《模拟CMOS集成电路设计》课程教学大纲 课程名称:模拟CMOS集成电路设计 课程代码:LST2004 英文名称:analog cmos integrated circuit design 课程性质:专业 学分/学时:3/54 开课学期: 适用专业:微电子学专业、电子科学与技术专业以及集成电路设计与集成系统专业 先修课程:模拟电子技术基础 后续课程: 开课单位:电子信息学院 大纲执笔人:马强 、 课程性质和教学目标 课程性质: 本课程面向微电子学专业、电子科学与技术专业以及集成电路设计与集成系统专业本科 生。其中微电子学专业本科学生为选修课程:电子科学与技术专业本科学生为必修课程。 教学目标 本课程介绍了CMOS工艺过程及MOs器件原理,帮助学生提高对CMOS模拟集成电路 的认识:同时侧重介绍CMO5模拟集成电路的结构特点、基本电路形式、分析和设计方法, 使学生有一个全面的了解和掌握,以便为今后从事MO5集成电路的设计、制造及应用等研 究工作打下坚实的基础。该课程的配套实验己经和另外一门课程(集成电路的版图设计)的 实验结合成单独的 专业实验课程,所以,本课程中不再包含实验部分 本课程的具体教学目标如下: 1.了解CMOS模拟集成电路的特点及作用,了解MOS品体管和CMOS集成电路的结构及制 浩工艺。 2,堂挥CMO5模拟集成电路的基本电路结构、电路工作原理和参数分析方法 3.掌握CMO5模拟集成电路基本模块的设计方法,能够再给定的性能参数条件下,设计合 适的电路结构和器件参数,完成系统的开发设计 二、 课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 1、具有一定的工程知1.4掌握集成电路设计相关基础知识,具备对集成电教学目标1 识,能够将数学、自路设计应用相关工程问题进行设计与分析的基本能 然 工程基础和 专业知识用于解集
课程名称:模拟 CMOS 集成电路 《模拟 CMOS 集成电路设计》课程教学大纲 设计 英文名称: 课程代码:ELST2004 analog cmos integrated circuit design 课程性质:专业 学分/学时:3/54 开课学期: 适用专业:微电子学专业、电子科学与技术专业以及集成电路设计与集成系统专业 先修课程:模拟电子技术基础 后续课程: 开课单位:电子信息学院 大纲执笔人:马强 一、 课程性质和教学目标 课程性质: 本课程面向微电子学专业、电子科学与技术专业以及集成电路设计与集成系统专业本科 生。其中微电子学专业本科学生为选修课程;电子科学与技术专业本科学生为必修课程。 教学目标: 本课程介绍了 CMOS 工艺过程及 MOS 器件原理,帮助学生提高对 CMOS 模拟集成电路 的认识;同时侧重介绍 CMOS 模拟集成电路的结构特点、基本电路形式、分析和设计方法, 使学生有一个全面的了解和掌握,以便为今后从事 MOS 集成电路的设计、制造及应用等研 究工作打下坚实的基础。该课程的配套实验已经和另外一门课程(集成电路的版图设计)的 实验结合成单独的一门专业实验课程,所以,本课程中不再包含实验部分。 本课程的具体教学目标如下: 1.了解 CMOS 模拟集成电路的特点及作用,了解 MOS 晶体管和 CMOS 集成电路的结构及制 造工艺。 2.掌握 CMOS 模拟集成电路的基本电路结构、电路工作原理和参数分析方法 3.掌握 CMOS 模拟集成电路基本模块的设计方法,能够再给定的性能参数条件下,设计合 适的电路结构和器件参数,完成系统的开发设计 二、 课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 1、具有一定的工程知 识,能够将数学、自 然科学、工程基础和 专业知识用于解决集 1.4 掌握集成电路设计相关基础知识,具备对集成电 路设计应用相关工程问题进行设计与分析的基本能 力。 教学目标 1
成电路设计领城的复 杂工程问顾。 2、具有分析问的能 力, 能够应用数学 自然科学和工程科号 的其本厦理,识别 表达、并通过文献研 2.2能运用数理和工程知识判断集成电路设计领城复 教学目标 究分析集成电路设 杂工程问题中的关键环节和参数 领域的复杂工程问 题,以获得有效的结 论 3。针对笙成由路设 计领城的复杂工程问 题设计解决方案 32能利用专业知识,根据给定的设计指标 设计开 教学目标3 发满足特定需求的集成电路并体现创新意识。 发满足特定需求的集 成电路系统。 三、 课程教学内容及学时分配(含课程教学、自学、作业、讨论等内 容和要求,指明重点内容和难点内容)(重点内容:★;难点内容:△) 1、CMOS工艺及晶体管工作原理 (3学时)(支撑课程目标1) 11CMOs典型工艺流程: 1.2CMOs器件工作原理 目标及要求: 1)通过学习,使得学生掌握CMO5器件的集成工艺流程: 2)掌握CMO5器件的工作原理以及器件的特性★: 2、CMs单管放大电路(9学时)(支排课程目标2) 1.1CMOs共源级放大电路分析 1.2CMOS共册级放大电路分析: 1.3CMOs共漏级放大电路分析: 1.4CMOs套叠放大电路分析: 目标及要求: 1)通过学习, 使得学生掌握CMO5器件的单管放大电路的结构 2)掌握CMOs单管放大电路的性能★: 3)掌握CMO5单管放大电路的分析方法:△ ◇作业内容: 强化单管放大电路的分析与计算 3、CM0恒流源电路(6学时)(支撑课程目标2) 1.1恒流源电路基本参数要求: 1.2恒流源电路典型结构分析与计算: 女目标及要求:
成电路设计领域的复 杂工程问题。 2、具有分析问题的能 力,能够应用数学、 自然科学和工程科学 的基本原理,识别、 表达、并通过文献研 究分析集成电路设计 领域的复杂工程问 题,以获得有效的结 论。 2.2 能运用数理和工程知识判断集成电路设计领域复 杂工程问题中的关键环节和参数。 教学目标 2 3. 针对集成电路设 计领域的复杂工程问 题设计解决方案,开 发满足特定需求的集 成电路系统。 3.2 能利用专业知识,根据给定的设计指标,设计开 发满足特定需求的集成电路并体现创新意识。 教学目标 3 三、 课程教学内容及学时分配(含课程教学、自学、作业、讨论等内 容和要求,指明重点内容和难点内容)(重点内容:;难点内容:) 1、 CMOS 工艺及晶体管工作原理 (3 学时)(支撑课程目标 1) 1.1 CMOS 典型工艺流程; 1.2 CMOS 器件工作原理; 目标及要求: 1) 通过学习,使得学生掌握 CMOS 器件的集成工艺流程;; 2) 掌握 CMOS 器件的工作原理以及器件的特性; 2、 CMOS 单管放大电路(9 学时)(支撑课程目标 2) 1.1 CMOS 共源级放大电路分析; 1.2 CMOS 共栅级放大电路分析; 1.3 CMOS 共漏级放大电路分析; 1.4 CMOS 套叠放大电路分析; 目标及要求: 1) 通过学习,使得学生掌握 CMOS 器件的单管放大电路的结构; 2) 掌握 CMOS 单管放大电路的性能; 3) 掌握 CMOS 单管放大电路的分析方法; 作业内容: 强化单管放大电路的分析与计算。 3、 CMOS 恒流源电路(6 学时)(支撑课程目标 2) 1.1 恒流源电路基本参数要求; 1.2 恒流源电路典型结构分析与计算; 目标及要求:
1)通过学习,使得学生掌握CMOs恒流源电路的常见结构: 2章程005恒流源电路的分析和参数计算方法,A 作业内容 强化CMOs恒流源典型电路的分析与计算。 4、CMOS差分放大电路(6学时)(支撑课程目标2) 11CMOs差分放大申路共桂分析 1.3 CMOS 女目标及要求: 1)通过学习,使得学生掌握CMO5差分放大电路的结构: 2)掌握CMO5差分放大电路的性能★: 3》掌程QM5差分放大电路的分析方法: 作业内容 强化CMOS差分放大电路的差模分析与计算。 5、CMOs放大电路的频率响应(4学时)(支撑课程目标1) 11矩率响应的基本概今: 1.2频率响应的基本分析方 1.3CM 0s单管放大电路的频率响应举例分析 ◇目标及要求: 1)通过学习,使得学生掌握CMOS单管放大电路的频率响应特性:★ 2)熟悉CMO5单管放大电路的频率响应分析方法△ 令作业内容 强化单管放大电路的频率响应特性。 6、反馈(4学时)(支摔课程目标1) 1.1了解反馈的基本概念: 12了解四种基础的反馈类型结构 1.3具体 析四种基础的反馈类型电路 1.4 掌握返回因子法分析带有反馈的放大电路:★ ◇目标及要求: 1)通过学习,使得学生了解典型的CMOs放大电路反馈结构: 5带有反镜的放大电路的分折方法 作业 强化反馈结构的电路分析和识别。 7、CM0S运算放大器(6学时)(支撑课程目标2) 1.1了解CMO5运算放大器的结构构成: 1.2了解CM0运算放大器的基础类型 1.3掌 CMOS集成运算放大器的常见参数:★ 令目标及要求: 1)通过学习,使得学生了解典型的CMO5集成运算放大器的结构: 2)掌握CMOS集成运算放大器的整体参数:△
1) 通过学习,使得学生掌握 CMOS 恒流源电路的常见结构; 2) 掌握 CMOS 恒流源电路的分析和参数计算方法; 作业内容: 强化 CMOS 恒流源典型电路的分析与计算。 4、 CMOS 差分放大电路(6 学时)(支撑课程目标 2) 1.1 CMOS 差分放大电路共模分析; 1.2 CMOS 差分放大电路差模分析; 1.3 CMOS 差分放大电路的 CMRR 分析; 目标及要求: 1) 通过学习,使得学生掌握 CMOS 差分放大电路的结构; 2) 掌握 CMOS 差分放大电路的性能; 3) 掌握 CMOS 差分放大电路的分析方法; 作业内容: 强化 CMOS 差分放大电路的差模分析与计算。 5、 CMOS 放大电路的频率响应(4 学时)(支撑课程目标 1) 1.1 频率响应的基本概念; 1.2 频率响应的基本分析方法; 1.3 CMOS 单管放大电路的频率响应举例分析; 目标及要求: 1) 通过学习,使得学生掌握 CMOS 单管放大电路的频率响应特性; 2) 熟悉 CMOS 单管放大电路的频率响应分析方法; 作业内容: 强化单管放大电路的频率响应特性。 6、 反馈(4 学时)(支撑课程目标 1) 1.1 了解反馈的基本概念; 1.2 了解四种基础的反馈类型结构; 1.3 具体分析四种基础的反馈类型电路; 1.4 掌握返回因子法分析带有反馈的放大电路; 目标及要求: 1) 通过学习,使得学生了解典型的 CMOS 放大电路反馈结构; 2) 掌握 CMOS 带有反馈的放大电路的分析方法; 作业内容: 强化反馈结构的电路分析和识别。 7、 CMOS 运算放大器(6 学时)(支撑课程目标 2) 1.1 了解 CMOS 运算放大器的结构构成; 1.2 了解 CMOS 运算放大器的基础类型; 1.3 掌握 CMOS 集成运算放大器的常见参数; 目标及要求: 1) 通过学习,使得学生了解典型的 CMOS 集成运算放大器的结构; 2) 掌握 CMOS 集成运算放大器的整体参数;
8、运算放大器的频率补偿(4学时)(支排课程目标3) 11了解频率补偿的基本概念 12熟悉常见的频率补偿的方法 1.3熟悉常见的须率补偿的典型电路结构 令目标及要求: 1)通过学习,使得学生了解频率补偿的基本要求和实现频率补偿的原理:★ 2)掌握常见的频率补偿典型电路结构: 9、CMOS基准电压源(6学时)(支排课程目标2) 1.1了解CMO5基准电压源的参数要求: 1.2掌握基准电压源的实现原理: 1.3熟悉基准电压源的典型实现电路结构 目标及要求: 1)通过学习,使得学生了解典型的CMO5基准电压源的结构: 10、 集成电压比较器(3学时)(支撑课程目标3) 11了解CMO5集成电压比较器的结构: 1.2了解CMOs集成电压比较器的基础类型: “解集成电压比较器的应用 目标及要求: 1)通过学习,使得学生了解典型的CM0s集成电压比较器的结构: 11、 CMOs版图设计技术(3学时)(古撒课程目标1) 1.1 ◇目标及要求: 1)通过学习,使得学生了解典型的CM05结构的版图设计方法和规则: 四、教学方法 1、强化用数学、电路分析、模拟电路等基础课程的己知知识,通过类比实现知识的迁移 来分析和解决CMOS模拟集成电路中的未知问题,以降低CMOS模拟集成电路设计的 学习难度。 2、突出各章节的讲述主线,以及每种基本单元电路的分析流程,便于学生记忆。采用多媒 体课件和传统板书教学相结合进行教学。 强调CMOs模拟集成电路 与模拟电路、半导体器件原理等相关课程的联系,加强专业知 识的融会贯通,以综合应用各课程知识解决复杂电子系统间题。 4、强调CMOS模拟集成电路在复杂电子系统结构中的地位和作用,并列举应用实例,提高 学生的学习兴趣。 5、通过仿真软件加强学生对电路功能的感性认识,并理解仿真软件的局限性。 6、 通过阅读典型CMOS模拟集成芯片的数据手册,拓展和加深对课程知识的理解
8、 运算放大器的频率补偿(4 学时)(支撑课程目标 3) 1.1 了解频率补偿的基本概念; 1.2 熟悉常见的频率补偿的方法; 1.3 熟悉常见的频率补偿的典型电路结构; 目标及要求: 1) 通过学习,使得学生了解频率补偿的基本要求和实现频率补偿的原理; 2) 掌握常见的频率补偿典型电路结构; 9、 CMOS 基准电压源(6 学时)(支撑课程目标 2) 1.1 了解 CMOS 基准电压源的参数要求; 1.2 掌握基准电压源的实现原理; 1.3 熟悉基准电压源的典型实现电路结构; 目标及要求: 1) 通过学习,使得学生了解典型的 CMOS 基准电压源的结构; 10、 集成电压比较器(3 学时)(支撑课程目标 3) 1.1 了解 CMOS 集成电压比较器的结构; 1.2 了解 CMOS 集成电压比较器的基础类型; 1.3 了解集成电压比较器的应用; 目标及要求: 1) 通过学习,使得学生了解典型的 CMOS 集成电压比较器的结构; 11、 CMOS 版图设计技术(3 学时)(支撑课程目标 1) 1.1 了解 CMOS 版图设计的基本概念; 1.2 熟悉常见的 CMOS 电路结构所对应的版图; 目标及要求: 1) 通过学习,使得学生了解典型的 CMOS 结构的版图设计方法和规则; 四、 教学方法 1、 强化用数学、电路分析、模拟电路等基础课程的已知知识,通过类比实现知识的迁移, 来分析和解决 CMOS 模拟集成电路中的未知问题,以降低 CMOS 模拟集成电路设计的 学习难度。 2、 突出各章节的讲述主线,以及每种基本单元电路的分析流程,便于学生记忆。采用多媒 体课件和传统板书教学相结合进行教学。 3、 强调 CMOS 模拟集成电路与模拟电路、半导体器件原理等相关课程的联系,加强专业知 识的融会贯通,以综合应用各课程知识解决复杂电子系统问题。 4、 强调 CMOS 模拟集成电路在复杂电子系统结构中的地位和作用,并列举应用实例,提高 学生的学习兴趣。 5、 通过仿真软件加强学生对电路功能的感性认识,并理解仿真软件的局限性。 6、 通过阅读典型 CMOS 模拟集成芯片的数据手册,拓展和加深对课程知识的理解
五、 考核及成绩评定方式 1老核环节 考核方式:闭卷笔试,平时测验及作业 成绩评定方式:期末成绩占50%,平时成绩20%,课程研究报告20%,期中成绩占10%。 2.课程目标达成与考核成绩比例 评分项目 平时作业 课程研究报告 期中考试 期末考试 总成绩占比% 20 20 10 50 14 03 02 04 03 评分项目的 指标点权重32 22 0.5 02 05 05 0.2 0.6 0.1 0.2 根据教学进度安 各指标点的颗量 知识点的探究、 指标点权重 排,支持指标点 各个指标点做上 占作业总量的 分配依据 系统分析和设计 比。 占比为0.6 3.2的内容占己 用的课时。 学内容的比 3.评价标准 (1)平时作业评价标准 指标点 课程教学目标 各成绩等级评分标准 优 中 及格 不及格 T90-1001 「80.901 [70-801 「60-701 60 14学据集堂据横集成申 独立按时 独立按时独立按时 独立按时 成电路设计 路设计的基 部分 部分完 部分 未按时 相关基础知 念,掌握CMO5的 基衣 成,基本 成,基本 成,基 成,或 识,具备对 器件结构和基础 概念表 概念表 概表 概表 本概念表 集成电路设 电路组成 大、系结 达、系统 女、系结 计应用相关 分析结论 分折结论 分析结论 分析结论 分析结诊 工程向 正确 正确 王确 正确 行设计与分 率>90% 率>80% 率>70% 率>60% <60% 析的基本能 力。 22能运用掌握CMOS草拟独立按时独立按时独立按时独立按时 未独立或 集成电路基本单 部分 都分 知识判断巢 元电路的电路 单) 成, 成电路设计 成、 作理、分 电路分析 电路分 电路分粉 电路分析 元电路分 领域复杂工 析方法和性能指 十算结 计算结 计算结 计算结 析计算细 程间题中的 标特征豆然通信 果、参数 果、参数 果、参数 果、参数 关键环节和 电路读图分析能 设计正确 设计正确 设计正确 设计正确 设计正确 参数。 力,能识别复杂电 率>90% >80% 率>70% <60%
五、 考核及成绩评定方式 1.考核环节 考核方式:闭卷笔试,平时测验及作业, 成绩评定方式:期末成绩占 50%,平时成绩 20%,课程研究报告 20%,期中成绩占 10%。 2. 课程目标达成与考核成绩比例 3.评价标准 (1)平时作业评价标准 指标点 课程教学目标 各成绩等级评分标准 优 [90-100] 良 [80-90) 中 [70-80) 及格 [60-70) 不及格 <60 1.4 掌握集 成电路设计 相关基础知 识,具备对 集成电路设 计应用相关 工程问题进 行设计与分 析的基本能 力。 掌握模拟集成电 路设计的基本概 念,掌握 CMOS 的 器件结构和基础 电路组成。 独立按时 全部完 成,基本 概念表 达、系统 分析结论 正确 率>90% 独立按时 部分完 成,基本 概念表 达、系统 分析结论 正确 率>80% 独立按时 部分完 成,基本 概念表 达、系统 分析结论 正确 率>70% 独立按时 部分完 成,基本 概念表 达、系统 分析结论 正确 率>60% 未独立或 未按时完 成,或基 本概念表 达、系统 分析结论 正确率 <60% 2.2 能运用 数理和工程 知识判断集 成电路设计 领域复杂工 程问题中的 关键环节和 参数。 掌握 CMOS 模拟 集成电路基本单 元电路的电路组 成、工作原理、分 析方法和性能指 标特征。具备通信 电路读图分析能 力,能识别复杂电 独立按时 全部完 成,单元 电路分析 计算结 果、参数 设计正确 率>90% 独立按时 部分完 成,单元 电路分析 计算结 果、参数 设计正确 率>80% 独立按时 部分完 成,单元 电路分析 计算结 果、参数 设计正确 率>70% 独立按时 部分完 成,单元 电路分析 计算结 果、参数 设计正确 率>60% 未独立或 未按时完 成,或单 元电路分 析计算结 果、参数 设计正确 率<60% 评分项目 平时作业 课程研究报告 期中考试 期末考试 总成绩占比% 20 20 10 50 评分项目的 指标点权重 1.4 0.3 0.2 0.4 0.3 2.2 0.5 0.2 0.5 0.5 3.2 0.2 0.6 0.1 0.2 指标点权重 分配依据 各指标点的题量 占作业总量的 比。 知识点的探究、 系统分析和设计 占比为 0.6。 根据教学进度安 排,支持指标点 3.2 的内容占已 学内容的比。 各个指标点做占 用的课时