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内容简介

　　《半导体集成电路/普通高等教育电子科学与技术类特色专业系列规划教材·国家精品课程主干教材》在简述了集成电路的基本概念、发展和面临的主要问题后·首先介绍了半导体集成电路的主要制造工艺、基本元器件的结构和工作原理；然后重点讨论了数字集成电路中的组合逻辑电路、时序逻辑电路、存储器、逻辑功能部件；最后介绍了模拟集成电路中的关键电路和数-模、模-数转换电路。
　　《半导体集成电路/普通高等教育电子科学与技术类特色专业系列规划教材·国家精品课程主干教材》内容系统全面，与实际紧密结合。叙述深入浅出，易于自学。为了方便教师授课，全书配有课件。
　　《半导体集成电路/普通高等教育电子科学与技术类特色专业系列规划教材·国家精品课程主干教材》可作为大专院校电子科学与技术和半导体专业的专业课教材，也可作为相关领域研究生和工程技术人员的参考书。

内页插图

目录

丛书序
序
前言

第1章 绪论
1．1 半导体集成电路的概念
1．1．1 半导体集成电路的基本概念
1．1．2 半导体集成电路的分类
1．2 半导体集成电路的发展过程
1．3 半导体集成电路的发展规律
1．4 半导体集成电路面临的问题
1．4．1 深亚微米集成电路设计面临的问题与挑战
1．4．2 深亚微米集成电路性能面临的问题与挑战
1．4．3 深亚微米集成电路工艺面临的问题与挑战
技术展望：摩尔定律的扩展
习题

第2章 双极集成电路中的元件形成及其寄生效应
2．1 双极集成电路的制造工艺
2．1．1 双极型晶体管的单管结构和工作原理
2．1．2 双极集成晶体管的结构与制造工艺
2．2 理想本征双极晶体管的埃伯斯一莫尔（EM）模型
2．2．1 一结两层二极管（单结晶体管）的EM模型
2．2．2 两结三层三极管（双结晶体管）的EM模型
2．2．3 三结四层三极管（多结晶体管）的EM模型
2．3 集成双极晶体管的有源寄生效应
2．3．1 npn管工作于正向工作区和截止区的情况
2．3．2 npn管工作于反向工作区的情况
2．3．3 npn管工作于饱和区的情况
2．3．4 降低寄生pnp管的方法
技术展望：SiGe异质结双极晶体管
习题

第3章 MOS集成电路中的元件形成及其寄生效应
3．1 MOSFET晶体管的制造工艺
3．1．1 MOSFET晶体管器件结构与工作原理
3．1．2 MOSFET的制造工艺
3．2 CMOS集成电路的制造工艺
3．2．1 p阱CMOS工艺
3．2．2 n阱CMOS工艺
3．2．3 双阱CMOS工艺
3．3 Bi-CMOS集成电路的制造工艺
3．3．1 以CMOS工艺为基础的Bi-CMOS工艺
3．3．2 以双极型工艺为基础的Bi-CMOS工艺
3．4 MOS集成电路中的有源寄生效应
3．4．1 场区寄生MOSFET
3．4．2 寄生双极型晶体管
3．4．3 CMOS集成电路中的闩锁效应
技术展望：绝缘体上硅（SOI）技术
习题

第4章 集成电路中的无源元件
4．1 集成电阻器
4．1．1 双极集成电路中的常用电阻
4．1．2 MOS集成电路中常用的电阻
4．2 集成电容器
4．2．1 双极集成电路中常用的集成电容器
4．2．2 MOS集成电路中常用的电容器
4．3 互连线
4．3．1 多晶硅互连线
4．3．2 扩散层连线
4．3．3 金属互连线
技术展望：铁电电容器
习题

第5章 MOS晶体管基本原理与MOS反相器电路
5．1 MOS晶体管的电学特性
5．1．1 MOS晶体管基本电流方程的导出
5．1．2 MOS晶体管I-V特性
5．1．3 MOS晶体管的阈值电压和导电特性
5．1．4 MOS晶体管的衬底偏压效应
5．1．5 MOS晶体管的二级效应
5．1．6 MOS晶体管的电容
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（电阻负载型MOS反相器）
5．2．3 E/E型nMOS反相器（增强型nMOS负载反相器）
5．2．4 E/D型nMOS反相器（耗尽型nMOS负载反相器）
5．2．5 CMOS反相器
技术展望：3D晶体管
习题

第6章 CMOS静态门电路
6．1 基本CMOS静态门
6．1．1 CMOS与非门
6．1．2 CMOS或非门
6．2 CMOS复合逻辑门
6．2．1 异或门
6．2．2 其他复合逻辑门
6．3 MOS管的串并联特性
6．3．1 晶体管串联的情况
6．3．2 晶体管并联的情况
6．3．3 晶体管尺寸的设计
6．4 CMOS静态门电路的功耗
6．4．1 CMOS静态逻辑门电路功耗的组成
6．4．2 降低电路功耗的方法
6．5 CMOS静态门电路的延迟
6．5．1 延迟时间的估算方法
6．5．2 缓冲器优化设计
6．6 功耗和延迟的折中
技术展望：减少短脉冲干扰信号功耗
习题

第7章 传输门逻辑和动态逻辑电路
7．1 基本的传输门
7．1．1 nMOS传输门
7．1．2 pMOS传输门
7．1．3 CMOS传输门
7．2 传输门逻辑电路
7．2．1 传输门逻辑电路举例
7．2．2 传输门逻辑的特点
7．3 基于二叉判决图BDD的传输门逻辑生成方法
7．4 基本动态CMOS逻辑电路
7．4．1 基本CMOS动态逻辑电路的工作原理
7．4．2 动态逻辑电路的优缺点
7．5 传输门隔离动态逻辑电路
7．5．1 传输门隔离动态逻辑电路工作原理
7．5．2 传输门隔离多级动态逻辑电路的时钟信号
7．5．3 多米诺逻辑
7．6 动态逻辑电路中存在的问题及解决方法
7．6．1 电荷泄漏
7．6．2 电荷共享
7．6．3 时钟馈通
7．6．4 体效应
技术展望：如何选择逻辑类型
习题

第8章 时序逻辑电路
8．1 电荷的存储机理
8．1．1 静态存储机理
8．1．2 动态存储机理
8．2 电平敏感锁存器
8．2．1 SR静态锁存器
8．2．2 时钟脉冲控制SR静态锁存器
8．2．3 CMOS静态逻辑结构D锁存器
8．2．4 基于传输门多选器的D锁存器
8．2．5 动态锁存器
8．3 边沿触发寄存器
8．3．1 寄存器的几个重要参数（建立时间、维持时间、传输时间）
8．3．2 CMOS静态主从结构寄存器
8．3．3 传输门多路开关型寄存器
8．3．4 C2MOS寄存器
8．4 其他类型寄存器
8．4．1 脉冲触发锁存器
8．4．2 灵敏放大器型寄存器
8．4．3 灵敏放大器型寄存器
8．5 带复位及使能信号的D寄存器
8．5．1 同步复位D寄存器
8．5．2 异步复位D寄存器
8．5．3 带使能信号的同步复位D寄存器
8．6 寄存器的应用及时序约束
8．6．1 计数器
8．6．2 时序电路的时序约束
技术展望：异步数字系统
习题

第9章 MOS逻辑功能部件
9．1 多路开关
9．2 加法器和进位链
9．2．1 加法器定义
9．2．2 全加器电路设计
9．2．3 进位链
9．3 算术逻辑单元
9．3．1 以传输门为主体的算术逻辑单元
9．3．2 以静态逻辑门电路为主体的算术逻辑单元
9．4 移位器
9．5 乘法器
技术展望：片上系统（SOC）技术
习题

第10章 半导体存储器
10．1 存储器概述
10．1．1 存储器的分类
10．1．2 存储器的相关性能参数
10．1．3 半导体存储器的结构
10．2 非挥发性只读存储器
10．2．1 ROM的基本存储单元
10．2．2 MOS OR和NOR型ROM
10．2．3 MOS NAND型ROM
10．2．4 预充式ROM
10．2．5 一次性可编程ROM
10．3 非挥发性读写存储器
10．3．1 可擦除可编程ROM
10．3．2 电可擦除可编程ROM
10．3．3 FLASH存储器
10．4 随机存取存储器
10．4．1 SRAM
10．4．2 DRAM
10．5 存储器外围电路
10．5．1 地址译码单元
10．5．2 灵敏放大器
10．5．3 时序和控制电路
技术展望：高密度存储器
习题

第11章 模拟集成电路基础
11．1 模拟集成电路中的特殊元件
11．1．1 MOS可变电容
11．1．2 集成双极型晶体管
11．1．3 集成MOS管
11．2 MOS晶体管及双极晶体管的小信号模型
11．2．1 MOS晶体管的小信号模型
11．2．2 双极晶体管的小信号模型
11．3 恒流源电路
11．3．1 电流源
11．3．2 电流基准电路
11．4 基准电压源电路
11．4．1 基准电压源的主要性能指标
11．4．2 带隙基准电压源的基本原理
11．5 单级放大器
11．5．1 MOS集成电路中的单级放大器
11．5．2 双极集成电路中的单级放大器
11．6 差动放大器
11．6．1 MOS差动放大器
11．6．2 双极晶体管差动放大器
技术展望：低压低功耗模拟集成电路技术
习题

第12章 D/A及A/D变换器
12．1 D/A变换器基本概念
12．1．1 D/A变换器基本原理
12．1．2 D/A变换器的分类
12．1．3 D/A变换器的技术指标
12．2 D/A变换器的基本类型
12．2．1 电流定标D/A变换器
12．2．2 电压定标D/A变换器
12．2．3 电荷定标D/A变换器
12．3 A/D变换器的基本概念
12．3．1 A/D变换器基本原理
12．3．2 A/D变换器的分类
12．3．3 A/D变换器的主要技术指标
12．4 A/D变换器的常用类型
12．4．1 积分型A/D变换器
12．4．2 逐次逼近式（SAR）A/D变换器
12．4．3 ∑-△A/D变换器
12．4．4 全并行ADC
12．4．5 流水线A/D变换器
技术展望：A/D变换器的发展方向
习题

参考文献

前言/序言

　　半导体集成电路作为微电子学的核心，是电子科学与技术相关专业的重要专业基础课程。半导体集成电路课程有其鲜明的特点：一是内容涉及的知识面宽，是多种知识结构的“集成物”；二是技术更新换代极快，新原理、新工艺、新产品层出不穷。课程的集成性决定了相关知识点的重复性、关联性及延伸性；技术的快速更新，对课程内容提出了不断扩展、补充的要求。
　　在教学过程中，相关学科知识点的简单重复，会占用大量课时，极易使学生产生“审美疲劳”，丧失学习兴趣，降低知识汲取能力，最终影响课程教学效果。如果完全抛开相关知识点的重复性，单纯讲述延伸性，又会使学生难以理解各知识点的关联性，“如坠云雾”，同样不能达到理想的效果。因此，把握知识点的重复性、关联性及延伸性三者之间的权重尺度，从半导体集成电路的视角去理解、分析相关知识内容是课程教学中需要注意的问题。
　　根据课程特点，结合技术发展现状，总结笔者多年课程讲义，本书将CMOS集成电路相关技术作为课程的主要内容，同时对双极集成电路在模拟电路中的运用进行了简单介绍。在每一章的开始，概括与本章内容相关的关键知识点，简要说明知识点之间的内在关联，重点讲述从集成电路的角度考虑，需要关注的课程内容、原理、特性等理论知识，力求结合实际，通俗易懂，深入浅出。为了帮助读者了解知识发展、追踪技术前沿，每章的最后给出了技术展望，并附习题。
　　本书可以作为教材，也可以作为科研参考书。建议教学时数为64学时，教师也可根据专业需求，适当选取内容进行安排。全书共12章，第1、5、8、10章和第7章后半部分由余宁梅编写，第2、3、4、6、9、12章和第7章前半部分由杨嫒编写，第11章由潘银松编写。北京大学微电子学院的张兴教授在百忙之中为本书作序；西安理工大学的高勇教授抽出宝贵时间对全书进行了仔细审阅，并提出有益的修改意见。
　　在本书编写过程中，笔者参考了大量国内外相关教材、书籍资料，主要文献已列于书后，但难免会有遗漏，在此一并表示衷心感谢。
　　在书稿的制图、审阅、排版等工作中，得到西安理工大学电子工程系多位研究生的大力支持，由于篇幅有限，不能一一列举，在此，对所有为本书出版提供了帮助的人们表示诚挚的谢意！
　　本书编写力求正确无误，但由于时间有限，不妥之处在所难免，恳请读者批评指正！
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