《模擬集成電路設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱

《模擬集成電路設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱課程英文名AnalogICDesign課程代碼F0712Z63學(xué)分2.5總學(xué)時(shí)40理論學(xué)時(shí)32實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)8課程類別專業(yè)課課程性質(zhì)任選先修課程《電路分析基礎(chǔ)》、《半導(dǎo)體器件》適用專業(yè)微電子學(xué)開課學(xué)院光學(xué)與電子科技學(xué)院一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位模擬集成電路設(shè)計(jì)是微電子學(xué)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)選修課，又是一門發(fā)展迅速，須緊密結(jié)合技術(shù)發(fā)展前沿的集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)課程。它主要教授學(xué)生學(xué)習(xí)模擬集成電路體系結(jié)構(gòu)、電路分析和設(shè)計(jì)，為后繼課程的學(xué)習(xí)、考研、工作打好扎實(shí)的基礎(chǔ)。（二）課程目標(biāo)1、能對(duì)單級(jí)、差動(dòng)放大器的電路結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行分析，具有解決實(shí)際模擬集成電路問題的能力（畢業(yè)要求1-2）；2、具有根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要，設(shè)計(jì)運(yùn)算放大器電路結(jié)構(gòu)、確定器件參數(shù)，并利用仿真軟件對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行模擬仿真的能力（畢業(yè)要求3-5）；3、通過分組討論，培養(yǎng)學(xué)生具有團(tuán)隊(duì)意識(shí)和人際交流能力（畢業(yè)要求9-10）；4、通過大型綜合作業(yè)和實(shí)驗(yàn)作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)（畢業(yè)要求12）。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法本課程采用理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課堂翻轉(zhuǎn)、專題討論相結(jié)合；采用板書、多媒體教學(xué)等多種教學(xué)手段；引入計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，布置實(shí)驗(yàn)作業(yè)或大型綜合作業(yè)。三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求2畢業(yè)要求5畢業(yè)要求12課程目標(biāo)1HM課程目標(biāo)2MH課程目標(biāo)3M課程目標(biāo)4M注：1.支撐強(qiáng)度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）。四、課程主要內(nèi)容及要求第一章模擬電路設(shè)計(jì)緒論1.1研究模擬電路的重要性1.2研究模擬集成電路的重要性1.3研究CMOS模擬集成電路的重要性1.4電路設(shè)計(jì)的一般概念要求：1.了解模擬集成電路在單片應(yīng)用和系統(tǒng)集成中的重要性，模擬集成電路的設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)方法、制造測試技術(shù)及發(fā)展趨勢；2.掌握模擬集成電路的基礎(chǔ)—集成運(yùn)算放大器的模型。第二章基本MOS器件物理2.1基本概念2.2MOS的I/V特性2.3二級(jí)效應(yīng)2.4MOS器件模型要求：1.掌握模擬集成電路設(shè)計(jì)重要性、難點(diǎn)、基本MOSFET器件的原理、物理知識(shí)以及大/小信號(hào)的等效模型。第三章單級(jí)放大器3.1基本概念3.2共源級(jí)3.3源跟隨器3.4共柵級(jí)3.5共源共柵級(jí)要求：1.掌握單級(jí)放大器的分析與設(shè)計(jì)技術(shù)。2.重點(diǎn)講述共源、共柵、共漏、共源共柵放大級(jí)的分析、設(shè)計(jì)以及應(yīng)用。第四章差動(dòng)放大器 4.1單端與差動(dòng)的工作方式 4.2基本差動(dòng)對(duì) 4.3共模響應(yīng) 4.4MOS為負(fù)載的差動(dòng)對(duì) 4.5吉爾伯特單元 要求：1.掌握理想差分放大器的特點(diǎn),差分放大器的原理與特性以及設(shè)計(jì)技術(shù)。2.掌握差分放大器電路結(jié)構(gòu)、大/小信號(hào)特性。 第五章無源與有源電流鏡 5.1基本電流鏡 5.2共源共柵電流鏡 5.3有源電流鏡 要求： 1、掌握無源和有源電流鏡的工作原理。 2、熟悉電流鏡的設(shè)計(jì)流程。 第六章放大器的頻率特性 6.1概述 6.2共源級(jí) 6.3源跟隨器 6.4共柵級(jí) 6.5共源共柵級(jí) 6.6差動(dòng)對(duì)要求：1.掌握共源、共柵、共漏、共源共柵放大級(jí)各類放大器的頻率特性。2.重點(diǎn)掌握差分對(duì)的頻率特性。第七章運(yùn)算放大器 7.1概述 7.2一級(jí)運(yùn)放 7.3二級(jí)運(yùn)放 7.4增益的提高 7.5性能比較要求：1.掌握單級(jí)運(yùn)放、兩級(jí)運(yùn)放的原理和設(shè)計(jì)技術(shù)2.了解共模反饋、轉(zhuǎn)換速率、電源抑制、運(yùn)放噪聲等概念。五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)第1章模擬電路設(shè)計(jì)緒論2完成集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程自學(xué)及課后討論課程目標(biāo)1第2章基本MOS器件物理4完成課后作業(yè)課程目標(biāo)1、3第3章單級(jí)放大器6完成課后作業(yè)，針對(duì)目前國內(nèi)芯片展業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研和討論課程目標(biāo)1、3、4第4章差動(dòng)放大器6完成課后作業(yè)課程目標(biāo)2第5章無源與有源電流鏡4完成課后作業(yè)課程目標(biāo)2、3、4第6章放大器的頻率響應(yīng)4完成課后作業(yè)課程目標(biāo)2第7章運(yùn)算放大器6完成課后作業(yè)課程目標(biāo)2六、實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求（無）序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)時(shí)基本要求學(xué)生任務(wù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)類別1電阻和晶體管設(shè)計(jì)2熟悉Aether的運(yùn)行環(huán)境，掌握版圖設(shè)計(jì)方法。完成共射級(jí)放大器仿真驗(yàn)證必做2單級(jí)放大器電路仿真2掌握使用Aether軟件進(jìn)行電路仿真的方法，熟練使用軟件的各種功能完成差分放大器的仿真，并分析頻率響應(yīng)驗(yàn)證必做3運(yùn)算放大器電路的設(shè)計(jì)4掌握模擬集成電路單元模塊的設(shè)計(jì)分析方法，熟悉利用Aether軟件進(jìn)行電路驗(yàn)證和版圖設(shè)計(jì)的流程。按照設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)運(yùn)算放大器，進(jìn)行仿真驗(yàn)證結(jié)果。綜合必做注：1.實(shí)驗(yàn)性質(zhì)指演示性、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性等；2.實(shí)驗(yàn)類別指必做、選做等。七、考核方式及成績評(píng)定考核內(nèi)容考核方式評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績比例過程考核過程考核（作業(yè)、點(diǎn)名、紀(jì)律、網(wǎng)絡(luò)課堂）+專題討論平時(shí)及作業(yè)表現(xiàn)以及專題討論表現(xiàn)評(píng)分平時(shí)及作業(yè)占20%實(shí)驗(yàn)考核實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告20%期末考核閉卷期末考試60%考核類別考試，統(tǒng)一出卷成績登記方式百分制注：各部分占總成績的比率，任課教師可根據(jù)不同的教學(xué)安排作適當(dāng)調(diào)整，但須事先報(bào)專業(yè)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)并向?qū)W生公布。八、課程目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià) 1、各考核項(xiàng)對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)權(quán)重分配如下表：平時(shí)及作業(yè)實(shí)驗(yàn)期末考試課程目標(biāo)10.30.20.5課程目標(biāo)20.20.30.5課程目標(biāo)30.40.40.2課程目標(biāo)40.20.60.22、課程目標(biāo)達(dá)成度計(jì)算公式：九、推薦教材及主要參考書1、推薦使用教材：《模擬集成電路分析與設(shè)計(jì)》洪志良編著，科學(xué)出版社，