　　《现代半导体集成电路》全面介绍了现代半导体集成电路的基础知识、分析与设计方法。全书共分为5个部分，第一部分（第1~2章）为集成电路的基础知识，主要介绍各种集成器件的结构和模型、集成电路的典型工艺。第二部分（第3~5章）为双极集成电路，包括TTL、ECL及IIL逻辑门及逻辑扩展、双极差分放大器及双极运放电路等。第三部分（第6~8章）为CMOS数字集成电路，分为CMOS基本逻辑电路、CMOS数字子系统和现代半导体存储器、第四部分（第9~13章）为CMOS模拟集成电路，包括基本模拟电路单元、运算放大器、开关电容电器、数据转换器和锁相环。第五部分（第14~16章）为半导体集成电路设计的共性知识，介绍了集成电路的版图设计、可靠性设计、可测性设计和SOC的设计方法学、软硬件协同设计及仿真等。每章后面都附有习题。《现代半导体集成电路》可作为大专院校微电子学、电子科学与技术、电子信息工程等本科专业的教材，也可供有关专业的本科生，研究生和工程技术人员阅读参考。

第1章集成电路器件与模型
1.1 PN结与二极管
1.1.1 半导体与PN结
1.1.2 PN结二极管基本原理
1.1.3 集成化的肖特基势垒二极管
1.2 MOS晶体管及模型
1.2.1 MOS晶体管基本工作原理
1.2.2 MOS晶体管大信号模型及体效应
1.2.3 MOS晶体管小信号模型
1.2.4 NMOS晶体管的亚阈值特性
1.2.5 MOS晶体管的短沟道效应
1.3 双极型晶体管及模型
1.3.1 Bipolar晶体管基本工作原理
1.3.2 Bipolar晶体管大信号模型
1.3.3 Bipolar晶体管小信号模型
1.4 集成电路无源元件
1.4.1 CMOS集成电容
1.4.2 CMOS集成电阻
1.5 MOS Spice器件模型
1.5.1 Spice Levell模型
1.5.2 Spice Level2模型
1.5.3 Spice Level3模型
1.5.4 Spice BSIM3V3模型
习题一

第2章集成电路制造技术
2.1 集成电路基本制造技术
2.1.1 硅晶圆的制造
2.1.2 氧化技术
2.1.3 扩散与离子注入
2.2 基本CMOS工艺与器件结构
2.2.1 基本n阱／双阱CMOS工艺步骤
2.2.2 CMOS版图设计规则
2.3 基本Bipolar工艺与器件结构
2.3.l PN结隔离与基本工序步骤
2.3.2 Bipolar版图设计规则
2.3.3 Bipolar工艺的光刻版次
2.4 基本BiCMOS工艺
2.4.1 以CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺
2.4.2 以Bipolar工艺为基础的BiCMOS工艺
2.4.3 典型的BiCMOS的光刻版次
习题二

第3章晶体管一晶体管逻辑（TTL）电路
3.1 六管单元TTL与非门
3.1.1 工作原理
3.1.2 电压传输特性
3.1.3 瞬态特性
3.1.4 电路特点
3.2 STTL和LSTTL电路
3.2.1 STTL电路
3.2.2 1 SITL电路
3.3 TTL门电路逻辑扩展
3.4 简化逻辑门
3.4.1 简化逻辑门
3.4.2 单管逻辑门
习题三

第4章发射极耦合逻辑与集成注入逻辑电路
4.1 ECL电路
4.1.1 基本工作原理
4.1.2 射极耦合电流开关
4.1.3 射极输出器
4.1.4 参考电压源
4.1.5 ECL逻辑扩展
4.2 I2L电路
4.2.1 I2L电路单元工作原理
4.2.2 I2L电路特性分析
4.2.3 I2L电路逻辑组合
4.2.4 I2I与TTL之间的接口电路
4.3 ECL和I2L工艺与版图设计
4.3.1 ECL电路工艺与版图设计
4.3.2 I2L电路工艺与版图设计
习题四

第5章双极模拟集成电路
5.1 Bipolar基本放大器
5.1.1 Darlington放大器
5.1.2 双极差分放大器
5.2 Bipolar基本模拟电路单元
5.2.1 恒流源
5.2.2 有源负载
5.2.3 基准源电路
5.3 Bipolar输出级电路
5.3.1 射极跟随器输出电路
5.3.2 AB类输出电路
5.4 Bipolar运算放大器（μA741）
习题五

第6章 CMOS基本逻辑电路
6.1 CMOS逻辑门电路
6.1.1 CMOS反相器
6.1.2 CMOS门电路
6.1.3 CMOS组合逻辑电路
6.2 CMOS传输门逻辑
6.2.1 CMOS传输门
6.2.2 CMOS传输门逻辑电路
6.3 CMOS触发器
6.3.1 CMOS RS触发器
6.3.2 CMOS D触发器
6.4 CMOS多米诺逻辑
6.5 CMOS施密特触发器
习题六

第7章 CMOS数字电路子系统
7.1 CMOS二进制加法器
7.1.1 串行进位加法器
7.1.2 超前进位加法器
7.2 CMOS移位寄存器
7.3 CMOS数字乘法器
7.3.1 乘法器的运算原理
7.3.2 并行乘法器
7.3.3 流水线乘法器
7.3.4 飞速乘法器
7.4 CMOS算术逻辑单元（ALU）
习题七

第8章现代半导体存储器
8.1 存储器的结构
8.2 掩模编程只读存储器（MaskROM）
8.3 可编程只读存储器（PROM）
8.4 可擦除可编程存储器（EPROM）
8.5 电可擦除可编程存储器（E2PROM）
8.6 闪速存储器（Flash Memory）
8.6.1 闪速存储器的结构及工作原理
8.6.2 闪速存储器的可靠性问题
8.6.3 深亚微米闪速存储器技术
8.7 ROM的存取时间
8.8 静态随机存取存储器存储器
8.8.1 SRAM存储单元结构及工作原理
8.8.2 存储单元的主要参数
8.9 动态随机存取存储器DRAM）
8.9.1 DRAM的结构和基本原理
8.9.2 DRAM的主要制造技术
8.9.3 采用不同技术的DRAM
习题八

第9章 CMOS基本模拟电路
9.1 CMOS基本模拟电路单元
9.1.1 MOS模拟开关
9.1.2 有源电阻
9.1.3 电流沉和电流源电路
9.1.4 电流镜电路
9.2 CMOS基本模拟放大器
9.2.1 共源放大器
9.2.2 共漏放大器
9.2.3 共栅放大器
9.2.4 Cascode放大器
9.3 CMOS差分放大器
9.3.1 CMOS差分放大器的大信号特性
9.3.2 CMOS差分放大器的小信号特性
9.4 CMOS基准电压源和电流源
9.4.1 简单基准源
9.4.2 vT基准源
9.4.3 带隙基准源
习题九

第10章CMOS运算放大器
10.1 两级运算放大器
10.1.1 两级CMOS运放的基本电路结构
10.1.2 两级CMOS运放电路的补偿
10.1.3 两级运算放大器的设计方法
10.2 高速CMOS运算放大器

第11章 CMOS开关电容电路
第12章 CMOS数据转换器
第13章 CMOS锁相环（PLL）
第14章集成电路版图设计
第15章集成电路可靠性设计与可测性设计
第16章片上系统（SoC）设计初步
参考文献

精彩书摘

第1章集成电路器件与模型
1.1 PN结与二极管
1.1.1 半导体与PN结
导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。在半导体器件中最常用的是硅和锗两种材料，它们都是4价元素，在原子结构中最外层轨道上有4个价电子。物质的化学性质是由价电子决定的，导电性能也与价电子有关，其中纯净的半导体称为本征半导体。半导体中存在两种载流子，即带负电荷的自由电子和带正电荷的空穴。晶体中的共价键具有很强的结合力，在热力学零度（—273.16℃）时，价电子没有能力脱离共价键的束缚，晶体中没有自由电子，半导体不能导电。室温下，少数价电子因热激发而获得足够的能量，因而能脱离共价键的束缚成为自由电子，同时在原来的共价键中留下一个空位，称为空穴。
如果这吋施加电场，电子将形成电子电流，空穴形成空穴电流。虽然两种载流子的运动方向相反，但因它们所带的电荷极性也相反，所以两种电流的实际方向是相同的，它们的和即是半导体中的电流。本征半导体的导电能力很弱，但是掺人其他微量元素就会使其导电性能发生显著变化。这些微量元素的原子称为杂质，掺人杂质的半导体称为杂质半导体，有N型和P型两类。

前言/序言

　　半导体集成电路的发展可以极大地推动现代通信技术、计算机技术、网络技术及家用电器产业的迅速发展，已成为世界各国极为重要的主导产业和战略产业之一。正值中国集成电路设计产业高速发展之际，基于作者多年来的半导体集成电路等课程的教学经验，结合片上系统（SOC）及IP核的设计技术，编写了本教材，希望能在促进中国集成电路设计产业的迅速发展中发挥作用。
　　本书共分为五个部分，第一部分（第1-2章）为集成电路的基础知识，主要介绍各种集成器件的结构及模型，介绍了现代双极集成电路、CMOS集成电路和BiCMOS集成电路的典型工艺，作为后续章节的基础。第二部分（第3-5章）为双极数字集成电路和模拟集成电路，包括TTL、ECL及I2L逻辑门及逻辑扩展，模拟电路包括差分放大器、基准源、输出电路及运放电路等。第三部分（第6－8章）为CMOS数字集成电路，分为基本CMOS逻辑电路、CMOS数字子系统和现代半导体存储器。第四部分（第9－13章）为CMOS模拟集成电路，包括基本模拟电路单元、运算放大器、开关电容电路、数据转换器和锁相环，还特别介绍了Rail－to-Rail运放及电流舵D／A转换器等最新的集成电路。第五部分（第14-16章）为半导体集成电路的共性知识，介绍了集成电路的版图设计、集成电路可靠性设计及可测性设计知识，对模拟集成电路版图的不匹配布局和IEEE1149.1进行了较多的介绍，最后还对SoC的设计方法学、模拟硬件描述语言、软硬件协同设计及仿真进行了介绍。本书取材内容兼顾了半导体集成电路的基础知识和集成电路的最新进展，对已经不常用的双极数字集成电路部分进行大篇幅的压缩，对流行的CMOS集成电路进行重点介绍。
　　本书由西安电子科技大学微电子研究所所长杨银堂教授担任主编并编写了第l一8章，朱樟明博士编写了第9-12、14-16章，刘帘曦博士编写了第13章。本书对审稿人陈晓莉编审及特约编辑等人的有益建议表示由衷的感谢。参加本书编写及为编写提供帮助的部分老师有李娅妮讲师、柴常春教授、李跃进教授等，在此一并感谢！
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