集成电路设计基础-电科教学大纲

【集成电路设计基础】【Fundamentalsofintegratedcircuitdesign】一、基本信息课程代码：【2080242】课程学分：【2】面向专业：【电子科学与技术】课程性质：【系级专业任选课】开课院系：机电学院电子工程系使用教材：教材【集成电路设计（第2版）叶以正清华大学出版社】参考书目【集成电路设计基础王成华北京航空大学出版社】，【集成电路设计（第3版）王志功电子工业出版社】，【CMOS集成电路设计基础（第2版）孙肖子高等教育出版社】课程网站网址：/course/216737522.html

先修课程：【半导体器件物理2080009（4）】、【数字逻辑电路2080187（4）】、【模拟电子电路2080188（4）】二、课程简介本课程比较全面深入地介绍了集成电路分析与设计的基础知识以及一些新技术的发展。本课程分为10个单元。其中,第1～2单元介绍集成电路的发展、基本制造工艺、常用器件的结构及其寄生效应、版图设计基础知识；第3~4单元介绍器件模型及SPICE模拟程序；第5～6单元介绍双极型和CMOS型两大类数字集成电路和模拟集成电路基本单元分析与设计方法；第7单元介绍模拟集成电路设计；第8~9单元介绍数字集成电路自动化设计技术、测试技术；第10单元介绍SOC/IP设计与验证技术及其发展趋势。三、选课建议本课程适合电子科学与技术专业的三年级及以上本科生授课。要有相关的物理器件，模拟和数字电子电路相关基础知识。四、课程与专业毕业要求的关联性专业毕业要求关联LO11：理解他人的观点，尊重他人的价值观，能在不同场合用书面或口头形式进行有效沟通。LO21：能根据需要确定学习目标，并通过搜集信息、分析信息、讨论、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标。LO31：能够应用本专业知识进行设计计算。●LO32：能够应用计算机辅助工具进行智能电子产品及系统的设计、仿真和调试LO33：具备本专业工程问题的逻辑分析能力LO34：嵌入式系统应用及控制能力LO35：能够综合本专业知识，进行系统级智能设备和网络的测试，常见问题分析和维护LO41：遵守纪律、守信守责；具有耐挫折、抗压力的能力。（“责任”为我校校训内容之一）●LO51：同群体保持良好的合作关系，做集体中的积极成员；勇于从不同角度思考问题，勇于提出新设想。LO61：能在学习、工作中应用信息技术解决问题。LO71：愿意服务他人、服务企业、服务社会；为人热忱，富于爱心，懂得感恩（“感恩、回报、爱心”为我校校训内容之一）LO81：具有基本的外语表达沟通能力与跨文化理解能力。备注：LO=learningoutcomes（学习成果）五、课程目标/课程预期学习成果序号课程预期学习成果课程目标（细化的预期学习成果）教与学方式评价方式1LO311能解释与本专业相关的设计计算知识与理论1．能解释集成电路分析与设计的基础知识讲授法和讨论法(授课和课堂讨论)习题作业或课堂练习2．能解释和分析各器件设计的模型和参数2LO314能综合应用专业知识和数学知识解决智能电路设计或优化等工程问题1.综合运用CMOS技术进行数字集成电路基本单元和单元的设计和分析创造思考教学法/任务驱动法(采取任务驱动教学法，要求通过课堂练习或布置任务，学生通过课外资料查找方式完成任务)设计论文或报告2.通过查找资料了解整个集成电路设计技术发展动态，培养自主学习和信息查寻3LO412诚实守信：为人诚实，信守承诺，尽职尽责诚实守信：为人诚实，信守承诺，尽职尽责练习法/直观演示法阶段性测验/PPT展示六、课程内容单元知识点能力要求教学难点1.绪论1．知道集成电路发展、分类和产业链;L12．理解集成电路设计流程及设计环境和集成电路设计及发展；L23．分析集成电路发展前景；L3能够基于集成电路设计和发展的基本理论分析集成电路的发展,认识该高新技术发展的重要性集成电路设计这一高新产业发展飞快，教材跟不上新的技术点，所以需要所教内容需要不断补充新的内容，紧跟技术的新发展2.集成电路设计基础1.知道电路材料和半导体基础知识;L12.理解PN结与结型二极管,双极型晶体管和MOS晶体管集成电路中的元件极其寄生效应;3.综合运用版图布局,布线,版图验证和优化设计技术;L3，L5能够掌握各种器件的构造和性能;能够认识常用器件的内部构造MOS管/CMOS管的基本构造3.集成电路器件模型1．分析集成电路设计中的二极管模型,双极型晶体管模型,MOS场效应管模型和噪声模型；L4能够分析不同器件,不同模型的选择和性能分析;为何同一器件在不同要求下选用不同模型及其各模型的特点单元4模拟集成电路设计1.理解电流源电路,基准电压源设计,单端反相放大器和差分放大器;L22.运用CMOS构建电流镜，基准源差动放大器等基本电路；L3能够识别和分析模拟集成电路中基本的基准电源,电压等单元电路结构如何用CMOS构建模拟集成电路中各种基本电路5.CMOS技术1．理解CMOS管的特性，结构，性能；L22．运用数字电路标准单元库设计；L33．理解CMOS存储器运用；L24．综合分析如何构成数字集成电路的反相器,传输门及基本的逻辑器件;L4，L5能够基于CMOS器件设计数字集成电路的反相器,传输门及基本的逻辑关系以及更复杂的逻辑关系的电路如何用CMOS构建数字集成电路中各种基本的逻辑电路门单元6数字集成电路设计1．运用数字集成电路自动化化设计的语言及层次化设计流程,综合和验证等方法；L3，L5能够认识层次化设计流程,综合和验证等方法在设计中的重要性基于CMOS技术综合设计和实现数字逻辑电路单元8.SOC设计技术1．知道SOC设计流程，L12．运用其设计特点如IP复用技术和软硬件协同技术；L33