《集成電路分析與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱（本科）

1、集成電路分析與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)Analysis and Design Basis of Integrated Circuit課程代碼：05410109學(xué)分：2學(xué)時(shí)：32（其中：課堂教學(xué)學(xué)時(shí)：28實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4上機(jī)學(xué)時(shí)：0 課程實(shí)踐學(xué)時(shí):0 ）先修課程：模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)，電路原理適用專業(yè)：電子信息工程，電子科學(xué)與技術(shù)教材：集成電路設(shè)計(jì)，王志功主編，電子工業(yè)出版社，2009年6月第2版一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（-）課程性質(zhì)（需說(shuō)明課程對(duì)人才培養(yǎng)方面的貢獻(xiàn)）集成電路分析與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是高等工科學(xué)校電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生必 修的一門工程技術(shù)專業(yè)課。半導(dǎo)體科學(xué)是一門近幾十年迅猛開展起來(lái)的重要新興學(xué)科，

2、是計(jì)算機(jī)、雷達(dá)、通訊、電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等信息科學(xué)的基礎(chǔ)，而CMOS電路是 現(xiàn)今超大規(guī)模集成電路得以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)，與現(xiàn)代信息科學(xué)有著密切的聯(lián)系。（二）課程目標(biāo)（根據(jù)課程特點(diǎn)和對(duì)畢業(yè)要求的貢獻(xiàn)，確定課程目標(biāo)。應(yīng)包括知識(shí)目標(biāo)和能力 目標(biāo)。）課程目標(biāo)1：通過(guò)授課、上機(jī)實(shí)驗(yàn)等教學(xué)環(huán)節(jié)，掌握半導(dǎo)體集成電路工藝制造的基 本知識(shí)，獲得CMOS集成電路設(shè)計(jì)必要的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，了解集成 電路制造相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，了解CMOS集成電路的開展趨勢(shì)和應(yīng) 用情況。課程目標(biāo)2：使學(xué)生具有一定工藝分析和電路設(shè)計(jì)以及解決集成電路問(wèn)題的能力， 并為學(xué)習(xí)后續(xù)有關(guān)課程和從事與專業(yè)有關(guān)的工程技術(shù)和

3、科學(xué)研究工作打下一定的基礎(chǔ)， 且使學(xué)生樹立辯證唯物主義觀點(diǎn)，提高獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。課程目標(biāo)3：通過(guò)本課程理論知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)踐上機(jī)練習(xí)，學(xué)生能夠靈活運(yùn)用集成電路 專業(yè)設(shè)計(jì)工具Cadence軟件進(jìn)行復(fù)雜集成電路的分析、模擬仿真與設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生具備工程知識(shí)、問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具的畢業(yè)要求均能起到相應(yīng) 的支撐。（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1-4, 3-3 4-4o.畢業(yè)要求1-4,掌握電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，具有分析和解決復(fù)雜電子信息科學(xué)與技術(shù) 問(wèn)題的初步能力。.畢業(yè)要求3-3.能夠針對(duì)特定需求的電子信息系

4、統(tǒng)，分析關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)設(shè)置的影響作用，選擇 或設(shè)計(jì)合理參數(shù)。.畢業(yè)要求44能夠?qū)?shí)驗(yàn)參數(shù)或結(jié)果進(jìn)行合理分析和解釋，并通過(guò)信息綜合歸納總結(jié)有效的結(jié) 論。課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3畢業(yè)要求1-4畢業(yè)要求3-3/畢業(yè)要求4-4二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求（按章撰寫）（一）第一章緒論（-）課程內(nèi)容（1）認(rèn)識(shí)集成電路；（2）集成電路的開展；（3）集成電路設(shè)計(jì)流程及設(shè)計(jì)環(huán)境；（4）集成電路制造途徑；（5）集成電路的分類；（6）集成電路設(shè)計(jì)的知識(shí)范圍。（二）教學(xué)要求了解集成電路的特點(diǎn)；了解集成電路開展趨勢(shì)；了解集成電路設(shè)計(jì)流程；了解集成電路的分類及設(shè)計(jì)所需的知識(shí)范圍。(三)重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)

5、重點(diǎn)是集成電路的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)流程。.難點(diǎn)難點(diǎn)是集成電路的設(shè)計(jì)流程。第二章集成電路工藝基礎(chǔ)(-)課程內(nèi)容(1)制造IC的主要材料；(2)外延生長(zhǎng);(3)氧化；(4)淀積與刻蝕；(5)摻雜(6)掩模版制造(7)光刻。(二)教學(xué)要求(1)掌握常用的集成電路制造材料；(2)掌握集成電路制造的基本工藝流程；(三)重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)重點(diǎn)是集成電路制造的工藝流程。.難點(diǎn)難點(diǎn)是對(duì)工藝流程的原理理解。第三章集成電路幅員設(shè)計(jì)(-)課程內(nèi)容(1)幅員設(shè)計(jì)規(guī)那么；(2)圖元；(3)幅員設(shè)計(jì)；(4)幅員檢查與提交；(5)幅員設(shè)計(jì)考前須知。(二)教學(xué)要求(1)熟悉幅員設(shè)計(jì)流程；(2)掌握幅員設(shè)計(jì)規(guī)那么；(3)掌握幅員設(shè)計(jì)中的

6、考前須知；(4)掌握使用Cadence設(shè)計(jì)幅員的方法(三)重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)重點(diǎn)是幅員設(shè)計(jì)流程及設(shè)計(jì)規(guī)那么。.難點(diǎn)難點(diǎn)是使用Cadence對(duì)幅員進(jìn)行設(shè)計(jì)。第四章MOS集成電路器件基礎(chǔ)(一)課程內(nèi)容MOS器件基本概念；MOSFET的電流電壓特性；CMOS門電路；MOSFET的二階效應(yīng)；MOS器件模型。(二)教學(xué)要求(1)了解MOS器件特點(diǎn)；(2)掌握MOS器件參數(shù)及電壓電流特性；(3)掌握CMOS門電路；了解MOSFET的二階效應(yīng);(5)掌握MOS器件模型。(三)重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)重點(diǎn)是MOSFET的特性和CMOS門電路。.難點(diǎn)難點(diǎn)是MOS器件模型。第五章數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(-)課程內(nèi)容MOS開關(guān)

7、及CMOS傳輸門；CMOS反向器;(3)全互補(bǔ)CMOS集成門電路分析；(二)教學(xué)要求(1)了解數(shù)字集成電路的特點(diǎn)；(2)掌握MOS開關(guān)、傳輸門及方向器的原理；(3)掌握各類CMOS集成門電路的分析與設(shè)計(jì)方法；(三)重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)重點(diǎn)是CMOS開關(guān)、傳輸門及反相器電路的分析。.難點(diǎn)難點(diǎn)是各類CMOS門電路的分析與設(shè)計(jì)。第六章模擬集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(一)課程內(nèi)容MOS基本放大器;MOS差動(dòng)放大器；MOS電流源；MOS運(yùn)算放大器。(二)教學(xué)要求(1)掌握基本MOS基本放大器的電路結(jié)構(gòu)及原理；(2)掌握MOS差動(dòng)放大器原理；(3)掌握MOS電流源的結(jié)構(gòu)原理。(4)掌握MOS運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)方法。(三)

8、重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)重點(diǎn)是MOS基本放大器。.難點(diǎn)難點(diǎn)是MOS運(yùn)算放大器。三、本課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)工程(如課程不含實(shí)驗(yàn)，該項(xiàng)可不填)編號(hào)實(shí)驗(yàn)工程名稱學(xué)時(shí)類型要求支撐的課程目標(biāo)1MOS器件直流特性仿真2驗(yàn)證性必做課程目標(biāo)1、22差分放大器仿真設(shè)計(jì)2驗(yàn)證性必做課程目標(biāo)1、2注：L “類型”填驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性等；. “要求”填必做、選做。實(shí)驗(yàn)1： MOS器件直流特性仿真.實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?）掌握MOS器件工作原理和不同工作狀態(tài)下的條件；2）掌握MOS器件的I-V特性；3）理解MOS器件仿真電路；4）學(xué)會(huì)自我設(shè)計(jì)MOS器件直流仿真原理圖，并分析判斷運(yùn)行結(jié)果的正確性。.實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容1）自行設(shè)計(jì)MOS器件仿真

9、電路；2）根據(jù)以上設(shè)計(jì)，對(duì)電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)；3）畫出電流-電壓曲線；.重難點(diǎn)MOS直流特性仿真電路原理的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)2：差分放大器仿真設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?）掌握差分放大電路工作原理；2）掌握差分放大電路的設(shè)計(jì)方法；3）理解差分放大器參數(shù)計(jì)算；4）學(xué)會(huì)自我設(shè)計(jì)差分放大器仿真原理圖，并分析判斷運(yùn)行結(jié)果的正確性。.實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容1）自行設(shè)計(jì)差分放大器仿真電路；2）根據(jù)以上設(shè)計(jì)，對(duì)電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)；3）獲取放大器各項(xiàng)性能指標(biāo)；.重難點(diǎn)差分放大器的參數(shù)計(jì)算。四、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法注：1.課程實(shí)踐學(xué)時(shí)按相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃列入表格；章（按序填寫）教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂 教學(xué)實(shí) 驗(yàn)上機(jī)課

10、程 實(shí)踐小 計(jì)第一章22講授法課程目標(biāo)1第二章44講授法課程目標(biāo)1第三章22講授法課程目標(biāo)1、2第四章44基于問(wèn)題講授法課程目標(biāo)1、2第五章628基于案例講授法課程目標(biāo)1、2第六章10212基于案例講授法課程目標(biāo)1、2合計(jì)32322.主要教學(xué)方法包括講授法、討論法、演示法、研究型教學(xué)方法（基于問(wèn)題、工程、案例 等教學(xué)方法）等。五、課程考核注：1 .分學(xué)期設(shè)置和考核的課程應(yīng)按學(xué)期分別填寫上表。序號(hào)考核方式或途徑考核要求考核權(quán)重備注1實(shí)驗(yàn)練習(xí)2個(gè)實(shí)驗(yàn)題20%2期末考試閉卷80%.考核方式或途徑主要包括課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)、階段測(cè)試、期中考試、期末考試、大作 業(yè)、小論文、工程設(shè)計(jì)和作品等。.考核要求包

11、括作業(yè)次數(shù)、考試方式（開卷、閉卷）、工程設(shè)計(jì)要求等。.考核權(quán)重指該考核方式或途徑在總成績(jī)中所占比重。六、參考書目及學(xué)習(xí)資料（書名，主編，出版社，出版時(shí)間及版次）.模擬CMOS集成電路設(shè)計(jì)，魏廷存，陳瑩梅，胡正飛，清華大學(xué)出版社，2010 年3月。.模擬CMOS集成電路設(shè)計(jì)，Behzad Razavi著，程貴燦，程軍等譯，西安交通 大學(xué)出版社，2002o.模擬集成電路EDA技術(shù)與設(shè)計(jì):仿真與幅員實(shí)例，陳瑩梅，胡正飛，電子工業(yè) 出版社,2014o七、大綱說(shuō)明（內(nèi)容可包括課程基本要求、習(xí)題要求及其它一些必要的說(shuō)明）1、本大綱為基本要求，教學(xué)內(nèi)容的要求分為三個(gè)層次：掌握、理解和了解。掌握 是指對(duì)教學(xué)內(nèi)

12、容理解透徹、清楚，并能應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。理解是指 對(duì)教學(xué)內(nèi)容正確認(rèn)識(shí)，能夠一般應(yīng)用。了解是指對(duì)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)具有基本知識(shí)， 為后續(xù)相關(guān)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。2、本課程側(cè)重于CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)方法，教師要著重于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。2017年9月1日附錄1:實(shí)驗(yàn)考核方式及評(píng)分細(xì)那么本實(shí)驗(yàn)以考查為主，考核的內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)過(guò)程的表現(xiàn)（其中包含分析與解決問(wèn)題的能力）、實(shí)驗(yàn) 報(bào)告的質(zhì)量等。分析與解決問(wèn)題的能力采用提問(wèn)和現(xiàn)場(chǎng)操作的方式進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)成績(jī)中出勤、預(yù)習(xí)占 10%,實(shí)驗(yàn)過(guò)程表現(xiàn)占60%、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及思考題占30%。成績(jī)組成考核/評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)那么對(duì)應(yīng)的畢業(yè) 要求指標(biāo)點(diǎn)出勤、預(yù) 習(xí)10%出勤狀況， 預(yù)習(xí)評(píng)價(jià)10能按時(shí)到勤，遵守實(shí)驗(yàn)規(guī)定，不損壞實(shí)驗(yàn)設(shè)備（占 5%）；能夠預(yù)習(xí)，并理解實(shí)驗(yàn)原理及目的（占5%）o4-4實(shí)驗(yàn)過(guò)程 60%實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)6