《集成电路分析与设计基础》课程教学大纲

集成电路分析与设计基础

AnalysisandDesignBasisofIntegratedCircuit

课程代码：05410109

学分：2

学时：32（其中：课堂教学学时：28实验学时：4上机学时：0课程实践学时:0）

先修课程：模拟电子技术，数字电子技术，电路原理

适用专业：电子信息工程，电子科学与技术

教材：《集成电路设计》，王志功主编，电子工业出版社，2009年6月第2版

一、课程性质与课程目标

（一）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）

《集成电路分析与设计基础》是高等工科学校电子信息科学与技术专业本科生必

修的一门工程技术专业课。半导体科学是一门近几十年迅猛发展起来的重要新兴学科，

是计算机、雷达、通讯、电子技术、自动化技术等信息科学的基础，而CMOS电路是

现今超大规模集成电路得以实现的技术基础，与现代信息科学有着密切的联系。

（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能力

目标。）

课程目标1：通过授课、上机实验等教学环节，掌握半导体集成电路工艺制造的基

本知识，获得CMOS集成电路设计必要的基本理论、基本知识和基本技能，了解集成

电路制造相关领域的新技术、新设备、新工艺，了解CMOS集成电路的发展趋势和应

用情况。

课程目标2：使学生具有一定工艺分析和电路设计以及解决集成电路问题的能力，

并为学习后续有关课程和从事与专业有关的工程技术和科学研究工作打下一定的基础，

且使学生树立辩证唯物主义观点，提高独立分析问题和解决问题的能力。

课程FI标3：通过本课程理论知识学习和实践上机练习，学生能够灵活运用集成电路

专业设计工具Cadence软件进行复杂集成电路的分析、模拟仿真与设计，对学生具备工

程知识、问题分析、设计开发解决方案、研究、使用现代工具的毕业要求均能起到相应

的支撑。

（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关

本课程支撑专业培养计划中的毕业要求指标点14、3-3、4-4。

1.毕业要求14掌握电子信息科学与技术专业基础知识，具有分析和解决复杂电子信息科学与技术

问题的初步能力。

2.毕业要求3-3.能够针对特定需求的电子信息系统，分析关键环节和参数设置的影响作用，选择

或设计合理参数。

3.毕业要求44能够对实验参数或结果进行合理分析和解释，并通过信息综合归纳总结有效的结

论。

程目标

课程目标1课程目标2课程目标3

毕业要求指标点

毕业要求1-4//

毕业要求3-3//

毕业要求44/

二、课程内容与教学要求（按章撰写）

（-）第一章绪论

（-）课程内容

（1）认识集成电路；

（2）集成电路的发展；

（3）集成电路设计流程及设计环境;

（4）集成电路制造途径；

（5）集成电路的分类；

（6）集成电路设计的知识范围。

（二）教学要求

（1）了解集成电路的特点；

（2）了解集成电路发展趋势；

(3)了解集成电路设计流程；

(4)了解集成电路的分类及设计所需的知识范围。

(三)重点与难点

1.重点

重点是集成电路的特点及设计流程。

2.难点

难点是集成电路的设计流程。

第二章集成电路工艺基础

(一)课程内容

(1)制造IC的主要材料;

(2)外延生长；

(3)氧化；

(4)淀积与刻蚀；

(5)掺杂

(6)掩模版制造

(7)光刻。

(二)教学要求

(1)掌握常用的集成电路制造材料；

(2)掌握集成电路制造的基本工艺流程;

(三)重点与难点

1.重点

重点是集成电路制造的工艺流程。

2.难点

难点是对工艺流程的原理理解。

第三章集成电路版图设计

(-)课程内容

(1)版图设计规则；

(2)图元；

(3)版图设计；

(4)版图检查与提交；

(5)版图设计注意事项。

(-)教学要求

(1)熟悉版图设计流程；

(2)掌握版图设计规则；

(3)掌握版图设计中的注意事项；

(4)掌握使用Cadence设计版图的方法

(三)重点与难点

1.重点

重点是版图设计流程及设计规则。

2.难点

难点是使用Cadence对版图进行设计。

第四章MOS集成电路器件基础

(~)课程内容

(1)MOS器件基本概念；

(2)MOSFET的电流电压特性；

(3)CMOS门电路；

(4)MOSFET的二阶效应;

(5)MOS器件模型。

(二)教学要求

(1)了解MOS器件特点；

(2)掌握MOS器件参数及电压电流特性；

(3)掌握CMOS门电路;

(4)了解MOSFET的二阶效应;

(5)掌握MOS器件模型。

(三)重点与难点

1.重点

重点是MOSFET的特性和CMOS门电路。

2.难点

难点是MOS器件模型。

第五章数字集成电路设计基础

(一)课程内容

(1)MOS开关及CMOS传输门;

(2)CMOS反向器；

（3）全互补CMOS集成门电路分析；

（二）教学要求

（1）了解数字集成电路的特点；

（2）掌握MOS开关、传输门及方向器的原理；

（3）掌握各类CMOS集成门电路的分析与设计方法；

（三）重点与难点

1.重点

重点是CMOS开关、传输门及反相器电路的分析。

2.难点

难点是各类CMOS门电路的分析与设计。

第六章模拟集成电路设计基础

（-）课程内容

（1）MOS基本放大器；

（2）MOS差动放大器：

（3）MOS电流源；

（4）MOS运算放大器。

（二）教学要求

（1）掌握基本MOS基本放大器的电路结构及原理；

（2）掌握MOS差动放大器原理；

（3）掌握MOS电流源的结构原理。

（4）掌握MOS运算放大器的设计方法。

（三）重点与难点

1.重点

重点是MOS基本放大器。

2.难点

难点是MOS运算放大器。

三、本课程开设的实验项目（如课程不含实验，该项可不填）

编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标

1MOS器件直流特性仿真2验证性必做课程目标1、2

2差分放大器仿真设计2验证性必做课程目标1、2

注：1.“类型”填验证性、综合性、设计性等：

2.“要求”填必做、选做。

实验I：MOS器件直流特性仿真

1.实验目的及要求

1）掌握MOS器件工作原理和不同工作状态下的条件；

2）掌握MOS器件的I-V特性；

3）理解MOS器件仿真电路：

4）学会自我设计MOS器件直流仿真原理图，并分析判断运行结果的正确性。

2.实验主要内容

1）自行设计MOS器件仿真电路：

2）根据以上设计，对电路进行仿真实验：

3）画出电流-电压曲线;

3.重难点

MOS直流特性仿真电路原理的设计。

实验2：差分放大器仿真设计

1.实验目的及要求

1）掌握差分放大电路工作原理；

2）掌握差分放大电路的设计方法：

3）理解差分放大器参数计算：

4）学会自我设计差分放大器劣真原理图，并分析判断运行结果的正确性。

2.实验主要内容

1）自行设计差分放大器仿真电路：

2）根据以上设计，对电路进行仿真实验；

3）获取放大器各项性能指标：

3.重难点

差分放大器的参数计算。

四、学时分配及教学方法

章

教学形式及学时分配

（按序填写）

主要教学方法支撑的课程目标

课堂实上课程小

教学验机实践计

第一章22讲授法课程目标】

第二章44讲授法课程目标1

第三章22讲授法课程目标1、2

第四章44基于问题讲授法课程目标1、2

第五章628基于案例讲授法课程目标1、2

第六章10212基于案例讲授法课程目标1、2

合计3232

注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格：

2.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例

等教学方法）等。

五、课程考核

序号考核方式或途径考核要求考核权重备注

1实验练习2个实验题20%

2期末考试闭卷80%

注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。

2.考核方式或途径主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作

业、小论文、项目设计和作品等。

3.考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、项目设计要求等。

4.考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。

六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）

1.《模拟CMOS集成电路设计》，魏廷存，陈莹梅，胡正飞，清华大学出版社，2010

年3月。

2.《模拟CMOS集成电路设计》，BehzadRazavi著，程贵灿，程军等译，西安交通

大学出版社，2002o

3.《模拟集成电路EDA技术与设计:仿真与版图实例》，陈莹梅，胡正飞，电子工业

出版社，2014。

七、大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）

1、木大纲为基本要求，教学内容的要求分为三个层次：掌握、理解和了解。掌握

是指对教学内容理解透彻、清楚，并能应用所学知识解决实际问题。理解是指

对教学内容正确认识，能够一般应用。了解是指对教学内容应具有基本知识，

为后续相关学习打下基础。

2、本课程侧重于CMOS模拟集成电路设计方法，教师要着重于培养学生的独立分

析问题和解决问题的能力。

2017年9月1日

附录1:实验考核方式及评分细则

本实验以考查为主，考核的内容包括实验过程的表现（其中包含分析与解决问题的能力）、实验

报告的质量等。分析与解决问题的能力采用提问和现场操作的方式进行。实验成绩中出勤、预习占

10%,实验过程表现占60%、实验报告及思考题占30%。

对应的毕业

成绩组成考核/评价环节分值考核/评价细则

要求指标点

出勤、预出勤状况，能按时到勤，遵守实验规定，不损坏实验设备（占

104-4

习10%预习评价5%）；能够预习，并理解实验原理及目的（占5