模拟集成电路设计绪论.pptx
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1、第1页/共44页课程安排课程划分总学分:3总学时:48理论课:32学时,2学分(第4周-第20周),教材1-10章实验课:16学时,1学分(13周以后)成绩评定:作业及平时成绩、开卷考试:50%实验成绩:50%第2页/共44页第1章 模拟集成电路设计绪论1.1 学习要求1.2 集成电路的发展概况1.3 模拟集成电路设计重要性第3页/共44页4集成电路的发展-ENIAC(埃尼阿克)1946年诞生第一台计算机18000个电子管占地170平方米重30吨耗电150千瓦每秒执行5000次加法或400次乘法总投资48万美元第4页/共44页SIM2.0(2006移动酷卡)25.2mm x 15.0 mmAR
2、M7TDMI处理器(40MIPS)64k SRAM64M Flash相当于1台486电脑 SIM2.0是具备基础驱动、操作系统、文件管理、应用程序开发等功能的、强大的实时操作系统的智能卡。第5页/共44页高度:123.8 毫米宽度:58.6 毫米厚度:7.6毫米重量:112 克尺寸和重量IPHONE5(2012)7.6 毫米1123.8 毫米58.6 毫米第6页/共44页处理器Apple A4的die尺寸为采用45nm工艺面积53平方毫米nA6运算速度两倍于iPhone 4S采用的A5处理器,处理器尺寸缩小了22%第7页/共44页集成电路发展趋势:处理器工艺的发展(集成度增高)第8页/共44页
3、低功耗技术低功耗技术时间时间1980 1983 1982 1989 1995 2001 2004 2010L(m)3.02.01.20.50.350.180.130.07电源电压(电源电压(V)L第9页/共44页集成电路技术发展带来的变化第10页/共44页2010年我国集成电路市场应用结构第11页/共44页2000-2010年我国集成电路进出口额第12页/共44页13电路设计分类分立电路设计集成电路设计混合集成电路设计单片集成电路设计数字电路:处理数字信号,即在离散的幅度值上有定义的信号。模拟电路:处理模拟信号,在连续时间范围内具有连续幅度变化的信号。GaAs、InP工艺Si工艺:CMOS、B
4、ipolar、BiCMOS第13页/共44页集成电路设计方法的改变第14页/共44页数字集成电路设计流程第15页/共44页数字集成电路设计第16页/共44页 集成电路制造概述Used with permission from Advanced Micro DevicesOxidation(Field oxide)Silicon substrateSilicon dioxideSilicon dioxideoxygenPhotoresistDevelopoxideoxidePhotoresistCoatingphotoresistphotoresistMask-WaferAlignment an
5、d ExposureMaskUV lightExposed PhotoresistexposedexposedphotoresistphotoresistGGSDActive Regionstop nitridetop nitrideSDGGsilicon nitridesilicon nitrideNitrideDepositionContact holesSDGGContactEtchIon ImplantationresistresistresistoxoxDGScanning ion beamSMetal Deposition and EtchdrainSDGGMetal contac
6、ts PolysiliconDepositionpolysiliconpolysiliconSilane gasDopant gasOxidation(Gate oxide)gate oxidegate oxideoxygenPhotoresistStripoxideoxideRF PowerRF PowerIonized oxygen gasOxideEtchphotoresistphotoresistoxideoxideRF PowerRF Power Ionized CF4 gasPolysiliconMask and EtchRF PowerRF Poweroxideoxideoxid
7、eIonized CCl4 gaspoly gatepoly gateRF PowerRF Power第17页/共44页第1章 模拟集成电路设计绪论1.1 学习要求1.2 集成电路的发展概况1.3 模拟集成电路设计重要性第18页/共44页 在数字集成电路高度发展的在数字集成电路高度发展的今天,为什么还要学模拟集成今天,为什么还要学模拟集成电路设计?特别是电路设计?特别是CMOS模拟模拟集成电路设计?集成电路设计?第19页/共44页自然界信号的处理(a)自然界信号的数字化自然界信号的数字化 (b)增加放大器和滤波器以提高灵敏度增加放大器和滤波器以提高灵敏度高速、高精度、低功耗高速、高精度、低功耗
8、ADC的设的设计是模拟电路设计中的难题之一计是模拟电路设计中的难题之一高性能放大器和滤波器高性能放大器和滤波器设计也是热点研究课题设计也是热点研究课题第20页/共44页数字通信数字信号通过有损电缆的衰减和失真数字信号通过有损电缆的衰减和失真失真信号需放大、滤波和数字化后才再处理失真信号需放大、滤波和数字化后才再处理第21页/共44页数字通信使用多电平信号以减小所需的带宽使用多电平信号以减小所需的带宽1011010010组合二进制数据组合二进制数据多电平信号多电平信号确定所传送电平确定所传送电平DACADC传送端传送端接收端接收端第22页/共44页磁盘驱动电子学存储数据存储数据恢复数据恢复数据硬
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