第01章模拟集成电路设计绪论课件.ppt
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- 01 模拟 集成电路设计 绪论 课件
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1、模拟CMOS集成电路设计:时 间:2009年12月10日韩 可电子工程学院Email:Tel:61198659第第1章章 模拟集成电路设计绪论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课程安排课程安排课程划分n总学分:3n总学时:48n理论课:32学时,2学分(第4周-第20周),教材1-10章n实验课:16学时,1学分(13周以后)成绩评定:n 作业及平时成绩、开卷考试:50%n实验成绩:50%第第1章章 模拟集成电路设计绪论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6集成电路的发
2、展集成电路的发展-ENIAC(埃尼阿克)(埃尼阿克)1946年诞生第一台计算机2.4x0.9x30.4818000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SIM2.0(2006移动酷卡)移动酷卡)25.2mm x 15.0 mmARM7TDMI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。高度:高度:123.8 毫米毫米宽度:宽度:58.6 毫米毫米厚度:厚度:7.67.6毫米毫米重量:重量:112 克克尺寸
3、和重量尺寸和重量IPHONE5(2012)7.6 毫米毫米1123.8 毫米毫米58.6 毫米毫米处理器处理器nApple A4的die尺寸为7.3x7.3mmn采用45nm工艺n面积53平方毫米nA6运算速度两倍于运算速度两倍于iPhone 4S采用的采用的A5处理器,处理器尺寸处理器,处理器尺寸缩小了缩小了22%集成电路发展趋势:处理器工艺的发展(集成度增高)集成电路发展趋势:处理器工艺的发展(集成度增高)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
4、压(V)L集成电路技术发展带来的变化集成电路技术发展带来的变化2010年我国集成电路市场应用结构年我国集成电路市场应用结构2000-2010年我国集成电路进年我国集成电路进出口额出口额15电路设计分类电路设计分类n分立电路设计n集成电路设计l混合集成电路设计l单片集成电路设计n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。n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、Bipolar、BiCMOS集成电路设计方法的改变集成电路设计方法的改变数字集成电路设计流程数字集成电路设计流程数字集成电路设计数字集成电路设计 集成电路制造
5、概述集成电路制造概述Used with permission from Advanced Micro DevicesOxidation(Field oxide)Silicon substrateSilicon dioxideoxygenPhotoresistDevelopoxidePhotoresistCoatingphotoresistMask-WaferAlignment and ExposureMaskUV lightExposed PhotoresistexposedphotoresistSDActive RegionsSDsilicon nitrideNitrideDepositio
6、nContact holesSDGContactEtchIon ImplantationDGScanning ion beamSMetal Deposition and EtchdrainSDGMetal contacts PolysiliconDepositionpolysiliconSilane gasDopant gasOxidation(Gate oxide)gate oxideoxygenPhotoresistStripoxideRF PowerIonized oxygen gasOxideEtchphotoresistoxideRF Power Ionized CF4 gasPol
7、ysiliconMask and EtchRF PowerIonized CCl4 gaspoly gateRF Power第第1章章 模拟集成电路设计绪论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 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?自然界信号的处理自然界信号的处理(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、
8、高精度、低功耗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数字通信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数字通信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磁盘驱动电子学磁盘驱动电子学存储数据存储数据恢复数据恢复数据硬盘存储和读
9、出后的数据硬盘存储和读出后的数据无线接收机无线接收机无线接收天线接收到的信号无线接收天线接收到的信号(幅度只有几微伏幅度只有几微伏)和噪声频谱和噪声频谱接收机放大低电平信号时必须具有极小噪接收机放大低电平信号时必须具有极小噪声、工作在高频并能抑制大的有害成分。声、工作在高频并能抑制大的有害成分。光接收机光接收机光纤系统光纤系统转换为一个小电流转换为一个小电流高速电流处理器高速电流处理器激光二极管激光二极管光敏二极管光敏二极管传感器传感器(a)简单的加速度表简单的加速度表(b)差动加速度表差动加速度表汽车触发气囊的加速度检测原理图汽车触发气囊的加速度检测原理图三轴陀螺仪三轴陀螺仪iphone4中
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