《VLSI设计实训》课程质量标准

1、VLSI设计实训 课程教学大纲一、课程的基本信息适应对象：电子科学与技术专业本科课程代码：25E02907学时分配：4W赋予学分：4先修课程：模拟集成电路设计、集成电路CAD、集成电路工艺原理后续课程：毕业设计二、课程的性质与任务VLSI设计实训为电子科学与技术专业学生开设的集中实践教学环节的一门重要基础课 程，实践操作性较强，在专业人才培养中具有十分重要的作用和地位。复习、巩固模拟集成电路 课程所学知识,运用HSPICE软件,在一定的工艺模型基础上，完成简单模拟集成电路结构设计、 参数手工估算和电路仿真验证，并根据仿真结果与指标间的折衷关系，对重点指标进行优化，掌 握电路分析、电路设计的基本

2、方法，加深CMOS模拟集成电路等相关知识点的理解，训练学生 分析问题、解决问题的能力。三、教学目的与要求复习、巩固模拟集成电路课程所学知识，运用HSPICE软件，在一定的工艺模型基础上，完 成常用功能单元的CMOS模拟集成电路结构设计、参数估算和电路仿真验证，并根据仿真结果 与指标间的折衷关系，对重点指标进行优化，掌握电路分析、电路设计的基本方法，加深CMOS 模拟集成电路等相关知识点的理解，训练学生分析问题、解决问题的能力。四实训内容与安排.实训内容（以下2个设计工程每组学生可任选一项）实训工程一、差分运算放大器设计设计指标：差分直流增益A， NOdB单位增益带宽负载电容G=4pF相位裕度尸

3、M60差分压摆率SR100Y/s共模电平%加=1.65 V差分输出动态范围DR70dB等效输入噪声V*e 40V灰设计要求：依据设计指标，设计电路图，确定器件参数。采用HSPICE工具进行仿真分析。实训工程二、带隙基准源的设计设计指标：性能参数测试条件参数指标工作电压范围2.55.5V静态电流VDD=3.6V, Temp=2720pA输出基准电压VDD=3.6V, Temp=270.6V0.5%范围以内线路调整率VDD=2.55.5V, Temp=2785dBPSRR (1 KHz)VDD=3.6V, Temp=2775dB温度特性VDD=3.6V, Temp=-40-12515ppm/设计要

4、求：确定设计指标（以上指标供参考，可以进行适当修改，但需讲清楚原因）根据设计指标，可以在参考电路结构基础上确定参数和改进设计，也可以查找文献采 用其它结构的电路或创造新的电路结构进行设计；阅读模型文件，了解可以选用的器件类型、尺寸范围、关键参数；手工设计：根据拟定的设计指标，尝试初步确定满足指标的各元件的模型与参数：MOS：沟道长度与宽度，并联个数；电阻：宽度、长度、串并联个数；电容：宽度、长度、并联个数；三极管：并联个数。采用全典型模型，27C,验证带隙基准是否满足设计指标（偏置可用理想电流源代替）；设计偏置电路：a）选定电路结构；b）手工设计：确定各元件的模型与尺寸；c）采用全典型模型，仿

5、真验证偏置电流源的性能；将偏置电路和带隙基准电路合在一起仿真（采用全典型模型，27）验证带隙基准的 性能参数（应包括但不限于以下内容）；VDD从0V上升到5. 5V过程中的基准电压波形，观察基准的建立过程与电源电压对基 准的影响（线路调整率）以及工作电流曲线（直流扫描）；VDD在1 uS内由0V上升到3.6V然后保持不变时的基准电压波形，观察快速上电时基 准的建立过程（瞬态扫描）；VDD在10mS内由0V上升到3.6V然后保持不变时的基准电压波形，观察慢速上电时 基准的建立过程（瞬态扫描）；d）在VDD = 3.6V时，PSRR对于频率（1Hz1OOKHz）的特性曲线（交流扫描）；e）在 VD

6、D = 3.6V时，温度由-40上升到125的带隙输出电压曲线（温度扫描）；要求 全典型模型下，电路要到达“设计指标”要求，否那么应对电路结构和参数进行修改 与优化，直至满足要求（可能需要屡次调整）。采用全慢模型，电源电压2.5V,温度-40进行仿真，观察以上参数的变化；采用全快模型，电源电压5.5V,温度125进行仿真，观察以上参数的变化；根据以上仿真结果，分析模型变化时，基准输出电压变化的分析。.进度安排（工作进度安排见下表）自由组合，3人一个设计小组选择2道题目中的一道完成。小组成员协调好每个人的任务, 分工合作，发挥团队精神，同时注意习课堂所学内容，必要时查阅相关文献，完成设计。“VL

7、SI设计实训”时间分配表序号实习及设计内容安排时间安排（天）1实训集中讲解32设计方案的制定13电路设计74HSPICE仿真55报告撰写46辩论27合计21.设计报告要求1）设计指标确实定及其原因（如果需要对上面的指标进行修改的话）；2）电路结构确实定及其原因；3）电路原理论述（具体到每个器件的作用）；4）每个晶体管的沟道长度确实定及其原因；5）手工设计过程（可能要迭代）；6）报告“设计要求”中的各种波形和性能指标；7）仿真结果的分析与设计总结（感想、改进）；8）组内成员的具体分工与任务量；9）参考文献；10）附录报告模板见附件。五、教学设备和设施电脑；HSPICE软件。六 课程考核与评估该门实训课程的考核将采取现场验收和设计报告相结合的方式。当小组成员完成了所选题目 的设计过程，并且仿真结果到达了所要求的性能指标，可以申请现场验收，向老师演示设计步骤 和仿真结果，通过验收后每小组提交一份设计报告（打印版和电子版）。其中，设计指标，电路 设计要求和设计报告要求的具体内容在上面的各个题目中给出了参考。成绩的评定将根据各个小 组成员在完成工程中的贡献度以及验收情况和设计报告的完成度来确定。成绩按优、良、中、及 格和不及格五级来评定，其中：现场验收，占总成绩60%；设计报告，占总成绩30队方案辩论，占