集成電路與集成系統精選(九篇)

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第1篇：集成電路與集成系統范文

硅通孔技術（TSV）是三維集成電路設計關鍵技術之一，本文從其制備、應用于系統中的性能參數及其意義、具體設計主要思路三個方面，對TSV在三維集成電路設計中的基礎概況進行分析探討。

【關鍵詞】硅通孔技術 三維集成電路 設計原則

三維集成電路是指多層面構建集成電路，可進一步擴展布局空間，減少線路相互之間的干擾，解決信號擁堵問題，擴大頻寬，降低功耗，最終提高系統性能。3D封裝是三維集成電路關鍵技術，主要包括裸片堆疊封裝、疊層封裝與封裝內堆疊三種具體實現形式，各有優劣。貫穿硅通孔技術（TSV）是一種系統級架構技術，可實現層級間裸片互聯，是目前最先進、應用最廣泛的互聯方式之一。本次研究就基于硅通孔技術的三維集成電路基本設計進行概述與分析。

1 TSV制備

TSV制備工藝據通孔制作工藝順序可分為先通孔與后通孔兩種，先通孔是指在制備IC時同時通孔，后者是指在制備IC后通孔。

前通孔主要特征包括：（1）工藝在CMOS或BEOL制備前應用；（2）在元件設計階段即介入應用；（3）需嚴格的CD控制；（4）通孔寬度為5-20μm；（5）深寬比AR3：1-10：1。而后通孔主要特征為：（1）工藝在BEOL或TSV鍵合（Bonding）制備后應用；（2）在設計階段后期介入；（3）CD控制較寬松；（4）通孔寬度20-50μm；（5）深寬比AR3：1-15：1。

通孔刻蝕技術是TSV技術的核心，強調通孔尺寸一致性，無殘渣，形成需達到一定速度，規格設計具有一定靈活性，目前僅有IBM及其部分代工廠掌握該核心技術。通孔刻蝕技術主要可分為博世工藝技術、激光刻蝕技術，兩者各有優劣。博士工藝孔徑大小、數目、深度無特殊要求，但孔徑側面較粗糙，材料成本高，需要光刻。激光刻蝕僅適用于>10μm孔徑通孔，孔徑數目也受吞吐量影響，但通孔側壁表明光滑，耗材低，無需光刻。

通孔后，TSV需進行填充，涉及通孔絕緣、淀積與電鍍多個工藝步驟，使用材料包括硅烷、正硅酸丁酯等。填充時需要考慮填充絕緣、沉積溫度等多個方面因素，一個細節的疏忽都可能影響通孔性能，進而影響系統穩定性與功效。目前，主要填充技術包括濺射沉積、均勻淀積，但考慮到成本因素，電鍍銅是目前應用最廣泛的硅通孔填充方式。

最后為實現晶體TSV互聯，需應用TSV鍵合技術，目前最常用的鍵合技術包括金屬-金屬鍵合、氧化物共熔鍵合與高分子黏結鍵合。三種鍵合技術各有優劣，應用均十分廣泛，但均只適用于滿足電學特性的光滑鍵合表面，不能進行機械表面與電學特性表面鍵合，金屬-金屬鍵合有望打破這種限制。

2 反映TSV性能的參數及其意義

2.1 互聯延時

全局互聯普遍被認為是集成系統性能提升的設計瓶頸，全局互聯產生的連線延時決定系統時鐘頻率與速度傳輸限，創造一種更有效的互聯策略已成為當今電路設計中研究熱點。緩沖器插入式目前應用最廣泛的一種縮短全局互聯延時的設計，使用靈活，有助于減少硅通孔數目與集成密度，進而降低互聯延時效應，提高系統性能，降低誤差。

2.2 互聯功耗

互聯功耗與系統電路規模與集成密度有關，目前，互聯電容已取代門電路成為片上功耗與動態功耗主導因素，插入緩沖器后功耗與全局互聯規模有關。應用硅通孔三維互聯構架，可減少互聯需要，但卻需要更多的緩沖器，增加片上功耗，在設計PSV時，需充分考慮PSV功耗。

3 TSV三維集成具體設計主要思路

3.1 阻抗特性差異

三維集成雖然可緩解不同材料、工藝差異所產生的串擾噪聲，降低混合技術同化復雜度與電路模塊電磁干擾，最終降低成本，提高效效能，但與此同時，三維設計也增加了阻抗差異。阻抗差異后是源層互聯固有缺陷，應用TSV技術互聯則增加了阻抗差異，進一步放大了這種缺陷。因此將TSV應用三維集成系統構架中，需綜合考慮阻抗差異，盡力減少阻抗差異對互聯信號的影響，避免信號發生反射或失真。

3.2 熱管理與優化

電路工作之中不可避免的發散熱量，熱效應已成為影響集成電路功效、元件可靠性的重要因素之一。三維集成技術增加了芯片物理層數，頂端物理層與散熱片距離顯著增加；三維集成技術縮短了物理尺寸，芯片功耗密度顯著增加，熱效應增加，芯片內溫度上升，可能造成元件性能下降，電遷移失敗，甚至可能造成物理損毀。應用TSV技術，可能影響整個芯片熱擴散效果、途徑，因此在設計TSV系統構架時，需對熱擴散進行預測，分析芯片內外溫度分布，并提出熱優化技術與策略，降低消熱阻。目前常采用的熱優化技術策略為減薄襯底厚度，降低散熱片等效熱阻，熱驅動優化，布局優化，熱通孔插入，等。

4 碳納米管TSV設計

碳納米管具有優良的電熱傳輸特性，平均自由程較長，耐高溫，是一種較理想的互聯材料，具有較大的發展潛力。碳納米管電流承載密度極限遠高于銅，電子遷移穩定，有助于克服承載不穩定性TSV技術這一固有缺陷。碳納米管具有一維導體特性，熱特性較高，熱傳導率極高，可達到3000～8000W/m-K，將碳納米管應用于TSV集成可極大的提高系統散熱能力。

5 小結

硅通孔技術是三維集成電路制造核心技術之一，其技術水平直接影響系統性能、穩定性。電路設計工作者，在應用TSV技術過程中，應盡量采用時下成熟的TSV制備技術，把握具體設計思路，從提升系統整體性能出發，提升設計水平。同時，應具有創新、探索精神，積極嘗試引入新材料、技術與理念，大膽嘗試，開闊設計思路，以探索更優的設計方案。

參考文獻

[1]X.ChuanL.Hong，R.Suaya and pact AC modeling and performance analysis of through silicon vias in 3-D ICs.IEEE Trans.Electron Devices，2010，57（12）：3405-3417.

[2]童志義.3D IC集成與硅通孔（TSV）互聯[J].電子工業專用設備，2009（27）：26-29.

[3]王高峰，趙文生.三維集成電路中的關鍵技術問題綜述[J].杭州電子科技大學學報，2014，34（2）：1-5.

作者簡介

祝竹（1983-），女，安徽省宣城市人。2006年畢業于合肥學院，電子信息工程專業。現為宣城職業技術學院電工與電子技術專業教師。研究方向為電工技術與汽車電子類。

第2篇：集成電路與集成系統范文

【關鍵詞】城市道路雨水；生態排水系統；規劃研究

0.前言

由于建設與發展活動的深化加速，城市基礎設施在建設中也出現了諸多問題。幾年來頻發的極端天氣造成了城市的降雨量在短時間內積聚，原有的道路雨水排水系統不能適應較大的降水強度，從而造成城市道路積水的問題。道路積水既阻礙正常的交通出行，增加了交通事故的發生幾率，又會侵蝕路基，降低路基土層的強度，從而破壞路面。這就要求相關工程技術人員應當重新規劃城市道路雨水生態排水系統，構建新型排水體系，保證人們的出行安全與經濟安全。

1.城市道路雨水生態排水系統的現狀與特點

隨著城市化進程的不斷加劇，積水問題對城市道路的影響與破壞作用也日益嚴重。最突出表現為對道路路基的破壞和對土層地基的侵蝕作用。以瀝青路面為例，強降水所帶來的積水一方面會造成瀝青材料受潮，影響瀝青物的路面夯實效力，另一方面還會對瀝青路面的土質基層造成一定的腐蝕影響，從而減少了瀝青道路的使用壽命。為了確保城市道路的交通安全，保證人民的正常出行，對現有的雨水生態排水系統重新進行規劃是當前道路規劃工作的重點。

目前城市道路雨水排放系統的主要建構方式是通過在交通道路的路基下土層中鋪設排水管渠，按照一定的間距鋪設好相應的用以收集道路側邊雨水的旁通支管，排水管渠與旁通支管在地下網絡中交錯作用從而形成雨水生態排水系統。具體來說，當前的城市道路雨水生態排水系統的現狀特點包括以下幾個方面：首先是凸起式分車帶的建構不合理。目前我國在道路分車帶的建設規劃上往往采用側石構筑的方式，使得分車帶高于行車道，而雨水排水口則鋪設在行車道上。這種凸起式分車帶在加大了道路施工難度、增加施工成本的同時，還會加劇城市道路積水問題。一旦城市產生暴雨洪流，凸起式分車帶會加速雨水匯流的速度，增加積水量，從而成為城市積水問題的“幫兇”。其次是排水口鋪設不合理.當前在城市道路的規劃建設活動中，排水口的位置選取不合理，排水口的數量不足，排水的空隙過大或者過小都會影響暴雨時的路面積水。第三是雨水設計流量計算方法單一[1]。目前我國所采用的雨水設計流量計算的方法雖然具有操作簡單、應用廣泛等特點，但是它卻無法應對降雨強度的變化所帶來的數據明顯差異，從而產生一定的誤差，影響雨水收集資料的精確性。

2.城市道路雨水生態排水系統的具體規劃

2.1改良分車帶建構形式

針對凸起式分車帶的建構不合理這一問題，城市道路規劃人員應當積極地改良分車帶的建構形式，打破傳統凸起式分車帶的束縛，著力開發研究新型分車帶形式。具體來說，為了確保有效倒流雨水洪峰期的路面積水，排水系統設計人員可以采用鋸齒上凸式和下凹式相結合的分車帶形式。在進行分車帶規劃時，對實際道路的路面情況、土層信息、道路位置等具體信息進行綜合考察，對于需要設置上凸式分車帶的路面地段，設計人員可將其改良為鋸齒上凸式。在傳統的上凸式分車帶上按照一定的距離間隔鋪設好相應的雨水收集的凹槽，并根據具體地段受暴雨的侵襲與排水能力調整凹槽的位置、大小和深度。與此同時，設計人員應當做好鋸齒上凸式分車帶內的綠化工作，保證綠化帶的蓄水能力，切實增強分車帶臨時蓄水的作用，從而有效緩解排水系統的排水壓力，減少地下滲水。另一方面，采用下凹市道路分車帶，通過將雨水收集系統設置在低于路面標高的道路兩側，并在綠化帶設置專業的滲透區，可以充分發揮綠化帶和道路表層土壤的作用，對路面積水進行及時的收集和過濾，在有效收集道路雨水的同時，實現了凈化處理道路雨水的目標，將路面雨水轉化為地下水補給的過程中，有效增加了綠化面積，真正實現生態排水和生態建設[2]。

2.2科學設置排水口

針對排水口鋪設不合理這一問題，設計人員應當著力于提高排水口利用率，通過科學鋪設以緩解道路排水壓力。這就要求設計人員應當綜合考慮降水、道路具體信息、周圍建筑地形等相關因素，以提高排水口的排水能力為出發點，在一些容易產生積水的位置多鋪設排水口，例如道路的交匯點、地勢較為低洼的地點、道路轉彎處等。傳統意義上的排水口設置都是采用點排水的排水方式，這就造成了排水口在投入使用的過程中有相當一部分的雨水篦子出現了閑置浪費的情況，這就說明城市道路排水口的設計缺乏科學依據，要向解決道路積水問題，必須對排水口進行科學合理的設置[3]。具體來說，設計人員在設置排水口排水形式時，應當將點排水、線排水等多種排水方式有機結合起來，在排水過程中，排水過程與雨水收集過程可以同時進行。一方面，線排水與點排水相結合的形式可以有效泄洪導流，緩解路面壓力；另一方面，線形排水能夠有效將積水引往綠化帶，提高綠化帶的臨時蓄水功能。值得注意的是，盡管線形排水方式比之傳統的點排水方式有著諸多優勢，在具體設計過程中，設計人員還應當注重對線形排水口的污物截留設施的開發與研究，在確保線形排水的養護清淤功能的同時，降低地表污染物進入排水管道從而造成堵塞問題的幾率。

2.3采用多種雨水徑流量計算方法

目前我國所采用的雨水徑流量計算方法屬于推理式，計算過程中所依據的雨水基礎資料一般以前期采集到的數據信息為參考標準，一旦氣候產生明顯變化，傳統的數據信息也就失去了其重要參考價值，這就要求設計人員應當根據實際情況和需求采用相應的雨水徑流量計算方法。具體來說包括推理公式改進法、計算機模型法和過程線方法等。推理公式改進法是對傳統計算方法的革新和改進，它通過采用不同時期的數據信息，多種參考標準共同作用，從而得出更為符合實際情況的結果。計算機模型法即指通過運用計算機信息技術建立起相應的雨水徑流計算模型，從而做到對實際雨水徑流量計算信息的模擬還原。該方法目前在我國還尚未推廣應用，在城市雨水管理的規劃與設計方面，它應當成為設計人員重點關注的對象。過程線法則是針對指定的降雨積水在路面的分配過程，通過等流時線來推求徑流的過程線，針對已經得出的過程線進行徑流演算，從而得出某一時期城市降水的最大徑流量[4]。

3.結語

綜上所述，對城市道路雨水生態排水系統進行重新規劃是滿足當前城市基礎設計建設和人民基本生活要求的必要舉措，為了有效解決當前城市道路規劃中出現的排水問題，設計人員只有從改良分車帶建構形式、科學設置排水口、采用多種雨水徑流量計算方法等方面共同努力，才能切實提高城市雨水系統的排水能力，促進城市的和諧發展。

【參考文獻】

[1]徐治國，黃紅.對城市雨水排水系統的一些思考[J].能源與環境，2012，3（06）：47-48.

[2]朱其立.市政道路雨水口布置的體會[J].科技創新導報，2013，6（31）：50-51.

[3]馬洪濤，張曉昕，王強.基于模型的城市道路積水應急排水措施研究[J].城市道橋與防洪，2012，5（09）：88-89.

第3篇：集成電路與集成系統范文

關鍵詞：公路；管理養護；電子地圖；經濟效益分析

中圖分類號：U283.1 文獻標識碼:A

前言

近年來，我國公路建設有了極大的發展，公路建設已經進入了以提高公路技術等級標準為主的發展階段。在這種形勢下，以往傳統的公路養護與管理方法已遠遠不能滿足公路建設事業發展的需要。為了提高現有公路的通行能力、承載能力、抗災能力、增強交通的安全性和舒適性，對現有公路加強養護、進行路面補強、加速舊橋技術改造、實施GBM工程、完善沿線設施。已成為公路養護與管理工作的當務之急。在這種形勢下，將計算機技術與公路養護及管理工作相結合，能極大的提高公路建設工作的技術水平和工作效率，促進我國地市級公路養護與管理工作的標準化、規范化程度的提高具有重要的意義。

1 公路管理養護與電子地圖遠程控制信息系統技術方案分析

系統采用以下關鍵技術，確保整個軟件具有超前性、穩定性和可實用性，是提高效率、產生經濟效益和社會效益的前提和關鍵。

1.1 采用GUID技術，主要用在軟件中各個模塊關鍵字段的設計方面，可以確保上下級各單位之間傳輸和交換數據時能唯一識別，自動加載，不會與內部已有數據沖突或覆蓋；由于該系統需要在多個用戶之間傳遞數據，所以唯一識別每一項數據是至關重要的。一般軟件系統都會使用ID作為唯一識別一項數據的標識，這在某個用戶下是完全可以的。但當這些數據要求從不同用戶之間進行傳遞和合并時，這些ID就會有重復的可能性，因為ID的唯一性只是相對于單個軟件系統本身而言的。GUID廣泛應用于微軟的產品中，用于識別接口、復制品、記錄以及其他對象，這些對象在不同軟件和不同計算機中是唯一識別的。該系統正式引用了這項技術，應用于唯一識別數據，使各個用戶之間可以穩定準確地傳遞項目數據。

1.2 采用OOP技術，主要用于系統的整體設計，包括所有界面和功能模塊之間的業務邏輯關系，可以使得軟件操作界面和業務之間相互獨立，保證程序設計的條理性、穩定性和可擴展性，方便后期的維護和修改；目前比較流行的開發軟件都是支持OOP技術的，但多數設計開發者沒有將其用于系統的業務邏輯中去。OOP使業務對象不再是枯燥的代碼堆積，而是模仿業務邏輯本身的屬性和行為進行設計，使得設計出來的業務對象可以真實反映業務本身。對象還封裝了數據和業務邏輯，并完成了所需的數據操作，這樣在界面模塊就無需關心對象的實現細節。同時繼承、多態等特性有效提高了系統設計的條理性。這樣設計出來的系統架構相當健壯，同樣減輕了后期進行修改、維護以及系統升級的周期和費用投入。

1.3 采用DCL數據更新技術，主要用于界面顯示的與更新后的信息能與數據庫始終保持一致性；在眾多軟件系統中，數據的顯示和數據的更新是要解決的兩個重要方面。當數據進行插入、更新、刪除等操作后，界面必須立即呈現更新后的最新數據。傳統解決方法往往在更新數據后立即主動刷新所有相關的數據顯示界面，而且各個更新數據的地方都需要完成這樣相同的工作。這種方法無疑將數據操作和界面更新混在一起，也增加了開發和維護的工作量。DCL技術很好地解決了這個問題。DCL建立了一個數據更新通知服務，所有需要得到通知的界面模塊都將注冊為該服務的客戶，當數據更新時，所有已注冊的客戶都可以得到通知，以便獲得及時更新界面的機會。這樣設計無需考慮數據更新與界面顯示的關系，兩者可以相互獨立，任何一方的設計有所改變，都無需改動另外一個的設計。DCL作為數據更新驅動，體現在系統的各個模塊。

1.4 采用數據通信技術，主要用于上下級、同級之間數據的上報和傳輸，解決了傳統U盤和上網傳輸數據的麻煩，可以在不同地區計算機之間即時高效地傳輸公路項目數據信息。

目前市場在大部分單機版軟件，數據上報和傳輸的方式都是將數據導出成一個或多個文件，再通過磁盤、U盤拷貝到對方的計算機中，或撥號上網通過E-mail發送到對方的郵箱中，對方也必須上網下載到本地計算機中才能加載到軟件，以上兩種數據傳輸方式都要經過幾個步驟，比較麻煩、誤時，而且容易出錯，造成了資源的極大浪費。而本系統采用的數據通信技術，不同用戶之間的數據傳遞，不用磁盤拷貝和上網，就像雙方撥打電話一樣，直接通過電話線即時傳輸到對方的計算機中，并且自動加載數據。比以上兩種傳輸模式都要快捷、準確、費用低、穩定性高。

2 直接經濟效益分析

駐馬店九縣兩區縣鄉公路管理所的工程部門，依照系統的要求，把近幾年來所有已建成的公路項目，包括項目的投資情況、施工建設情況、養護及道班、橋梁信息、大修路段等數據，全部錄入到軟件系統中，并在地圖上標注了各個項目的路線信息，然后通過電話線把所有建好的數據直接傳輸到市縣鄉公路管理處工程科，工程科相關人員再把九縣兩區的項目信息和電子地圖信息進行匯總，工作人員把各單位原來的手工操作方式與現在采用該系統的工作方式加以比較，按每單位每月安排2人到主管部門上報數據和資料，手工模式所需人力、物力和財力成本計算，每月至少要安排3-14人用15-19天時間做資料和報表，每月上報2次，每次上報資料往返按1-2天時間，來回車費、食宿費等等，操作錯誤和重報除外，駐馬店市市直及所轄九縣二區公路建設管理部門上報資料所花費資金約998萬元；采用該成果軟件上報數據，每單位每次上報數據只要安排2人在軟件中操作兩個小時，通過電話線上報數據只需要花費3分鐘0.2元電話費即可，駐馬店市市直及所轄九縣二區公路建設管理部門上報數據所花費資金一年約92萬元，可節約資金906萬元，節約費用80%以上。

3 間接經濟效益分析

系統的成功實施，可極大地支持和輔助管理層決策，歷史數據可以得到有效保存，為后期的管理工作帶來便利，大大減少管理成本，同時培養和鍛煉了一批既懂工程又懂管理并熟練使用項目管理軟件的人才，這方面的效益是無法估量的。

3.1 項目信息傳遞及時、準確，信息流動合理規范，可將原來依附于月報、季報、年報基礎上的事后管理工程模式，提高為事前預測、事中控制的模式。

3.2 系統以業務數據為中心、實現公路管理與電子地圖、數據庫與決策支持，全面提高管理水平、減少管理成本，提高公路管理養護水平。

3.3 提高人員素質，培養一批既懂工程又懂管理并熟練使用項目管理軟件的人才，避免重復勞動，全面減少公路管理養護工作實施的成本。

3.4 公路管理與養護的經驗數據能夠得到有效地保存，電子數據的積累為以后的規劃工作、管養水平的提高奠定了堅實的基礎。

我市采用該信息系統，提高了信息化應用的深度和廣度，為公路建設信息化水平地提高和管理現代化服務奠定了堅實的基礎。

結束語

公路管理養護數據庫有巨大的發展空間，急需進行改進和拓展，需要全面融合先進的管理思想和飛速發展的計算機應用技術、全面提高信息化應用的深度和廣度，為養護信息化水平的提高和管理現代化服務。該系統以業務數據為中心、實現公路管理與電子地圖、數據庫與決策支持，全面提高管理水平、減少管理成本、提高人員素質、提高信息化應用的深度和廣度，培養自覺執行管理制度的能力、避免重復勞動、全面減少公路管理養護工作實施的成本，極大地支持和輔助管理層決策，具有顯著的社會效益和經濟效益，推廣應用前景廣闊。

參考文獻

第4篇：集成電路與集成系統范文

Abstract： The core function of Running Monitoring Platform for Transmission Line in Smart Grid is the status of primary electric power equipment monitoring. Base on the functions of real-time safety monitoring and safety early-warning and integrated electric asset management system， this platform implements the life cycle management of electric asset. The tradition platforms are only focus on real-time status of electric asset monitoring and early warning which cannot form the whole cycle of asset management. By using this platform， the electric company will reduce a bunch of time and cost on manage the electric asset and improve the efficiency of emergency repair.

關鍵詞： 電力資產管理；全生命周期管理；電力一次設備狀態監測

Key words： electric asset management；whole life cycle management；primary electric power equipment monitoring

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）06-0163-02

0 引言

近年來，隨著電力資產全壽命周期管理理念的提出，已有眾多電力企業在此領域展開深入的實踐與探索。資產全壽命周期管理起源于全周期成本管理（LCC），是LCC管理理念的發展，是系統工程理論在資產管理上的應用。資產全壽命管理是以資產作為研究對象，從系統的整體目標出發，統籌考慮資產的規劃、設計、采購、建設、運行、檢修、技改的全過程。在滿足安全、效能的前提下，追求資產全壽命周期成本最優、實現系統優化的科學方法。電網公司作為資金密集型企業，具有資產分布廣泛、管理鏈條長、設備壽命周期長、實物變動與價值變動不一致等特點，給電網資產運行、維護與管理帶來了極大壓力。

隨著山東電網的快速發展和狀態評價工作的全面開展，山東電力集團公司檢修公司在狀態評價與電力資產精益化管理方面不斷深化研究，實現狀態評價工作的可持續發展。本文將介紹面向服務輸變電設備狀態評價工作的電力資產管理系統與智能電網輸電線路運行監控平臺集成的方法設計與實現。

1 系統設計需求分析

1.1 電力資產倉庫管理目標分析 電力設備管理是一項復雜而艱巨的工作。作為電力資產全壽命周期管理的一部分，系統目標定位從電力設備使用的現狀和設備資產管理的現實出發，以設備的運維檢修為著眼點，側重于設備的運維管理，建立以設備管理為核心、服務輸變電設備狀態評估為目標的資產管理系統，包括記錄設備基礎臺賬數據、運行技術參數以及運行狀態和檢修數據，同時還有備品配件的管理信息。我們希望通過該系統的使用，可以提高設備可利用率及可靠性、控制維護與維修費用、延長設備生命周期，實現企業利潤最大化。系統將目標定位在優化資源配置、降低生產成本以及提高狀態評價工作的效率。

1.2 電力資產倉庫管理對象分析 電力企業屬于資產分散型企業，具有資產使用部門眾多、使用地方范圍大、資產分類復雜等特點。電力資產大致可以分為輸電線路、變電設備、配電線路及設備、用電計量設備及通訊設備、自動化設備、工具器具、運輸設備、房屋建筑物等十幾大類。

由于該系統是面向服務輸變電設備狀態評價工作的開展而設計的，并非一般企業的固定資產管理系統，因此在管理目標的劃定及分類設計上，我們秉承國家電網公司下達的《網省公司輸變電設備狀態評價中心運行管理規范》中的指導思想，將電力設備設定為主要管理目標，并涉及到與設備檢修過程中有密切關系的工具器具、運輸設備、通訊設備等相關物品。由于管理對象包含范圍大，為了在實際應用過程中方便用戶查詢和管理，根據實際情況，將所有物品首先按照電力一次設備、二次設備、輔助設備三大類進行劃分，其中又可以以電壓等級、資產管理單位等方法對物品進行子類劃分。

1.3 系統功能性需求分析 根據系統目標的設定，該系統以設備資產全生命周期為功能設計主線，跟蹤物料的入庫、出庫、安裝、運行、維修、變更和報廢。功能主要分為兩大方面：倉庫物料出入庫管理和倉庫物料調配管理。在倉庫物料出入庫管理方面應實現物料臺賬管理，為每一件物品建立基礎臺賬，包括物品的名稱、分類名稱、入庫日期、生產廠家信息、管理單位名稱、物品型號、存儲地點、出庫日期、安裝位置、物品狀態等。倉庫物料調配管理基于各類物品的綜合查詢和統計管理，具體查詢方式可以按照部門、物品類型、廠家或設備ID，使用者可以通過系統快速統計出該類物品可用數量和分布位置。

2 系統設計

2.1 功能設計 倉庫管理系統主要包括以下功能模塊：臺賬管理、維護維修管理、設備查詢、設備調撥、系統后臺管理等功能模塊。

（1）資產臺賬管理：建立資產目錄位置結構樹，按照公司各部門、各工區逐級劃分資產歸屬單位，為各部門建立電力資產設備臺賬；建立設備資產卡片，建立資產卡片和設備臺賬對應名錄。臺賬不但包括設備基本的入庫、廠家信息以及具體的存放位置，還包括各類設備的型號及特性參數。

（2）維護維修管理：建立資產健康記錄表，為每一件設備建立起一份設備運行健康情況的詳細記錄，其中包括設備生產日期、最后一次檢修日期、缺陷記錄、檢修人員、廠家信息。健康記錄表的建立可以方便倉庫管理員掌握每一項資產的運行情況，合理重估資產價值，便于安排下一年的采購計劃。

（3）設備查詢：可以根據設備采購日期、使用年限、供應商品牌、設備分類等多種條件進行綜合查詢。

（4）設備調撥：通過電網運行狀態實時預警報警功能和電網缺陷故障記錄，可獲知哪些設備需要進行維修或更換，根據具體情況，可調撥巡檢人員需要的維修工具、替換設備、搶修車輛，依照就近原則安排所需設備出庫，并做出庫登記。

2.2 架構設計 倉庫管理系統作為智能電網輸電線路運行監控平臺的一個二級子系統，延續了主系統的B/S結構設計，數據庫管理系統采用Oracle，主要負責數據的存儲、檢索，為數據提供完整性、安全性控制。客戶端運行在Windows操作系統上，通過網絡及Oracle專用接口連到服務器。業務處理模塊是針對各倉庫出入庫所需要處理的管理模塊，包括物料到貨登記、入庫登記、物料出庫、物料報損以及缺損登記。智能電網輸電線路運行監控平臺通過調用接口讀取倉庫管理系統的資產庫存的電網資產相關信息，結合電網運行狀態實時預警報警功能和電網缺陷故障記錄，綜合分析出電網巡檢和電網搶修的最佳方案。

3 倉庫管理在智能電網輸電線路運行監控平臺中的應用

智能電網輸電線路運行監控平臺主要業務模塊側重于對在線運行電力一次設備的狀態監控和預測，倉庫管理系統信息的集成可以實現對電網資產的全壽命周期管理，以及對固定資產進行全過程跟蹤。通過倉庫管理信息的集成，展現了資產歷經的整個生命周期過程，掌握資產信息及變動情況。查看資產的詳細信息時，可以瀏覽到資產經歷的整個生命周期過程，包括入庫、出庫、安裝、運行、維修、折舊、報廢在內的全生命周期管理，降低了管理人員統計維護的工作難度。

智能電網輸電線路運行監控平臺中的主要功能模塊——狀態預警以及狀態評估，可以指導合理有效地安排巡檢作業，科學性地判斷電力一次設備的檢查維護需求，結合倉庫管理系統中的物品庫存信息，可以實現現代資產盤點管理流程閉環，有效避免人員的重復性勞動。

兩系統集成后的核心功能為搶修方案輔助決策模塊，其最主要的優勢為使巡視檢修和搶修工作轉變為流程化、規范化管理模式。通過與工作流的結合，系統可實現智能化輔助決策功能，大大提高在突發事件發生后形成決策的效率并可以有效復用以往的經驗。

參考文獻：

[1]李磊，曲俊華.電廠資產管理系統的設計與實現[J].電力系統自動化，2005，29（13）：80-83.

第5篇：集成電路與集成系統范文

關鍵詞： 數字集成電路 電壓匹配 接口技術

一、引言

當今社會是數字化的社會，數字集成電路具有可靠性高、靜態功耗小、工作速度高、壽命長和低成本等優點，因此它在通信、電力、自動化設備和家用電器等諸多方面得到了廣泛應用。目前數字集成電路種類繁多，不同類型的集成電路在連接時，如果邏輯電平不匹配，且考慮到負載能力的限制，那么中間就需要串入接口電路，否則將引起邏輯混亂，甚至損壞集成芯片。因此，為了更好地使用數字集成電路，就有必要對其具體使用方法和接口技術要有一定的認識。

二、數字集成電路的分類

按照電路結構的不同，數字集成電路可分為兩大類：一類是雙極型集成電路，采用晶體管作為開關元件，管內有電子和空穴兩種極性的載流子參與導電；另一類采用絕緣柵場效應晶體管作開關元件，稱為MOS（Metal Oxide Semiconductor）集成電路。這種管子內部只有一種載流子，即電子或空穴參與導電，故又稱單極型集成電路。下面我對這兩種類型的數字集成電路予以簡要說明。

（一）雙極型集成電路

TTL電路（Transistor-Transistor Logic即晶體管――晶體管邏輯電路）也稱為TL，是目前雙極型數字集成電路中應用得最多的一種。它具有較快的開關速度、較強的抗干擾能力，以及足夠大的輸出幅度，且帶負載能力也比較強，所以得到了最為廣泛的應用［1］。

在雙極型數字集成電路中，除了TTL電路以外，還有高閾值邏輯（High Threshold Logic，簡稱HTL）、二極管―三極管邏輯（Diode-Transistor Logic，簡稱DTL）、發射極耦合邏輯（Emitter Coupled Logic，簡稱ECL）和集成注入邏輯（Integrated Injection Logic，簡稱IL）等幾種邏輯電路。其中較為常用是ECL電路，其電路中的三極管工作在非飽和狀態，是一種非飽和電路，有極高的工作速度。此外它還具有輸出阻抗低、帶負載能力強、電路內部開關噪聲低、使用方便靈活等優點。它的主要缺點是：噪聲容限低，電路功耗大，輸出電平的穩定性較差。目前ECL電路主要用于高速、超高速數字系統中。

（二）MOS集成電路

MOS數字集成電路是指只有一種載流子參與導電的電路，其中只有電子參與導電的稱為NMOS電路；只有空穴參與導電的稱為PMOS電路；如果是用NMOS及PMOS復合起來構成的互補（Complementary）MOS集成電路，則稱為CMOS電路。PMOS和NMOS組件中各只含有一種MOS管，習慣上稱它們為MOS集成電路，以與CMOS集成電路相區別。

PMOS集成電路問世較早，但由于其速度低，現已很少使用；NMOS集成電路速度稍高，且直流電源電壓較低，在工藝上可以制造出開啟電壓較低的器件，故NMOS集成電路仍在使用中。CMOS數字集成電路與TTL數字集成電路相比，有許多優點，如工作電源電壓范圍寬，靜態功耗低，抗干擾能力強，輸入阻抗高，成本低，等等。因而，CMOS數字集成電路得到了廣泛的應用。

三、CMOS電路和TTL電路的使用注意事項

由于CMOS與TTL數字集成電路有其各自的工作特點，因此在應用數字集成電路時對其要有正確的使用方法。下面我就對CMOS與TTL相應使用事項作以簡要說明。

（一）CMOS電路的使用知識

1.輸入電路的靜電保護

CMOS電路的輸入端設置了保護電路，給使用者帶來很大方便。但是，這種保護還是有限的。CMOS電路的輸入阻抗高，極易產生感應較高的靜電電壓，從而擊穿MOS管柵極極薄的絕緣層，造成器件的永久損壞。為避免靜電損壞，應注意以下幾點。

（1）所有與CMOS電路直接接觸的工具、儀表等必須可靠接地。

（2）存儲和運輸CMOS電路，最好采用金屬屏蔽層做包裝材料。

2.多余的輸入端不能懸空

輸入端懸空極易產生感應較高的靜電電壓，造成器件的永久損壞。對多余的輸入端，可以按功能要求接電源或接地，或者與其他輸入端并聯使用。

（二）TTL電路的使用知識

1.多余輸入端處理方法

（1）與其他輸入端并聯使用。

（2）將不用的輸入端按照電路功能要求接電源或接地。比如將與門、與非門的多余輸入端接電源，將或門、或非門的多余輸入端接地。

2.電路的抗干擾處理

（1）在每一塊插板的電源線上，并接幾十μF的低頻去耦電容和0.01―0.047μF的高頻去耦電容，以防止TTL電路的動態尖峰電流產生的干擾。

（2）整機裝置應有良好的接地系統［2］。

四、常用數字集成電路接口技術

在數字系統設計中，往往由于工作速度或者功耗指標的要求，需要采用多種邏輯器件混合使用，而由于每種器件的電壓和電流參數各不相同，因此需要采用接口電路來連接不同類型的集成電路。如TTL和CMOS電路需要采用接口電路一般要考慮兩個問題：一是要求電平匹配，即驅動門要為負載門提供符合標準的輸出高電平和低電平；二是要求電流匹配，即驅動門要為負載門提供足夠大的驅動電流。下面我就CMOS電路和TTL電路之間的接口問題加以分析［3］。

（一）TTL門驅動CMOS門

1.電平不匹配2.電流匹配

因為CMOS輸入電流幾乎為零，所以TTL驅動CMOS在電流的兼容性上不存在問題。

3.解決電平不匹配問題的方法

（1）外接上拉電阻在TTL門電路的輸出端外接一個上拉電阻R5V。（如圖1所示）

圖1 TTL驅動CMOS接口電路

（2）選用電平轉換電路（如CC40109）

若電源電壓不一致時可選用電平轉換電路。CMOS電路的電源電壓可選3―18V；而TTL電路的電源電壓只能為5V。

（3）采用TTL的OC門實現電平轉換。

若電源電壓不一致時也可選用OC門實現電平轉換。

（二）CMOS門驅動TTL門

1.電平匹配

CMOS門電路作為驅動門，U.8V。電平匹配是符合要求的。

2.電流不匹配

由于TTL門電路的低電平輸入電，而CMOS門電路的低電平輸出電流遠小于1.6mA，因此電流不匹配，需要加接口電路。

3.解決電流匹配問題的方法

（1）選用CMOS緩沖器：比如，CC4049的驅動電流可達4mA，完全可以滿足TTL輸入電流的要求。（如圖2所示）

圖2 CMOS驅動TTL接口電路

（2）選用高速CMOS系列產品：如選用CMOS的54HC/74HC系列產品可就以直接驅動TTL電路。

（3）CMOS電路并聯驅動TTL，這種方法只允許在CMOS為同一集成芯片時使用。

五、結語

在數字電路或數字系統的設計中，常常需要根據設計指標對工作速度或功耗的要求選用不同類型的數字集成電路。因此不同類型的集成電路在混合使用時，要根據其相應引腳的邏輯電平和帶負載能力采用相應的接口電路，這樣才能確保電路邏輯準確、性能可靠。

參考文獻：

［1］閻石.數字電子技術基礎（第五版）［M］.北京：高等教育出版社，2006.5.

［2］侯伯享.數字系統設計［M］.西安：西安電子科技大學出版社，2004.1.

第6篇：集成電路與集成系統范文

技術領先　產品接近國際先進水平

七星電子是我國集成電路制造設備的領先企業，近年來通過自主研發以及與國際國內著名廠商、科研院所合作，同類產品性能逐步接近國際先進水平。公司生產的擴散系統、清洗系統、氣體質量流量計等集成電路工藝設備已成功裝備多條集成電路生產線，產品已在國內6英寸IC生產線得到廣泛應用。在混合集成電路和電子元件開發能力、科技人員的技術水平、試驗設備的配套及數量等方面居于國內前列。同時，公司從產品結構、配套能力、產品實物質量、品牌效應方面在國內也處于領先地位。七星電子是國內唯一一家具有8英寸立式擴散爐和8英寸清洗設備生產能力的公司，生產的8英寸生產線設備開始進入國內主流IC生產線。公司目前正進行12英寸90/65納米清洗機、擴散爐和質量流量計等集成電路設備的研發。七星電子所生產的擴散設備和清洗設備均是集成電路制造工藝中的關鍵設備，產品用量大，技術含量高。公司開發的清洗設備產品已在集成電路生產線、集成電路材料、光電子行業和電力電子行業上得到了應用。

自主研發　為國防和航天事業作貢獻

七星電子在混合集成電路和電子元件領域積累了多年的生產經驗，通過承擔軍品科研任務形成了豐富的技術儲備，產品的技術水平主要體現在產品的高精密、高可靠特性以及能夠達到特定的技術指標等等。公司在國內軍用混合集成電路以及高精密阻容元件的生產上，具備領先的技術優勢。公司擁有九條生產線符合軍工生產標準，生產的混合集成電路、高可靠高穩定電阻器、固體鉭電容器、石英晶體器件等產品，廣泛應用于軍工行業。公司還在軍工科研方面取得多項重大成果，為中國的國防和航天事業作出了顯著的貢獻，2006年被總裝備部、國防科工委及信息產業部三部委聯合評為“十五”軍用電子元器件科研生產先進單位，獲得信息產業部授予“軍工電子質量年活動先進單位”。信息產業部軍工電子局還先后多次對七星電子成功研制“集成電路設備工程”給予了獎勵，中國空間技術研究院、中國運載火箭技術研究院、中國載人航天工程辦公室、信息產業部、中國航--天科技集團公司等單位先后對七星電子在“神舟五號”、“神舟六號”、“神舟七號”載人飛船及“嫦娥一號”發射成功中作出的貢獻給予了各種獎勵，肯定了七星電子為中國航天事業中做出的貢獻。

政策支持　市場前景良好

第7篇：集成電路與集成系統范文

一、光電子類：

1、光電測控技術；

2、光電信息存儲；

3、光通信與光網絡；

4、激光科學與技術；

5、光電子器件與集成；

6、納米光電子學。

二、電子類：

1、電路與系統；

2、微電子與固體電子學；

第8篇：集成電路與集成系統范文

關鍵詞：高職教育；項目化教學；形成性考核

作者簡介：張麗（1981-），女，江蘇南通人，南通農業職業技術學院機電系，講師。（江蘇 南通 226007）

中圖分類號：642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）26-0051-02

“數字電路與邏輯設計”是機電專業中的一門專業基礎課，它的特點是邏輯性、實踐操作性強。它的先導課程有“電路分析”、“模擬電子技術”和“protel99SE”，后續課程有“單片機技術”、“家電原理”和“電子測量技術”，在整個學科體系中起著承前啟后的重要作用。

一、“數字電路與邏輯設計”課程設計的理念

以職業能力培養為出發點，應遵循“手腦并用”、“做學合一”、“理論與實際并行”、“知識與技能并重”的教學原則，突出以“能力為本位”的課程模式，以應用和就業為導向，以培養職業技能為目的。以學生為主體，教師為主導，才能充分發揮學生的自主學習積極性。把握學生的認知過程和接受能力的規律，注重對學生創新意識和創新能力、綜合意識與綜合能力、實踐意識與實踐能力的培養。以理論聯系實際為指導，重點提升學生運用知識的能力，使之養成良好的學習習慣，把握行為引導法促進學生能力提升的發展性教育理念。

二、高職教育及高職學生的特點

高職學生的特點是基礎知識薄弱、理論學習困難、學習情緒化、對感興趣的事物接受能力強。

高職教育的特點是面向崗位群，機電專業面向的崗位主要有：

生產現場操作及維修崗位：要求具有機電產品生產現場的工藝實施能力；機電工具設備的使用與操作能力；對機電產品進行裝配、檢測與調試的能力；要求儀表的使用、計算機測試、系統分析或產品故障分析的技術能力要強。

機電產品、設備安裝及調試崗位：能夠對機電設備進行安裝、調試、運行管理與設備維護，并能對一般控制系統進行維護與改造。

機電產品、設備技術管理及服務崗位：要求技術管理人員具備看懂機械圖紙和電氣圖紙的能力；具有機電一體化設備的使用、維護、管理能力，具有一定的生產管理、技術管理等知識。機電設備銷售與售后服務技術人員具有機電設備的原理、裝配工藝等知識，具有機電設備的檢測與維修能力。

三、“數字電路與邏輯設計”項目化教學的必要性

傳統的教學法是從知識點的掌握到電路的分析再到電路的設計，由局部到整體，自下而上。它以教師為中心，以課堂為中心，以教材為中心，忽視了學生積極性、主動性的發揮，實踐以模仿為主，突出技能性訓練，缺少設計性、創新性，教學效果不是很理想。

因此，必須根據不同的崗位職業能力要求，確定課程的職業能力目標：會用各種表示方法描述數字電路邏輯功能，會分析常用電路的功能；能完成數字電路的設計，能分析和排除電路中出現的故障；能通過對數字集成電路芯片資料的閱讀，了解數字集成電路的邏輯功能和使用方法；能熟練掌握數字電路中常用儀器儀表的使用；能畫出所設計的數字邏輯集成電路的電原理圖，能列出所設計的電路的元器件清單，會撰寫所設計電路的測試說明。

根據課程的職業能力要求確定課程的知識目標：掌握邏輯代數基礎知識；了解集成邏輯門電路內部構造；掌握組合、時序邏輯電路的分析設計；理解觸發器的工作特性；掌握脈沖波形的產生和整形；A/D及D/A轉換。

在此基礎上采用項目教學法，它是從實際問題出發來講電路的構造、元器件的選擇，再到知識的運用，由整體到局部，自上而下，宏觀把握，以學生為中心，以項目為中心，以實際經驗為中心，緊緊圍繞工作任務完成的需要來選擇和組織課程內容，突出工作任務與知識的聯系，讓學生在職業實踐活動的基礎上掌握知識，增強課程內容與崗位職業能力要求的相關性，大大提高了學生的就業能力。

四、“數字電路與邏輯設計”課程設計思路

為落實以培養學生職業能力為目標的課程實施，給出課程總體設計思路：堅持以高職教育培養目標為依據，遵循“以應用為目的，以必需、夠用為度”的原則，以“掌握概念、強化應用、培養技能”為重點，力圖做到“精選內容、降低理論、加強基礎、突出應用”。

課程設計以電子產品的制作為載體，以便于與企業共同開發該課程：項目一，聲光控制燈電路制作；項目二，競賽搶答器制作；項目三，電子生日蠟燭制作；項目四，流水彩燈制作；項目五，31/2位直流數字電壓表的制作。

項目的選擇以課程標準中的教學內容為依據，既與數字電路知識緊密結合，又能夠充分體現當前的工程實際情況，同時具有一定的創新空間，學生可以運用學過的知識進行創造發揮。

通過任務引領的項目活動將必備的知識、技能、行為、態度內化融合，使學生具備本專業的高素質勞動者和高級技術應用人才所必須的數字集成電路設計、制作與測試的基本知識和基本技能，同時培養學生愛崗敬業、團結協作的職業精神。

五、“數字電路與邏輯設計”教學內容的設計

該課程的總體目標：使學生具備本專業的高素質勞動者和高級技術應用型人才所必需的電子設計基本知識，具備靈活運用常用數字集成電路實現邏輯功能的基本技能；為學生全面掌握電子設計技術和技能，提高綜合素質，增強職業變化的適應能力和繼續學習能力打下一定基礎；通過問題的解決，培養學生團結協作、敬業愛崗、吃苦耐勞的品德和良好的職業道德觀。

1.內容的選取

以項目二競賽搶答器的制作為例來說明：

根據總體目標確定該項目的知識目標、技能目標、素質目標。

知識目標：掌握編譯碼器知識、觸發器知識、計數器知識、脈沖波形的產生和整形知識、單穩態觸發器知識、復習邏輯代數知識。

技能目標：掌握編譯碼器、計數器功能、選擇連接及使用；掌握555定時器的連接及使用；運用仿真軟件畫仿真圖；具備查閱集成芯片產品手冊的能力。

素質目標：培養耐心細致的工作態度，培養嚴謹扎實的工作作風，培養學生競爭與合作意識。

2.教學內容的序化

（1）任務下達。將項目分解為五個子任務：譯碼電路的設計與制作、搶答電路的設計與制作、倒計時電路的設計與制作、聲響電路的設計與制作、控制電路的設計與制作。

以子任務搶答電路設計與制作為例。知識目標：學習掌握二進制編碼器、二進制優先編碼器、BCD編碼器、BCD優先編碼器。能力目標：掌握編碼器功能、選擇連接及使用、運用仿真軟件畫仿真圖、具備查閱集成芯片產品手冊的職業能力。素質目標：培養耐心細致的工作態度、嚴謹扎實的工作作風、競爭與合作的意識。

對該子任務進行分析：選手搶答情形即選手A首先按下按鈕，顯示屏上顯示A搶答成功，其他選手再按按鈕無效，選手A松開按鈕后，顯示屏上A搶答成功的狀態保持不變，直到主持人清零，進行下一輪搶答。搶答電路的重要功能：鎖存功能。既要能“鎖”，也要能“存”。“鎖”——其他選手，“存”——搶答成功的選手信息。通過類比的方式引入編碼的概念，對該任務進行仿真后下達任務卡。

（2）資訊。讓學生回顧以往解決相關問題的方法，給出用門電路實現的方法；讓學生檢索常用編碼器的數據手冊，通過手冊了解芯片的功能和基本使用，掌握編碼器的測試方法，通過測試加深對芯片的功能和使用方法的了解。

教學重點：二進制編碼器與優先編碼器的異同點。教學難點：編碼器的使用。對芯片進行測試后進行芯片用法分析。

（3）計劃決策。通過類似電路分析，啟發學生思路；引導學生討論該任務中編碼器的選型，分析采用二進制編碼器設計的缺陷；重點討論如何解決優先編碼器的硬件電路已經固定好的優先級；深入各小組聽取學生決策意見；根據任務要求，各小組討論出任務實施方案，設計出系統框圖，指導老師確認方案的可行性。

（4）任務實施。任務的實施過程主要以學生為主體，學生三人一組，將學習能力較好、中等、較弱的學生合理分配到各組，教師指導、答疑。

（5）檢查評估。根據各小組的演示給出綜合評價（部分實現、全部實現、有創新功能）；抽取設計較佳和較差電路進行點評；教師給出優化電路，要求學生課后進行分析。

3.教學手段、方法

項目二的教學方法：基于問題教學法 （從實際問題搶答競賽出發）；基于興趣的教學法 （向學生進行任務的虛擬仿真flash演示）；理論實踐二位一體教學法 （編碼器功能知識的掌握與電路搭建）；可視化教學法（芯片功能的測試將傳統測試方法與專用的數字芯片測試儀結合）；小組討論法（3人分組）；啟發式教學法（任務分析部分）；類比教學法（編碼概念引入部分）；探究法（任務實施過程中）。

本門課程教學手段、方法：任務驅動法、行為導向項目教學法；工學結合，現場教學法（項目中每個任務的綜合）；傳統教學手段（講解法、示范法、模仿法、練習法）；多媒體教學手段（PPT課件、flash仿真、網絡教學及互動平臺）。

六、“數字電路與邏輯設計”考核評價方式

建立終結性評價和過程性評價相結合的評價方式。終結性評價中知識考核占30%，綜合考核占70%。過程性評價以項目為單位，其中教師評價占40%，學習檔案占30%，小組評價和自我評價各占15%。

七、總結

以職業崗位活動調研為前提進行職業能力需求分析；以職業能力需求分析為導向確定課程職業能力目標；根據職業能力目標的需求確定知識目標；根據崗位工作過程和認識規律構建教學模塊；以職業能力訓練項目作為課程目標和教學內容的載體；以真實的職業活動實例作為訓練素材；通過項目教學真正實現“教、學、做”三者的融合；建立以形成性考核為主的課程考核體系。

參考文獻：

[1]胡錦.數字電路與邏輯設計[M].第2版.北京：高等教育出版社，2002.

第9篇：集成電路與集成系統范文

關鍵詞：CAA CAD；增益；增益帶寬積；上限截止頻率

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）03-0119-02

隨著大規模集成電路和電子計算機的迅速發展，電子電路的分析與設計方法發生了重大改革，以計算機輔助分析與計算機輔助設計（簡稱CAA與CAD）為基礎的電子設計自動化技術已廣泛應用于集成電路與系統的設計之中。它改變了以定量估算和電路實驗為基礎的傳統設計方法，成為現代電子系統設計的關鍵技術之一。因此，將電子線路課程內容與CAA、CAD緊密結合起來是教學改革的需要。

一、CAA、CAD工具

由于模擬電路在性能上的復雜性和電路結構的多樣性，對仿真工具的精度、可靠性、收斂性以及速度等方面都有相當高的要求。Pspice是國內外公認的模擬電路通用仿真工具。它采用數學模型和仿真算法，利用計算機的計算、存儲和圖形處理的高速和高效率，以電路理論為依據，無需任何實際元器件，用事先設計出的各種功能的應用程序，取代大量的儀器儀表。學生可以通過逼真的特性曲線更全面地理解書本上很抽象的概念，使課堂教學收到事半功倍的效果。在電路設計時，可以通過這些應用程序對電路進行各種分析、計算和效驗。它就相當于一個現代化的電子線路實驗室，可以對電子系統及VLSI的整個設計過程進行逼真的模擬。這不僅使設計達到高質量、高可靠性，而且降低了成本，縮短了開發周期。

二、實例分析

圖1為單管共發射極放大電路的原理圖。設晶體管的參數為：βF=100，RBB'=80Ω，CJC0=2.5PF，fT=400MHZ，VA=∞。

①調解偏置電壓VBB使ICQ≈1mA。②計算電路的上限截止頻率fH和增益帶寬積G?BW；③分別將RBB改為200Ω，將RS改為1KΩ，將CJC0改為9PF，其它參數不變，重復②中的計算；④設RS改為500Ω，AVS＞30，fH＞4MHZ。試設計電路元件參數。輸入網單文件如下：

A CE AMP；VS 1 0 AC 1；RS 1 2 200；C1 2 3 10U；RB 3 4 20K；VBB 4 0 0.92；Q1 5 3 0 MQ；RC 6 5 2K；VCC 6 0 12；.MODEL MQ NPN IS=1E-15 RB=80 CJC=2.5P TF=3.7E-10 BF=100；.OP；.DC VBB 0 2 0.01；*.AC DEC 10 0.1 100MEG；.PROBE；.END

運行結果分析：

①ICQ-VBB曲線如圖2所示。可以看出，當VBB=0.92V時，ICQ=1mA。VBB的數值可作為偏置電路設計的依據。

②電壓增益AVS的幅頻特性曲線如圖3中以符號標示的曲線所示，可得出中頻增益AVS≈70.4，fH≈6.21MHZ，因而G?BW=440.3MHZ。

③將RBB′由80Ω增加到200Ω，其它參數不變，其AVS的幅頻特性曲線如圖3中的符號■標示的曲線所示，AVS≈67.2，fH≈4.53MHZ，因而G?BW=304.3MHZ。中頻增益略有下降，上限截止頻率明顯降低。

④將RS由200Ω改為1KΩ時，其AVS的幅頻曲線如圖3中的以符號標示的曲線所示。AVS≈53.4，fH≈2.17MHZ，G?BW≈115.9MHZ。中頻增益、上限截止頻率及G?BW都明顯下降，可見RS對高頻響應特性影響較大。

⑤將CJC0由2.5PF增大到9PF時，AVS的幅頻特性曲線如圖3中的以符號標示的曲線所示。AVS≈70.4，fH≈1.8MHZ，G?BW≈127.4MHZ。即增大CJC0對中頻增益沒有影響，但卻使fH明顯下降。

⑥當RS=500Ω時，可通過減小RC（=1.2KΩ），而其它參數不變來滿足設計要求。AVS的幅頻特性曲線如圖4所示。可見，AVS≈38，fH≈5.13MHZ。

通過圖形曲線的分析結果，驗證了課本的基本理論，即，選擇RBB′、Cb′c小的晶體管，盡量減小信號源內阻RS（恒壓激勵）可以獲良好的高頻響應特性。此外，減小負載電阻Rc、提高晶體管的fT，可提高高頻特性。

可見，電子線路課程引進CAA、CAD技術，一方面可以使學生了解并掌握集成電路和電子系統計算機輔助分析與設計工具的功能，掌握現代電路設計技術與方法；另一方面，更深入地學習和理解電子線路課程中各章節內容的原理、特點及應用，提高分析問題和解決問題的能力，擴展知識面，為今后從事集成電路和系統設計時，能正確使用和設計模擬集成電路，更快地進入電子設計自動化領域，打下良好的基礎。

參考文獻：

[1][美]Donald A.Neamen.趙桂欽，卜艷萍，譯.電子電路分析與設計[M].北京：電子工業出版社，2008.

[2]Connelly J A，Choi P.Macromodeling with SPICE，Prentice-Hall，2005.

[3]Fenical L H. Pspice：A Tutorlal> Prentice-Hall，2002.