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第一章 专用集成电路导论1

1.1 引言1

1.2 集成电路的分类3

1.2.1 按用途分类3

1.2.2 按集成度分类6

1.2.3 按适用性分类6

1.2.4 按制作工艺分类6

1.3 集成电路的发展7

1.4 集成电路的设计过程9

1.5 工艺选择11

1.6 全定制设计方法12

1.7 半定制设计方法14

第二章 MOS晶体管16

2.1 引言16

2.2 MOS晶体管工作原理17

2.2.1 增强型NMOS晶体管17

2.2.2 增强型NMOS晶体管的电流方程19

2.2.3 耗尽型NMOS晶体管22

2.2.4 PMOS晶体管23

2.2.5 MOS晶体管的电路模型24

2.3.1 选择扩散25

2.3 MOS工艺技术25

2.3.2 硅栅NMOS工艺26

2.3.3 CMOS工艺27

2.4 版图设计规则33

2.5 工艺参数化法38

2.6 MOS集成电路中的电阻和电容41

2.6.1 电阻值的计算41

2.6.2 电容值的计算42

2.7 小结46

习题47

3.2 CMOS倒相器48

第三章 基本MOS电路48

3.1 引言48

3.2.1 直流传输特性49

3.2.2 瞬态特性53

3.2.3 功率时延积56

3.2.4 CMOS倒相器典型版图结构57

3.3 CMOS传输门61

3.4 CMOS组合逻辑66

3.4.1 CMOS与非门66

3.4.2 CMOS或非门69

3.5 CMOS放大器70

3.6 CMOS运算放大器72

3.7 开关电容滤波器73

3.8 小结75

习题76

第四章 双极型集成电路77

4.1 引言77

4.2 双极型晶体管的基本特性和模型78

4.2.1 晶体管的埃伯斯—莫尔模型79

4.2.2 晶体管的电荷控制模型84

4.2.3 晶体管小信号混合π模型86

4.3 pn结隔离双极型集成电路工艺87

4.4 其他隔离技术的双极型工艺90

4.4.1 硅局部氧化（LOCOS）隔离工艺90

4.4.2 集电极扩散隔离（CDI）工艺90

4.4.3 深V形槽隔离工艺91

4.5 双极型集成电路元件92

4.5.1 npn型晶体管92

4.5.2 专用npn晶体管94

4.5.3 pnp晶体管97

4.5.4 集成二极管100

4.5.5 特殊二极管101

4.5.6 集成电阻104

4.5.7 集成电容107

4.6 双极型数字电路108

4.6.1 TTL电路108

4.6.2 ECL电路109

4.6.3 I2L电路110

4.7 双极型运算放大器111

4.8 小结112

习题113

5.1 引言114

第五章 专用集成电路的门阵列设计方法114

5.2 单层金属布线硅栅CMOS门阵列116

5.3 双层金属布线CMOS门阵列120

5.4 简单逻辑门的门阵列设计方法122

5.4.1 倒相器122

5.4.2 与非门和或非门123

5.4.3 AOI逻辑门和OAI逻辑门127

5.4.4 传输门133

5.5 门阵列宏单元设计134

5.6 输入输出结构设计136

5.7 小结138

习题139

第六章 专用集成电路的其他半定制设计方法141

6.1 引言141

6.2 标准单元设计法142

6.3 栅矩阵设计法146

6.4 可编程器件的设计方法148

6.4.1 可编程只读存储器（PROM）150

6.4.2 可编程逻辑阵列（PLA）150

6.4.3 可编程阵列逻辑（PAL）151

6.4.4 通用阵列逻辑（GAL）153

6.5 宏单元设计方法156

6.6 小结158

第七章 专用集成电路的存储器设计159

7.1 引言159

7.2 顺序存取存储器160

7.3 只读存储器161

7.3.1 ROM的存储单元161

7.3.2 地址译码器162

7.3.3 ROM的设计与应用164

7.3.4 ROM的SPICE模型分析实例166

7.4 随机存取存储器174

7.4.1 RAM的基本结构175

7.4.2 静态RAM存储单元175

7.4.3 RAM的整体结构及设计178

7.4.4 静态RAM的瞬时特性181

7.5 动态随机存取存储器182

7.5.1 四管动态MOS存储单元183

7.5.2 单管动态MOS存储电路184

7.6 可编程逻辑阵列的结构186

7.7 可编程只读存储器的结构187

7.8 小结190

习题191

第八章 高性能专用集成电路193

8.1 引言193

8.2 BiCMOS集成电路193

8.3 电荷耦合器件196

8.4 砷化镓集成电路200

8.5 砷化镓集成电路制造工艺201

8.6 砷化镓晶体管203

8.7 MESFET的SPICE模型204

8.8 砷化镓逻辑电路205

8.8.1 缓冲场效应晶体管逻辑205

8.8.2 肖特基二极管场效应晶体管逻辑206

8.8.3 直耦合场效应晶体管逻辑207

8.8.4 组合逻辑电路208

8.8.5 时序逻辑电路209

8.9 砷化镓大规模集成电路210

8.10 小结211

第九章 专用集成电路的系统设计方法213

9.1 引言213

9.2 VLSI的系统设计方法214

9.3 集成电路的设计系统215

9.4.1 特性表示法218

9.4 虚网格符号版图设计系统218

9.4.2 电路结构表示法219

9.4.3 版图表示法221

9.5 设计验证223

9.6 测试224

9.6.1 可测性设计227

9.6.2 专项（Ad hoc）测试227

9.6.3 可测性结构化设计228

9.6.4 内含自检测试230

9.8 在工作站上设计ASIC的一般步骤231

9.7 用户设计中心和生产厂的任条分工231

9.9 小结232

第十章 专用集成电路的封装、可靠性及成品率233

10.1 引言233

10.2 封装概述233

10.3 封装的功能234

10.4 封装种类236

10.4.1 双列直插式封装236

10.4.2 小型塑封238

10.4.3 四列封装238

10.4.5 陶瓷无引线芯片载体239

10.4.4 方形扁平封装239

10.4.6 塑料无引线芯片载体241

10.4.7 阵列管脚封装242

10.5 多芯片封装243

10.6 专用集成电路的失效率246

10.7 失效机理248

10.8 筛选及可靠性试验248

10.9 产品率估算250

10.10 成本分析251

10.11 小结252

参考资料253