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集成電路研究分析范文1
關鍵詞：城市緊湊型 架空輸電線路設計 分析與研究 路徑與桿型 走廊寬度 防雷接地
中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0114-02
進入21世紀以來，我國的經濟得到了顯著的發展，人民的生活水平和生產活動規模得到了很大程度的提升，對電力系統的要求也越來越高，在滿足其量的需求以后，很多企業和居民都開始對供電的穩定性提出了要求。在沿?；蛘咂渌容^發達城市中，由于流動人口眾多，使得城市部分地區的建筑相當緊湊，這也為電力系統的供電帶來了更大的挑戰。在經濟比較發達的大城市，負荷水平和負荷密度都顯著提高，對供電也提出了以220 kV或者110 kV輸送到符合中心的要求，相關城市規劃部門對環保以及景觀的要求都逐步提升，同時對架空線的鋪設也實行了越來越嚴格的控制。
在以往的賠償中，土地賠償占了很大的比例，如因為占用今景觀等資源而獲得的賠償的份額比例一直都在逐漸擴大，在總成本中的比例越來越高。電力系統相關工作人員如今都采用提升單位走廊面積傳輸的電力容量、減少走廊面積等方式來縮小成本?？梢?，對新技術在相關設備方面實用方面的研究，已經越來越受到重視，越來越具有價值。
1 架空輸電線路
1.1 架空輸電線路的基本介紹
架空輸電線路是采用絕緣子將全部的輸電導線固定在直立于地面的桿塔上，用以傳輸電能的輸電線路。一般來說，架空線路由接地裝置、導線、桿塔、絕緣子串、架空地線等部分組成，它們相互作用共同了形成了架空線路。
1.2 架空輸電線路的優點
相對于地下輸電線路，架空線路具有不可忽視的優點：（1）施工成本低，（2）建設周期短，（3）由于在地表以上，易于檢修與維護。因此，架空線路輸電在電力系統中得到了廣泛的使用，一般的輸電線路都是架空輸電線路。在現實生活中，不同地區的負荷點、變電站、發電站通過架空線路連接起來，對其進行輸送與交換電能，就組成了不同等級的配電網和電力系統。
1.3 架空輸電線路需要考慮的問題
架空輸電線路架立在地表以上，雖然節約了一定的成本，但是也使其直接暴露于空氣中，會受到空氣中水分等其它化學物質的腐蝕，因此必須具有相當的機械強度來抵抗結冰荷載、強風暴侵襲、當地氣溫變化、可能遇到的洪水等等。另外，雨淋、雷閃、濕霧、工業污穢等也會對架空線路的絕緣強度造成一定的影響，甚至引起停電。除此以外，電磁相互產生、相互影響，在架空輸電線路的設計與檢修中都需要考慮這些因素，避免出現一些不必要的問題。
2 輸電線路設計的分析與研究
2.1 路徑與桿型的設計
在城市中，走廊面積總是有限的，在現實生活中很少采用單獨回路，多采用雙回路或者多回路，在其兩側需要同等的半走廊寬度，這使得靠近綠地、道路的一側相對來說比較自由，可以自由利用。在特殊情況下，采用單側三相垂直桿型單回線路，效益仍然可觀。
在《110 kV～750 kV架空輸電線路設計規范》中規定：在路徑受到一定限制的地方，路基邊到桿塔邊的距離的最小值為5～6 m，但實際施工中卻不到5 m。為了避免發生意外事故，可以在鋼管桿或者角鋼塔靠近快車道的一邊鋪設管徑為0.11 m、高為1 m的鋼管護墩，電力規劃設計院等相關部門認為只要各部門協調一致便可實行。
2.2 走廊寬度的設計
一般來說，由安全距離、塔頭尺寸、風偏組成的走廊寬度，其關鍵設計在于控制風偏與抬頭尺寸，其中固定跳線的耐張塔和固定掛點的直線桿塔是控制走廊寬度十分有效的措施。按照《110kV～750kV架空輸電線路設計規范》規定，其必須滿足三個要求。
（1）內、外電壓和運行電壓條件下桿塔構件和帶電部分的最小間隙。
（2）導線的間隔寬度d，d=0.4L+U/110+0.65f，其中L是懸垂絕緣子串長度/m，U電壓/kV，f導線最大弧垂/m。
（3）接地部分與帶電作業的桿塔上帶電部分的距離最小值。一般來說，這個比較容易滿足。在特殊期情況下，如雷雨天氣時，走廊寬度L必須滿足：L={b+fsin[arc（g2/g1）+s]}*2，其中b橫擔寬度的最大值/m，g1導線自重荷載/N/（m?mm2），g2特殊情況下的水平荷載，s要求的安全基準距離/m。
2.3 防雷接地的研究
工業化在我國的推進，使得我的大氣受到了十分嚴重的污染，在部分地區甚至導致了大面積的污染事故。隨著時代的發展與科技的進步，復合絕緣子的防污性能已經經受了時間的檢驗，具有是強大的防污性能，這可以有效的延長線路的使用年限，在很大程度上縮減了維護費用。有關復合絕緣子的檢修，有關部門認為：在投入使用的1年內進行綜合檢修，往后每五到八年檢修。當然檢修的時間間隔越短越好，但是考慮到檢修成本等其它因素，需要選擇一個合理的檢修間隔。
架空線路不僅有走廊對它的空中限制，在建筑比較擁擠的地段，桿塔接地與其它地下管線有很大的鋪設矛盾，因此對地下也有很大的限制。為了解決這個問題，需要對地下管線進行不同深度的鋪設，有的采用深埋，有的采用淺埋，使其不在交叉。但是當最底部的地下管線發生問題時，進行維修需要將其上面的地下管線一起停止使用才可以進行檢修，其解決辦法就是對于埋的更深的地下管線盡量采用高質量的管線，以減少其問題與維修次數。
2.4 桿塔的設計
桿塔的主要技術參數有電壓等級、導線型號、架空地線、最大使用張力、最大使用應力、設計水平檔距、設計垂直檔距、稱呼高度、氣象條件、桿塔總質量等等。其中有的參數的設計在本文別的地方已經有所體現，現在主要對呼稱高度的設計進行分析，其必須滿計算應采用以下公式：H=f+h+Δh+λ，其中，λ是絕緣子串長/m，f導線設計最大弧垂/m，h規程規定對地距離的最小允許距離/m，Δh考慮各種因素預留的裕度/m。
2.5 其它部件的設計
在這其中，導線的主要作用是承擔傳導電流，要求導線必須具有足夠的截面以保持合理的通流密度，因為截面面積越大，相應的電阻就會越??；同時，導線基本上都處在高電位，為了減小或者避免由于電暈放電所引起的電能損耗以及電磁干擾，其最好采用比較大的曲率半徑；架空輸電熟路基本都是超高壓輸電線路，輸送容量比較大、工作電壓高，因此在很多時候都是采用分裂導線。和導線與架空地線不同，絕緣子串是由單個懸式絕緣子串接而成，其必須滿足相應的有關機械強度以及絕緣強度的要求，同時根據電壓等級的異同來確定每串絕緣子的個數，也可以用棒式絕緣子串接；在特殊地段，例如雜亂地區，必須使用特定型號的絕緣子串。
3 結語
架空輸電線路的設計與施工是相對比較復雜的，對相關工作人員要求比較高，特別是鋪設施工人員，不僅要求其具有相當的專業知識，而且還要求其必須通過自身鋪設與檢修實踐的積累提升自身實力。在施工過程中，可能會遇見各種各樣的問題，需要工作人員進行現場勘查后進行反復研究與討論，有時經過反復思考得到的結果卻不是合理的，因此，這項工作還要求工作人員具有相當的耐心與毅力。
參考文獻
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集成電路研究分析范文2
關鍵詞：電路分析；任務驅動教學模式；教學實踐
中圖分類號：TM133-4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 18-0108-01
《電路分析基礎》課程是作為電子信息科學與技術專業的必修課，認真教好這門課，有利于后續課程的教與學打下良好的基礎。因此，最近一些年以來，我們在電子科學與技術專業課程的教學中靈活地運用任務驅動教學模式來進行教學過程的改革與實踐探索，并且取得良好效果。現在將有關任務驅動教學模式及其在教學實踐中的一些應用進行探討。
一、任務驅動模式下的教學分析
（一）教學目標的分析。對《電路分析基礎》這門課程以及各個單元的教學目標進行分析，從而更好地把握當前重點需要教授知識的“主題”和相應的教學“任務”。通過教學目標來劃分出總子目標之間的關系圖，也就是意味著得到了可以到達該教學目標需要的所有教學知識點。
（二）學生特征分析。教學設計過程目的是為了可以更加高效地促進學生的學習，學生作為本次學習活動的主人翁，是作為教學設計內容的出發點、歸宿也是設計的核心。所以，要想取得整個教學活動的全面成功，就一定需要高度重視對學生特征進行全面的分析。
（三）設計任務。按照對教學目標、教學所需要的內容以及學生所具有的特征情況，設計出與當前學習主題最為密切任務作為本次學習的重點內容，讓每一個學生可以針對當前面臨的問題能夠自覺去解決。
二、任務驅動教學模式在《電路分析基礎》中的實踐應用
下面將通過“R，L，C串聯電路的諧振特性”的教學案例來作為任務驅動教學模式的實踐。
（一）實驗目的。①學會怎么樣繪制R、L、C串聯電路的幅頻特性曲線圖形。②進一步加深和理解當電路發生諧振時特點以及條件，全面掌握好電路品質因數（電路Q值）所具有的物理意義以及其對整條諧振曲線所產生的影響。教學的重點內容：諧振頻率的基本概念，Q值對整個諧振特性所產生的影響。教學的難點內容：通過分析多組數據來測量繪出諧振曲線圖形。
（二）實驗器材。實驗所需要的器材有：1臺函數信號發生器，1臺0～600V的交流毫伏表，每人自備1臺雙蹤示波器，1臺頻率計以及還要準備諧振電路實驗電路板（要求是：R=200Ω，1KΩ；C=0.01μF，0.1μF；L≈30mH）
（三）實驗過程。任務一：按實驗要求組成監視以及測量電路。首先使用C1和R1，通過交流毫伏表來其測電壓，應用示波器來監視電路的輸出信號源。要求信號源的輸出電壓是 ，并且做使其值保持穩定。
任務二：提問：當信號源頻率不變化的前提下，電阻R兩端電壓值UR會發生一定的變化，那怎么才能改變？是否存在著某種特殊情況呢？學生需要帶著一系列的疑問來進行本次的實驗。當學生思考了一段時間之后，老師可以對學生進行必要的指導，將已有的毫伏表連接在R（200Ω）兩個終端，使信號源的頻率由小到大慢慢發生變化，如果出現 的讀數是屬于最大值時，那么所讀到頻率計上的頻率值也就是電路的諧振頻率 ，并且測量Uc與UL之值。
任務三：提問：全面了解了諧振頻率相關的概念這后，我們還需要關心好在諧振點之外的事，如：UR，UL，Uc之間的一些變化情況，也就是需要找出 和 以及 的變化，具體操作過程是在諧振點的兩側，將頻率遞減或者遞增500HZ也可以是1KHZ，按一次的順次取出8個適當的測量點，測出Uo，UL，Uc在8個點中的各個值并做好記錄。
任務四：可以任意選擇三組數據繪制出三條曲線 ， ， ……通過這種做法來引入新的知識點：諧振曲線。
任務五：電路中R和C值的變化與Q值之間存在什么樣的關系？（學生在問題適時的啟發下，與所學的知識產生聯系，從而很容易的分析出R和C的改變會直接對Q的值產生變化）
任務六：在結合以往所學到知識的基礎上，要求能夠計算出有多種情況的通頻帶與Q值，說明當出現不同的R值時對電路通頻帶與品質因數之間的影響。
任務七：觀察實驗所得到的三組數據中的諧振，判斷輸出電壓 和輸入電壓Ui之間是否存在相等？請分析具體原因。
任務八：實驗結整后要求學生總結和歸納出串聯諧振電路的特性。
三、“電路分析基礎”課程任務驅動教學模式的探討
筆者通過多年的教學實踐，對于任務驅動教學法在《電路分析基礎》課的應用有以下幾點建議：
（一）重視任務制定的合理性。建構主義教學設計原理中是這樣強調的：作為學生的學習活動一定需要與大的任務或者問題相結合起來，讓每一個學生都可以在真實的教學情境中帶著任務進行學習，通過探索問題的方法來驅動以及維持學習者對學習產生興趣與動機。最終使制定的任務是合理的、科學的。
（二）保留和發揚傳統授課模式的積極因素。任務驅動教學需要教師進行必要的指導，假如過度的強調由學生去自由學習和發現，最終會造成學生在學習出現放任自流的現象，同時也會造成教學上的混亂，因此，在明確教師的主導性這一點來看，任務驅動教學模式需要吸收過去的課程講授法的一些優點，通過傳統講授的優點結合任務驅動教學模式來達到教學的制高點。
（三）對教師提出了高水平的要求。任務設計中需要考慮學生在學生中可能會遇到的一些難點，因此，教師在上課前需要抓住上課內容的重點、難點，并且進行必要的分析，提供“暗箱”式的教學思路，對學生的學習加以引導。學生在學習遇到的任務難題時，怎么樣才能在有限的時間內使學生可以快速地完成任務并且少走一些彎路，因此，教師進行一定的暗示是十分必要的，但是應以“暗箱”式給予解答，一定不要固化步驟，從而造成禁錮學生的思維。
四、結束語
綜上所述，文中在任務驅動教學模式指導下進行教學設計所必須完成的內容以及步驟，通過實驗案例來進行教學實踐，結果表明了任務驅動教學符合學生認知規律，能夠促進學生學習《電路分析基礎》的積極性、主動性，還培養了學生動手實踐能力。
參考文獻：
[1]劉景夏.“電路分析”課程教學改革的再思考[J].電氣電子教學學報，2008.
集成電路研究分析范文3
【關鍵詞】集成電路 現狀 發展趨勢
目前，隨著信息技術水平的逐漸提高，集成電路產業得到了迅猛的發展，集成電路是信息產業發展的基本保證，在市場經濟愈加激烈的環境中，集成電路對國家、社會、企業都有著巨大的影響。文中將分析集成電路的現狀及其發展趨勢，旨在促進集成電路的進一步發展。
1 集成電路的現狀
集成電路發展起步較早，發展時間較長，通過不斷的研發、引進與創新，其發展速度不僅逐步加快，其生產規模也在不斷擴大。通過對集成電路的持續研究，實現了對其的全面了解與掌握，隨著信息技術的提高，集成電路各種工藝技術在整機中得到了廣泛的運用，而這主要得益于其具備批量大、成本低、可靠性強等特點。集成電路保證著信息產業的發展，其中對電子信息產業發展起到的積極影響最為突出。同時，集成電路受到市場與技術的影響，其產業結構在逐漸調整，但是其調整需要根據整機和系統應用的現狀及發展需求來進行，只有這樣，才能獲得廣闊的市場，進而實現其價值。
集成電路中單片系統集成芯片的特征尺寸在不斷縮小、芯片的集成度在逐漸提升，工作電壓在逐漸降低，集成電路的優勢更加顯著，主要表現在高集成度、低耗、高頻等方面；同時，集成電路的工藝技術也在發展，其中超微細圖形曝光技術得到了廣泛的應用，促使IC制造設備及其加工系統實現了自動化與智能化。集成電路在設計過程中，最為重視的便是其系統設計、軟硬件協同設計、先進的設計語言、設計流程，設計的低耗、可靠性等。為了促使集成電路形成完整的系統，實現了對各種技術的兼容，包括對數字電路與存儲器的兼容、高低壓的兼容以及高低頻的兼容等。
集成電路的發展有著深遠的影響，能夠促進經濟的持續發展。而電子產品的快速發展，使人們對電子產品的需求得到了滿足；并且集成電路促進了通信的發展，進而給人們的生活帶來了巨大的改變，人們的工作與學習都因此發生了較為明顯的變化，具體表現在工作效率得以提高、學習方式得以豐富上；在信息技術的帶動下，集成電路得以發展，滿足了企業的需求，促進了企業綜合競爭力的提高，使企業能夠在激烈的市場競爭環境中有所發展，并在全球化、一體化的世界經濟環境中，不斷進步。集成電路的發展與應用影響著全球的經濟，促進了區域經濟的發展，推動了中國經濟的快速增長。
2 集成電路的發展趨勢
在信息技術高速發展的時代，集成電路也在不斷發展，不僅其各種技術逐漸發展成熟，其各個領域的應用也在不斷擴展，集成電路發展的目標是為了實現高頻、高速、高集成和多功能、低消耗，其發展趨勢呈現出愈加小型化、兼容化的特征。下文將闡述集成電路的發展趨勢，主要表現在以下幾方面：
2.1 器件的特征尺寸繼續縮小
集成電路的特征尺寸一直按照摩爾定律在發展，集成電路的更新時間普遍為兩年左右，隨著集成電路的發展，依照此定律，集成電路的器件將逐漸進入納米時代。相信，隨著科學技術水平的逐漸提高，集成電路在新技術的帶動下，其芯片的集成度將逐漸提升，其特征尺寸也將持續縮小。
在激烈的市場競爭環境中，要不斷提高集成電路產品的性價比，才能獲得綜合的競爭優勢，集成電路的高度集成與縮小的特征尺寸，提高了其性價比，促進了集成電路的持續發展。集成電路的特征尺寸已經接近其物理極限，但隨著加工技術不斷提升，市場競爭壓力不斷增加，集成電路的技術將有所發展，在其微細化方向有著巨大的發展潛力。同時，隨著IC技術及其設計水平的提升，集成電路的發展規模也在不斷擴大，并且集成技術愈加復雜，而這則使得集成電路的存儲量不斷增加，并且其反應與傳輸速率都在提升。
2.2 結合其他學科，促進新技術、新產業的形成
集成電路積極與其它學科進行結合，進而形成新的技術、產業、專業，改變著傳統的格局，使其逐漸融合，促使集成電路的片上系統愈加復雜。片上系統在不斷發展，并得到了廣泛的關注，對其研究也在逐漸深入，從而促進了其快速的發展與運用。片上系統技術的應用，對移動通信、電視及網絡有著深遠的影響，其發展前景十分廣闊。
2.3 集成電路的材料、結構與器件等快速更新
集成電路在發展過程中，其材料、結構與器件等在不斷更新，其中新材料絕緣體上硅具有眾多的優點，如：高度、低耗以及抗輻射等，在不同的領域均可以應用，發展空間十分廣闊；其中Si異質結構器件也具有高速的優點，同時由于其具有較高的性價比，其應用較為廣泛。集成電路的其他新材料、新結構與新器件等都普遍具有高速、低耗、抗輻射、耐溫等特點，我們可以預見，集成電路的應用前景將越來越好。
2.4 集成電路的系統集成芯片
集成電路的技術在不斷發展，其可以通過將電子系統集成在一個微小芯片上，進而實現對信息的加工和處理。片上系統屬于系統集成電路，而將集成電路的數字電路、存儲器等集成在一個芯片上，將形成更加完整的系統。
3 總結
綜上所述，隨著信息技術的持續發展，集成電路因其自身的優勢得到了廣泛的研究與運用，其發展速度是驚人的，目前，集成電路受到諸多因素的影響，其發展受到制約，但隨著其整體尺寸的逐漸縮小及其材料、結構與器件等的快速更新，集成電路將得到進一步的發展，并進一步促進各個領域的自動化與智能化。
參考文獻
[1]閔昊.中國集成電路的現狀和發展趨勢初析[J].電子技術，2011，12（01）：5-6.
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[3]張巍，徐武明.國內集成電路產業特點、問題、趨勢及建議[N].江承德民族師專學報，2011，5（02）：9-10.
作者簡介
鐘文瀚（1986-），男，湖南省冷水江市人。2012年畢業于廣西大學控制理論與控制工程專業，碩士學位?，F為國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心實習研究員。研究方向為自動控制。
集成電路研究分析范文4
關鍵詞 模擬集成電路設計；理論與實踐相結合；仿真實驗
中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2013）30-0095-02
集成電路設計相關課程體系是各高等院校電子科學與技術、電子信息科學與技術等工科專業核心專業課程設置的重要組成部分，為大學生深入學習掌握集成電路設計的基本原理、分析方法、仿真方式等打下基礎。大多數理工科高校對電子類專業開設模擬集成電路設計和數字集成電路設計的課程，對學生進行綜合培養。對于模擬和數字集成電路設計，如果要深入到晶體管級進行分析和設計，那都必須進行原理的深入學習。而在現實工作中，數字集成電路設計主要是通過運用高級硬件電路描述語言基于門級對電路進行設計，晶體管級的原理分析只是理論基礎。模擬集成電路設計則必須完全深入晶體管級進行分析和設計，所以模擬集成電路設計更加繁瑣和復雜，對理論分析的要求也更高。
本文通過筆者多年來在模擬集成電路設計理論和實踐教學中積累的經驗和教學心得，對如何在繁瑣和復雜的教學中使學生更好地掌握知識體系進行探討。
1 教材的選擇
1.1 國外經典教材的參考
集成電路的設計國外特別是美國要領先中國幾十年的技術水平，如絕大多數高精尖端的芯片都是被INTEL、AMD、TI、ADI這樣的跨國巨頭所壟斷，在教學知識體系方面自然是美國的高校如斯坦福、加州大學等要比國內高校更加系統和完善。美國出版的多本教材更是被奉為集成電路設計的圣經，如拉扎維編著的《模擬CMOS集成電路設計》、艾倫編著的《CMOS模擬集成電路設計》等。但是即使是被奉為圣經的教材，雖然經典，也有其局限性。如拉扎維編著的《模擬CMOS集成電路設計》對電路的理論分析非常透徹且深入淺出，卻缺乏相應的仿真實驗來驗證其理論分析；而艾倫編著的《CMOS模擬集成電路設計》雖有部分仿真實驗來驗證其理論分析，但其理論分析又不如拉扎維的教材那么透徹和深入淺出。
1.2 國內教材的選擇
國內的高校雖然較國外高校而言在集成電路設計領域起步要晚，差距也很大，但是在近些年國家政策的大力扶持下，已經有了突飛猛進的發展。國內也有了幾本模擬集成電路設計知識講解得比較透徹的教材，比如：清華大學王自強編著的《CMOS集成放大器設計》就從簡單知識入手，講解淺顯易懂；東南大學吳建輝編著的《CMOS模擬集成電路分析與設計》分析比較透徹，講解自成體系。但是國內出版的教材也都缺乏相應的仿真實驗來驗證其理論分析。
針對國內學生在集成電路設計知識領域基礎比較差的現狀，可以選擇國內講解得比較簡單淺顯的教材為主線，并以國外經典教材為參考。
2 教學方法的改進
模擬集成電路設計作為電子科學與技術專業的一門專業核心課程，比某些專業基礎課程如電路原理、數字電子技術、模擬電子技術等要難度更大，也更為繁瑣和復雜。如果按照傳統方式進行講解，或者說僅僅是按照教材進行理論分析和推導，那么學生很難對這門知識深入理解和掌握。因此，在教學理論知識的過程中，穿教材中沒有的、可以驗證其相應理論的仿真實驗，這樣能夠更好地使學生理解和掌握理論知識。
2.1 以HSPICE仿真實驗為輔助
SPICE是一種可以用于電路仿真的工具，大家所熟知的有PSPICE，它是一種可以適用于分立原件的電路仿真工具，而HSPICE是在集成電路設計領域專業使用的高精度的仿真工具。專業的集成電路設計公司和研究所都是使用UNIX或LINUX環境下的大型專業工具軟件進行集成電路設計仿真，而筆者所在高校因為在此領域起步較晚，專業開設也較晚，專業實驗室也并不具備，所以并不具備很好的實驗條件來進行實驗輔助教學。因為HSPICE具有可以在Windows環境下方便使用的小型版本的軟件，所以可以很方便地用在課堂教學中。
2.2 理論與實踐相結合教學
在繁瑣復雜理論分析和推導的過程中，不斷地穿HSPICE仿真，來驗證理論分析和推導的結果，可以讓學生顯著加深對理論的理解和掌握。HSPICE仿真部分的內容是清華、復旦、東南大學等高校教師出版的教材里面都沒有詳細講解的內容，也是他們課堂理論講解過程中不會涉及到的知識。而在筆者所在高校以HSPICE仿真實驗為輔助，結合理論教學后，取得了積極顯著的教學效果，學生對理論知識的理解和課程考試成績都得到了大幅度的提升。以2008級到2010級電子類專業的學生為例，模擬集成電路設計課程考試得優率從22%提升到了43%以上，學生對此教學方法也是高度認同。
3 結束語
在我國大力實行人才戰略，強調人才培養的大環境下，筆者所在高校也響應國家號召，加強本科生培養，實施卓越工程教育，取得積極可喜的成績。國家在近些年大力支持集成電路設計的產業發展，國內在此領域也有了長足進步，但也更加需要更多的專業人才來滿足市場需求。在此背景下，本文積極探索和提高模擬集成電路設計的教學方法，取得長足的進步和發展，也得到學生的高度認同。筆者希望自己的經驗和方法可以為兄弟院校相關專業的教學提供參考和借鑒。
參考文獻
[1]Lazavi.模擬CMOS集成電路設計[M].西安：西安交通大學出版社，2003.
[2]Allen P E.CMOS模擬集成電路設計[M].2版.北京：電子工業出版社，2011.
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集成電路研究分析范文5
【關鍵詞】微電子；技術應用；發展趨勢
在現代化微電子技術的不斷發展過程當中，微電子技術對社會的現代化發展起著重要作用。現代信息化技術的基礎是由集成電路學與微電子學所構成。集成電路技術現在已趨于成熟，其可為企業在社會化建設帶來無限機遇。微電子技術不僅是信息產業化發展的核心，也是其發展的基礎，更是產業信息化的關鍵。為達到對電子產品應用的便利性，與提高其空間的利用率為目的，促進電子產品的微型化開發。
一、微電子技術的發展方向
國內外的專業技術研究人員正在對其開發工作進行著不斷的努力，現如今，大多數人對于微電子技術的使用已經產生了依賴感，為了使微電子技術能更好的應用于生產與生活當中的各個層面當中，為其得以可持續性的健康發展，要對其發展方向得以確認。
二、集成電路工程概念與特點
（一）集成電路工程
集成電路工程是整合、集成不曾存在聯系的功能和設備，將微電子技術進行有效的結構，通過布線系統，利用綜合性網絡技術手段，并通過集成電路項目體現出來的功能[1]?？蓪⒓呻娐匪械墓δ芎驮O備進行科學的統一協調，可對管理效率進行有效的提升，從而達到互聯網系統的資源共享，在我國微電子技術不斷更新的過程中，微電已逐步地滲透進了各個行業中。
（二）集成電路工程特點
（1）不可控因素較多。現如今，微電子操作流程相對比較固定，集成電路工程應用于微電子中，對我國固有的傳統銷售產業產生了一個猛烈的沖擊。集成電路工程中存在著大量的不可對其控制的未知因素。因其性質的不同，所導致的影響也有所不同，其最終結果當然也不一樣，在現如今，微電子以各種形式存在于人們的生產生活當中，人們已對其產生了依賴感，并將其運用到生活當中的各個層面當中。在改革開放后，我國電子事業發展速度較快，但對微電子設備進行使用過程當中，對其應用進行科學的分析后，得出結論，在我國，微電子技術還處在發展的一個初級階段，也就說明了，微電子管理制度與其相關的一些輔的管理工作并沒有得以完善。
（2）多種系統、學科整合。微電子技術對多種科學進行一個綜合性的整合，同時，又運用多個學科去分別其研究，從而達到微電子系統的集成。在正常的集成電路運作過程當中，其涉及的多種學科知識，集成電路是一個融合了多個科學的綜合性工程，其利用數學中的方程式，把物理方面的知識，融入商業運營中，具有邏輯性的一個及為經典的、科學的綜合性技術工程當中去。
（3）創造性。微電子技術主要利用集成電路工程對其服務的一種技術，而微電子又主要對產業進行有效的服務。呈現出集成電路工程的創造性與其獨特性的一面。集成電路的特點與其工程特點，主要表現在隨著集成電路工程的不同其最終結果也隨著改變。集成電路工程技術形成過程其實是一個具有創造性的工作。
三、微電子學與集成電路解讀
微電子學屬于電子學其中的一個學科分支，是一門科學性、綜合性都比較強的獨立學科，為達到對電子產品應用的便利性，與提高其空間的利用率為目的，促進電子產品的微型化開發。在對微電子進行研究的過程中，會涉及量子力學知識以及與其相關的物理學知識，在對其研究過程當中，必須要將集成電路歸納到其中。微電子的相關電子元件組成了集成電路，再利用微電子學的高性能等特點，達成微電子學所要達成的發展目標，與其相關的功能電路或體系相結合，并把集成電路工程當成微電子學的一個科目。在實際生活中集成電路具有：造價低、能量消耗低等優點，在現代生產與生活的過程當中，集成電路工程中的微電子技術已趨于成熟，成為現代數據信息化時代的重要部分之一。
四、微電子發展狀態與趨勢分析
（一）微電子技術與其他技術結合
近些年來，諸多的新型技術不斷的涌現，這與微電子技術的不斷發展是分不開的，在與其他技術不斷的相融合的過程當中，衍變而來[2]?，F如今，能與微電子技術相融合的技術有很多，譬如：將光學方面的理論、機械方面的技術與微電子相互融合，在其相互融合過程當中可取之長、補其短。形成了新的體系——微光機電系統，并創造出了新的功能，比如：利用光進行開關與對物體成像等功能。利用微電子技術在和其他技術相融合的過程當中，衍生出來的具有創新意義的技術，可對相關聯的產業發展起著推動的作用，對我國社會主義經濟發展起著建造基礎的作用。
（二）硅基互補金屬氧化物半導體
現階段微電子的主流工藝是硅基互補金屬氧化物半導體技術，溝道程度得以有效的縮小，在此基礎上可對電路集成的速度與集成度進行科學有效的提升，其主要是在借助于金屬氧化物半導體場效應晶體管技術的基礎上所達成的。對芯片的信號延遲現象進行科學的改進、電路的穩定性得以有效的提高、電路在生產過程中所需要的成本合理的降低，在此基礎上提高整個運行系統的工作效率，在對這一系列操作進行研究的過程當中，其具有非常高的應用價值。硅基互補金屬氧化物半導體電路技術，將成為來未來主要要研究的對象，并且對硅基互補金屬氧化物半導體電路進行不斷的優化與縮小，對其他設備的需求進行科學合理的滿足。
（三）集成電路已成為當前微電子技術發展的重點
現階段，集成電路工程在實際應用過程當中還會出現這樣或是那樣的問題，譬如：因電路導致其出現的延時的情況等因素，還需及時的對其進行科學有效的處理。在微電子學的研究過程當中，在對集成電路進行合理與科學的分析，因微電子芯片在建立過程當中，所有的操作都是建立在成熟的集成電路工程之上的。對微電子在集成電路工程的研究，各國專業技術人員，還在不斷的努力著，在不遠的將來，還會有新的突破。
（四）微電子技術在集成電路當中的應用
在現代生產生活當中，對微電子技術的應用過程當中，可對微電子技術以及與其相關的微電工技術進行有效的利用，去完成對微機電系統進行完整的信息構建，可對其加以利用，進行信息化處理、信息化傳遞與信息采集的過程，以此為基礎，進行科學有效的操作，這一操作對微電子的集成電路工程的應用，有著相當高的價值[3]?，F如今，一個國家所擁有綜合國力與其科學技術的發展水平可通過微電子技術對其進行展現。隨著對集成電路與微電子技術研究的逐步加深，微電子技術對改善我國人民生活水平，起著關鍵作用，因其技術已逐步應用到了人們生產生活當中的各個層面。
集成電路研究分析范文6
關鍵詞：模擬 集成電路 設計 自動化綜合流程
中圖分類號：TN431 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（a）-0062-02
隨著超大規模集成電路設計技術及微電子技術的迅速發展，集成電路系統的規模越來越大。根據美國半導體工業協會（SIA）的預測，到2005年，微電子工藝將完全有能力生產工作頻率為3.S GHz，晶體管數目達1.4億的系統芯片。到2014年芯片將達到13.5 GHz的工作頻率和43億個晶體管的規模。集成電路在先后經歷了小規模、中規模、大規模、甚大規模等歷程之后，ASIC已向系統集成的方向發展，這類系統在單一芯片上集成了數字電路和模擬電路，其設計是一項非常復雜、繁重的工作，需要使用計算機輔助設計（CAD）工具以縮短設計時間，降低設計成本。
目前集成電路自動化設計的研究和開發工作主要集中在數字電路領域，產生了一些優秀的數字集成電路高級綜合系統，有相當成熟的電子設計自動化（EDA）軟件工具來完成高層次綜合到低層次版圖布局布線，出現了SYNOPSYS、CADENCE、MENTOR等國際上著名的EDA公司。相反，模擬集成電路自動化設計方法的研究遠沒有數字集成電路自動化設計技術成熟，模擬集成電路CAD發展還處于相當滯后的水平，而且離實用還比較遙遠。目前絕大部分的模擬集成電路是由模擬集成電路設計專家手工設計完成，即采用簡化的電路模型，使用仿真器對電路進行反復模擬和修正，并手工繪制其物理版圖。傳統手工設計方式效率極低，無法適應微電子工業的迅速發展。由于受數/?；旌霞哨厔莸耐苿?，模擬集成電路自動化設計方法的研究正逐漸興起，成為集成電路設計領域的一個重要課題。工業界急需有效的模擬集成電路和數模混合電路設計的CAD工具，落后的模擬集成電路自動化設計方法和模擬CAD工具的缺乏已成為制約未來集成電路工業發展的瓶頸。
1 模擬集成電路的設計特征
為了縮短設計時間，模擬電路的設計有人提出仿效數字集成電路標準單元庫的思想，建立一個模擬標準單元庫，但是最終是行不通的。模擬集成電路設計比數字集成電路設計要復雜的得多，模擬集成電路設計主要特征如下。
（1）性能及結構的抽象表述困難。數字集成電路只需處理僅有0和1邏輯變量，可以很方便地抽象出不同類型的邏輯單元，并可將這些單元用于不同層次的電路設計。數字集成電路設計可以劃分為六個層次：系統級、芯片級（算法級），RTL級、門級、電路級和版圖級，電路這種抽象極大地促進了數字集成電路的設計過程，而模擬集成電路很難做出這類抽象。模擬集成電路的性能及結構的抽象表述相對困難是目前模擬電路自動化工具發展相對緩慢，缺乏高層次綜合的一個重要原因。
（2）對干擾十分敏感。模擬信號處理過程中要求速度和精度的同時，模擬電路對器件的失配效應、信號的耦合效應、噪聲和版圖寄生干擾比數字集成電路要敏感得多。設計過程中必須充分考慮偏置條件、溫度、工藝漲落及寄生參數對電路特性能影響，否則這些因素的存在將降低模擬電路性能，甚至會改變電路功能。與數字集成電路的版圖設計不同，模擬集成電路的版圖設計將不僅是關心如何獲得最小的芯片面積，還必須精心設計匹配器件的對稱性、細心處理連線所產生的各種寄生效應。在系統集成芯片中，公共的電源線、芯片的襯底、數字部分的開關切換將會使電源信號出現毛刺并影響模擬電路的工作，同時通過襯底禍合作用波及到模擬部分，從而降低模擬電路性能指標。
（3）性能指標繁雜。描述模擬集成電路行為的性能指標非常多，以運算放大器為例，其性能指標包括功耗、低頻增益、擺率、帶寬、單位增益頻率、相位余度、輸入輸出阻抗、輸入輸出范圍、共模信號輸入范圍、建立時間、電源電壓抑制比、失調電壓、噪聲、諧波失真等數十項，而且很難給出其完整的性能指標。在給定的一組性能指標的條件下，通常可能有多個模擬電路符合性能要求，但對其每一項符合指標的電路而言，它們僅僅是在一定的范圍內對個別的指標而言是最佳的，沒有任何電路對所有指標在所有范圍內是最佳的。
（4）建模和仿真困難。盡管模擬集成電路設計已經有了巨大的發展，但是模擬集成電路的建模和仿真仍然存在難題，這迫使設計者利用經驗和直覺來分析仿真結果。模擬集成電路的設計必須充分考慮工藝水平，需要非常精確的器件模型。器件的建模和仿真過程是一個復雜的工作，只有電路知識廣博和實踐經驗豐富的專家才能勝任這一工作。目前的模擬系統驗證的主要工具是SPICE及基于SPICE的模擬器，缺乏具有高層次抽象能力的設計工具。模擬和數?；旌闲盘栯娐放c系統的建模和仿真是急需解決的問題，也是EDA研究的重點。VHDL-AMS已被IEEE定為標準語言，其去除了現有許多工具內建模型的限制，為模擬集成電路開拓了新的建模和仿真領域。
（5）拓撲結構層出不窮。邏輯門單元可以組成任何的數字電路，這些單元的功能單一，結構規范。模擬電路的則不是這樣，沒有規范的模擬單元可以重復使用。
2 模擬IC的自動化綜合流程
模擬集成電路自動綜合是指根據電路的性能指標，利用計算機實現從系統行為級描述到生成物理版圖的設計過程。在模擬集成電路自動綜合領域，從理論上講，從行為級、結構級、功能級直至完成版圖級的層次的設計思想是模擬集成電路的設計中展現出最好的前景。將由模擬集成電路自動化綜合過程分為兩個過程。
模擬集成電路的高層綜合、物理綜合。在高層綜合中又可分為結構綜合和電路級綜合。由系統的數學或算法行為描述到生成抽象電路拓撲結構過程稱為結構級綜合，將確定電路具體的拓撲結構和確定器件尺寸的參數優化過程稱為電路級綜合。而把器件尺寸優化后的電路圖映射成與工藝相關和設計規則正確的版圖過程稱為物理綜合。模擬集成電路自動化設計流程如圖1所示。
2.1 模擬集成電路高層綜合
與傳統手工設計模擬電路采用自下而上（Bottom-up）設計方法不同，模擬集成電路CAD平臺努力面向從行為級、結構級、功能級、電路級、器件級和版圖級的（Top-down）的設計方法。在模擬電路的高層綜合中，首先將用戶要求的電路功能、性能指標、工藝條件和版圖約束條件等用數學或算法行為級的語言描述。目前應用的SPICE、MAST、SpectreHDL或者不支持行為級建模，或者是專利語言，所建模型與模擬環境緊密結合，通用性差，沒有被廣泛接受。IEEE于1999年3月正式公布了工業標準的數/模硬件描述語言VHDL-AMS。VHDL-1076.1標準的出現為模擬電路和混合信號設計的高層綜合提供了基礎和可能。VHDL一AMS是VHDL語言的擴展，重點在模擬電路和混合信號的行為級描述，最終實現模擬信號和數?；旌闲盘柕慕Y構級描述、仿真和綜合125，28]。為實現高層次的混合信號模擬，采用的辦法是對現有數字HDL的擴展或創立新的語言，除VHDL.AMS以外，其它幾種模擬及數/?；旌闲盘栍布枋稣Z言的標準還有MHDL和Verilog-AMS。
2.2 物理版圖綜合
高層綜合之后進入物理版圖綜合階段。物理綜合的任務是從具有器件尺寸的電路原理圖得到與工藝條件有關和設計規則正確的物理版圖。由于模擬電路的功能和性能指標強烈地依賴于電路中每一個元件參數，版圖寄生參數的存在將使元件參數偏離其設計值，從而影響電路的性能。需要考慮電路的二次效應對電路性能的影響，對版圖進行評估以保證寄生參數、器件失配效應和信號間的禍合效應對電路特性能影響在允許的范圍內。基于優化的物理版圖綜合在系統實現時采用代價函數表示設計知識和各種約束條件，對制造成本和合格率進行評估，使用模擬退火法來獲取最佳的物理版圖?；谝巹t的物理版圖綜合系統將模擬電路設計專家的設計經驗抽象為一組規則，并用這些規則來指導版圖的布線布局。在集成電路物理綜合過程中，在保證電路性能的前提下，盡量降低芯片面積和功耗是必要的。同時應當在電路級綜合進行拓撲選擇和優化器件尺寸階段對電路中各器件之間的匹配關系應用明確的要求，以此在一定的拓撲約束條件下來指導模擬集成電路的版圖綜合。
模擬電路設計被認為是一項知識面廣，需多階段和重復多次設計，常常要求較長時間，而且設計要運用很多的技術。在模擬電路自動綜合設計中，從行為描述到最終的版圖過程中，還需要用專門的CAD工具從電路版圖的幾何描述中提取電路信息過程。除電路的固有器件外，提取還包括由版圖和芯片上互相連接所造成的寄生參數和電阻。附加的寄生成分將導致電路特性惡化，通常會帶來不期望的狀態轉變，導致工作頻率范圍的縮減和速度性能的降低。因此投片制造前必須經過電路性能驗證，即后模擬階段，以保證電路的設計符合用戶的性能要求。正式投片前還要進行測試和SPICE模擬，確定最終的設計是否滿足用戶期望的性能要求。高層綜合和物理綜合從不同角度闡述了模擬集成電路綜合的設計任務。電路的拓撲選擇和幾何尺寸可以看成電路的產生方面，物理版圖綜合得到模擬集成電路的電路版圖，可以認為電路的幾何設計方面。
參考文獻
