集成电路在光通信领域的应用8.2 教学内容光电器件的结构和工作原理光电器件的性能参数和测试方法光电子集成电路的基本概念和分类光电器件和光电子集成电路在光通信领域的应用8.3 教学方法通过讲解和示例，让学生掌握光电器件的结构和工作原理利用实验和仿真，使学生了解光电器件的性能参数和测试方法结合具体应用案例，让学生了解光电子集成电路的基本概念和分类介绍光电器件和光电子集成电路在光通信领域的应用，激发学生的学习兴趣和探究精神第九章：微电子器件的可靠性9.1 教学目标了解微电子器件的可靠性基本概念掌握微电子器件的可靠性参数和测试方法理解微电子器件可靠性对系统的影响9.2 教学内容微电子器件的可靠性基本概念微电子器件的可靠性参数和测试方法微电子器件可靠性对系统的影响9.3 教学方法采用讲解和互动讨论相结合的方式，引导学生了解微电子器件的可靠性基本概念通过案例分析和实验，使学生掌握微电子器件的可靠性参数和测试方法利用实际应用场景，让学生理解微电子器件可靠性对系统的影响第十章：微电子器件的发展趋势10.1 教学目标了解微电子器件的最新发展动态掌握未来微电子器件的技术发展趋势理解微电子器件对现代社会的影响10.2 教学内容微电子器件的最新发展动态未来微电子器件的技术发展趋势微电子器件对现代社会的影响10.3 教学方法通过讲解和示例，让学生了解微电子器件的最新发展动态利用实验和重点和难点解析：1. 微电子器件的分类和性能指标：学生需要理解不同类型微电子器件的特点和应用场景，以及如何评估它们的性能。
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第十一讲 SPICE模拟概述
微电子与微处理器研究所 梁斌 助理研究员
实验要求
❖ 利用Synospsys HSPICE模拟NMOS管的I-V 特性，与器件模拟的结果进行比较
❖ 利用HSPICE模拟反相器的VTC（VoltageTransfer Characteristic）特性，获得高、低 噪声容限
、掩膜等）
❖ 输出
➢ 器件几何尺寸 ➢ 掺杂分布
Sentaurus TCAD简介
❖ Sentaurus Workbench
➢ 一个可视化的集成环境，其直观的GUI可用于设计、组织和运行 模拟。
➢ 一个完整的模拟流程通常包括多个工具，例如工艺模拟器 Sentaurus Process，网格化工具mesh，器件模拟器Sentaurus Device ，绘图和分析工具inspect。
2 2 0V1 30
0
1
1
V
2
30
0 0 1V 3 12
1 0 0V1 33
-1
0
1
0
V
2
18
0 0 1 V 3 12
Results: V1=33V, V2=18V, V3=12V.
Sentaurus TCAD简介
❖ Sentaurus Structure Editor（SDE）
➢ 一个二维和三维器件编辑器以及三维工艺仿真器 ➢ 三种工作模式：二维结构编辑、三维结构编辑和三维工艺仿真 ➢ 几何和工艺仿真操作能够自由混合
Sentaurus TCAD简介
❖ Mesh and Noffset3D
Sentaurus TCAD简介
❖ Tecplot SV
➢ Synopsys集成了Tecplot（一个用于科学可视化的专用软件），并 对其进行了定制
➢ Tecplot SV是一个绘图软件，具有强大的二维和三维功能，可用于 查看模拟和实验数据
Sentaurus TCAD简介
❖ Inspect
➢ Inspect是一个x-y数据的绘图和分析工具，例如半导体器件的掺杂 分布和电特性
V1 R V2 R V3
3A
2R
2R
V0
R5 V0Gnd
{V1V 2 3 5
V 2V 3 V 3
5
10
V2V33 10 10
{2V 2 2V1 0V3 30 0V1V 2 V3 30 0V1 2V 2 3V3 0
2 2 0 V1 30
0
1
1 V2 30
0 2 3V3 0
线性网络的求解
Sentaurus TCAD简介
❖ Ligament
➢ Ligament流程编辑器：提供一个方便的GUI用于工艺流程的创建和 编辑
➢ Ligament版图编辑器：提供一个GUI用于创建和编辑版图
Sentaurus TCAD简介
❖ Sentaurus Process
➢ 一个完整的和高度灵活的多维工艺模拟环境 ➢ 工艺校准做得不错，使用默认的设置获得的结果就比较可信
➢ Mesh采用基于四叉树/八叉树的方法，产生与坐标轴对齐的网格 ➢ Noffset3D是fully unstructured，对材料边界处给予了特别的关注
Sentaurus TCAD简介
❖ Sentaurus Device
➢ SDevice模拟半导体器件的电、热和光性能 ➢ 可以处理一维、二维和三维几何结构以及混合模拟 ➢ 复杂的物理模型集合，适用于所有相关的半导体器件和工作条件
工艺与器件模拟概述
提纲
❖ 动机 ❖ 理论分析 vs 模拟 ❖ 模拟的层次 ❖ Sentaurus TCAD简介 ❖ 工艺模拟示例 ❖ 器件模拟示例
动机
$imulation saves time and Mon€y!
动机
Simulation shows what happens inside!
理论分析 vs 模拟
❖ SPICE有多种版本，其中大部分源于Berkeley
➢ Synopsys: Hspice ➢ Cadence: Spectre
❖ 对于不同版本的SPICE，其基本算法是一样的， 不同点在于：
➢ time step ➢ equation solver ➢ convergence control
线性网络的求解
❖ 一维问题 ❖ 简单掺杂（解析） ❖ 固定迁移率、温度 ❖ 线性 ❖ 低电场
❖ 任意几何形状 ❖ 任意掺杂 ❖ 可变迁移率、温度 ❖ 非线性 ❖ 高、低电场
❖ 确定解
❖ 数值解
❖ 特定条件
❖ 可信度、收敛性
模拟的层次
❖ 模拟的层次
➢ 系统级→电路级→器件级→工艺级
电路模拟
❖ 输入
➢ 晶体管级的电路网表（netlist） ➢ 输入激励（输入信号） ➢ 元件的描述（模型）
2 2 0 V1 30
0 1
1
V 2
30
0 2 3V3 0
2 2 0V1 30
-2
0
1
0 V
2
18
0 0 1V3 12
2
2 2 0 V1 30 来自2 0 0 V1 66 -1/2
0 1
1 V2 30
0 0 5V3 60 -1/5
0
1
0
V
2
18
0 0 1 V 3 12
❖ 设计出高、低噪声容限相等的反相器
主要内容
❖ SPICE模拟的基本概念 ❖ 典型spice输入文件剖析 ❖ 实例
SPICE模拟的基本概念
❖ SPICE : Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis
➢ 被业界广泛使用，已经成为事实上的标准
器件模拟
❖ 通常针对单个器件，也可以针对少量器件构成的 电路
❖ 输入
➢ 器件的几何特征 ➢ 掺杂分布 ➢ 外部施加的电压、电流、温度
❖ 输出
➢ 端点电压、电流随时间的变化 ➢ 电场、温度 ➢ 内部电势、电子/空穴浓度
工艺模拟
❖ 通常针对单个器件 ❖ 输入
➢ 初始材料和掺杂（晶圆的信息） ➢ 工艺流程和各步骤的参数（时间、气氛、温度
❖ 输出
➢ 电路中各个节点的电压、电流随时间的变化
器件模拟
❖ 器件模拟可以被想象为半导体器件（如晶体管或二极管） 电特性的虚拟测量。器件被描绘成离散化的有限元结构。 器件的每个网格点都有相应的性质与之关联，例如材料的 种类和掺杂浓度。器件模拟其实就是计算每一个网格点的 载流子浓度、电流密度、电场、产生和复合速率、等等