模擬電路版圖藝術

模擬電路版圖藝術

《模擬電路版圖藝術》是2007年清華大學出版社出版的圖書,作者黑斯廷斯。

基本信息

內容簡介

講到積體電路設計,人們通常把它視為一門技術。而模擬積體電路的設計,迄今為止,設計工具還沒有太多超出CAD(計算機輔助設計)的範疇。其原因在於,模擬積體電路設計呈現太多的變化,需要太多設計者的知識、智慧和實踐。其電路構建、分析和仿真是如此,其版圖設計也是如此。而且,模擬電路版圖設計還具有繪畫等藝術品的直觀可視性。因而,模擬電路版圖設計不僅僅是一門技術,同時還是一門藝術。本質上它是一門蘊涵大量知識和技術的藝術創作過程。

圖書目錄

第1章 器件物理

第2章 半導體製造

第3章 代表性工藝

第4章 失效機理

引起失效的物理、化學或其他的原因和過程。

第5章 電阻

電阻(Resistance,通常用“R”表示),在物理學中表示導體電流阻礙作用的大小。導體的電阻越大,表示導體對電流的阻礙作用越大。不同的導體,電阻一般不同,電阻是導體本身的一種特性。電阻將會導致電子流通量的變化,電阻越小,電子流通量越大,反之亦然。

電阻元件的電阻值大小一般與溫度材料長度,還有橫截面積有關,衡量電阻受溫度影響大小的物理量溫度係數,其定義為溫度每升高1℃時電阻值發生變化的百分數。

電阻的主要物理特徵是變電能熱能,也可說它是一個耗能元件,電流經過它就產生內能。電阻在電路中通常起分壓分流的作用。對信號來說,交流與直流信號都可以通過電阻。

第6章 電容

電容(Capacitance)亦稱作“電容量”,是指在給定電位差下的電荷儲藏量,記為C,國際單位是法拉(F)。一般來說,電荷在電場中會受力而移動,當導體之間有了介質,則阻礙了電荷移動而使得電荷累積在導體上,造成電荷的累積儲存,儲存的電荷量則稱為電容。因電容是電子設備中大量使用的電子元件之一,所以廣泛套用於隔直、耦合、旁路、濾波、調諧迴路、能量轉換、控制電路等方面。

第7章 電容與電阻的匹配

第8章 雙極型電晶體

第9章 雙極型電晶體套用

第10章 二極體

二極體又稱晶體二極體,簡稱二極體(diode),另外,還有早期的真空電子二極體;它是一種具有單向傳導電流的電子器件。在半導體二極體內部有一個PN結兩個引線端子,這種電子器件按照外加電壓的方向,具備單向電流的轉導性。一般來講,晶體二極體是一個由p型半導體和n型半導體燒結形成的p-n結界面。在其界面的兩側形成空間電荷層,構成自建電場。當外加電壓等於零時,由於p-n 結兩邊載流子的濃度差引起擴散電流和由自建電場引起的漂移電流相等而處於電平衡狀態,這也是常態下的二極體特性。

第11章 MOS電晶體

mos管是金屬(metal)—氧化物(oxid)—半導體(semiconductor)場效應電晶體,或者稱是金屬—絕緣體(insulator)—半導體。MOS管的source和drain是可以對調的,他們都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下,這個兩個區是一樣的,即使兩端對調也不會影響器件的性能。這樣的器件被認為是對稱的。

第12章 MOS電晶體套用

極型電晶體把輸入端電流的微小變化放大後,在輸出端輸出一個大的電流變化。雙極型電晶體的增益就定義為輸出輸入電流之比(beta)。另一種電晶體,叫做場效應管(FET),把輸入電壓的變化轉化為輸出電流的變化。FET的增益等於它的transconductance, 定義為輸出電流的變化和輸入電壓變化之比。市面上常有的一般為N溝道和P溝道,詳情參考右側圖片。而P溝道常見的為低壓Mos管

第13章 專題討論

第14章 裝配晶片

附錄A 文中的縮寫表

附錄B 立方晶體的密勒指數

附錄C 版圖規則實例

附錄D 數學推導

附錄E 版圖編輯軟體的來源

中英文名詞對照表

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