微电子与集成电路设计系列规划教材：集成电路设计（第3版）（附CD光盘1张） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王志功，陈莹梅 著

图书标签:

• 微电子
• 集成电路
• 集成电路设计
• 电子工程
• 教材
• 第3版
• 大学教材
• 电子技术
• 半导体
• 设计

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121199837

版次：3

商品编码：11290698

包装：平装

丛书名： 微电子与集成电路设计系列规划教材

开本：16开

出版时间：2013-07-01

用纸：胶版纸

页数：312

字数：493000

正文语种：中文

附件：CD光盘

附件数量：1

内容简介

　　《微电子与集成电路设计系列规划教材：集成电路设计（第3版）》遵循集成电路设计的流程，介绍集成电路设计的一系列基础知识。主要内容包括集成电路的材料、制造工艺和器件模型、集成电路模拟软件SPICE的基本用法、集成电路版图设计、模拟集成电路基本单元、数字集成电路基本单元、集成电路数字系统设计和集成电路的测试与封装等。
　　《微电子与集成电路设计系列规划教材：集成电路设计（第3版）》提供配套电子课件、Cadence公司提供的PSPICE学生版安装软件、HSPICE和PSPICE两种仿真工具的电路实例设计包等。

内页插图

目录

第1章 集成电路设计概述
1.1 集成电路的发展
1.2 集成电路设计流程及设计环境
1.3 集成电路制造途径
1.4 集成电路设计的知识范围
思考题

第2章 集成电路材料、结构与理论
2.1 集成电路材料
2.1.1 硅
2.1.2 砷化镓
2.1.3 磷化铟
2.1.4 绝缘材料
2.1.5 金属材料
2.1.6 多晶硅
2.1.7 材料系统
2.2 半导体基础知识
2.2.1 半导体的晶体结构
2.2.2 本征半导体与杂质半导体
2.3 PN结与结型二极管
2.3.1 PN结的扩散与漂移
2.3.2 PN结型二极管
2.3.3 肖特基结二极管
2.3.4 欧姆型接触
2.4 双极型晶体管
2.4.1 双极型晶体管的基本结构
2.4.2 双极型晶体管的工作原理
2.5 MOS晶体管
2.5.1 MOS晶体管的基本结构
2.5.2 MOS晶体管的工作原理
2.5.3 MOS晶体管的伏安特性
思考题
本章参考文献

第3章 集成电路基本工艺
3.1 外延生长
3.2 掩模版的制造
3.3 光刻原理与流程
3.3.1 光刻步骤
3.3.2 曝光方式
3.4 氧化
3.5 淀积与刻蚀
3.6 掺杂原理与工艺
思考题
本章参考文献

第4章 集成电路器件工艺
4.1 双极型集成电路的基本制造工艺
4.1.1 双极型硅工艺
4.1.2 HBT工艺
4.2 MESFET和HEMT工艺
4.2.1 MESFET工艺
4.2.2 HEMT工艺
4.3 MOS和相关的VLSI工艺
4.4 BiCMOS工艺
思考题
本章参考文献

第5章 MOS场效应管的特性
5.1 MOS场效应管
5.1.1 MOS管伏安特性的推导
5.1.2 MOS电容的组成
5.1.3 MOS电容的计算
5.2 MOS FET的阈值电压VT
5.3 体效应
5.4 MOSFET的温度特性
5.5 MOSFET的噪声
5.6 MOSFET尺寸按比例缩小
5.7 MOS器件的二阶效应
5.7.1 L和W的变化
5.7.2 迁移率的退化
5.7.3 沟道长度的调制
5.7.4 短沟道效应引起的阈值电压的变化
5.7.5 狭沟道效应引起的阈值电压的变化
思考题
本章参考文献

第6章 集成电路器件及SPICE模型
6.1 无源器件结构及模型
6.1.1 互连线
6.1.2 电阻
6.1.3 电容
6.1.4 电感
6.1.5 分布参数元件
6.2 二极管电流方程及SPICE模型
6.2.1 二极管的电路模型
6.2.2 二极管的噪声模型
6.3 双极型晶体管电流方程及SPICE模型
6.3.1 双极型晶体管的EM模型
6.3.2 双极型晶体管的GP模型
6.4 结型场效应JFET ( NJF/PJF ) 模型
6.5 MESFET（NMF/PMF）模型（SPICE3.x）
6.6 MOS管电流方程及SPICE模型
思考题
本章参考文献

第7章 SPICE数模混合仿真程序的设计流程及方法
7.1 采用SPICE的电路设计流程
7.2 电路元件的SPICE输入语句格式
7.3 电路特性分析语句
7.4 电路特性控制语句
7.5 HSPICE缓冲驱动器设计实例
7.6 HSPICE跨导放大器设计实例
7.7 PSPICE电路图编辑器简介
7.8 PSPICE缓冲驱动器设计实例
7.9 PSPICE跨导放大器设计实例
思考题
本章参考文献

第8章 集成电路版图设计与工具
8.1 工艺流程的定义
8.2 版图几何设计规则
8.3 图元
8.3.1 MOS晶体管
8.3.2 集成电阻
8.3.3 集成电容
8.3.4 寄生二极管与三极管
8.4 版图设计准则
8.4.1 匹配设计
8.4.2 抗干扰设计
8.4.3 寄生优化设计
8.4.4 可靠性设计
8.5 电学设计规则与布线
8.6 基于Cadence平台的全定制IC设计
8.6.1 版图设计的环境
8.6.2 原理图编辑与仿真
8.6.3 版图编辑与验证
8.6.4 CMOS差动放大器版图设计实例
8.7 芯片的版图布局
8.8 版图设计的注意事项
思考题
本章参考文献

第9章 模拟集成电路基本单元
9.1 电流源电路
9.1.1 双极型镜像电流源
9.1.2 MOS电流镜
9.2 基准电压源设计
9.2.1 双极型三管能隙基准源
9.2.2 MOS基准电压源
9.3 单端反相放大器
9.3.1 基本放大电路
9.3.2 改进的CMOS推挽放大器
9.4 差分放大器
9.4.1 BJT差分放大器
9.4.2 MOS差分放大器
9.4.3 CMOS差分放大器设计实例
9.5 运算放大器
9.5.1 性能参数
9.5.2 套筒式共源共栅运放
9.5.3 折叠式共源共栅运放
9.5.4 两级运放
9.5.5 CMOS运算放大器设计实例
9.6 振荡器
9.6.1 环形振荡器
9.6.2 LC振荡器
思考题
本章参考文献

第10章 数字集成电路基本单元与版图
10.1 TTL基本电路
10.1.1 TTL反相器
10.1.2 TTL与非门
10.1.3 TTL或非门
10.2 CMOS基本门电路及版图实现
10.2.1 CMOS反相器
10.2.2 CMOS与非门和或非门
10.2.3 CMOS传输门和开关逻辑
10.2.4 三态门
10.2.5 驱动电路
10.3 数字电路标准单元库设计
10.3.1 基本原理
10.3.2 库单元设计
10.4 焊盘输入/输出单元
10.4.1 输入单元
10.4.2 输出单元
10.4.3 输入/输出双向三态单元（I/O PAD）
10.5 了解CMOS存储器
10.5.1 动态随机存储器（DRAM）
10.5.2 静态随机存储器（SRAM）
10.5.3 闪存
思考题
本章参考文献

第11章 集成电路数字系统设计基础
11.1 数字系统硬件描述语言
11.1.1 基于HDL语言的设计流程
11.1.2 Verilog HDL语言介绍
11.1.3 硬件描述语言VHDL
11.2 数字系统逻辑综合与物理实现
11.2.1 逻辑综合的流程
11.2.2 Verilog HDL与逻辑综合
11.2.3 自动布局布线
11.3 数字系统的FPGA/CPLD硬件验证
11.3.1 PLD概述
11.3.2 现场可编程门阵列（FPGA）
11.3.3 基于FPGA的数字系统硬件验证
思考题
本章参考文献

第12章 集成电路的测试和封装
12.1 集成电路在芯片测试技术
12.2 集成电路封装形式与工艺流程
12.3 芯片键合
12.4 高速芯片封装
12.5 混合集成与微组装技术
12.6 数字集成电路测试方法
12.6.1 可测试性的重要性
12.6.2 测试基础
12.6.3 可测试性设计
思考题
本章参考文献

前言/序言

　　随着微电子工艺特征尺寸的不断缩小，集成电路技术的发展呈现部分新的特征。工艺库与电子CAD软件不断更新，集成电路的速度不断提高，电路复杂度不断增加，电路结构随着电源电压的降低也随之调整。针对这一情况，我们对2009年6月出版的《集成电路设计》第二版进行了重新修订，新版在体系结构上保留原书的特色，基本内容力求符合教育部高等学校电子信息与电气信息类基础课程教学分指导委员会制定的“集成电路设计基础”课程教学基本要求。
　　本次修订力求结合当前集成电路技术的发展动态，增加教材的新颖性和实用性。与第二版相比，本版介绍当前最先进的集成电路工艺，以及近年来我国集成电路产业的发展与面临的新问题，为读者提供了集成电路设计从前端、版图、流片到封装测试的完整流程中的相关知识。结合设计工具进一步强化了设计实例。电路仿真工具选用了Cadence公司的PSPICE和Spectre以及Synopsys公司的HSPICE，版图设计工具则主要选用了Cadence的Virtuoso。
　　具体修订内容如下：
　　1.第1章在集成电路的发展部分引入了当前45nm和22nm等最先进的CMOS工艺，对系统芯片SOC进行了比较详细的介绍。总结了当前集成电路发展呈现的新的趋势与特征，以及集成电路发展所面临的机遇和存在的问题。在集成电路制造途径部分，更新了我国集成电路工艺厂家能够提供的最新工艺。
　　2.为增加本书的连贯性，第4章的集成电路器件工艺部分增加了HBT和PHEMT的Π型小信号等效电路模型，为后面第6章SPICE模型部分的内容进行了铺垫。对几种器件工艺的电学性能进行了比较。在MOS管的工作原理部分，不仅提供了直观的剖面图，同时增加了文字说明，进一步强化了基本概念与基本原理。
　　3.SPICE是集成电路EDA技术的语言基础，当前几乎所有的电路仿真应用软件都是以SPICE为内核的，或者是在SPICE基础上的扩充。模拟工具的网表文件输入形式虽然原理性比较强，在处理大工程时效率高，不易出错，但是图形界面比较直观形象，易于查错，受到许多高等学校学生和研究人员的广泛欢迎。因此第7章的SPICE仿真实例部分，在第二版原有的HSPICE网表文件形式仿真实例的基础上，增加了对PSPICE图形界面输入形式的介绍，并对相同的电路介绍了图形界面的设计流程，也便于读者进行设计与比较。
　　4.第8章集成电路版图设计与工具中更新了部分软件界面图。
　　5.对第11章集成电路数字系统设计基础部分进行了改写。丰富了硬件描述语言VHDL部分的内容，增加了现场可编程门阵列（FPGA）设计实例，使本章的内容更翔实、全面，便于初学者学习，目的是加强本书的基础性。
　　为了方便读者上机练习本书集成电路仿真实例的内容，书后附有Cadence公司提供的PSPICE学生版软件光盘一张，光盘同时还配有第7章中HSPICE和PSPICE两种仿真工具的电路实例设计包。
　　本书提供配套多媒体电子课件，请登录华信教育资源网注册下载。
　　本书可作为电子、通信与信息等学科高年级本科生和硕士生的教材，也可作为集成电路设计工程师的参考用书。
　　本书的修订大纲与内容由王志功组织并审定，由陈莹梅主持编写，Cadence公司中国区AE总监陈春章博士对PSPICE软件的提供进行了大力支持，东南大学射频与光电集成电路研究所的研究生宰大伟为PSPICE软件实例做了部分前期工作。电子工业出版社的王羽佳编辑在组织出版和编辑工作中给以了很大的支持。多年来，广大读者和兄弟院校教师对本书提出的批评和建议，对我们有很大的帮助和促进。在此对以上各方人士表示衷心的感谢！并恳请读者对本书继续批评和指正。
　　编者
　　2012年12月于东南大学

《集成电路设计（第3版）》：揭秘微小世界中的智慧之光 在这日新月异的科技浪潮中，集成电路（Integrated Circuit，IC）无疑是推动现代文明进步的基石。从智能手机的芯片到航空航天的精密部件，从家用电器到尖端医疗设备，IC的身影无处不在，它们是电子设备的大脑与神经系统，更是信息时代的核心驱动力。而《集成电路设计（第3版）》这本教材，正是为那些渴望深入理解并掌握这一关键技术领域的读者精心打造的一扇知识大门。 本书并非泛泛而谈，而是以其严谨的学术态度和深入浅出的讲解，系统地梳理了集成电路设计的完整流程与核心理论。它不仅适合电子信息工程、微电子学、集成电路设计与集成系统等相关专业的高年级本科生和研究生作为教材，同样也为从事IC设计、研发、验证及相关行业的工程师提供了一份宝贵的技术参考。 精雕细琢，层层递进的知识体系 《集成电路设计（第3版）》以其清晰的逻辑结构，将庞杂的IC设计知识体系化、条理化。全书内容涵盖了从基础概念到高级应用的各个层面，力求为读者构建一个扎实且全面的知识框架。 第一部分：基础奠基——硬件描述语言与逻辑综合 任何现代集成电路设计的起点，都离不开强大的建模和描述工具。本书开篇即聚焦于硬件描述语言（HDL），重点介绍业界主流的Verilog HDL和VHDL。通过详尽的语法解析、丰富的实例演示，读者将学会如何用这些“语言”精确地描述数字电路的功能和结构，从而为后续的设计打下坚实基础。从基本的逻辑门电路，到复杂的组合逻辑和时序逻辑，再到寄存器传输级（RTL）的抽象描述，本书都进行了细致入微的讲解。 紧随其后的是逻辑综合的概念。理解逻辑综合，就是理解如何将用HDL描述的高层抽象转化为实际可执行的门级网表。本书将深入探讨逻辑综合的目标、约束条件以及常见的综合工具的工作原理。读者将学习到如何编写易于综合的HDL代码，如何优化综合结果以满足性能、面积和功耗的要求，以及如何理解和分析综合报告，从而有效指导设计。 第二部分：核心技术——电路原理与版图设计 在掌握了HDL和逻辑综合的基础后，本书将带领读者深入到集成电路设计的“硬件”层面。 MOSFET器件模型是理解现代IC工作原理的基石。本书将系统介绍MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的各种模型，从SPICE模型到更精确的几何模型，帮助读者理解器件的电学特性，如阈值电压、跨导、输出电阻等，以及它们如何影响电路的性能。 CMOS电路设计是本书的核心章节之一。CMOS（互补金属氧化物半导体）技术因其低功耗、高集成度的优点，成为现代数字集成电路的主流工艺。本书将详细讲解CMOS反相器、传输门、多路选择器、加法器、触发器等基本逻辑门电路和存储单元的CMOS实现方式，并深入分析它们的性能特点。在此基础上，本书还将介绍更复杂的组合逻辑和时序逻辑的CMOS设计技术。 时序电路设计是实现复杂功能的关键。本书将详细阐述时钟信号的作用，讲解锁存器、触发器（D触发器、JK触发器、T触发器）、寄存器、移位寄存器、计数器等时序电路的设计原理和实现方法。特别会强调时序约束，如建立时间（setup time）和保持时间（hold time），以及如何避免时序违例，这对于保证电路在高速运行时钟下正常工作至关重要。 版图设计是IC设计过程中将逻辑电路转化为物理实现的环节。本书将介绍版图设计的概念，包括标准单元库、版图布局、布线规则、设计规则检查（DRC）、版图与原理图一致性检查（LVS）等。读者将了解如何根据工艺参数和设计需求，将电路的逻辑结构转化为可制造的物理版图，以及如何通过版图设计来优化电路的性能。 第三部分：高级主题与验证 为了让读者更全面地掌握IC设计的相关技术，本书还涵盖了一些高级主题和至关重要的验证环节。 功耗分析与设计：在移动化和物联网时代，低功耗设计已成为IC设计的重中之重。本书将探讨不同电路结构带来的功耗差异，介绍各种降低功耗的技术，如动态功耗和静态功耗的分析方法，以及门控时钟、动态电压频率调整（DVFS）等策略。 版图后仿真与寄生参数提取：在版图设计完成后，需要进行更为精确的仿真以预测实际工作性能。本书将介绍版图后仿真（Post-Layout Simulation）的概念，以及如何从版图中提取寄生电阻和寄生电容，并将其用于仿真，从而更准确地评估电路的性能，发现潜在的设计问题。 测试与可测试性设计（DFT）：集成电路的可靠性离不开有效的测试。本书将介绍IC测试的基本原理，以及如何通过可测试性设计（DFT）技术，如扫描链、内建自测试（BIST）等，来提高测试覆盖率，降低测试成本，并确保产品的质量。 EDA工具的应用：在整个IC设计流程中，EDA（Electronic Design Automation）工具扮演着不可或缺的角色。本书将在讲解相关概念的同时，穿插介绍主流EDA工具在各个设计环节的应用，如综合工具、布局布线工具、仿真工具、物理验证工具等，帮助读者了解实际工作中的工具链。 精益求精，实践出真知 《集成电路设计（第3版）》的价值远不止于理论知识的传授。本书在每个章节都精心设计了丰富的实例，从简单的逻辑功能实现到复杂的模块设计，这些实例都紧密结合实际应用，能够帮助读者将理论知识转化为实践技能。此外，书中还提供了大量的习题，覆盖了从概念理解到问题解决的各个层面，鼓励读者主动思考，巩固所学。 附带的CD光盘更是本书的一大亮点。光盘中包含了丰富的配套资源，例如： 设计工具的试用版或开源版本：为读者提供实践的平台。 源代码示例：书中讲解的各种电路和设计模块的Verilog/VHDL源代码，方便读者参考和修改。 仿真波形和设计文件：帮助读者直观理解电路的行为。 相关的技术文档和论文索引：为有进一步研究需求的读者提供指引。 视频教程或演示：可能包含对关键概念的直观演示，使学习更加生动。 这些配套资源的设计，旨在最大程度地降低学习门槛，鼓励读者动手实践，通过“做中学”的方式，真正掌握集成电路设计的精髓。 面向未来，驱动创新 集成电路设计是一个快速发展且充满挑战的领域。每一代新技术的出现，都为IC设计带来了新的机遇和挑战。《集成电路设计（第3版）》在内容的编排和更新上，充分考虑了当前及未来IC设计的发展趋势。它不仅教授经典的设计方法，也为读者提供了理解和掌握新兴技术（如异构集成、先进封装等）所需的扎实基础。 通过学习本书，读者将不仅能够理解现有集成电路的原理和设计流程，更能培养起独立分析问题、解决问题的能力，以及持续学习和适应新技术的能力。这对于在竞争激烈的IC设计行业中立足并不断创新至关重要。 总之，《集成电路设计（第3版）》是一部集理论深度、实践指导和资源支持于一体的优秀教材。它将带领读者穿越微电子技术的奇妙世界，从抽象的逻辑描述到真实的物理芯片，逐步揭示集成电路设计背后的智慧与奥秘，为培养新一代的IC设计人才，推动科技的持续进步，贡献重要力量。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本书给我一种“厚重”的感觉。它不像一些速成类书籍那样，只提供一些表面的技巧。它更注重于让你理解“为什么”这样做，而不是仅仅告诉你“怎么”做。那些丰富的图表和详细的推导过程，对于我深入理解集成电路设计的原理非常有帮助。虽然这本书的篇幅比较大，内容也比较密集，需要花费不少时间和精力去消化，但我认为这种投入是值得的。它为我建立了一个比较全面的集成电路设计知识体系，让我对这个领域有了更系统、更深刻的认识。我还会继续参考它，尤其是在遇到一些基础概念模糊不清的时候，翻开它，总能找到清晰的解答。

评分☆☆☆☆☆

最近接触了《集成电路设计（第3版）》，说实话，我对这本书的期望值其实蛮高的，毕竟是“系列规划教材”嘛，而且还是第三版，理论上应该是有比较扎实的积累和更新。从我个人学习的角度出发，这本书给我最大的感受是它在理论知识的传达上，确实做到了面面俱到。一开始，我被它对基础概念的梳理深深吸引。比如，在讨论MOSFET的等效电路模型时，它不仅仅是给出了公式，而是详细地解释了这些参数的物理意义，以及它们在不同工作区域的演变。这一点对于我这种初学者来说，简直是福音。我还特别注意了它在器件建模部分的处理，比如SPICE模型的介绍，不仅仅是罗列模型名称，还深入浅出地讲解了不同模型的适用场景和精度差异，这让我对如何选择合适的模型有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

我特别关注了书中在EDA工具应用方面的介绍，虽然它没有直接提供操作教程，但它在讨论设计流程时，会频繁提及各种EDA工具（如Cadence, Synopsys等）在不同设计阶段的作用。例如，在版图设计部分，它会解释 DRC, LVS 等验证的重要性，以及这些验证是如何通过工具实现的。这种“授人以渔”的方式，让我明白工具只是实现设计的手段，更重要的是理解其背后的设计理念和方法。当我阅读到关于布局布线的部分，书中关于信号完整性、电源完整性等方面的讨论，虽然篇幅有限，但确实点出了在实际流片过程中非常关键的技术问题。这让我意识到，理论知识的掌握和实际工程问题的处理是相辅相成的。

评分☆☆☆☆☆

当然，作为一本教材，它在一些前沿技术方面可能没有那么深入，这也很正常。比如，对于一些最新的低功耗设计技术，或者更复杂的SoC设计流程，这本书的介绍就相对简略了一些。我个人觉得，在第三版的基础上，如果能增加一些关于RISC-V架构在实际设计中的应用案例，或者对一些先进的CMOS工艺技术的特点进行更详细的阐述，可能会让这本书更具时代感和吸引力。不过，考虑到教材的定位，它已经做到了在经典内容上的扎实覆盖，这一点值得肯定。它更像是为你打下坚实的基础，让你在后续的学习中，能够更容易地去接触和理解那些更复杂的、更新的技术。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排结构也是我比较欣赏的一点。它从最基本的器件原理讲起，然后逐步深入到模拟电路和数字电路的设计。尤其是在模拟电路设计部分，像差分放大器、电流镜、运放等核心模块，这本书都给了相当详细的讲解，并且配有大量的图示和例子。我印象比较深的是它在介绍运放的频率响应时，不仅讲解了增益-频率曲线，还分析了各种补偿技术对稳定性的影响，这对于理解实际电路的性能至关重要。此外，它在数字电路设计这块，也覆盖了组合逻辑和时序逻辑的基本单元，以及一些常见的微处理器结构。虽然我对数字这块接触不多，但从它的讲解方式来看，还是非常系统和循序渐进的。

评分☆☆☆☆☆

质量很好，还有塑封包装。

评分☆☆☆☆☆

质量很好，还有塑封包装。

评分☆☆☆☆☆

书很好

评分☆☆☆☆☆

还不错还不错还不错还不错还不错还不错

评分☆☆☆☆☆

代同事买的！！！！！

评分☆☆☆☆☆

很好

评分☆☆☆☆☆

上课的教材，最新版的，不错

评分☆☆☆☆☆

价廉物美好东西价廉物美好东西

评分☆☆☆☆☆

很好