模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)精選(九篇)

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第1篇：模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)范文

集成電路設(shè)計(jì)公司在招聘版圖設(shè)計(jì)員工時(shí)，除了對(duì)員工的個(gè)人素質(zhì)和英語(yǔ)的應(yīng)用能力等要求之外，大部分是考查專業(yè)應(yīng)用的能力。一般都會(huì)對(duì)新員工做以下要求：熟悉半導(dǎo)體器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成電路制造工藝；熟悉集成電路（數(shù)字、模擬）設(shè)計(jì)，了解電路原理，設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)；熟悉Foundry廠提供的工藝參數(shù)、設(shè)計(jì)規(guī)則；掌握主流版圖設(shè)計(jì)和版圖驗(yàn)證相關(guān)EDA工具；完成手工版圖設(shè)計(jì)和工藝驗(yàn)證[1，2]。另外，公司希望合格的版圖設(shè)計(jì)人員除了懂得IC設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)方面的專業(yè)知識(shí)，還要熟悉Foundry廠的工作流程、制程原理等相關(guān)知識(shí)[3]。正因?yàn)槠湫枰莆盏闹R(shí)面廣，而國(guó)內(nèi)學(xué)校開(kāi)設(shè)這方面專業(yè)比較晚，IC版圖設(shè)計(jì)工程師的人才缺口更為巨大，所以擁有一定工作經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)工程師，就成為各設(shè)計(jì)公司和獵頭公司爭(zhēng)相角逐的人才[4，5]。

二、針對(duì)企業(yè)要求的版圖設(shè)計(jì)教學(xué)規(guī)劃

1.數(shù)字版圖設(shè)計(jì)。數(shù)字集成電路版圖設(shè)計(jì)是由自動(dòng)布局布線工具結(jié)合版圖驗(yàn)證工具實(shí)現(xiàn)的。自動(dòng)布局布線工具加載準(zhǔn)備好的由verilog程序經(jīng)過(guò)DC綜合后的網(wǎng)表文件與Foundry提供的數(shù)字邏輯標(biāo)準(zhǔn)單元版圖庫(kù)文件和I/O的庫(kù)文件，它包括物理庫(kù)、時(shí)序庫(kù)、時(shí)序約束文件。在數(shù)字版圖設(shè)計(jì)時(shí)，一是熟練使用自動(dòng)布局布線工具如Encounter、Astro等，鑒于很少有學(xué)校開(kāi)設(shè)這門(mén)課程，可以推薦學(xué)生自學(xué)或是參加專業(yè)培訓(xùn)。二是數(shù)字邏輯標(biāo)準(zhǔn)單元版圖庫(kù)的設(shè)計(jì)，可以由Foundry廠提供，也可由公司自定制標(biāo)準(zhǔn)單元版圖庫(kù)，因此對(duì)于初學(xué)者而言設(shè)計(jì)好標(biāo)準(zhǔn)單元版圖使其符合行業(yè)規(guī)范至關(guān)重要。2.模擬版圖設(shè)計(jì)。在模擬集成電路設(shè)計(jì)中，無(wú)論是CMOS還是雙極型電路，主要目標(biāo)并不是芯片的尺寸，而是優(yōu)化電路的性能，匹配精度、速度和各種功能方面的問(wèn)題。作為版圖設(shè)計(jì)者，更關(guān)心的是電路的性能，了解電壓和電流以及它們之間的相互關(guān)系，應(yīng)當(dāng)知道為什么差分對(duì)需要匹配，應(yīng)當(dāng)知道有關(guān)信號(hào)流、降低寄生參數(shù)、電流密度、器件方位、布線等需要考慮的問(wèn)題。模擬版圖是在注重電路性能的基礎(chǔ)上去優(yōu)化尺寸的，面積在某種程度上說(shuō)仍然是一個(gè)問(wèn)題，但不再是壓倒一切的問(wèn)題。在模擬電路版圖設(shè)計(jì)中，性能比尺寸更重要。另外，模擬集成電路版圖設(shè)計(jì)師作為前端電路設(shè)計(jì)師的助手，經(jīng)常需要與前端工程師交流，看是否需要版圖匹配、布線是否合理、導(dǎo)線是否有大電流流過(guò)等，這就要求版圖設(shè)計(jì)師不僅懂工藝而且能看懂模擬電路。3.逆向版圖設(shè)計(jì)。集成電路逆向設(shè)計(jì)其實(shí)就是芯片反向設(shè)計(jì)。它是通過(guò)對(duì)芯片內(nèi)部電路的提取與分析、整理，實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片技術(shù)原理、設(shè)計(jì)思路、工藝制造、結(jié)構(gòu)機(jī)制等方面的深入洞悉。因此，對(duì)工藝了解的要求更高。反向設(shè)計(jì)流程包括電路提取、電路整理、分析仿真驗(yàn)證、電路調(diào)整、版圖提取整理、版圖繪制驗(yàn)證及后仿真等。設(shè)計(jì)公司對(duì)反向版圖設(shè)計(jì)的要求較高，版圖設(shè)計(jì)工作還涵蓋了電路提取與整理，這就要求版圖設(shè)計(jì)師不僅要深入了解工藝流程；而且還要熟悉模擬電路和數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)單元電路工作原理。

三、教學(xué)實(shí)現(xiàn)

第2篇：模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】帶隙基準(zhǔn)；曲率補(bǔ)償；高穩(wěn)定性

1.引言

基準(zhǔn)電路包括基準(zhǔn)電壓源和基準(zhǔn)電流源，在電路中提供電壓基準(zhǔn)和電流基準(zhǔn)，是模擬集成電路和混合集成電路中非常重要的模塊[1]。隨著集成電路規(guī)模的不斷增大，特別是芯片系統(tǒng)集成（SOC）技術(shù)[2]的提出，使基準(zhǔn)電路被廣泛使用[3]的同時(shí)，也對(duì)其性能提出了更高的要求。

基準(zhǔn)電壓源是指被用作電壓參考的高精確、高穩(wěn)定度的電壓源，理想的基準(zhǔn)電壓是一個(gè)與電源、溫度、負(fù)載變化無(wú)關(guān)的量[4]?；鶞?zhǔn)電壓源是現(xiàn)代模擬電路極為重要的組成部分，它對(duì)高新模擬電子技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展具有重要作用。在許多模擬電路中，如數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、線性穩(wěn)壓器和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中都需要高精度、高穩(wěn)定度的電壓基準(zhǔn)源。特別是在精密測(cè)量?jī)x器儀表和現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)中，經(jīng)常把集成電壓基準(zhǔn)源作為系統(tǒng)測(cè)量和校準(zhǔn)的基準(zhǔn)。鑒于此，國(guó)外許多模擬集成電路制造廠商相繼推出許多種類的高精度集成電壓基準(zhǔn)產(chǎn)品。隨著電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步復(fù)雜化，對(duì)模擬電路基本模塊提出了更高的精度和速度要求，這樣也就意味著系統(tǒng)對(duì)其中的基準(zhǔn)電壓源模塊提出了更高的要求。

本論文在分析研究寬電壓源、高精度、低溫度系數(shù)集成電壓基準(zhǔn)源的電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，探索設(shè)計(jì)出一種輸出電壓為2.5V的最佳的電路結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)電路寬電源電壓范圍（3V～36V）、低溫度漂移系數(shù)（≤10ppm/℃， -40℃～+85℃）、高精度的設(shè)計(jì)指標(biāo)。

2.寬電源電壓集成電壓基準(zhǔn)源設(shè)計(jì)

2.1 傳統(tǒng)的帶隙基準(zhǔn)源[5][6]

基準(zhǔn)電壓源經(jīng)歷了電阻分壓式基準(zhǔn)電壓源、PN結(jié)基準(zhǔn)電壓源、擊穿二極管基準(zhǔn)電壓源、自偏置電路電壓源的發(fā)展。以上各種基準(zhǔn)電壓源中，電阻或有源器件直接分壓形成的基準(zhǔn)不能獨(dú)立于電源，精度非常低。

1971年，Robert Widlar提出了一種帶隙參考電壓源技術(shù)。該技術(shù)可得到一種不依賴電源并幾乎與溫度無(wú)關(guān)的獨(dú)立基準(zhǔn)，可在低電源電壓下工作，并與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝兼容這些優(yōu)點(diǎn)使其獲得了廣泛的研究和應(yīng)用，也是本次設(shè)計(jì)采用的技術(shù)。圖1是帶隙基準(zhǔn)電源的基本原理圖。

利用熱電壓VT的正溫度系數(shù)與雙極型晶體管的基極-發(fā)射極電壓VBE的負(fù)溫度系數(shù)相互補(bǔ)償，以減小溫度漂移。其中VBE的溫度系數(shù)在室溫時(shí)大約-2mV/℃；而熱電壓VT=KT/q，其溫度系數(shù)在室溫下大約為+0.085mV/℃。將電壓VT乘以常數(shù)K以后與電壓VBE相加，便可得到輸出電壓VREF為：

即理論值K≈23.26，它使得帶隙基準(zhǔn)電壓的溫度系數(shù)值在理論上為零。由于VT與電源電壓無(wú)關(guān)，而VBE受電源電壓變化的影響很小，故VREF受電源電壓的影響也很小。

帶隙基準(zhǔn)電壓源經(jīng)歷了從Widlar帶隙基準(zhǔn)電壓源、Brokaw帶隙基準(zhǔn)電壓源、傳統(tǒng)典型的帶隙基準(zhǔn)電壓源及基于PTAT（proportional to absolute temperature）的帶隙基準(zhǔn)電壓源、CMOS帶隙電壓基準(zhǔn)源電路的發(fā)展，能夠輸出比較精確的電壓，但其電源電壓高，其基準(zhǔn)輸出范圍及各項(xiàng)性能有限，故要得到高精度低漂移的寬電源電壓集成電壓基準(zhǔn)源，就必須對(duì)以上電路在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)和提高。

2.2 寬電源電壓集成電壓基準(zhǔn)源的設(shè)計(jì)

圖2所示為帶隙基準(zhǔn)電壓源電路基本結(jié)構(gòu)框圖，它主要由五部分組成[7]：

1）帶隙電壓內(nèi)部環(huán)路—主要功能是產(chǎn)生帶隙電壓。

2）運(yùn)算放大器—使帶隙電壓內(nèi)部環(huán)路中兩個(gè)需要具有相同電壓的點(diǎn)穩(wěn)定在相同的電壓。

3）輸出級(jí)—用來(lái)產(chǎn)生最終的帶隙基準(zhǔn)參考電壓和電流。

4）啟動(dòng)電路—主要功能是確保電路在上電的時(shí)候能夠進(jìn)入正常的工作狀態(tài)。

5）偏置電路—為運(yùn)算放大器的工作提供偏置電流。

本文所涉電路采用6μm標(biāo)準(zhǔn)雙極型工藝實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了一種基于曲率補(bǔ)償，具有高穩(wěn)定性的帶隙基準(zhǔn)電路。本文在分析比較各種基準(zhǔn)電壓源性能的前提下，最終選擇了以基于PTAT（與絕對(duì)溫度成正比）改進(jìn)的帶隙基準(zhǔn)源電路作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，并對(duì)其原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析。為了進(jìn)一步提高基準(zhǔn)電壓源的性能，在深入研究溫度和電源電壓的變化對(duì)帶隙基準(zhǔn)電路穩(wěn)定性影響的基礎(chǔ)上，指出基極一發(fā)射極電壓與溫度的非線性關(guān)系是造成基準(zhǔn)不穩(wěn)定的主要原因，針對(duì)這種情況，采用了環(huán)路補(bǔ)償方法來(lái)進(jìn)行高階溫度補(bǔ)償：利用環(huán)路補(bǔ)償電流（INL）的非線性特性去補(bǔ)償基射結(jié)電壓（VBE）的非線性。并且將補(bǔ)償電流（INL）和與絕對(duì)溫度成正比的電流（IPTAT）直接相加實(shí)現(xiàn)了很好的補(bǔ)償。不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單還獲得了較好的溫度系數(shù)。另外，對(duì)所采用的運(yùn)算放大器、啟動(dòng)電路和溫度保護(hù)電路也進(jìn)行了研究，并設(shè)計(jì)了優(yōu)化合理的電路結(jié)構(gòu)。分塊對(duì)帶隙基準(zhǔn)核心電路、曲率補(bǔ)償電路、運(yùn)算放大器電路、偏置電路、啟動(dòng)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)并仿真。所設(shè)計(jì)的整體電路圖如圖3所示。

其中（a）為帶隙基準(zhǔn)核心電路，（b）為運(yùn)算放大器電路，（c）為曲率補(bǔ)償電路，（d）為偏置電路，（e）為啟動(dòng)電路，（f）為輸出級(jí)。

3.仿真結(jié)果及分析

在Cadence設(shè)計(jì)平臺(tái)下的Spectre仿真器中基于6μm標(biāo)準(zhǔn)雙極型工藝模型對(duì)電路進(jìn)行了仿真。得到電路的直流電壓特性曲線、溫度特性曲線、電源電壓抑制比曲線、負(fù)載調(diào)整率曲線、噪聲特性曲線、啟動(dòng)時(shí)間曲線，如同4所示。

4.結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)帶隙基準(zhǔn)電壓源深入的理論研究，完成了全雙極性帶隙基準(zhǔn)電壓源的設(shè)計(jì)，該基準(zhǔn)電壓源基于雙極型工藝，通過(guò)Spectre驗(yàn)證，溫度系數(shù)僅為6ppm/℃，并具有78?V/V的電源電壓調(diào)整率以及高達(dá)78dB的交流PSRR，高精度，低噪聲和驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等特性。其中各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)完全達(dá)到預(yù)期要求，具有一定的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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[5]Philip E.Alen Douglas R.Holberg.CMOS Analog Circuit Design[M].Publishing House of Electronics In dustry，2005.

第3篇：模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：運(yùn)算放大器 BTL 集成電路

1 概述

集成電路[1，2]從20世紀(jì)60年代以來(lái)，其集成度一直以2年左右翻一番的速度發(fā)展。至今超大規(guī)模集成電路，已達(dá)到了在數(shù)平方厘米的半導(dǎo)體芯片上，能夠集成100萬(wàn)個(gè)乃至1億個(gè)以上的晶體管元件，而且集成電路產(chǎn)品的種類也日益增多，價(jià)格不斷降低，性能不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域同時(shí)也在不斷擴(kuò)大，以上這些巨大變化，隨著電氣工程領(lǐng)域傳統(tǒng)的教學(xué)、科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)方式與方法等變化而不斷改變著，將對(duì)社會(huì)各方面產(chǎn)生非常深遠(yuǎn)的影響。

2 由運(yùn)算放大器TDA2030構(gòu)成的功率放大電路[3]

圖1是由運(yùn)算放大器TDA2030構(gòu)成的功率放大電路，TDA2030是一塊性能十分優(yōu)良的功率放大集成電路，其主要特點(diǎn)是上升速率高、瞬態(tài)互調(diào)失真?。惠敵龉β蚀?，保護(hù)性能比較完善；電路簡(jiǎn)單，使用方便。

用兩塊TDA2030組成如圖1所示的BTL功率放大電路，TDA2030(1)為同相放大器，輸入信號(hào)Vin通過(guò)交流耦合電容C1輸入同相輸入端1腳，交流閉環(huán)增益為KVC1＝1＋R3/R2≈R3/R2≈30dB。R3同時(shí)又使電路構(gòu)成直流全閉環(huán)組態(tài)，確保電路直流工作點(diǎn)穩(wěn)定。TDA2030(2)為反相放大器，它的輸入信號(hào)是由TDA2030(1)輸出端的U01經(jīng)R5、R7分壓器衰減后取得的，并經(jīng)電容C6反饋給反相輸入端2腳，它的交流閉環(huán)增益KVC2＝R9/R7//R5≈R9/R7≈30dB。由R9＝R5，所以TDA 2030(1)與TDA 2030(2)的兩個(gè)輸出信號(hào)U01和U02應(yīng)該是幅度相等相位相反的，即：U01≈Uin·R3/R2，U02≈－U01·R9/R5。

因?yàn)镽9＝R5所以U02＝－U01。在揚(yáng)聲器上得到的交流電壓應(yīng)為：U=U01-U02=2U02，揚(yáng)聲器得到的功率PY按下式計(jì)算：PY=4P0(P0為原來(lái)的輸出功率）。

3 電路仿真

本文用功能強(qiáng)大的multisim電子仿真軟件來(lái)進(jìn)行仿真，仿真電路圖如下圖2。

仿真效果表明：由TDA2030組成的雙電源供電BTL功放電路能把單路功放的輸出功率擴(kuò)展4倍，有效地提高了功率放大器的功率。

在實(shí)際中如果還受到集成電路本身功耗和最大輸出電流的限制，電路若在VS＝±14V工作時(shí)，PO＝28W。若在VS＝±16V或±18V（TDA 2030A）工作時(shí)，輸出功率會(huì)增加，而調(diào)試中應(yīng)密切注視兩塊電路輸出端（4腳）的直流電平，它們對(duì)地的電平都近似為零，BTL功放電路保護(hù)揚(yáng)聲器不被燒壞，通常的解決辦法是在揚(yáng)聲器回路中串聯(lián)快速熔斷絲。

4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一個(gè)由簡(jiǎn)單元件構(gòu)成的音響功率放大電路，對(duì)其電路在multisim軟件中進(jìn)行了電路仿真。眾所周知，集成運(yùn)算放大器已經(jīng)成為電子技術(shù)領(lǐng)域中一種基本的放大元件，過(guò)去一些電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員不得不花費(fèi)很大精力設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試放大器電路，現(xiàn)在則只需合理地選擇和使用集成運(yùn)放就可以實(shí)現(xiàn)其功效了。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚博學(xué)，苗匯靜.集成電路原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社.

[2]孫余凱，項(xiàng)綺明.模擬集成電路基礎(chǔ)與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006年.

第4篇：模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞 片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)論 集成電路設(shè)計(jì) 項(xiàng)目化教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2015）17-0010-02

隨著半導(dǎo)體工藝和集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，集成電路的規(guī)?？梢赃_(dá)上億個(gè)晶體管，已經(jīng)發(fā)展到片上系統(tǒng)SoC（System on Chip）?，F(xiàn)代片上系統(tǒng)（SoC）是利用IP核（Intellectual Property Core）復(fù)用和深亞微米技術(shù)，采用軟件和硬件結(jié)合的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證方法，在一塊芯片上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能。它廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、醫(yī)療設(shè)備、手機(jī)和其他消費(fèi)電子，其應(yīng)用領(lǐng)域的市場(chǎng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 2013年集成電路設(shè)計(jì)市場(chǎng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)

圖2 2008-2014年集成電路行業(yè)的產(chǎn)值

2008年以來(lái)，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值從2107億元增長(zhǎng)到2915億元。2014年，據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，共生產(chǎn)集成電路1015.5億塊，同比增長(zhǎng)12.4%，增幅高于上年7.1個(gè)百分點(diǎn)；集成電路行業(yè)銷(xiāo)售產(chǎn)值同比增長(zhǎng)8.7%，增幅高于上年0.1個(gè)百分點(diǎn)。集成電路行業(yè)的產(chǎn)值如圖2所示。

近年來(lái)，半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)在國(guó)家政策支持下發(fā)展迅速，因此對(duì)人才的需求在不斷增加。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)報(bào)道，2010年以來(lái)，中國(guó)IC產(chǎn)業(yè)對(duì)設(shè)計(jì)工程師的需求將達(dá)到30萬(wàn)人以上，并且逐年增加，但目前國(guó)內(nèi)實(shí)際人才數(shù)量相較于需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。高校是人才培養(yǎng)的搖籃，但高校大多數(shù)教授基礎(chǔ)概念，并了解基本的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)方法，遠(yuǎn)不能滿足行業(yè)的要求。

針對(duì)這一現(xiàn)象，《片上系統(tǒng)（SoC）設(shè)計(jì)導(dǎo)論》課程將結(jié)合《固體物理》《半導(dǎo)體物理》《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)》《模擬集成電路設(shè)計(jì)》《VHDL語(yǔ)言》等多門(mén)課程，以項(xiàng)目化教學(xué)的形式進(jìn)行教學(xué)，并且對(duì)其進(jìn)行探討。

一、采用項(xiàng)目化教學(xué)改善學(xué)生只會(huì)理論、不會(huì)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

（1）解決SoC設(shè)計(jì)與相關(guān)課程之間的內(nèi)部聯(lián)系，教學(xué)內(nèi)容主要涉獵到相類似的部分，通過(guò)將一個(gè)大項(xiàng)目分解成幾個(gè)小項(xiàng)目，通過(guò)逐漸加大項(xiàng)目的難度，使學(xué)生在項(xiàng)目中逐漸加深了對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，并且將課程的主要內(nèi)容相互銜接與融合，形成完整的SoC設(shè)計(jì)概念。例如通過(guò)對(duì)矩陣加法器的項(xiàng)目分解如下幾個(gè)小項(xiàng)目來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體項(xiàng)目如圖3所示。通過(guò)這些項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程完整地訓(xùn)練，既培養(yǎng)了較強(qiáng)的SoC設(shè)計(jì)能力，還提升了學(xué)生的擇業(yè)面。

圖3 項(xiàng)目流程圖

（2）項(xiàng)目中會(huì)先有示例，然后引導(dǎo)學(xué)生對(duì)分解的小項(xiàng)目做設(shè)計(jì)，熟悉設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)方法，而且解決了理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相脫節(jié)的問(wèn)題，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的理論教學(xué)方式，達(dá)到較好的教學(xué)效果。

二、 通過(guò)PDCA戴明環(huán)的方式改善設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不能用的問(wèn)題

（1）在SoC設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)跟蹤課內(nèi)外學(xué)生設(shè)計(jì)中反應(yīng)的問(wèn)題，對(duì)項(xiàng)目難易度的進(jìn)行調(diào)整，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，逐步鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作等能力。

（2）結(jié)合新的技術(shù)或者領(lǐng)域，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，在基礎(chǔ)層上讓學(xué)生邊學(xué)邊做，在單個(gè)簡(jiǎn)單的模塊中進(jìn)行訓(xùn)練，最后實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的項(xiàng)目要求的功能，達(dá)到SoC設(shè)計(jì)能力的提高。

通過(guò)PDCA戴明環(huán)的方式來(lái)持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方法，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行合理和高效的修改。PDCA戴明環(huán)如圖4所示。

圖4 PDCA循環(huán)

三、小結(jié)

教師指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)完整的項(xiàng)目，其中包括需求、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、驗(yàn)證等部分。學(xué)生不僅掌握了基本概念，也提高了設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，更提升了團(tuán)隊(duì)意識(shí)?！镀舷到y(tǒng)（SoC）設(shè)計(jì)導(dǎo)論》課程項(xiàng)目化教學(xué)改變了傳統(tǒng)的理論課教學(xué)方式，以目標(biāo)為導(dǎo)向，以設(shè)計(jì)作為考核標(biāo)準(zhǔn)，充分發(fā)揮了學(xué)生的能動(dòng)性和協(xié)作能力，使學(xué)生理論與實(shí)踐齊頭并進(jìn)，縮短了與集成電路設(shè)計(jì)人才的距離。

參考文獻(xiàn)：

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第5篇：模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：電子信息；專業(yè)課程；模擬電子技術(shù)

1 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，又稱為電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分，與數(shù)字電子技術(shù)一起統(tǒng)稱為電子技術(shù)基礎(chǔ)。是面向電子信息學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)必修課。該課程的特點(diǎn)包括：重要性，模擬電子技術(shù)是現(xiàn)代化重中之重的技術(shù)；非線性，電子放大器是一種非線性元件，需要用非線性分析方法（圖解法、微變等效近似等）；工程性，在足夠精確的情況下，為了計(jì)算方便，常用近似來(lái)化簡(jiǎn)；微觀性，深入到原子電子級(jí)分析問(wèn)題；實(shí)踐性很強(qiáng)，動(dòng)手性很強(qiáng)，需要很好的實(shí)踐，不實(shí)踐學(xué)不好；復(fù)雜性，易受多種因素影響，如溫度，隨機(jī)性，光照等等影響，參數(shù)宜變，參數(shù)分散等增加了該課程內(nèi)容的復(fù)雜程度；基礎(chǔ)性，是后續(xù)電子類課程的基礎(chǔ)，也是電子信息類專業(yè)考研的課程之一；主干性，是電子信息類本科專業(yè)的主干專業(yè)課程。本課核心是電子放大器，該課程主要就是講放大。

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的基本概念、基本分析方法已經(jīng)滲透到了各行各業(yè)各個(gè)領(lǐng)域。包括廣播通信：發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、擴(kuò)音、錄音、程控交換機(jī)、電話、手機(jī)等；互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)：路由器、ATM交換機(jī)、收發(fā)器、調(diào)制解調(diào)器等；工業(yè)領(lǐng)域：鋼鐵、石油化工、機(jī)加工、數(shù)控機(jī)床等；交通方面：飛機(jī)、火車(chē)、輪船、汽車(chē)等；軍事領(lǐng)域：雷達(dá)、電子導(dǎo)航等；航空航天領(lǐng)域：衛(wèi)星定位、監(jiān)測(cè)；醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：γ刀、CT、B超、微創(chuàng)手術(shù)等；消費(fèi)類電子領(lǐng)域：家電（空調(diào)、冰箱、電視、音響、攝像機(jī)、照相機(jī)、電子表）、電子玩具、各類報(bào)警器、保安系統(tǒng)等。電子技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使之“無(wú)孔不入”，應(yīng)用廣泛。

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生牢固掌握模擬電子電路系統(tǒng)的分析能力和集成電路的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，掌握模擬電子信號(hào)和系統(tǒng)的基本原理及基本分析方法，深入理解模擬電子電路系統(tǒng)的各個(gè)組成部分的基本原理，掌握應(yīng)用所學(xué)典型模擬電子系統(tǒng)解決信號(hào)分析問(wèn)題的方法，掌握集成電路的設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方法。為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)信息、通信方面的課程和今后的科研工作打下良好的理論基礎(chǔ)。

2 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的先修課程

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的先修課程有《高等數(shù)學(xué)》、《大學(xué)物理》和《電路分析基礎(chǔ)》，其中最重要的也是銜接最緊密的一門(mén)課程就是――《電路分析基礎(chǔ)》。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)可以將電路分析基礎(chǔ)和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)歸為同一類專業(yè)課程，從內(nèi)容上看，《電路分析基礎(chǔ)》主要讓學(xué)生掌握電子電路分析的基本能力，而《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程則是學(xué)習(xí)對(duì)模擬信號(hào)的處理分析，從模擬電子系統(tǒng)的各個(gè)組成部分出發(fā)，分別學(xué)習(xí)各種典型的模擬電子電路，給學(xué)生建立起模擬系統(tǒng)的基本構(gòu)架，為后續(xù)深入學(xué)習(xí)信號(hào)與系統(tǒng)的分析能力打好基礎(chǔ)。

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程在《電路分析基礎(chǔ)》學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，分別從微觀和宏觀探討模擬電子電路系統(tǒng)的各個(gè)方面。微觀深入到電子原子級(jí)，討論半導(dǎo)體材料的神奇，進(jìn)而分析二極管、三極管和場(chǎng)效應(yīng)管在微觀領(lǐng)域，內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的情況，從而讓學(xué)生深入體會(huì)半導(dǎo)體器件的奇妙之處。宏觀上從集成電路出發(fā)，理解集成電路的奧妙，小到微觀電子原子級(jí)，大到模擬系統(tǒng)及大型集成電路的設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程之后，學(xué)生有了系統(tǒng)的概念，信號(hào)處理的概念，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行數(shù)字電子技術(shù)的學(xué)習(xí)，學(xué)生更能理解和接受，電路分析基礎(chǔ)和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)兩門(mén)課雖然內(nèi)容不同，各有側(cè)重點(diǎn)，但很多分析方法、理論公式都環(huán)環(huán)相扣，所以可以進(jìn)行對(duì)比學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。

3 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)置知識(shí)要求

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程是電子信息專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)主干必修課程，它具有自身的體系，是理論性、實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，是學(xué)習(xí)很多后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ)。為今后深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)在專業(yè)中的應(yīng)用（例如在《信號(hào)與系統(tǒng)》、《數(shù)字信號(hào)處理》、《通信與系統(tǒng)》、《通信原理》、《嵌入式系統(tǒng)理論及實(shí)踐》等后續(xù)專業(yè)課程中的應(yīng)用）打好基礎(chǔ)，為學(xué)生建立系統(tǒng)分析的概念，培養(yǎng)學(xué)生自主分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，幫助學(xué)生成功的從中學(xué)階段對(duì)電壓電流的具體求解，過(guò)渡到本科階段自主進(jìn)行信號(hào)與系統(tǒng)的分析能力的培養(yǎng)。

4 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)置能力要求

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)置能力要求以理論基礎(chǔ)和實(shí)踐操作相結(jié)合，既保證嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚擉w系，又結(jié)合工程實(shí)踐的特點(diǎn)。通過(guò)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)能具備模擬電子電路的系統(tǒng)分析能力、大型集成電路系統(tǒng)的分析計(jì)算能力、簡(jiǎn)單的集成電路設(shè)計(jì)能力，以及電子技術(shù)系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)知識(shí)的自學(xué)能力。

5 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程達(dá)成目標(biāo)要求

通過(guò)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，掌握模擬電子系統(tǒng)的各個(gè)部分，包括電子電路系統(tǒng)與信號(hào)、半導(dǎo)體二極管及其基本電路、半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)、場(chǎng)效應(yīng)管放大電路及其應(yīng)用、功率放大電路、集成電路的組成原則、集成電路運(yùn)算放大器、反饋放大電路、信號(hào)的運(yùn)算與處理電路、信號(hào)產(chǎn)生電路、直流穩(wěn)壓電源等典型模擬電子電路系統(tǒng)的分析計(jì)算能力及基本集成電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的自主學(xué)習(xí)能力；學(xué)會(huì)用所學(xué)的典型模擬電子電路系統(tǒng)自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)完整的模擬集成電路系統(tǒng)，輔助實(shí)現(xiàn)模擬電子電路系統(tǒng)的各種基本功能；能借助實(shí)際電子電路實(shí)驗(yàn)箱和軟件模擬仿真，實(shí)現(xiàn)不同類型模擬電路系統(tǒng)的功能，通過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)操作訓(xùn)練具備處理實(shí)際工作問(wèn)題的相關(guān)專業(yè)技能，理論與實(shí)踐相結(jié)合，更好的理解模擬電子技術(shù)這門(mén)學(xué)科的專業(yè)知識(shí)，為后續(xù)專業(yè)課程打好基礎(chǔ)。

6 教學(xué)方法建議

和眾多電子信息類專業(yè)基礎(chǔ)課一樣，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程以理論講授與實(shí)踐操作相結(jié)合，理論部分也是以教師講授為主，課程內(nèi)容繁多，有時(shí)候?yàn)榱嗽谟邢薜膶W(xué)時(shí)內(nèi)完成全部的課程內(nèi)容講授，很多教師會(huì)全程進(jìn)行講授，學(xué)生被動(dòng)的接受知識(shí)，猶如過(guò)眼云煙，沒(méi)有足夠的消化理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的時(shí)間，真正理解領(lǐng)會(huì)的知識(shí)點(diǎn)非常有限，不懂的內(nèi)容還需要教師花更多的時(shí)間來(lái)反復(fù)講解，其實(shí)這樣的教學(xué)模式，教師辛苦不說(shuō)，教學(xué)效果還會(huì)極差。理論部分的講授應(yīng)該著重抓課前預(yù)習(xí)及課后復(fù)習(xí)，上課前十分鐘用來(lái)對(duì)前一次課的內(nèi)容及要求預(yù)習(xí)的內(nèi)容做提問(wèn)，以這種方式督促學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行鞏固。

綜上所述，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》這門(mén)課程對(duì)電子信息類專業(yè)的本科生非常重要，另外電子信息類本科專業(yè)基礎(chǔ)課程還有很多，不僅僅是模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，每門(mén)不同的專業(yè)課程都有其特點(diǎn)和用途，學(xué)生只要從宏觀的角度，理解其中的關(guān)聯(lián)性和銜接性，教師也可適當(dāng)讓學(xué)生了解每門(mén)課程設(shè)置的知識(shí)要求、課程設(shè)置的能力要求，以及課程的達(dá)成目標(biāo)要求等，只為每一位學(xué)生能學(xué)好每一門(mén)專業(yè)課，真正具備電子信息的相關(guān)專業(yè)技能。

參考文獻(xiàn)

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第6篇：模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)；實(shí)習(xí)基地；定向培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2014）02-0102-02

Exploration of School Enterprise Cooperation Mode of Electronic Science and Technology Specialty//Shi Jianxing， Xu Yanbin

Abstract Starting from the characteristics of Electronic Science and technology specialty， the training mode of school enterprise cooperation as a breakthrough point， to improve the students’ practical ability and training directly working talents as the goal， two aspects were summarized from the practice base construction and targeted training， explore the new road of school enterprise cooperation.

Key words electronic science and technology specialty； practice base； targeted training

2000年6月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》（國(guó)發(fā)2000〔18號(hào)〕），明確提出軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)是國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化的重要基礎(chǔ)[1]。大力發(fā)展我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)，是克服我國(guó)集成電路人才短缺，抓緊培養(yǎng)集成電路專業(yè)人才方面的重大舉措。隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，國(guó)家和企業(yè)對(duì)集成電路各類人才的需求越來(lái)越多，對(duì)人才的要求也越來(lái)越高，這些都對(duì)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科教學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)。高等學(xué)校在人才培養(yǎng)的模式上必須進(jìn)行有效的改革，校企合作體制的實(shí)施和更深層次的建設(shè)是高校人才培養(yǎng)模式改革的重要方面之一。通過(guò)校企合作體制的開(kāi)展和教學(xué)質(zhì)量的不斷提高，使畢業(yè)生在準(zhǔn)備就業(yè)的時(shí)候不僅具有深厚的理論功底，而且能夠?qū)W習(xí)和掌握相關(guān)的設(shè)計(jì)軟件，具有相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，了解行業(yè)背景和企業(yè)需求，為培養(yǎng)直接上崗型人才打下了良好的基礎(chǔ)。

1 學(xué)校目前存在的問(wèn)題

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是為國(guó)家和社會(huì)培養(yǎng)集成電路產(chǎn)業(yè)人才的重要專業(yè)分類。河北大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生主要學(xué)習(xí)集成電路工藝和集成電路設(shè)計(jì)兩大類課程，其中集成電路設(shè)計(jì)又包括電路設(shè)計(jì)和版圖設(shè)計(jì)。通過(guò)兩年的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的講授，學(xué)生可以了解和掌握集成電路制造過(guò)程中的各種工藝加工工序（如硅片的清洗、氧化、光刻和擴(kuò)散等）、集成電路中常用的設(shè)計(jì)方法（如全定制、半定制、CPLD和FPGA等）和集成電路基本單元的版圖結(jié)構(gòu)（如電阻、電容、BJT管和MOS管等）。雖然在理論授課的基礎(chǔ)上也開(kāi)設(shè)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程，但是實(shí)驗(yàn)軟件落后，以及與社會(huì)生產(chǎn)實(shí)際相脫節(jié)的狀態(tài)十分嚴(yán)重。這里以集成電路版圖實(shí)驗(yàn)為例來(lái)加以說(shuō)明。

在集成電路版圖實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，由于經(jīng)費(fèi)的限制，只能通過(guò)免費(fèi)或者低級(jí)的版圖繪制軟件來(lái)完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。由于使用軟件功能上的落后，沒(méi)有辦法讓學(xué)生更好地了解如何對(duì)版圖進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查和電學(xué)規(guī)則檢查，不能清楚地知道設(shè)計(jì)規(guī)程檢查文件，不明白版圖后仿真和電路圖與版圖的比較過(guò)程中需要注意哪些事項(xiàng)，不知道實(shí)際生產(chǎn)中相關(guān)元件的版圖繪制方法，只能簡(jiǎn)單地繪制出某個(gè)元器件的版圖，造成學(xué)生只是學(xué)習(xí)到了版圖設(shè)計(jì)中的一點(diǎn)兒皮毛，相關(guān)知識(shí)匱乏，不能很好地滿足企業(yè)的需求。

2 校企合作方案探索

實(shí)習(xí)基地的建立 2003年7月，教育部下發(fā)《教育部、科技部關(guān)于批準(zhǔn)有關(guān)高等學(xué)校建設(shè)國(guó)家集成電路人才培養(yǎng)基地的通知》，通知中要求高校要大力推進(jìn)“國(guó)家集成電路人才培養(yǎng)基地”的教學(xué)改革[1]。為了培養(yǎng)應(yīng)用型的集成電路設(shè)計(jì)人才，了解企業(yè)需求，河北大學(xué)跟北京芯愿景軟件有限公司保定分公司簽訂了校企合作協(xié)議。這既能讓學(xué)生接觸到先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件，增長(zhǎng)自身技能，又能為企業(yè)培養(yǎng)所需的人才。

在簽訂了校企合作協(xié)議之后，雙方又制定了詳細(xì)的實(shí)習(xí)基地實(shí)施方案，主要從以下幾個(gè)方面入手。

首先，暑期畢業(yè)實(shí)習(xí)。學(xué)校的畢業(yè)生需要在大三之后大四之前的暑期進(jìn)入實(shí)習(xí)單位完成畢業(yè)實(shí)習(xí)的工作。實(shí)習(xí)基地建立之后，企業(yè)可以接納電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生進(jìn)入單位實(shí)習(xí)并對(duì)學(xué)生提供培訓(xùn)。學(xué)生要嚴(yán)格按照企業(yè)的上下班制度等要求自己。在為期一個(gè)月的實(shí)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生開(kāi)闊了眼界，增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)，掌握了實(shí)際生產(chǎn)中相關(guān)元件的版圖實(shí)現(xiàn)方法，明白了集成電路產(chǎn)業(yè)中各個(gè)環(huán)節(jié)的作用和實(shí)現(xiàn)方法，為就業(yè)奠定了良好的基礎(chǔ)。

其次，雙向選擇，深入了解。在暑假畢業(yè)實(shí)習(xí)完成之后，企業(yè)對(duì)實(shí)習(xí)的學(xué)生進(jìn)行了綜合評(píng)定，學(xué)生也對(duì)企業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。通過(guò)雙向選擇的方式，學(xué)生可以在大四下學(xué)期畢業(yè)設(shè)計(jì)階段進(jìn)入實(shí)習(xí)基地進(jìn)行更深層次的學(xué)習(xí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)行雙導(dǎo)師制，由學(xué)校的指導(dǎo)教師和企業(yè)的指導(dǎo)教師共同指導(dǎo)學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文，保障學(xué)生能夠順利畢業(yè)。這既能增加學(xué)生的工作經(jīng)驗(yàn)，又能為企業(yè)本身培養(yǎng)所需的人才。

最后，除本科生的實(shí)習(xí)以外，還對(duì)集成電路工程的碩士生制定了實(shí)習(xí)計(jì)劃，并聘請(qǐng)了北京芯愿景軟件有限公司的兩名高級(jí)工程師擔(dān)任學(xué)校的兼職碩士生導(dǎo)師，對(duì)集成電路工程專業(yè)的碩士生進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)。企業(yè)根據(jù)不同層次的學(xué)生提供不同的培訓(xùn)方案，以滿足各自的需要。

定向培養(yǎng)方案 校企合作的目的不僅僅是為了提高學(xué)生的能力，為就業(yè)打好基礎(chǔ)，也是為了為合作企業(yè)培養(yǎng)合格的人才，實(shí)現(xiàn)雙贏。因此，在專業(yè)課程教學(xué)過(guò)程中，根據(jù)校企合作協(xié)議以及市場(chǎng)對(duì)人才培養(yǎng)的需要，高校應(yīng)該適時(shí)地調(diào)整教學(xué)方案。結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況，在本科教學(xué)過(guò)程中，從專業(yè)課開(kāi)始到專業(yè)選修課，都融入了實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)用到的相關(guān)內(nèi)容。

如在數(shù)字集成電路原理與設(shè)計(jì)以及模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)兩個(gè)專業(yè)課的講授過(guò)程中，凡是涉及集成電路設(shè)計(jì)方法和版圖設(shè)計(jì)部分的內(nèi)容時(shí)，都融入了芯愿景有限公司的相關(guān)書(shū)籍或資料作為補(bǔ)充內(nèi)容，讓學(xué)生更加直觀地了解企業(yè)在進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)時(shí)是如何進(jìn)行綜合考慮的。在數(shù)字集成電路綜合實(shí)驗(yàn)和集成電路CAD課程設(shè)計(jì)這兩門(mén)實(shí)驗(yàn)課中，采用芯愿景公司的軟件和素材進(jìn)行案例教學(xué)，讓學(xué)生直觀地感受到芯片制作過(guò)程中模塊安排、虛擬結(jié)構(gòu)單元、數(shù)字單元、模擬單元、有源器件、無(wú)源器件以及布局布線的相關(guān)知識(shí)，加深對(duì)集成電路芯片設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)。在集成電路版圖設(shè)計(jì)和集成電路版圖設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)兩門(mén)課程的開(kāi)始過(guò)程中，從企業(yè)聘請(qǐng)了經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師進(jìn)入課堂幫助任課教師進(jìn)行理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

以上一系列的培養(yǎng)方案，使學(xué)生對(duì)集成電路設(shè)計(jì)流程有了更清楚的認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生了解到了企業(yè)對(duì)畢業(yè)生的需求，為合作企業(yè)培養(yǎng)了所需的人才，使企業(yè)減少了招聘風(fēng)險(xiǎn)，降低了成本。

3 結(jié)束語(yǔ)

校企合作的實(shí)踐教學(xué)模式，帶給學(xué)生的不僅是對(duì)書(shū)本知識(shí)的深化和技能技巧的訓(xùn)練，更是一次記憶深刻的體驗(yàn)，是一次寫(xiě)在記憶中的成長(zhǎng)經(jīng)歷[2]。校企合作協(xié)議簽訂半年多來(lái)，經(jīng)過(guò)2009級(jí)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的檢驗(yàn)，學(xué)生深刻地感受到在理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的過(guò)程中自己還存在哪些方面的欠缺，校園里所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)在實(shí)際工作中發(fā)揮了哪些作用。實(shí)習(xí)經(jīng)歷雖然短暫，但是學(xué)生收獲頗豐，最終都找到了理想的工作。

筆者深信，隨著校企合作的進(jìn)一步開(kāi)展和合作的進(jìn)一步深入，致力于把合作真真正正地落到實(shí)處，帶給學(xué)生的將是更加豐富的工作經(jīng)驗(yàn)和待遇優(yōu)越的就業(yè)崗位，帶給企業(yè)的將是源源不斷的就業(yè)生力軍和企業(yè)品牌的進(jìn)一步推廣。

參考文獻(xiàn)

第7篇：模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)范文

EWB軟件是專為電子電路仿真的虛擬電子工作臺(tái)軟件，它是由加拿大交換圖像技術(shù)有限公司根據(jù)互動(dòng)影像技術(shù)而編寫(xiě)的，因此又被稱為電子工作臺(tái)模擬軟件。EWB軟件是電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的一個(gè)較好工具，尤其是在電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)或者實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練中，有很好的輔助效果?？梢詭椭鷮W(xué)生理解理論知識(shí)，直觀地反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果，彌補(bǔ)課堂教學(xué)所存在的缺陷。基于此進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生不僅可以熟練地掌握電子儀器的使用，還能夠?qū)ζ渚C合分析能力的提高起到促進(jìn)作用。

1 EWB電子電路仿真軟件的功能和特點(diǎn)

1.1 使用簡(jiǎn)便

EWB電子電路仿真軟件通過(guò)直觀的圖形界面建立起相關(guān)的電路原理圖，并將實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)在計(jì)算機(jī)屏幕上呈現(xiàn)，因此對(duì)于繪制線路圖所需要的組件和電路仿真測(cè)試設(shè)備就能夠直接從屏幕上的圖形界面選擇。

1.2組件庫(kù)豐富

首先，EWB軟件所能供應(yīng)的組件種類是相當(dāng)完整和齊全，數(shù)量也比較充裕；其次，分立原件庫(kù)的種類多種多樣，包含數(shù)字集成電路，數(shù)字混合圖書(shū)館以及模擬集成電路等。同時(shí)，EWB軟件還能對(duì)外提供虛擬的儀器和真實(shí)儀器儀表的相關(guān)操作，確保用戶能夠較為真實(shí)地在實(shí)驗(yàn)室里使用電爐仿真和虛擬儀器。除此之外，EWB軟件在電路分析方法上也有較大的改進(jìn)，常見(jiàn)的就涉及瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)方面分析的電路、線性分析和非線性分析等。

1.3 涉及面廣

EWB軟件同時(shí)還涉及圖書(shū)館的虛擬儀器、完整的電子測(cè)量?jī)x器、精密先進(jìn)的儀表，這些工具是電子電路設(shè)計(jì)工作的必要條件。它不僅在一定程度能夠彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)儀器和組件缺乏經(jīng)費(fèi)的弊端，也能夠?qū)⒃牧习l(fā)生的消耗和設(shè)備的損壞情況排除在外，對(duì)于學(xué)生在學(xué)習(xí)能力方面的提升有很大的幫助，不僅能夠充實(shí)課堂內(nèi)容，還加深了學(xué)生對(duì)相關(guān)概念理論和實(shí)驗(yàn)原理的了解。

1.4 操作靈活

相比在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用EWB軟件提供的虛擬儀器，使操作的方式更加靈活方便，有如實(shí)際操作的模擬電路。在常用電子儀器的測(cè)量環(huán)節(jié)，測(cè)量的結(jié)果能夠?qū)崟r(shí)地反映在EWB軟件的工具控制面板上。因此，可以幫助學(xué)生較快掌握對(duì)于電子路線圖的相關(guān)知識(shí)和電路硬件設(shè)計(jì)的專業(yè)知識(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性得到了充分發(fā)揮，對(duì)學(xué)習(xí)目的分析與解決問(wèn)題方面的能力也逐漸得到了培育。

1.5 檢測(cè)或警告相關(guān)錯(cuò)誤

EWB軟件可以在仿真過(guò)程中顯示誤差形式用來(lái)檢測(cè)或警告相關(guān)錯(cuò)誤，所以，不少學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室對(duì)各種故障的模擬電路元件進(jìn)行設(shè)置。例如，根據(jù)開(kāi)路、短路、漏電在運(yùn)行過(guò)程中的不同水平，可以觀察到在工作狀態(tài)下，電路出現(xiàn)的不同故障。

學(xué)生可以在仿真過(guò)程中改變?cè)O(shè)計(jì)，根據(jù)產(chǎn)生的結(jié)果，學(xué)生可以輕易立即應(yīng)用程序的各種選項(xiàng)進(jìn)行處理。

2 傳統(tǒng)的試驗(yàn)教學(xué)與仿真試驗(yàn)的本質(zhì)區(qū)別

理論教學(xué)是一種比較傳統(tǒng)的試驗(yàn)教學(xué)，它的中心更趨向于對(duì)理論的驗(yàn)證。所以，被稱為“驗(yàn)證”教學(xué)。因此，這種沒(méi)有創(chuàng)造性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)往往都會(huì)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)產(chǎn)生較大的限制，制約了學(xué)生主動(dòng)求學(xué)和探索熱情的培養(yǎng)。這種試驗(yàn)操作模式將實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒏鞣N任務(wù)、接線圖、數(shù)據(jù)表以及操作步驟等，都分發(fā)給學(xué)生，學(xué)生只需根據(jù)這些試驗(yàn)教學(xué)規(guī)定的內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟以及一步一步地測(cè)量?jī)x器在表格上顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，就可以完成實(shí)驗(yàn)的任務(wù)。該類型的實(shí)驗(yàn)應(yīng)該說(shuō)是比較傳統(tǒng)的，雖然具有比較強(qiáng)的針對(duì)性，操作過(guò)程也相對(duì)簡(jiǎn)便，但是對(duì)于學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)并沒(méi)有起到很多大的幫助。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)室組件和各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備的局限性的分析可知，常見(jiàn)的問(wèn)題有組件的規(guī)格不統(tǒng)一、數(shù)量不足等問(wèn)題，導(dǎo)致了所能開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量受到限制，再加上更新速度未能加快，難以適應(yīng)當(dāng)前各種新的電路設(shè)計(jì)和調(diào)試的要求，導(dǎo)致學(xué)生們僅僅能夠遵照老師設(shè)計(jì)的項(xiàng)目在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，把學(xué)習(xí)看作是一項(xiàng)任務(wù)，并沒(méi)有通過(guò)自己過(guò)多的獨(dú)創(chuàng)性思維去深入研究。

學(xué)生在電路設(shè)計(jì)的安裝、調(diào)試、測(cè)量等過(guò)程中，經(jīng)常需要重復(fù)多次進(jìn)行，這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，一方面對(duì)于電路調(diào)試會(huì)相對(duì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，另一方面設(shè)備損壞的頻率會(huì)有所提高，容易在實(shí)驗(yàn)上產(chǎn)生誤差，導(dǎo)致所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)未能順利達(dá)到應(yīng)有的效果，削弱了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性，相應(yīng)也不利于學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。

3 EWB應(yīng)用于仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)

應(yīng)用EWB可以豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，減少實(shí)驗(yàn)成本。在實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用EWB軟件，實(shí)驗(yàn)室中的儀器，零部件的品種、規(guī)格以及數(shù)量都不會(huì)受到相應(yīng)的限制，通過(guò)快捷方便的EWB軟件進(jìn)行試驗(yàn)，可以快速取得仿真模擬結(jié)果圖像，尤其是在修改電路、調(diào)試等方面，仿真試驗(yàn)有著較強(qiáng)的輔助效果。

EWB軟件及其提供的各種豐富的組件，包括測(cè)量工具，使仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)打破了空間的限制，克服了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在時(shí)間和空間方面的不足。模擬實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)，能夠?yàn)閷W(xué)生創(chuàng)造一個(gè)相當(dāng)開(kāi)放的平臺(tái)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)間上和實(shí)驗(yàn)室空間上不再受到限制。

綜合上述，通過(guò)將EWB電子設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用于相應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能在一定程度上比較有效地處理好傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)上所存在的問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)電子技術(shù)的掌握，進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，有利于學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣摺?/p>

4 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求能夠提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ粌H要求學(xué)生要學(xué)會(huì)正確使用實(shí)驗(yàn)的儀器、提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，掌握實(shí)驗(yàn)的操作技巧，同時(shí)還要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)熟練掌握數(shù)據(jù)分析的技能，并且能在數(shù)據(jù)分析中學(xué)會(huì)繪制圖表。通過(guò)EWB軟件設(shè)計(jì)出來(lái)的電路畢竟屬于虛擬電路，不可能取代傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)。筆者建議在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)該要注意與仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)合運(yùn)行，這樣不僅有利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，還能夠提高教師的教學(xué)熱情，進(jìn)而對(duì)教師的教學(xué)質(zhì)量也有較大的促進(jìn)作用。

5 結(jié)論

綜上所述，EWB是一款功能相對(duì)齊全的軟件系統(tǒng)。它的操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)足以使其在電子教學(xué)中的效果相對(duì)突出，一方面，它將枯燥的理論知識(shí)形象化，更易于學(xué)生的吸收和領(lǐng)悟，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性；另一方面，作為具有實(shí)操性的準(zhǔn)備工作的練習(xí)，能夠讓學(xué)生掌握好扎實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)，提高其創(chuàng)新的能力。對(duì)于教師而言，應(yīng)當(dāng)使用和充分發(fā)揮仿真軟件的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)將虛擬部分和現(xiàn)實(shí)部分緊密結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮EWB軟件在電子教學(xué)中的輔助作用，促進(jìn)提高教學(xué)效率和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

第8篇：模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：降壓型DC-DC；四段式斜率補(bǔ)償技術(shù)；突發(fā)模式；同步整流

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切。任何電子設(shè)備都離不開(kāi)可靠的電源，并且對(duì)電源的要求也越來(lái)越高。同時(shí)，電源技術(shù)又與現(xiàn)代控制理論、材料科學(xué)、電機(jī)工程、微電子技術(shù)等許多領(lǐng)域密切相關(guān)。目前電源技術(shù)已逐步發(fā)展成為一門(mén)多學(xué)科互相滲透的綜合性技術(shù)學(xué)科。它為現(xiàn)代通訊、電子儀器、計(jì)算機(jī)、工業(yè)自動(dòng)化、電力工程、國(guó)防及某些高新技術(shù)提供高質(zhì)量、高效率、高可靠性的電源。

本文開(kāi)發(fā)的集成電路，采用了同步整流技術(shù)和突發(fā)模式控制技術(shù)，在輕負(fù)載條件下也具有很高的轉(zhuǎn)換效率。采用根據(jù)不同占空比調(diào)節(jié)斜坡補(bǔ)償技術(shù)，消除亞諧波振蕩。

1電路原理

1.1電路內(nèi)部原理結(jié)構(gòu)圖

圖1為內(nèi)部原理結(jié)構(gòu)圖，包括使能電路、帶隙基準(zhǔn)電路、振蕩器、誤差放大器、脈寬調(diào)制比較器電路、突發(fā)模式電路、斜率補(bǔ)償電路和保護(hù)電路等。

1.2使能電路

輸入部分由上拉PMOS管和遲滯整形電路組成。由于上拉PMOS管處在飽和狀態(tài)，并且W/L很小，所以上拉管電阻很大。輸入部分這樣設(shè)計(jì)是為了防止電源電壓的抖動(dòng)對(duì)芯片的影響。只要EN管腳達(dá)到NMOS的閾值電壓，NMOS就會(huì)導(dǎo)通。

1.3基準(zhǔn)電路

帶隙基準(zhǔn)的工作原理是根據(jù)硅材料的帶隙電壓與電壓和溫度無(wú)關(guān)的特性，利用VT的正溫度系數(shù)與雙極型晶體管基極-發(fā)射極間的電壓VBE的負(fù)溫度系數(shù)相互抵消，來(lái)產(chǎn)生低溫漂、高精度的基準(zhǔn)電壓源。

電路由運(yùn)放、ΔVBE產(chǎn)生電路、修調(diào)和分壓電路組成。根據(jù)帶隙基準(zhǔn)原理可以得到該電路的ΔVBE

其中R4、R5、R6、R7、R8和R9是修調(diào)電阻，就是為了修調(diào)出零溫度系數(shù)的帶隙基準(zhǔn)電壓值。T1、T2、T3、T4和T5為修調(diào)管腳。需要修調(diào)時(shí)，可以外加電壓把短接電阻的鋁線燒斷，使修調(diào)電阻串聯(lián)進(jìn)去，從而改變了電阻的比值，達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。

1.4振蕩器

提供內(nèi)部時(shí)鐘頻率1.5MHz，并作為內(nèi)部同步時(shí)鐘。同時(shí)產(chǎn)生出鋸齒波，提供給PWM比較器和為斜坡補(bǔ)償電路提供斜坡信號(hào)。振蕩頻率可以通過(guò)反饋電壓VFB調(diào)節(jié)，進(jìn)行頻率移位。當(dāng)VFB電壓為0時(shí)，振蕩頻率下降到固定頻率1.5MHz的1/7，即為210KHz，以保證電感電流有足夠的時(shí)間進(jìn)行衰減，防止不穩(wěn)定現(xiàn)象出現(xiàn)；當(dāng)VFB電壓上升到0V以上時(shí)，振蕩頻率將逐漸上升到1.5MHz。

電路包括鋸齒波比較器、充放電回路、頻率移位比較器、RS觸發(fā)器和波形整形電路等部分。通過(guò)對(duì)電容C進(jìn)行充放電實(shí)現(xiàn)的。REF_OSC為一電源電壓通過(guò)電阻分壓得到的電壓，這一電壓作為鋸齒波信號(hào)SAWWAVE比較點(diǎn)。當(dāng)SAWWAVE電壓低于REF_OSC電壓時(shí)，該比較器輸出高電平；反之，該比較器輸出低電平。比較器輸出為高電平時(shí)，RS觸發(fā)器輸出為高，此時(shí)振蕩器輸出為低電平。RS觸發(fā)器輸出為高電平，MN1導(dǎo)通，關(guān)閉放電回路，此時(shí)對(duì)電容充電。比較器輸出為低電平時(shí)，RS觸發(fā)器輸出為低電平，此時(shí)振蕩器輸出為高電平。RS觸發(fā)器輸出為低電平，MN1關(guān)閉，MP1導(dǎo)通，MN2導(dǎo)通，放電回路形成，此時(shí)對(duì)電容放電。

1.5突發(fā)模式電路

負(fù)載較輕時(shí)，為了提高轉(zhuǎn)換效率，設(shè)定了突發(fā)模式。電路在睡眠狀態(tài)時(shí)，靜態(tài)電流很小。而在輕負(fù)載條件下，電路保持在睡眠狀態(tài)下的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，這樣就大大降低了芯片的功耗，提高了轉(zhuǎn)換效率。

由誤差放大器檢測(cè)輸出反饋電壓，由突發(fā)模式控制模塊根據(jù)誤差放大器的輸出電壓VEA_OUT控制系統(tǒng)是否進(jìn)入“睡眠狀態(tài)”。MN1正常情況下，處在導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)突發(fā)模式時(shí)出現(xiàn)時(shí)為關(guān)閉狀態(tài)。這是為了通過(guò)PN結(jié)設(shè)定突發(fā)模式的閾值。

當(dāng)輸出電壓VEA_OUT達(dá)到設(shè)定值時(shí)，VEA_OUT輸出較低電壓，突發(fā)模式控制模塊輸出輸出端SLEEP為高電平，使得電路處于睡眠狀態(tài)。此時(shí)電路中僅?；鶞?zhǔn)電壓和誤差放大器模塊工作，其他模塊處于關(guān)斷狀態(tài)，輸出電流僅由負(fù)載電容提供。當(dāng)反饋電壓高于基準(zhǔn)電壓0.8V時(shí)，由于誤差放大器是遲滯型的，當(dāng)高于0.52V時(shí)SLEEP發(fā)生翻轉(zhuǎn)，從低電平變?yōu)楦唠娖?，進(jìn)入突發(fā)模式狀態(tài)。當(dāng)再次低于基準(zhǔn)電壓56mV時(shí)，又退出突發(fā)模式狀態(tài)。

1.6斜率補(bǔ)償電路

斜率補(bǔ)償電路采用分段線性函數(shù)的原理，由于考慮到占空比即使小于50%也會(huì)發(fā)生不穩(wěn)定和次諧波振蕩的可能性，并留有一定的裕量，從占空比40%開(kāi)始分四段進(jìn)行補(bǔ)償，這樣可以對(duì)不同占空比進(jìn)行不同斜率的補(bǔ)償，更能有效地避免過(guò)補(bǔ)償和不穩(wěn)定現(xiàn)象的發(fā)生。分段線性函數(shù)是利用振蕩電路里的充放電電容上的鋸齒波電壓和四個(gè)寬長(zhǎng)比不同的跨導(dǎo)運(yùn)放來(lái)產(chǎn)生的。

當(dāng)振蕩電路里的充放電電容上的鋸齒波電壓VSAW逐漸增加到VREFL電壓附近時(shí)，跨導(dǎo)最小的M7開(kāi)始導(dǎo)通，同時(shí)M8會(huì)隨之關(guān)閉，支路電流全都經(jīng)過(guò)M7輸出；隨著VSAW電壓上升，M6、M3、M2陸續(xù)輸出電流，直到四個(gè)支路電流之和，此時(shí)為最大補(bǔ)償電流。然后通過(guò)鏡像電流去補(bǔ)償?shù)讲蓸与娏魃稀?/p>

當(dāng)進(jìn)入M7和M8組成的跨導(dǎo)運(yùn)放的線性區(qū)時(shí)，M7輸出電流為：

由上式看出，如果需要改變斜率補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償電流，間接改變補(bǔ)償斜率，只需對(duì)跨導(dǎo)運(yùn)放對(duì)管的寬長(zhǎng)比進(jìn)行調(diào)整即可。

1.7保護(hù)電路

電路集成了各種保護(hù)功能，包括過(guò)壓保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)和短路保護(hù)，為提供電源起到很好的保護(hù)作用。

2芯片版圖

圖7為芯片版圖，采用CSMC0.5um工藝，面積大小為0.9x0.8（mm2）。

3測(cè)試結(jié)果

該電路是基于CSMC0.5um工藝的模型，利用CADENCE Hspice對(duì)電路進(jìn)行仿真，通過(guò)仿真驗(yàn)證和對(duì)電源系統(tǒng)測(cè)試，其結(jié)果達(dá)到了預(yù)期要求。

測(cè)試設(shè)備主要是SI040043示波器、SI070047點(diǎn)源、自制電阻負(fù)載等，對(duì)10顆樣品進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示，從測(cè)試結(jié)果看完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4結(jié)束語(yǔ)

本文的功能模塊的電路實(shí)現(xiàn)研究成果對(duì)同類ASIC的設(shè)計(jì)具有很大的參考價(jià)值。從仿真和流片結(jié)果看，該電路的功能都可以實(shí)現(xiàn)，效率最高到92%以上，具有較好的負(fù)載階躍瞬態(tài)響應(yīng)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]Phillip E. Allen，Douglas R. Holberg . CMOS Analog Circuit Design. Oxford University Press，Inc. 2002.

第9篇：模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)范文

本文提出了基于問(wèn)題庫(kù)建設(shè)的“模擬電子技術(shù)”課程的細(xì)節(jié)教學(xué)方法。設(shè)計(jì)了問(wèn)題庫(kù)構(gòu)建的方法和內(nèi)容，通過(guò)典型問(wèn)題介紹了問(wèn)題庫(kù)中答案的構(gòu)建思路和細(xì)節(jié)。實(shí)踐表明，該方法能夠幫助教師講透原理和關(guān)系，幫助學(xué)生深刻掌握理論知識(shí)，降低學(xué)習(xí)難度，建立完整的知識(shí)體系，收到良好的教學(xué)效果，也為“模擬電子技術(shù)”的微課程建設(shè)提供素材。

關(guān)鍵詞：

模擬電子技術(shù)；問(wèn)題庫(kù)；細(xì)節(jié)教學(xué)

“模擬電子技術(shù)”課程是電類相關(guān)專業(yè)一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，然而其知識(shí)抽象、理論性強(qiáng)、內(nèi)容多，存在難懂、難教、難學(xué)的問(wèn)題[1,2]。如何將模擬電子技術(shù)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)深入淺出地、融會(huì)貫通地教給學(xué)生，逐步構(gòu)建出學(xué)生的知識(shí)體系，是教師在教學(xué)過(guò)程中面臨的重要挑戰(zhàn)，而教學(xué)的細(xì)節(jié)決定著教學(xué)的效率和質(zhì)量[3,4]。在長(zhǎng)期的教學(xué)過(guò)程中，筆者深刻體會(huì)到基于問(wèn)題庫(kù)建設(shè)的“模擬電子技術(shù)”課程的細(xì)節(jié)教學(xué)是解決以上問(wèn)題的有效方法之一。

一“模擬電子技術(shù)”問(wèn)題庫(kù)的問(wèn)題構(gòu)建

根據(jù)該課程的特點(diǎn)和教學(xué)要求，設(shè)計(jì)的問(wèn)題庫(kù)內(nèi)容包括三個(gè)方面：一是理論知識(shí)問(wèn)題，如本課程中重點(diǎn)、難點(diǎn)及各模塊之間聯(lián)系的問(wèn)題等，基礎(chǔ)理論知識(shí)是課堂教學(xué)的主要內(nèi)容，因此并不是問(wèn)題庫(kù)建設(shè)的難點(diǎn)；二是關(guān)聯(lián)性問(wèn)題，如本課程與半導(dǎo)體物理、電路、自動(dòng)控制原理等其他課程相聯(lián)系的問(wèn)題；三是擴(kuò)展性問(wèn)題，比如課本上沒(méi)有詳細(xì)介紹的或器件實(shí)踐應(yīng)用的內(nèi)容等。這些問(wèn)題按照模塊和內(nèi)容進(jìn)行分類，表1中列舉了部分模塊的三個(gè)不同內(nèi)容的問(wèn)題。問(wèn)題庫(kù)構(gòu)建方法主要有兩個(gè)，一是教師總結(jié)備課及教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提煉出來(lái)預(yù)設(shè)性問(wèn)題；二是搜集學(xué)生的提問(wèn)，產(chǎn)生生成性問(wèn)題。“模擬電子技術(shù)”的問(wèn)題往往帶有辯證思想，學(xué)生提的有些問(wèn)題提法本身不一定是正確的，但恰恰是學(xué)生沒(méi)有完全弄懂的真實(shí)狀況表現(xiàn)，這類問(wèn)題也不能忽略。問(wèn)題庫(kù)的建立是個(gè)長(zhǎng)期的、不斷充實(shí)和維護(hù)的過(guò)程，在教學(xué)中要注意不斷的搜集、記錄和更新。

二“模擬電子技術(shù)”問(wèn)題庫(kù)的答案構(gòu)建

教師要有針對(duì)性地搜集資料，根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和教材內(nèi)容，進(jìn)行整理、歸類。答案庫(kù)建設(shè)要全面和完整，回答要簡(jiǎn)單易懂，理論層層深入，做到對(duì)問(wèn)題講解的深淺有度、精煉得體。下面通過(guò)一個(gè)具體問(wèn)題詳細(xì)說(shuō)明答案庫(kù)的解答思路。為什么由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的基本運(yùn)算電路既可以放大交流信號(hào)又可以放大直流信號(hào)，而共射極放大電路只能放大交流信號(hào)？這個(gè)問(wèn)題比較綜合，涉及到從三極管放大電路到集成放大電路課程內(nèi)容的發(fā)展和聯(lián)系，問(wèn)題提法并不準(zhǔn)確，可見(jiàn)學(xué)生對(duì)放大器的放大機(jī)理掌握的不夠全面，講解這一問(wèn)題就要層層深入、條理清楚。①首先直接給出問(wèn)題的答案，但要指出模擬電路的辯證思維，即下結(jié)論是有前提的。集成運(yùn)放和共射極放大電路都既能放大交流信號(hào)，也能放大直流信號(hào)，但是有條件限制。然后逐一解釋這些限制條件。②影響放大效果的重要因素之一：放大器的帶寬與輸入信號(hào)的頻譜之間的關(guān)系。放大電路并不是對(duì)任意頻率的正弦波信號(hào)的增益都是相同的，有帶寬的限制，電容耦合的共射極放大電路和集成運(yùn)放的頻率特性如圖1(a)和(b)所示。要得到不失真的放大，應(yīng)使放大電路的通頻帶涵蓋響應(yīng)信號(hào)的頻率范圍?？梢钥闯鲋绷餍盘?hào)的頻帶在頻率為零處無(wú)限窄，如圖1(c)所示。因此如果放大電路的通頻帶包含頻率為0的信號(hào)，該電路就能放大直流信號(hào)，否則直流信號(hào)就被衰減。③解釋放大器在低頻區(qū)頻率特性不同的原因：耦合方式的影響。如果輸入信號(hào)與放大電路之間是電容耦合結(jié)構(gòu)，在低頻區(qū)，耦合電容不能被視為交流信號(hào)短路，此時(shí)增益隨信號(hào)頻率的降低而減小，因此表現(xiàn)為電容的“隔直流”作用，因而采用電容耦合方式的共射極放大電路就不能放大直流信號(hào)；而現(xiàn)代模擬集成電路中大多采用直接耦合的結(jié)構(gòu)，其信號(hào)的通頻帶一直延伸到直流，因此可以放大直流信號(hào)。④進(jìn)一步解釋為什么教學(xué)中電路的輸入信號(hào)大都為正弦波信號(hào)。實(shí)際應(yīng)用中信號(hào)源一般都是時(shí)變的非周期信號(hào)，而這樣的信號(hào)可通過(guò)傅里葉變換轉(zhuǎn)換為不同頻率的正弦信號(hào)的疊加，即可得到信號(hào)的頻譜。因此在共射極放大電路的性能研究中采用正弦波作為測(cè)試信號(hào)。⑤影響放大效果的另一重要因素：輸入信號(hào)的幅度與放大器的線性區(qū)之間的關(guān)系。三極管放大電路中，BJT的小信號(hào)模型是根據(jù)小增益法線性化后建立的，放大狀態(tài)適用于信號(hào)在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的小范圍變化情況。因此輸入的交流信號(hào)有幅度的限制，否則失真。放大直流信號(hào)時(shí)，信號(hào)的幅度也應(yīng)該有限制，可以認(rèn)為電路的工作狀態(tài)由靜態(tài)工作點(diǎn)轉(zhuǎn)移到附近另外一個(gè)工作點(diǎn)，二者的差與輸入直流信號(hào)的比值就是放大倍數(shù)。如果輸入信號(hào)的幅度超過(guò)放大區(qū)，達(dá)到飽和區(qū)，對(duì)于交流輸入信號(hào)來(lái)說(shuō)，輸出表現(xiàn)為失真的波形；對(duì)于直流信號(hào)的放大來(lái)說(shuō)，輸出信號(hào)就為正負(fù)飽和極限值。⑥擴(kuò)展說(shuō)明：集成運(yùn)放在大信號(hào)輸入下仍能工作在線性區(qū)。因集成運(yùn)算放大器由差分式輸入級(jí)、中間放大級(jí)和互補(bǔ)輸出功率放大級(jí)組成，使得運(yùn)放的輸入電阻無(wú)窮大，輸出電阻為0，放大倍數(shù)無(wú)窮大。開(kāi)環(huán)時(shí)，集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)，輸出只有兩種數(shù)值；而構(gòu)成負(fù)反饋的閉環(huán)電路后，集成運(yùn)放能工作在線性區(qū)，可由負(fù)反饋形式和外電路器件參數(shù)確定放大倍數(shù)大小，而實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算關(guān)系。由集成運(yùn)放構(gòu)成的電路共模抑制比高，性能更好。以上信息，無(wú)論對(duì)于直流輸入還是交流輸入都成立。

三結(jié)束語(yǔ)

筆者多年講授“模擬電子技術(shù)”，期望與同行共同繼續(xù)完善該課程的問(wèn)題庫(kù)。實(shí)踐證明，這種細(xì)節(jié)教學(xué)方法能夠幫助教師理清授課思路，徹底備好每一節(jié)課，建立完整的知識(shí)體系，減小教師的答疑時(shí)間；也能幫助學(xué)生理解本課程的理論和實(shí)踐知識(shí)，并建立與其他課程的聯(lián)系，提高了教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

參考文獻(xiàn)

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