大规模集成电路原理与设计

出版者的话

序言

前言

教学建议

符号表

第1章 绪论

1.1 集成电路的发展历史

1.2 集成电路的发展规律

1.3 集成电路的分类

1.4 集成电路的发展趋势

参考文献

习题

第2章 CMOS集成电路中的基本元件

2.1 硅材料的基本特性

2.1.1 载流子和费米能级

2.1.2 pn结

2.1.3 MIS(MOS)结构

2.2 MOSFET器件

2.2.1 MOSFET器件结构

2.2.2 MOSFET器件特性

2.2.3 MOSFET按比例缩小理论

2.2.4 小尺寸MOSFET的二级效应

2.2.5 MOSFET的SPICE器件模型

2.3 CMOS集成电路中的无源元件

2.3.1 电容器

2.3.2 电阻器

2.3.3 互连线

参考文献

习题

第3章 CMOS反相器的分析与设计

3.1 CMOS反相器的结构和基本特性

3.2 CMOS反相器的直流特性

3.2.1 CMOS反相器的直流电压传输特性

3.2.2 CMOS反相器的直流转移特性

3.2.3 CMOS反相器的直流噪声容限

3.3 CMOS反相器的瞬态特性

3.3.1 CMOS反相器的负载电容

3.3.2 CMOS反相器输出电压的上升时间和下降时间

3.3.3 反相器传输延迟时间的计算

3.3.4 电路的最高工作频率

3.4 CMOS反相器的设计

参考文献

习题

第4章 基本单元电路

4.1 静态CMOS逻辑电路

4.1.1 静态CMOS逻辑门的结构特点

4.1.2 静态CMOS逻辑门的分析方法

4.1.3 静态CMOS逻辑门的设计

4.1.4 用静态CMOS逻辑门实现组合逻辑

4.2 MOS传输门逻辑电路

4.2.1 传输门的基本特性

4.2.2 用传输门实现组合逻辑

4.2.3 传输门阵列逻辑

4.3 动态CMOS逻辑电路

4.3.1 预充一求值的动态CMOS电路

4.3.2 多米诺CMOS电路

4.3.3 时钟同步CMOS电路

……

第5章 数字集成电路子系统设计

第6章 CMOS集成电路制造工艺

第7章 集成电路的设计方法与实现

附录A SPICE仿真基础

附录B Verilog HDL基础知识

附录C CMOS集成电路常用参数表

附录D 集成电路发展历史的大事记

《大规模集成电路原理与设计》本着从简单到复杂的循序渐进的原则，先从构成集成电路的主要器件MOS场效应晶体管的基本工作原理开始，再深入分析CMOS基本单元电路，基于对单元电路的讨论，分析一些重要的数字子系统的结构和工作原理，最后讨论集成电路的设计方法。在每一章都有相应的例题和习题引导和帮助学生掌握电路的工作原理和设计思路。《大规模集成电路原理与设计》在编写过程中充分考虑了计算机专业学生的需求，重点放在电路基本原理和设计方法上，目的在于使计算机专业背景的学生也能够掌握集成电路的设计方法。
《大规模集成电路原理与设计》可以作为计算机科学与技术、电子科学与技术等非微电子专业的高年级本科生学习集成电路原理与设计的教材，也可以作为信息科学技术领域的工程技术人员了解CMOS集成电路的入门参考书。

《大规模集成电路原理与设计》主要特色
内容先进：让学生了解集成电路的发展，了解缩小到纳米尺度的CMOS器件和电路面临的挑战，了解先进的CMOS器件结构和工艺。
难度适中：考虑到非微电子专业的学生没有学习过半导体物理和半导体器件物理，《大规模集成电路原理与设计》不过多地进行理论推导，重点放在电路基本原理和设计方法学上。在内容安排上本着从简单到复杂的循序渐进的原则，加强对基本单元电路的分析。
覆盖面广：让学生对集成电路有一个全面的了解，从MOS器件到CMOS电路结构、从单元电路到子系统分析、从集成电路的版图设计到芯片制作以及芯片的封装和测试。
理论与实践相结合：通过实例引导学生学习集成电路分析与设计方法。每一章都有相应的例题和习题引导和帮助学生掌握电路的工作原理和设计。以附录的形式介绍了Verilog语言和电路分析软件SPICE的使用，并给出了一些电路版图的例子，以便帮助学生掌握一些常用的EDA工具，使学生可以在不同层级完成集成电路设计。
北京市高等教育精品教材立项项目