cmos集成电路实验

CMOS集成电路简述

摘 要：随着控制、通信、人机交互和网络互联等新型电子信息技术的不断发展，传统工业设备融合了大量最新的电子信息技术，它们一起构成了庞大而复杂的系统派生出大量新兴的电子信息技术电子应用需求。近年来，集成电路设计技术、集成电路制造技术等飞速发展，对现代科学与技术的发展起到了巨大的推动和促进作用。本文简述了集成电路理论，以及CMOS相关知识。

关键词：CMOS 集成电路 一、集成电路发展

自从1958年诺贝尔物理学奖获得者―美国德州仪器公司工程师 Jack Kilby发明世界上第一块集成电路以来，集成电路一直在改变人们的生活。作为电子信息产品的核心部件，集成电路通常被誉为现代电子信息产品的“芯”脏。近年间，伴随着民用家电、PC和手机等电子信息产品的大规模普及，集成电路产业得到了飞速发展。具体来说，全球集成电路产业结构经历了3次较为重大的变革。

1、首次变革：以加工制造为主导。变革初期，集成电路设计与制造产业只作为企业的附属部门而存在，

集成电路产品是为企业本身的电子系统产品而服务。此时，企业中对集成电路没有专业分工，企业所需掌握的集成电路技术十分全面，不但生产晶体管、集成电路，就连生产所需的设备都自

CMOS集成电路简述

摘 要：随着控制、通信、人机交互和网络互联等新型电子信息技术的不断发展，传统工业设备融合了大量最新的电子信息技术，它们一起构成了庞大而复杂的系统派生出大量新兴的电子信息技术电子应用需求。近年来，集成电路设计技术、集成电路制造技术等飞速发展，对现代科学与技术的发展起到了巨大的推动和促进作用。本文简述了集成电路理论，以及CMOS相关知识。

关键词：CMOS 集成电路 一、集成电路发展

自从1958年诺贝尔物理学奖获得者―美国德州仪器公司工程师 Jack Kilby发明世界上第一块集成电路以来，集成电路一直在改变人们的生活。作为电子信息产品的核心部件，集成电路通常被誉为现代电子信息产品的“芯”脏。近年间，伴随着民用家电、PC和手机等电子信息产品的大规模普及，集成电路产业得到了飞速发展。具体来说，全球集成电路产业结构经历了3次较为重大的变革。

1、首次变革：以加工制造为主导。变革初期，集成电路设计与制造产业只作为企业的附属部门而存在，

集成电路产品是为企业本身的电子系统产品而服务。此时，企业中对集成电路没有专业分工，企业所需掌握的集成电路技术十分全面，不但生产晶体管、集成电路，就连生产所需的设备都自

--

ＣMOＳ集成电路

摘要：CMOS（Ｃomplｅｍentary Meｔａl Oｘｉde Sｅmiconductor）,互补金属氧化物半导体，电压控制的一种放大器件，是组成CMOS数字集成电路的基本单元。ＣMOS集成电路是目前大规模(LSＩ)和超大规模(VLSI)集成电路中广泛应用的一种电路结构，相对于传统的双极型、NMOS和ＰMOS集成电路而言,其在功率消耗、噪声抑制等方面具有明显的优势。

关键词：CMOS 集成电路优势工作原理防护措施

一、ＣＭOS集成电路简介

CMＯS（Ｃｏｍplemｅｎtarｙ Metal Oxide Semiconｄuctor)，互补金属氧化物半导体,电压控制的一种放大器件,是组成CMOS数字集成电路的基本单元。在计算机领域，CMOS常指保存计算机基本启动信息(如日期、时间、启动设置等)的芯片。有时人们会把CMOS和ＢＩOS混称,其实CＭＯS是主板上的一块可读写的ＲAM芯片，是用来保存BIOS的硬件配置和用户对某些参数的设定。CMOＳ可由主板的电池供电，即使系统掉电,信息也不会丢失。CＭOS ROM本身只是一块存储器，只有数据保存功能。而对ＢIOS中各项参数的设定要通过专门的程序。BIOS设置程序一般都被厂商整合在芯片中，

集成电路实验报告

班级：

姓名：

学号：

指导老师：

实验一：反相器的设计及反相器环的分析

一、实验目的

1、学习及掌握cadence图形输入及仿真方法； 2、掌握基本反相器的原理与设计方法；

3、掌握反相器电压传输特性曲线VTC的测试方法；

4、分析电压传输特性曲线，确定五个关键电压 VOH 、 VOL 、 VIH 、 VIL 、 VTH 。 二、实验内容

本次实验主要是利用 cadence 软件来设计一基本反相器(inverter)，并利用 仿真工具 Analog Artist(Spectre)来测试反相器的电压传输特性曲线(VTC,

Voltage transfer characteristic curves)，并分析其五个关键电压:输出高电平 VOH 、输出低电平 VOL 、输入高电平 VIH 、输入低电平 VIL 、阈值电压 VTH 。 三、实验步骤

1.在cadence环境中绘制的反相器原理图如图所示。

2.在Analog Environment中，对反相器进行瞬态分析(tran)，仿真时间

《专用集成电路设计基础》电路设计实验

实验1——简单状态机实验 （循环彩灯控制电路）

1、 电路功能

设计一套循环彩灯控制电路，要求：

（1） 共有16个彩色灯组，每只彩灯用一个控制信号控制器点亮和关闭（“1”——点

亮；“0”——关闭）； 注：彩灯排放顺序

D E F 0 1 2 C 3 B 4 A 9 8 7 6 6

（2） 彩灯闪烁频率可以通过编程进行控制； （3） 彩灯闪烁顺序及图案可以进行修改。 2、 电路设计

采用Verilog HDL硬件描述语言进行，用ModelSim EDA软件进行仿真。

（1） 彩灯控制电路设计：

//***** ASIC Exercise - 1 ***** //*** Counter + Decoder ***

//*** can be used to control colour lamps *** //*** colour lamps arrangement *** //**********

CMOS模拟集成电路版图设计基础教程

薛晓博

Oct. 20th, 2013

Outline

?初识工艺流程与版图设计?Layout-XL 基本使用方法?快捷键与小技巧

?DRC 与LVS

?版图寄生参数提取与后仿真2013-10-302Institute of VLSI Design, Zhejiang

University

?初识工艺流程与版图设计?Layout-XL 基本使用方法

?快捷键与小技巧

?DRC 与LVS

?版图寄生参数提取与后仿真2013-10-303Institute of VLSI Design, Zhejiang

University

初识工艺流程和版图设计

如何将设计的电路制作出来

?芯片生产厂商通过特定的加工工艺将三维立体的器件和导线集成制造在硅片上

集成电路工艺制造的特点

?利用光刻、氧化、参杂注入、离子刻蚀等手段由底及高一层一层地将器件和导线制作成型

如何理解集成电路工艺

?如堆叠积木般一层一层地将器件与连线制造出来，制作每一层的时候如同雕刻图章

2013-10-304Institute of VLSI Design, Zhejiang

University

初识工艺流程和版图设计 什么是版图（Layout ）

?版图实质上是将立体的器件与导线投影到每一

CMOS模拟集成电路 设计与仿真

罗广孝 编

华北电力大学

二○○七年九月

前 言

随着信息技术及其产业的迅速发展，当今社会进入到了一个崭新的信息化时代，微电子技术正是信息技术的核心技术。自从TI公司的科学家基尔比(Clair Kilby) 在1958年发明了第一块集成电路以来，集成电路技术已经逐渐成为整个信息社会必不可少的支柱。

1956年北京大学、南京大学、复旦大学、吉林大学、厦门大学等五校在北大联合创建半导体专业，为我国培养第一批半导体人才，经过几代人的默默耕耘、韬光养晦，终于在自主创新之路上有所成就。目前，国内整个集成电路产业链逐渐完善，但是设计能力仍然相对滞后，希望本讲义的编写能为我校集成电路设计方向学科的建设、集成电路设计人才的培养尽绵薄之力。

内容概要

本书所涉及的实践内容，旨在培养学生对相关课程中所学到的有关知识和技能的综合运用能力以及集成电路设计软件工具的使用，掌握微电子技术人员所需的基本理论和技能，为学生进一步学习后续有关专业课程和日后从事集成电路设计工作打下基础。

基本微电子电路设计与仿真部分：首先简单介绍了电路仿真工具HSPICE的使用，通过典型的微电子电路的分析和设计，并用HSPICE软件完成了电路的仿真，目的是让学生掌握集成电

各种集成电路的代换

集成电路代换

集成块代换

各种集成电路的代换

BA2165 BA328 BA3308 BA3910 BA4220 BA422O BA4260 BA4260 BA4558 BA536 BA5402 BA6124 BA6137 BA6209 BA6238 BA6654 BH3856FS BH3856S BR24C04F-E 2 SMD BT9151-3 BU2741 BU2744 BU3856S CA1190 CA1310 CA1458 CA3045 CA3046 CA3065 CA3068 CA3080 CA3086 CA3089 CA3189 CA324 CA324 CA339 CA4000 CA555 CA741 CA741

KA287,LB1433 LA3161 KA22241 BA3918 HA12413 HA12413,KA2242, KA42243 KA22247,LA1260 KA2247 RC4558,CA1458 BA5402 BA536 KA2284,AN6884, LB1403 KA2285,KB1423 I281P KA8305 DBL1016 BU3856FS BU3856 CAR24WC08JI UM915

CMOS模拟集成电路设计及HSPICE使用

实验学时：4学时

实验一 CMOS工艺参数测量 一、实验目的：

学习和掌握EDA仿真软件Hspice；了解CMOS工艺技术及元器件模型，掌握MOSFET工作原理及其电压电流特征；通过仿真和计算，获得CMOS中NMOS和PMOS的工艺参数kp,kn, p, n,Vtp,Vtn，为后续实验作准备。

二、实验内容：

1） 通过Hspice仿真，观察NMOS和PMOS管子的I-V特性曲线；

2）对于给定长宽的MOSFET，通过Hspice仿真，测得几组栅-源电压、漏-源电压和漏-源电流数据，代入公式IDSn

1W

Kn()n(VGS Vtn)2(1 nVDS)，求得对应的工艺参数2L

kp,kn, p, n,Vtp,Vtn 。

三、实验结果：

本实验中所测试的NMOS管、PMOS管L=1u，W由学号确定。

先确定W。W等于学号的最后一位，若学号最后一位=0，则W=10u。所以，本实验中所测试的NMOS管、PMOS管的尺寸为：

（1） 测0.5um下NMOS和PMOS管的I-V特性曲线

所用工艺模型是 TSMC 0.50um。

所测得的Vgs=1V时，NMOS管Vds从0V到2.5V变化时的I-V特性曲线为：

所测得的Vds=1.2V

CMOS模拟集成电路设计及HSPICE使用

实验学时：4学时

实验一 CMOS工艺参数测量 一、实验目的：

学习和掌握EDA仿真软件Hspice；了解CMOS工艺技术及元器件模型，掌握MOSFET工作原理及其电压电流特征；通过仿真和计算，获得CMOS中NMOS和PMOS的工艺参数kp,kn, p, n,Vtp,Vtn，为后续实验作准备。

二、实验内容：

1） 通过Hspice仿真，观察NMOS和PMOS管子的I-V特性曲线；

2）对于给定长宽的MOSFET，通过Hspice仿真，测得几组栅-源电压、漏-源电压和漏-源电流数据，代入公式IDSn

1W

Kn()n(VGS Vtn)2(1 nVDS)，求得对应的工艺参数2L

kp,kn, p, n,Vtp,Vtn 。

三、实验结果：

本实验中所测试的NMOS管、PMOS管L=1u，W由学号确定。

先确定W。W等于学号的最后一位，若学号最后一位=0，则W=10u。所以，本实验中所测试的NMOS管、PMOS管的尺寸为：

（1） 测0.5um下NMOS和PMOS管的I-V特性曲线

所用工艺模型是 TSMC 0.50um。

所测得的Vgs=1V时，NMOS管Vds从0V到2.5V变化时的I-V特性曲线为：

所测得的Vds=1.2V