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集成電路原理及應用范文1
1 概述
電子標簽是時下最為先進的非接觸感應技術。RI－R6C－001A芯片是美國德州儀器（TI）和荷蘭飛利浦公司（Philips）開發出的一種廉價的非接觸感應芯片。這種芯片的無源最大讀寫距離可達1．2米以上。它與條形碼相比，無須直線對準掃描，而且讀寫速度快，可多目標識別和運動識別，每秒最多可同時識別50個，頻率為13．56MHz ±7kHz（國際通用）的目標。它采用國際統一且不重復的8字節（64bit）唯一識別內碼（Unique identifier，簡稱UID），其中第1～48bit共6字節為生產廠商的產品編碼，第49～56bit 1個字節為廠商代碼（ISO／IEC7816－6／AM1），最高字節固定為“EO”。其使用壽命大于10年或讀寫10萬次，無機械磨損、機械故障，可在惡劣環境下使用，工作溫度為－25～＋70℃?可反復讀寫且扇區可以獨立一次鎖定，并能根據用戶需要鎖定重要信息；現有的產品一般采用4字節扇區，內存從512bit～2048bit不等。
RI－R6C－001A芯片采用柔性封裝，它的超薄和多種大小不一的外型，使它可封裝在紙張和塑膠制品（PVC、PET）中，既可應用于不同安防場合，也可再層壓制卡。國際標準化組織已把這種非接觸感應芯片寫入國際標準ISO15693中。其主要原因是因為該芯片具有封裝任意、內存量大、可讀可寫、防沖撞等獨特的功能。
2 引腳排列與功能
圖1所示為（RI－RRC－001A芯片和引腳排列）。
3 內部結構
收發器需要5V外加電源，在實際操作中最小電壓為3V，最大電壓為5．5V，典型電壓為5V。電損耗取決于天線阻抗和輸出網絡的配置。由于電源紋波和噪聲會嚴重影響整個系統的性能，因此，德州儀器推薦使用標準電源。
射頻收發器內部的輸出晶體管是一個低阻場效應管，電耗直接在TX＿OUT腳消耗，推薦用5V電源供電，最好驅動50Ω天線。在輸出端連接一個簡單的諧振電路或者匹配網絡可以降低諧波抑制，用選通方波驅動輸出晶體管能達到100％的調制度。調整連接輸出晶體管的電阻（典型電路中的R2）能獲得10％的調制度，增大這個電阻，調制度也隨之增加。通過發射編碼器變換的數據可按照事先選擇好的射頻協議進行傳輸，通信速率應為5～120kB，而且至少要有一個速率滿足已選擇感應器協議的要求。
接收器通過外部電阻連接到天線后可將來自電子標簽的調制信號通過二極管包絡檢波進行解調，接收解碼器輸出到控制器的數據是二進制數據格式，通信速率和射頻協議由已選擇的模式確定。在輸出數據時，接收的數據串中已檢測并標志了啟動、停止、錯誤位。
該系統的正常時鐘頻率為13．56MHz，但是振蕩器的工作頻率范圍為4MHz～16MHz。
在電源被重新啟動后，設備為默認配置。RI－R6C－001A系統有三個有效電源模式。主要模式是滿載模式，而空載模式僅出現在與電路有關的標準振蕩器和最小系統工作中的標準振蕩器停振時，掉電模式則完全關斷設備內部的偏置系統。當SCLOCK保持高電平時，可在DIN端的輸出脈沖上升沿喚醒電路。
RI－R6C－001A芯片的串行通信接口通常使用三根線，其中的SCLOCK為串行雙向時鐘；DIN為數據輸入，DOUT為數據輸出。參見圖2所示的RI－R6C－001A內部結構圖。
4 典型電路應用
圖3所示是RI－R6C－001A的典型應用電路，該電路可驅動50Ω的天線，當電源電壓為5V時，輸出射頻的功率為200mW，而當電源電壓為3V時，輸出射頻功率為80mW。
圖3
由于電路中的發射器一直工作，因此，應增大集成電路散熱片的尺寸以增加散熱面積。設計電路時，應避免過大的分布電容，當電路板分布電容過高時，可配合晶振調整電容C5的值，以減少時鐘的不穩定性。推薦C5值為22pF。通過軟件處理可使收發器的調制度在100％～10％范圍內調整。ISO15693協議規定標簽允許執行10％～30％之間的調制度（除100％之外），通過改變電阻R2的值可以達到這個要求。
集成電路原理及應用范文2
關鍵詞：課程體系改革；教學內容優化；集成電路設計
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）34-0076-02
以集成電路為龍頭的信息技術產業是國家戰略性新興產業中的重要基礎性和先導性支柱產業。國家高度重視集成電路產業的發展，2000年，國務院頒發了《國務院關于印發鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》（18號文件），2011年1月28日，國務院了《國務院關于印發進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》，2011年12月24日，工業和信息化部印發了《集成電路產業“十二五”發展規劃》，我國集成電路產業有了突飛猛進的發展。然而，我國的集成電路設計水平還遠遠落后于產業發展水平。2013年，全國進口產品金額最大的類別是集成電路芯片，超過石油進口。2014年3月5日，國務院總理在兩會上的政府工作報告中，首次提到集成電路（芯片）產業，明確指出，要設立新興產業創業創新平臺，在新一代移動通信、集成電路、大數據、先進制造、新能源、新材料等方面趕超先進，引領未來產業發展。2014年6月，國務院頒布《國家集成電路產業發展推進綱要》，加快推進我國集成電路產業發展，10月底1200億元的國家集成電路投資基金成立。集成電路設計人才是集成電路產業發展的重要保障。2010年，我國芯片設計人員達不到需求的10%，集成電路設計人才的培養已成為當前國內高等院校的一個迫切任務[1]。為滿足市場對集成電路設計人才的需求，2001年，教育部開始批準設置“集成電路設計與集成系統”本科專業[2]。
我校2002年開設電子科學與技術本科專業，期間，由于專業調整，暫停招生。2012年，電子科學與技術專業恢復本科招生，主要專業方向為集成電路設計。為提高人才培養質量，提出了集成電路設計專業創新型人才培養模式[3]。本文根據培養模式要求，從課程體系設置、課程內容優化兩個方面對集成電路設計方向的專業課程體系進行改革和優化。
一、專業課程體系存在的主要問題
1.不太重視專業基礎課的教學?！皩I物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”是集成電路設計的專業基礎課，為后續更好地學習專業方向課提供理論基礎。如果基礎不打扎實，將導致學生在學習專業課程時存在較大困難，更甚者將導致其學業荒廢。例如，如果沒有很好掌握MOS晶體管的結構、工作原理和工作特性，學生在后面學習CMOS模擬放大器和差分運放電路時將會是一頭霧水，不可能學得懂。但國內某些高校將這些課程設置為選修課，開設較少課時量，學生不能全面、深入地學習；有些院校甚至不開設這些課程[4]。比如，我校電子科學與技術專業就沒有開設“晶體管原理”這門課程，而是將其內容合并到“模擬集成電路原理與設計”這門課程中去。
2.課程開設順序不合理。專業基礎課、專業方向課和寬口徑專業課之間存在環環相扣的關系，前者是后者的基礎，后者是前者理論知識的具體應用。并且，在各類專業課的內部也存在這樣的關系。如果在前面的知識沒學好的基礎上，開設后面的課程，將直接導致學生學不懂，嚴重影響其學習積極性。例如：在某些高校的培養計劃中，沒有開設“半導體物理”，直接開設“晶體管原理”，造成了學生在學習“晶體管原理”課程時沒有“半導體物理”課程的基礎，很難進入狀態，學習興趣受到嚴重影響[5]。具體比如在學習MOS晶體管的工作狀態時，如果沒有半導體物理中的能帶理論，就根本沒辦法掌握閥值電壓的概念，以及閥值電壓與哪些因素有關。
3.課程內容理論性太強，嚴重打擊學生積極性?！皩I物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”這些專業基礎課程本身理論性就很強，公式推導較多，并且要求學生具有較好的數學基礎。而我們有些教師在授課時，過分強調公式推導以及電路各性能參數的推導，而不是側重于對結構原理、工作機制和工作特性的掌握，使得學生（尤其是數學基礎較差的學生）學習起來很吃力，學習的積極性受到極大打擊[6]。
二、專業課程體系改革的主要措施
1.“4+3+2”專業課程體系。形成“4+3+2”專業課程體系模式：“4”是專業基礎課“專業物理”、“半導體物理”、“固體物理”和“晶體管原理”；“3”是專業方向課“集成電路原理與設計”、“集成電路工藝”和“集成電路設計CAD”；“2”是寬口徑專業課“集成電路應用”、“集成電路封裝與測試”，實行主講教師負責制。依照整體優化和循序漸進的原則，根據學習每門專業課所需掌握的基礎知識，環環相扣，合理設置各專業課的開課先后順序，形成先專業基礎課，再專業方向課，然后寬口徑專業課程的開設模式。
我校物理與電子科學學院本科生實行信息科學大類培養模式，也就是三個本科專業大學一年級、二年級統一開設課程，主要開設高等數學、線性代數、力學、熱學、電磁學和光學等課程，重在增強學生的數學、物理等基礎知識，為各專業后續專業基礎課、專業方向課的學習打下很好的理論基礎。從大學三年級開始，分專業開設專業課程。為了均衡電子科學與技術專業學生各學期的學習負擔，大學三年級第一學期開設“理論物理導論”和“固體物理與半導體物理”兩門專業基礎課程。其中“固體物理與半導體物理”這門課程是將固體物理知識和半導體物理知識結合在一起，課時量為64學時，由2位教師承擔教學任務，其目的是既能讓學生掌握后續專業方向課學習所需要的基礎知識，又不過分增加學生的負擔。大學三年級第二學期開設“電子器件基礎”、“集成電路原理與設計”、“集成電路設計CAD”和“微電子工藝學”等專業課程。由于“電子器件基礎”是其他三門課程學習的基礎，為了保證學習的延續性，擬將“電子器件基礎”這門課程的開設時間定為學期的1～12周，而其他3門課程的開課時間從第6周開始，從而可以保證學生在學習專業方向課時具有高的學習效率和大的學習興趣。另外，“集成電路原理與設計”課程設置96學時，由2位教師承擔教學任務。并且，先講授“CMOS模擬集成電路原理與設計”的內容，課時量為48學時，開設時間為6～17周；再講授“CMOS數字集成電路原理與設計”的內容，課時量為48學時，開設時間為8～19周。大學四年級第一學期開設“集成電路應用”和“集成電路封裝與測試技術”等寬口徑專業課程，并設置其為選修課，這樣設置的目的在于：對于有意向考研的同學，可以減少學習壓力，專心考研；同時，對于要找工作的同學，可以更多了解專業方面知識，為找到好工作提供有力保障。
2.優化專業課程的教學內容。由于我校物理與電子科學學院本科生采用信息科學大類培養模式，專業課程要在大學三年級才能開始開設，時間緊湊。為實現我校集成電路設計人才培養目標，培養緊跟集成電路發展前沿、具有較強實用性和創新性的集成電路設計人才，需要對集成電路設計方向專業課程的教學內容進行優化。其學習重點應該是掌握基礎的電路結構、電路工作特性和電路分析基本方法等，而不是糾結于電路各性能參數的推導。
在“固體物理與半導體物理”和“晶體管原理”等專業基礎課程教學中，要盡量避免冗長的公式及煩瑣的推導，側重于對基本原理及特性的物理意義的學習，以免削弱學生的學習興趣。MOS器件是目前集成電路設計的基礎，因此，在“晶體管原理”中應當詳細講授MOS器件的結構、工作原理和特性，而雙極型器件可以稍微弱化些。
對于專業方向課程，教師不但要講授集成電路設計方面的知識，也要側重于集成電路設計工具的使用，以及基本的集成電路版圖知識、集成電路工藝流程，尤其是CMOS工藝等相關內容的教學。實驗實踐教學是培養學生的知識應用能力、實際動手能力、創新能力和社會適應能力的重要環節。因此，在專業方向課程中要增加實驗教學的課時量。例如，在“CMOS模擬集成電路原理與設計”課程中，總課時量為48學時不變，理論課由原來的38學時減少至36學時，實驗教學由原來的10學時增加至12個學時。36學時的理論課包含了單級運算放大器、差分運算放大器、無源/有源電流鏡、基準電壓源電路、開關電路等多種電路結構。12個學時的實驗教學中2學時作為EDA工具學習，留給學生10個學時獨自進行電路設計。從而保證學生更好地理解理論課所學知識，融會貫通，有效地促進教學效果，激發學生的學習興趣。
三、結論
集成電路產業是我國國民經濟發展與社會信息化的重要基礎，而集成電路設計人才是集成電路產業發展的關鍵。本文根據調研結果，分析目前集成電路設計本科專業課程體系存在的主要問題，結合我校實際情況，對我校電子科學與技術專業集成電路設計方向的專業課程體系進行改革，提出“4+3+2”專業課程體系，并對專業課程講授內容進行優化。從而滿足我校集成電路設計專業創新型人才培養模式的要求，為培養實用創新型集成電路設計人才提供有力保障。
參考文獻：
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集成電路原理及應用范文3
關鍵詞：電視技術；職業技能
《電視技術》課程是模擬電路、數字電路、高頻電子線路等專業課程的綜合應用，是一門涉及元器件、信號波形圖和電路圖等專業較強的課程。教師要從職業技能培養出發，以電路元器件的識別與檢測能力訓練、電路的讀圖能力訓練、電路故障檢測能力訓練來提高學生的分析問題和解決問題的能力。
一、電路元器件識別與檢測能力的訓練
要求學生能對電視機元器件進行識別與檢測，有利于提高學生對本專業技能知識的應用能力。
1.聲表面濾波器（SAWF）的檢測
彩色電視機中頻電路普遍采用了聲表面濾波器，它能夠一次形成彩色電視機所需要的中頻特性，而且選擇性優良。對于聲表面濾波器檢測，我們可以單獨測量SAWF各引腳間的電阻值，對于性能良好的SAWF，其中兩個輸入端①和②，兩個輸出端③和④以及兩個輸入端和兩個輸出之間的電阻值均為∞。
2.陶瓷濾波器和陶瓷陷波器的檢測
為了實現信號選頻，在電視機電路選擇了濾波器，也采用了陷波器。在實際電路中，這兩種器件雖然標識不同，但形狀基本一樣，容易混淆。電視機中6.5MHz陶瓷濾波器多為三端器件，一般位于預視放電路之后，是音中放的主要選頻元件。而陶瓷陷波器具有良好的吸收性能，所以6.5MHz陷波器一般都設置在預視放電路中，用來抑制伴音對圖像的干擾。通過單獨檢測引腳間的電阻值或者在線檢測，可判斷其是否損壞。
二、讀圖能力訓練
通過電路原理圖掌握維修電視機的依據，看懂電路圖是每個電子專業技術人員必備的專業素質。
1.方框圖讀圖訓練
在分析一個具體電路工作原理之前，先分析該電路的方框圖，有助于讀懂具體電路的工作原理和特性。方框圖粗略表達了某電路的組成情況，給出了這一電路主要單元電路的位置、名稱及各部分之間的相互連接關系，在讀圖時要注意各單元電路之間信號傳輸方向，即電路中箭頭所指的方向，箭頭方向表示了信號傳輸的方向。
2.單元電路圖讀圖訓練
單元電路圖是學習整機電原理圖的基礎。單元電路圖就是將整體電路劃分成若干個單元電路，然后再根據單元電路的特點來分析其在整體電路中的作用。通過單元圖的讀圖訓練，學生既掌握了基本的讀圖方法，也鞏固了專業基礎知識，加強了知識的連貫性。
3.整機電路圖讀圖訓練
整機電路圖是由單元電路組成的。只有把單元電路分析透徹了，整機電路才容易掌握。在讀整機電路時，先從直觀入手，例如開關電源部分，首先找到220V輸入端，然后查找整流、濾波、啟動電路、振蕩器/開關元件、穩壓電路（脈沖調制電路）、保護電路和直流穩壓輸出電路等。其次就是找易讀電路，如伴音電路、高頻接收電路、行場掃描電路等。最后再讀較難的電路，如彩色解碼等。在讀整機電路時，也可以從關鍵電路、關鍵元器件著手，逐步提高讀圖能力。
4.集成電路的讀圖訓練
電視機采用的集成電路種類繁多，如CPU微處理集成電路、小信號處理及彩色解碼集成電路、場輸出集成電路、音頻功放集成電路、伴音系統集成電路。掌握集成電路各引腳的作用是讀集成電路的關鍵，可以通過查閱有關資料或根據集成電路的內部方框圖分析。
三、電路故障檢測能力訓練
1.電路不帶電檢測訓練
不帶電檢測可以通過直觀檢查法、電阻測量法和溫度測試法對電路進行判斷，以求對電路有初步的了解，如元器件是否損壞、變質，是否存在開路、短路等情況。
2.電路帶電靜態檢測訓練
電路的靜態檢測是指電視不接收信號條件下對電路電壓的檢測，以判斷電路是否滿足正常工作條件，元器件是否工作正常，如檢測放大電路時，通過對靜態工作點的測量可以判斷電路是否工作在放大狀態。
3.帶電動態檢測訓練
電路的動態檢測是指電視在接收信號情況下對電路電壓、電流進行檢測。電視電路中有許多端點的工作電壓會隨外來信號的進入而明顯變化，變化后的工作電壓便是動態電壓了。
4.示波器檢測訓練
在電視故障維修中，我們最關注的是信號,它是以波形的形式來體現的。在用示波器測波形時，除測量其幅度外，還要測量波形的周期。必要時，可以參考維修手冊上的正確波形加以對照，以便準確地判斷出故障的范圍。
參考文獻：
集成電路原理及應用范文4
關鍵詞： 大規模集成電路 集成電路制造工藝 教學內容
21世紀以來，信息產業已成為我國國民經濟發展的支柱產業之一，同時也是衡量一個國家科技發展水平和綜合國力的重要指標。超大規模集成電路技術是信息產業的重要基礎，而集成電路制造工藝又是超大規模集成電路的核心技術。因此，對集成電路工藝的優化和創新就成為提高信息產業綜合實力，增強國家科技競爭力的關鍵所在。近年來，盡管我國微電子技術不斷進步，但與微電子技術發達的國家相比，仍存在著相當大的差距。因此，要實現由集成電路生產制造大國向集成電路研發強國的轉變，就迫切需要培養一批高質量的超大規模集成電路工藝技術人才[1]，這也正是《集成電路工藝原理》這門課程所要實現的目標。
然而，目前《集成電路工藝原理》課程的教學效果并不理想[2]，[3]，究其根本原因在于該課程存在內容陳舊、知識點離散、概念抽象、目標不明確等不足[4]。同時，由于大部分普通高校沒有足夠的實驗設備和模擬仿真實驗平臺，無法使學生熟悉和掌握工藝儀器的操作，導致學生所學知識與實際應用嚴重脫鉤，甚至失去學習積極性，產生厭學情緒。為此，依據我院微電子專業本科生的教學情況，我詳細分析了教學過程中存在的問題，提出了改革方案。
一、目前教學中存在的問題
1.學習目標不明確。現有的教學內容往往采用先分別獨立講授單項加工工藝，待所有工藝全部講授完畢，再綜合利用所有工藝演示制作CMOS集成電路芯片的流程。這種教學模式會造成學生在前期的理論學習過程中目標不明確，無法掌握單項工藝在芯片加工中的作用，不能與實際器件加工進行對應，造成所學知識與實際應用嚴重錯位，降低了學生的學習積極性和主動性。
2.知識銜接性差。本課程的重點內容是集成電路工藝的物理基礎和基本原理，它涉及熱學、原子物理學、半導體物理等離子體物理、化學、流體力學等基礎學科，然而，大部分學生并未系統地學習過譬如等離子體物理、流體力學等課程，這就不可避免地造成了教學內容跨越性大的問題，無法實現知識的正常銜接，致使學生對基本概念和基本物理過程難以理解，從而影響學生的學習興趣。
3.課程內容抽象，不易理解。由于該課程的基本概念、物理原理和物理過程多而繁雜，再加上各種不同工藝之間的配合與銜接，導致內容抽象難懂。教師在課堂上按照常規講法，費時費力，學生對所講內容仍無法徹底理解，難以完成知識的遷移。
4.教學資源匱乏?，F有教材中嚴重缺乏集成電路加工方法的可視化資料，大量使用文字敘述描述物理過程和工藝流程，致使課程講授枯燥乏味，學生無法真正理解教學內容，很難產生學習興趣。
綜上所述，在現有集成電路工藝原理的教學過程中還存在一些嚴重影響教學質量的因素。為了響應國家“十二五”規劃中明確提出的建設創新型國家的任務，培養創新型大學生的要求，我們必須逐步改革和完善現有的教學內容及教學模式[5]，提高教學質量，為培養開創未來的全面發展型人才奠定基礎。
二、教學內容的整體規劃
為了讓學生明確教學目標，突出教學重點，需要摒棄傳統的教學思路[6]，構建“先整體、后部分；先目標、后工藝”的教學思路，對教學內容進行重新設計，使其更加符合學生的認知規律。我們拋棄了傳統的教學內容編排方式，提出了整個課程主要圍繞一個通用、典型的集成電路芯片的加工和制備展開，使學生明確本課程的教學目標。首先給出典型器件的模型，分析其各部分的材料和結構，明確器件的不同組成部分并進行歸類，依據器件加工的先后順序，然后模塊化講授器件每部分的加工方法、工藝原理和加工流程，逐步完成集成電路的全部制作，進而完成整個課程內容的講授。這樣就能用一條主線串起每塊學習內容，使學生明確每種工藝的原理、流程和用途，做到有的放矢，并能與實際應用較好地融合在一起，進而提高學生的學習主動性，增強課堂教學效果。
三、教學內容的選取與組織
1.教材的選擇
集成電路工藝的發展遵循摩爾定律，隨著理論的深入和技術的革新，現有的大部分《集成電路工藝原理》教材顯得陳舊、落后，無法適應現代工藝技術的發展和教學的需求。
為此，本課程的教材最好采用現有經典教材和前沿科學研究成果相結合的方式，現有經典教材有美國明尼蘇達大學的《微電子制造科學原理與工程技術》[3]和北京大學的《硅集成電路工藝基礎》[7]等，這些教材內容全面，幾乎覆蓋了所有的集成電路加工方法，而且原理講解深入透徹，具有較強的理論性。這些教材知識結構基本上是按照傳統的教學思路編排，所以要打破這種思維的束縛，設計出一個具有代表性器件的加工過程，然后把教材中的工藝原理、工藝流程融入器件的加工過程中。這就要求我們不能照搬書本上的知識內容，需要根據課程的新設計方案重新整合講義。同時還應該注意，為了擴充學生的知識面，還應該摘取一些具有代表性的最新前沿成果，不僅使學生的知識體系具有完整性，而且能進一步調動他們的創造性。
2.教學內容的選取
依據課程“先整體、后部分；先目標、后工藝”的教學思路，采用“范例”教學模式，教學內容可以劃分為九大知識模塊：典型CMOS器件、外延、氧化、擴散、離子注入、物理氣相淀積、化學氣相淀積、光刻與刻蝕、隔離與互聯。首先，通過一個典型CMOS器件的結構分析，獲得制作一個芯片所需的材料與結構，然后簡要給出不同材料和結構的加工方法，讓學生對課程整體內容有宏觀把握，初步了解每種工藝的基本功能。其次按照器件加工的順序，對不同工藝分別從發展歷史、工藝原理、工藝流程、工藝特點等方面進行詳細闡述，使學生對工藝原理深入理解，工藝流程熟練掌握，最后完成整個器件的制作。
3.教學內容的組織
對每部分教學內容要堅持“基礎知識銜接、主流工藝突出、淘汰工藝刪減、最新工藝提及”的原則。由于本課程以工藝的物理基礎和基本原理為重點內容，這是本課程的教學難點，為了讓學生更加清晰地理解和掌握其工藝原理，需要適當地補充一些課程必備的物理基礎知識。主流工藝是本課程的主要內容，要求學生對原理、流程、性能、使用范圍等深入理解，熟練掌握。因此，這部分內容要進行詳細講解。淘汰工藝是本課程的了解內容，目前淘汰工藝在現有教材中占據的篇幅和課時還比較多，且有喧賓奪主之勢，為了讓學生了解和熟悉集成電路工藝的發展歷史，需要進行適當的概括壓縮或刪減處理。最新工藝是本學科的前沿研究內容，為了擴充學生的知識，開闊學生的視野，應該適當地補充一些新型工藝技術，為學生將來進一步研究深造奠定基礎。
四、結語
《集成電路工藝原理》是微電子學專業本科生的一門重要的專業基礎課程，本課程的目的是使學生掌握集成電路制造工藝流程和基本原理。只有通過精心選擇優秀教材，合理設計教學內容，使理論與實踐緊密結合，才能激發學生的學習興趣和創新思維，進而有效地提高課堂教學質量，為培養科技創新型人才奠定基礎。
參考文獻：
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集成電路原理及應用范文5
Abstract： IC technology is the main courses of Electronic Science and Technology major in Shenyang University of Chemical Technology, course contents, which content is extensive, range of knowledge is wide, application is wide, and content updates fast. This paper, combining with the current requirements of undergraduate teaching, explored the teaching method and course content and so on and achieved good results.
關鍵詞： 電子科學與技術專業；集成電路工藝學課程；教學改革
Key words： electronic science and technology major; IC technology courses; teaching reform
中圖分類號：G42文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）13-0223-01
1 信息時代需要優秀的電子科學與技術專業的人才
電子科學與技術專業具有多學科滲透、應用性強、主要服務于IC行業等鮮明特點。能夠從事電子科學與技術領域的研究、設計、開發、應用和管理的高級人才。目前國內開設電子科學與技術專業的學校有：天津大學、電子科技大學、西安電子科技大學、北京理工大學、北京航空航天大學等幾十所學校。通過本課程的學習應使學生對集成電路工藝學中的基本概念、基本技術和基本器件有比較全面、系統的認識，培養學生分析和解決工程技術問題的能力，為進一步學習相關專業課打下基礎。主要研究氧化、擴散和離子注入等相關技術。使學生掌握光刻、刻蝕和蒸發濺射等的基本概念及基本技術，對集成電路工藝學有比較全面、系統的認識和了解。
2 我校電子科學與技術專業本科人才的培養目標
該專業畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力：①掌握信息科學、電子學和計算機科學學科的基本理論、基本知識；②微電子技術系統及其決策支持與安全防護系統的分析與設計方法和研制技術；③具有使用計算機和儀器設備解決工程問題的能力；④具有創新意識和獨立獲取新知識的能力。
3 電子科學與技術專業集成電路工藝學課程教學改革探討
3.1 集成電路工藝學的內涵 集成電路工藝學是利用研磨、拋光、氧化、擴散、光刻、外延生長、蒸發等一整套平面工藝技術，在一小塊硅單晶片上同時制造晶體管、二極管、電阻和電容等元件，并且采用一定的隔離技術使各元件在電性能上互相隔離。然后在硅片表面蒸發鋁層并用光刻技術刻蝕成互連圖形，使元件按需要互連成完整電路，制成半導體單片集成電路。隨著單片集成電路從小、中規模發展到大規模、超大規模集成電路，平面工藝技術也隨之得到發展。例如，擴散摻雜改用離子注入摻雜工藝；紫外光常規光刻發展到一整套微細加工技術，如采用電子束曝光制版、等離子刻蝕、反應離子銑等；外延生長又采用超高真空分子束外延技術；采用化學汽相淀積工藝制造多晶硅、二氧化硅和表面鈍化薄膜；互連細線除采用鋁或金以外，還采用了化學汽相淀積重摻雜多晶硅薄膜和貴金屬硅化物薄膜，以及多層互連結構等工藝。
3.2 電子科學與技術專業集成電路工藝學課程教學改革措施
3.2.1 教學內容 ①授課體系和重點；課程根據電子科學與技術專業方向的學生培養要求，著重從硅工藝的角度出發，理論方面力求清楚易懂，闡述微電子學基礎、半導體物理基礎、光電現象和光電效應，重點介紹常用工藝原理、特性和參數。為了更好的運用硅基器件，對各類器件的電路也作了詳細的分析，同時給出實際應用系統舉例。②所講授的知識要緊跟科學發展前沿；集成電路工藝學教科書對于迅猛發展的集成電路工藝學來說，既是基本的，又是滯后的，教師授課時如果按教材講解，往往會帶來知識陳舊、講課形式單一、內容枯燥乏味的后果，造成學生學習積極性下降。因此在教學過程中刪掉一些陳舊過時的內容，及時補充和更新教學內容，增添一些現代集成電路工藝學的前沿知識，特別是體現本學科專業特色的一些前沿知識，從而緊跟集成電路工藝學的前沿，給學生提供充分的科學探索和求真的空間。③注重課程與專業應用領域間的聯系；專業課可理解為某一學科的基礎課程，是通向學科廣闊領域的橋梁。它的基本功能是引導學生明確學科專業發展方向，使其在日后的學習工作中能自如的在該學科專業的深度和廣度上鉆研、拓展。因此在講授課程各部分內容時，電子科學專業的應用領域緊密相連。例如針對硅片生產應用領域，在課程講授過程中可適當加入集成電路制造技術的應用熱點以及在IC行業中的應用等方面的內容，使該專業的學生了解所學課程內容在該領域的應用、研究熱點及發展前景。
3.2.2 教學方法 ①利用現代教育技術的各種多媒體技術和網絡技術進行教學，例如投影、幻燈、錄像等多媒體資料，充分發揮其信息容量大、方便快捷、形象直觀、教學效率高的優勢。這樣使用這些教學工具，既使教師能方便清楚地講授專業課中的各種圖片資料內容，又省去了教師課堂現場作圖的時間，在有限的時間內能講授更多的內容，提高了講課的信息量。因此教師要積極制作教學課件、開發利用網絡上豐富的信息資源，下載適合學生閱讀的科研論文，并推薦給學生參考。這是開拓學生視野，培養學生自學意識和科研意識的有效方法。②采用講座與講授相結合的教學方法。在進行基礎理論教學的適當時機，安排集成電路方面科技知識的專題講座，穿插現代集成電路科技知識，使學生既強化基礎理論訓練，又熟悉了解較多的現代集成電路科技知識，激發學習興趣，培養學生的科研意識。
3.2.3 教學目標 在集成電路課程改革中，把教學目標從以科學知識教育為主轉變為實現科學教育和人文教育的融合，培養敢于創新、善于思索、具有團隊協作精神的21世紀新型人才。長期以來，我國大學文、理、工分校，存在著科學教育與人文教育的脫離，造成理工科生的人文文化知識和文科生的科學常識知之甚少。針對電子科學與技術的工科學生，應在進行科學知識教育的同時注重培養其人文精神，例如在講解集成電路課程中的科學概念、原理、方法時可提到發現科學規律的動機，提到科學家如何通過艱苦的努力甚至犧牲生命取得創新，以及這些成果的應用對社會可能造成的影響等，從而使之潛移默化地對學生進行自然的而不是勉強的人文教育。
參考文獻：
集成電路原理及應用范文6
關鍵詞：電子應用；電子電路；仿真技術
1電子電路仿真技術
1.1電子電路仿真技術的內涵
電子電路仿真技術就是在電子電路設計的過程中，設計人員利用計算機仿真技術對電子電路的工作狀態，采用數字化的形式將其呈現出來，從而能夠真實的、準確的模擬出電子電路的工作狀態，能有效的幫助電路設計人員來分析電路的功能與基本特征。從工作原理上分析，電子電路仿真技術就是利用數字模擬的方法對電子電路中的各個元器件與模塊進行組合測試，分析新設計的電路工作狀態，并將其應用于電子電路的開發與設計中。電子電路仿真技術通過對設計的電子電路進行集成化的建模模擬，可以對電子電路的設計進行全局統籌管理，在電子電路的測試還是在研發上，都具有優勢，由于電子電路的設計需要集自動化、電氣、機電于一體的工作模式，為了控制產品設計的達標和質量的準確性，利用模擬仿真技術對其進行調整是十分有必要的。
1.2常見的電子電路仿真軟件及功能
（1）OrCADPSpice軟件。該軟件是一種針對元件級別的電子電路仿真軟件，主要是采用Spice通用語言進行編寫，可以根據實際需要開發模塊，具有較強的移植性，在電子電路設計中具有較好的性能。該軟件主要由電路仿真、元器件編輯以及原理圖編輯等模塊構成，利用電路元件模型編程設計，可以對元器件的真實特性進行模擬，在模擬時，可以利用電路方程進行計算，分析電子電路的細節特性，OrCADPSpice軟件的主要功能是用于復雜電路的特性分析，能對元件級別的電子電路進行模擬，還能對數模混合的電子電路進行仿真模擬，在電子電路設計時，該軟件能夠提高電路的集成效果。OrCADPSpice軟件的缺點是不適合電路功率比較大的電子電路，對分析計算時間比較長的電路分析也缺乏靈敏性，對于仿真收斂性差的電子電路也不能有效的模擬。（2）Saber軟件。該軟件是功能比較強大，適應比較強的電子電路仿真軟件，可以應用于電力電子、機械、光電等不同類型電路的模擬仿真，而且還具有兼容混合仿真的功能，能從不同的層面分析電子電路的測試與特性，它能對原理圖的電路進行輸入性的模擬仿真，對電路中的復雜數據進行可視化分析與建模，該軟件的主要缺點是操作比較復雜，而且模擬仿真的原理圖效率較低。
2電子電路仿真技術在電子電路設計開發中的應用
2.1促進集成電路的開發與設計
電子電路是集成電路的設計的關鍵，電子產品的不斷更新與發展，對集成電路的性能也提出了新的要求，只有不斷創新集成電路的設計，才能提高集成電路的性能，利用電子電路仿真技術可以有效地對電子電路進行設計，并可以對復雜的集成電路性能進行分析，從而能方便的將集成電路進行壓縮，從而形成芯片級的集成電路，這樣不僅有利于電子產品的開發，還能增強電子產品的可靠性、安全性、穩定性及美觀性，還能提高電子產品的芯片性能與工作效率，利用仿真技術對集成電路的性能、參數等分析計算，利用仿真電路的虛擬化測試，優化電子電路的設計方案，以不斷的優化集成電路的性能。因此，在集成電路的開發與設計，需要靈活的運用芯片系統思想進行常開發，不斷利用仿真技術對電子電路的性能進行分析計算，來驗證芯片性能，分析其是否滿足電子產品的要求，同時可以利用仿真模擬技術對集成電路進行不斷的完善與改進，從而保障電路設計的準確性，從而不斷的促進電子電路的發展。
2.2優化電子電路的設計方案
在電子電路設計的過程中，需要綜合考慮電子電路器件的性能，如溫度敏感性等，一旦電子元器件外界的穩定發生變化，或者環境發生改變，外界的溫度就會對電子元器件產生一定的影響，從而影響整個電路的穩定性，利用仿真軟件對電子電路的長時間運行狀態進行模擬，及時發現電子電路運行中存在的問題，及時調整電子電路的設計方案，才能總體提高電子電路的性能，從而能夠提高電子產品的穩定性，將電子電路仿真技術應用于電子應用開發中，對電路運行的每一個細節進行模擬，達到總體優化電路的設計方案。采用電子電路仿真技術可以對不同溫度狀態下的電路特征情況進行分析，便于為設計人員提出電路的設計方案，進而整體改善電子電路元器件的溫度敏感性，打的優化電路設計的目標。
2.3提供新的電子開發方式
電子電路新技術的發展，為人們提供了更為優質的電子系列服務，在開發新的電子產品時，需要注重電子電路的創新設計，才能提高電子系列產品的開發效率，采用仿真技術可以快速的多電子電路的相關功能、參數等進行設計分析，達到優化電子電路的目的。在傳統的電子應用開發工程中，由于元器件比較復雜，電路受到多種因素的影響，導致電子電路設計與開發的時間過長，技術也比較漫長，在仿真技術發展的情況下，利用模擬仿真可以對電子電路的設計進行調整，也就提供了新的電子電路開發方式，利用模擬仿真技術還可以對電子電路的環境進行模擬、實驗與調試，改善了電子產品的設計效果，極大地優化了電子產品調整效果，采用電子電路仿真技術，使得電子產品的開發呈現出多元化的發展趨勢，也為電子產品的開發提供新的思路。
2.4有效驗證電路設計的功能
對于電子電路的開發設計只是電子產品開發的第一步，如何有效的驗證電子電路的功能是否滿足要求，保證電子電路功能、參數的穩定，成為電子產品開發的關鍵，這就需要采用仿真技術對電子電路的功能進行模擬，對電路的功能進行多重驗證，以保證電子電路應用的穩定性、合理性、科學性與安全性。電子電路的設計人員可以將仿真技術的模擬分析功能與電路設計的可行性結合在一起，全面對設計的電路進行檢測分析，通過模擬仿真的參數來分析電路存的誤差，以及電路在運行的過程中，與實際預期不符合的情況，從而能有效的降低電路功能的誤差，或者存在著不能使用的情況，真正實現對電子產品的電路設計的功能進行驗證，同時在一定程度上還能提高電子產品的功能能。
2.5在電子電路的虛擬測試中的應用
電子電路的設計要能合理根據各個電器元件的功能，詳細地對各個參數進行設計，才能保證電子電路的高精密性的要求，如果電路的穩定性不強，精密性不高，就會影響著電子電路的穩定性，利用仿真軟件的功能，可以對電子電路的運行情況進行虛擬性的測試，從而能夠對電子電路的功能、參數進行有效的設計，提高電路的穩定性。因此，在進行電子產品開發與應用時，針對電子產品應用的環境，保證電子產品在惡劣的環境中能夠發揮穩定的功能，就需要設計特色的環境，對電子電路的運用進行進行分析，采用仿真技能，可以展開特殊環境在電路運行狀態的模擬分析，測試電路運行的極限值，保證電路在高溫、高壓情況下參數、特性保持穩定，通過仿真技術的虛擬測試，及時發現電路中的問題，可以提高電子產品應用的穩定性與安全性。
3結束語
電子電路仿真技術在電子電路開發中的應用，可以快速的、有效的對電子電路的性能進行模擬測試，便于設計者能快速、準確地發現電路設計中存在的問題，提高了電子電路的設計效率，也為電子電路的穩定性、安全性等提供了基礎，從而也能夠有效的促進電子產品向集成化的方向發展，使得電子產品的應用能夠為人們提供更優質的服務。
參考文獻
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