集成电路研究分析
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集成电路研究分析范文第1篇
关键词：半导体；三极管电路；教学研究
一、基于概念对教学思路进行规划
针对半导体三极管模拟电子学教学的概念相对比较多，因此在教学过程中要结合概念对教学思路进行规划。具体的根据双机型三极管来进行教学规划，首先了解制作三极管的目标，实现信号的具体传输处理、电子开关掌握、逻辑性电路运算、能量的转换等。三极管实现以上目的主要是因为其结构特点，其次教师应该在教学的过程中引导学生理解三极管静态与放大区小信号环境中的控制与理解，同时理解为什么要对三极管中的频率特征等问题进行分析，能够实现怎样的意义，只有掌握了这些才能够了解三极管的基本概念。
二、教学实现理论与实践的结合
通过对三极管教学概念的理解后，需要在教学中实现对理论与实践的有效结合，当然在教学的过程中一定要有针对性地去解决理论性问题，通过解决实际的问题来吸引学生的兴趣，例如教师在教学的过程中可以通过进行一些模拟的实验，模拟电子的基础实验需要利用一些硬件与软件的仿真结合来实现，这个时候教师可以利用实验来要求学生进行理论课程的理解，然后对每一个知识点在课程中的比例来设定一定的分数，帮助学生更好地理解三极管的知识点。其次需要在理论课程教学的过程中，一定要对一些应用性的例题进行系统的讲解，例如在信号测试的应用中针对滤波器的应用向学生做一些拓展的讲解，同时让学生在实际的试验中感受光电流对滤波器的影响，通过一系列的讲解实践之后学生对三极管的电路问题就有了自己的理解，因此一定要实现对理论与实践知识的结合，从而在半导体三极管电路教学中实现系统性。
由于文字性表述本身的枯燥性，学生往往不会认真阅读，或者即便阅读也很少真正对其进行思考，这时就需要教师帮助学生对教材的要求进行分析，有意识地通过在实验活动开展前设置问题等方法强化实验目的，让学生带着问题进行实验操作，从而提高实验教学的实效性。如在“半导体三极管电路”的实验中，影响实验的因素很多，老师在实验的过程中应该向学生系统地讲解每一个可能出现的问题。在学生实验的过程中，受到此类因素的影响导致实验结果与教材定论不一致时，教师应积极帮助学生进行分析，对学生的实验结果作出一个科学合理的解释，让学生对自己的实验结果与定论不一致的现象有一个全新的认识。
三、加强辅导，提高学生的自学能力
以往的教学过程，教师对于一些实操性教学的后期辅导问题相对不太重视，经过了实践的推敲，发现对像三极管这类的电路实操性的教学一定要注意教学活动后的辅导，实现对教学课程的落实，例如教师在三极管实操教学的过程中可以选两名学生作为助教，帮助老师及时反映学生的课后问题，同时根据实际的情况进行针对性的辅导，提高学生对电路问题的学习与研究，只有这样才能够保证教学任务的完成，同时帮助学生了解实验教学的目的后，才能促使学生更为周密地掌握实验活动的细节，但在实践教学的过程中，学生由于自身的观察、分析问题的能力的限制，常常会发生被实验现象吸引，偏离既定实验目的的现象，这就要求教师应当结合教材内容，按照实验的步骤，帮助学生设计正确的实验流程和步骤，确保学生熟悉试验活动的目的，以保证实验活动的顺利进行。
半导体三极管电路教学是一个实操性特别强的课程，因此在教学的过程中一定要加强对理论与实践的结合，同时帮助学生认识教学中存在的问题。
集成电路研究分析范文第2篇
《电路分析》为电气信息类专业的一门基础课程，具有理论性强、电路图及公式众多、电路定理及方程推导严谨等特点，传统的黑板教学已难以充分满足当前教学目的及教学。在此种形势下，教师根据电路分析课程的特点，采取行之有效的教学手段具有非常重要的意义。基于此，本文就计算机仿真技术在《电路分析》课程教学中的应用展开深入研究。
【关键词】计算机仿真技术 Matlab 电路分析 教学应用
在高校电子及电气类专业中，《电路分析》为一门基础课程，具有很强的系统性、理论性及逻辑性，在学生后续课程的学习以及实际问题解决能力的提高方面，发挥着非常重要的作用。由于《电路分析》课程内容十分复杂、抽象，再加上为学生接触的专业启蒙课程，因而对于电感、电容等许多抽象概念，学生难以进行联想，进而失去信心。因此，为激发学生学习兴趣，教师就必须确保电路知识的形象化及趣味化，让学生准确、方便掌握课程中的难点与重点。近些年来，随着科技的发展，计算机仿真技术也在教学中得到了非常广泛的应用。当前，如何将仿真软件技术在多媒体教学中的优势充分发挥出来，已成为《电路分析》课程的教学发展方向。
1 计算机仿真技术特点
计算机仿真技术为一门利用计算机科技成果建立被仿真系统的模型，并在一定的实验条件下开展动态模型实验的综合性技术，具有高效、受环境约束少、可为仿真条件及参数的更改提供便利等优势。以下对计算机仿真技术的特点展开详细探讨。
1.1 具备直观的界面，易于学习与理解
在课程教学过程中采用计算机仿真技术，可将符合实际情况的图表及仪器等详细绘制出来，进而促进学生直观、准确的学习与观察。
1.2 为电路分析提供了多种有效手段
通过计算机仿真技术绘制出来的模型具有非常齐全的元件库，为实际生产提供了极大的便利。此外，仿真技术具有强大的数字信号模拟及混合模拟功能，不但可存储电路仿真图形中各种工作状态下的数据及电波，而且还可进行打印。除了具备失真、静态及动态等方面的分析功能外，计算机仿真技术还可合理判断并分析电路中出现的短路等各项故障。
1.3 为课程教学提供了简单有效的实验方法
在实际教学过程中，计算机仿真技术提供了一项简单却十分有效的实验方法，其花费的成本低，且系统的维护操作充分保证了自身的长期使用。学生在开展某项实验时，无需担心因为操作措施而导致不两个效果的发生。如遇上不懂的问题，学生还可寻求在线帮助，进而独立进行实验。在反复实验操作的过程中，不会浪费原料及实验器材。此外，利用计算机仿真技术可完成一些比较难的实验，使学生充分感受到真实感。
2 计算机仿真技术在电路分析中的具体应用
作为电路分析的理论基础，零输入响应动态电路分析在理论及实际应用方面均具有非常重要的意义。在电路分析理论中，我们通常先将有关时间的微分方程转化复数方程，进而求解。但是，由于方程系数均为复数，倘若采取手工的求解方式，那么就会非常繁琐与复杂，尤其对于方程数量较多的复杂电路，手工求解不但耗时长而且极易出现错误。虽然可以利用计算机采用编程的形式完成求解工作，但对编程者提出了一定的要求，其需要具备一定的计算机语言及算法知识。此外，编程具有较长的周期，这也对电路问题的实际分析与解决产生了一定的制约。而采用计算机仿真技术，则可大大节省计算的时间，并将电路参数在计算机上进行调试，对电路中的电压、电流及功率波形等进行直观观察。以下就Matlab仿真软件在电路分析教学中的应用展开研究。
以一个二阶动态电路的零输入响应为实例。图1为一个典型的二阶动态电路，其中，过阻尼、临界阻尼以及欠阻尼为其零输入响应的三种情况。目前已知L为0.5H，C为0.02F，初始值uc（0）为1V，iL（0）为0，研究当t≥0，且R分别为1Ω、2Ω、3Ω、4Ω…10Ω以及12.5Ω时，uc（t）与iL（t）的零输入响应情况，并将其波形画出来。
由于具有不同的求解方程，我们分为过阻尼电路及欠阻尼（包括临界阻尼在内）电路这两种情况进行研究。
（1）建立出过阻尼的电路模型。当R值为12.5Ω是，uc的微分方程如下：
①
其中，iL的微分方程与uc类似。令谐振角频率wn为 ，衰减常数α为，那么①式即可写成二阶微分方程的典型形式，具体为：
②
初始值即为uc（0）与
此外，根据示例可知，
也即存在α大于wn的过阻尼情况，经求解得出以下公式：
③
在③中，
经Matlab计算机仿真软件进行编程处理，程序运行的电压及电流的波形具体见图2（图上部分为电压uc，图下部分为电流iL）。
（2）建立二阶欠阻尼，包括临界阻尼在内的电路模型。当R值分别为1Ω、2Ω、3Ω、4Ω…10Ω，uc及iL的微分方程具体如下：
④
在④中，
且式子中的公共参数为：
经Matlab进行编程处理，程序运行的电压及电流的波形具体见图3、图4。从图中我们可以清楚看出欠阻尼电路零输入响应曲线与阻尼系数之间的关系。
3 结语
综上所述，《电路分析》为一门具有强理论性及实验性的课程，其数学推导比较多，且学生难以充分理解其中的物理概念及过程。而将计算机仿真技术应用在实际教学过程中，摆脱了传统教学中，理论与实验教学分离的不足之处，赋予知识形象化、趣味化，促进了电力分析教学效果的全面提供，同时也激发了学生学习电路课程的兴趣，为其创新思维的培养打下了扎实的基础。
参考文献
[1]时昆.计算机仿真技术在电子技术教学课程中的应用探析[J].科技天地，2012，8（23）：72.
[2]戴斌.MATLAB仿真在电路分析课程中的应用研究[J].电脑知识与技术，2012，8（17）：457-459.
作者简介
宋菲（1977-），女， 河北省阜城县人。现为石家庄职业技术学院讲师。研究方向为电路课程教学。
集成电路研究分析范文第3篇
微电子学是电子学的分支学科，主要致力于电子产品的微型化，达到提升电子产品应用便利和应用空间的目的。微电子学还属于一门综合性较强学科类型，具体的微电子研究中，会用到相关物理学、量子力学和材料工艺等知识。微电子学研究中，切实将集成电路纳入到研究体系中。此外，微电子学还对集成电子器件和集成超导器件等展开研究和解读。微电子学的发展目标是低能耗、高性能和高集成度等特点。集成电路是通过相关电子元件的组合，形成一个具备相关功能的电路或系，并可以将集成电路视为微电子学之一。集成电路在实际的应用中具有体积小、成本低、能耗小等特点，满足诸多高新技术的基本需求。而且，随着集成电路的相关技术完善，集成电路逐渐成为人们生产生活中不可缺少的重要部分。
2微电子发展状态与趋势分析
2.1发展与现状
从晶体管的研发到微电子技术逐渐成熟经历漫长的演变史，由晶体管的研发以组件为基础的混合元件（锗集成电路）半导体场效应晶体管MOS电路微电子。这一发展过程中，电路涉及的内容逐渐增多，电路的设计和过程也更加复杂，电路制造成本也逐渐增高，单纯的人工设计逐渐不能满足电路的发展需求，并朝向信息化、高集成和高性能的发展方向。现阶段，国内对微电子的发展创造了良好的发展空间，目前国内微电电子发展特点如下：（1）微电子技术创新取得了具有突破性的进展，且逐渐形成具有较大规模的集成电路设计产业规模。对于集成电路的技术水平在0.8~1.5μm，部分尖端企业的技术水平可以达到0.13μm。（2）微电子产业结构不断优化，随着技术的革新产业结构逐渐生成完整的产业链，上下游关系处理完善。（3）产业规模不断扩大，更多企业参与到微电子学的研究和电路中，有效推动了微电子产业的发展，促使微电子技术得到了进一步的完善和发展。
2.2发展趋势
微电子技术的发展中，将微电子技术与其他技术联合应用，可以衍生出更多新型电子器件，为推动学科完善提供帮助。另外微电子技术与其他产业结合，可以极大的拉动产业的发展，推动国内生产总值的增加。微电子芯片的发展遵循摩尔定律，其CAGR累计平均增长可以达到每年58%。在未来一段时间内，微电子技术将按照提升集团系统的性能和性价比，如下为当前微电子的发展方向。
2.2.1硅基互补金属氧化物半导体（CMOS）
CMOS电路将成为微电子的主流工艺，主要是借助MOS技术，完成对沟道程度的缩小，达到提升电路的集成度和速度的效果。运用CMOS电路，改善芯片的信号延迟、提升电路的稳定性，再改善电路生产成本，从而使得整个系统得到提升，具有极高研究和应用价值。可以将CMOS电路将成为未来一段时间的主要研究对象，且不断对CMOS电路进行缩小和优化，满足更多设备的需求。
2.2.2集成电路是当前微电子技术的发展重点
微电子芯片是建立在的集成电路的基础上，所以微电子学的研究中，要重视对集成电路研究和分析。为了迎合信息系统的发展趋势，对于集成电路暴露出的延时、可靠性等因素，需要及时的进行处理。在未来一段时间内对于集成电路的研究和转变势在必行。
2.2.3微电子技术与其他技术结合
借助微电子技术与其他技术结合，可以衍生出诸多新型技术类型。当前与微电子技术结合的技术实例较多，积极为社会经济发展奠定基础。例如：微光机电系统和DNA生物芯片，微光机电系统是将微电子技术与光学理论、机械技术等结合，可以发挥三者的综合性能，可以实现光开关、扫描和成像等功能。DNA生物芯片是将微电子技术与生物技术相结合，能有效完成对DNA、RNA和蛋白质等的高通量快速分析。借助微电子技术与其他技术结合衍生的新技术，能够更为有效推动相关产业的发展，为经济发展奠定基础。
3微电子技术的应用解读
微电子学与集成电路的研究不断深入，微电子技术逐渐的应用到人们的日常生活中，对于改变人们的生活品质具有积极的作用。且微电子技术逐渐成为一个国家科学技术水平和综合国力的指标。在实际的微电子技术应用中，借助微电子技术和微加工技术可以完成对微机电系统的构建，在完成信息采集、处理、传递等功能的基础上，还可以自主或是被动的执行相关操作，具有极高的应用价值。对于DNA生物芯片可以用于生物学研究和相关医疗中，效果显著，对改善人类生活具有积极的作用和意义。
4结束语
微电子学与集成电路均为信息技术的基础，其中微电子学中囊括集成电路。在对微电子学和集成电路的解析中，需要对集成电路和微电子技术展开综合解读，分析微电子技术的现状和发展趋势，再结合具体情况对微电子技术的当前应用展开解读，为微电子学与集成电路的创新和完善提供参考，进而推动微电子技术的发展，创造更大的产值，实现国家的持续健康发展。
作者:胥亦实 单位:吉林大学
参考文献
[1]张明文.当前微电子学与集成电路分析[J].无线互联科技,2016(17):15-16.
[2]方圆,徐小田.集成电路技术和产业发展现状与趋势[J].微电子学,2014(01):81-84.
集成电路研究分析范文第4篇
【键词】集成电路 检测技术 维护方法
引言：
集成电路（IC）作为微型的电子部件，在运行中不仅具有较高的可靠性，而且能够使电气设备的性能更好地发挥出来。由于集成电路所消耗的成本低，而且便于安装和调试，因此在电气设备中广泛使用。目前的集成电路在设计上，对电路连接的各种元器件的集成度更高，使得引出脚的数量也越来越多。如果集成电路在运行中发生故障，就会面临着检修问题，其中集成电路的检测技术是需要重视的。
一、集成电路的测试技术
集成电路是电子电路，从其组成来看，是由包括电阻、电感、晶体管以及电容等等的微型元器件所构成。这些元器件在加工和制作都具有一定的工艺水准，使用电路连接的同时，将这些元器件的组合制作为半导体晶片封装在专门的管壳中。当集成电路处于运行状态的时候，要注重分析集成电路的参数，即电参数和极限参数。电参数是在集成电路运行中，处于电压定值的情况下，集成电路的电流运行状况以及所输出的最大功率值；极限参数是指各项参数的极限值，包括电压的极限值、功能消耗的极限值、环境温度的极限值等等。同时，还要对集成电路的引脚进行分析。集成电路的引脚根据电流所发挥的功能不同而发挥着不同的作用，也因此而对引脚外的电路设计就会有所不同。
二、集成电路的故障测试技术以及维护技术
集成电路的微型结构能够促使其所要发挥的各种功能得到满足。集成电路将各种元件组合为一个整体后，就构成了一个具有综合性能的电路，元器件的兼容性使得集成电路的各种性能得以充分发挥。特别是集成电路的微型化设计、智能化发展，使其运行中获得了一定的保障。但是，当集成电路在应用领域中发挥作用的同时，也会由于各种原因而导致故障发生，严重影响了集成电路的功能性有效发挥。这就需要对
1、确认信号输入和输出的引脚。集成电路运行中，要能够明确信号输入的引脚，之后才可以对集成电路的输入信号进行处理。输出信号是通过引脚而进入到外电路当中，在进行维护的时候，要对信号的输出质量进行检查。
2、对电源引脚状况进行检查。当电源的引脚都没有出现直流电压的时候，就要对电源的引脚进行检查，同时对电路中所存在的引脚直流电压使用内阻测量工具及西宁见擦，以避免由于引脚电压问题而引发测量不准确。
3、集成电路的损坏元件可以用元件替代。如果集成电路出现了故障，且是由电路元件所造成的，如果没有元件的情况下，可以采用加接的方法进行处理。在元器件的选择上，以功率小的元件为主，其要注意电路连接的时候可以出现寄生耦合的现象。
4、对集成电路运行中的散热问题要高度注意。在对功率比较大的电路进行检查的时候，如果改各个电源电路是等同的，就要检查集成电路运行中的散热问题。当集成电路处于大功率运行状态的时候，要注意必须要安装散热器，也可以是风扇。如果集成电路的功率很大，还可以采用热辐射的方式进行散热，也可以通过液冷的方式进行散热处理。
5、集成电路检测中要注意静电冲击的影响。在对集成电路进行检测的时候，如果存在电路损坏的现象，就要注意采取技术措施以避免静电冲击而对电路造成不良印象。通常而言，集成电路所使用的电路为CMOS电路或者是TTL电路，电路所连接的是功率消耗非常少的元器件。但是，当集成电路处于运行状态的时候，在人体静电的冲击下甚至会超过1000伏。这个数字已经远远地超出了电路所承受的极限范围，因此而导致电路损坏。
集成电路研究分析范文第5篇
【关键词】集成电路设计产业 发展作用 发展趋势
1 中国集成电路设计产业的发展历程
集成电路又称IC（Integrated Circuit），自从1958年第一块集成电路诞生后得到了快速的发展。在整体机中，集成电路在计算机中的应用最为广泛，紧接着是通讯行业，然后是电子消费类行业。集成电路按结构分类可以分为单片集成电路和混合集成电路两大类。20世纪初世界上第一个电子管面世。到20世纪60年代我国的第一块集成电路研制成功，比世界上第一块集成电路晚了七年的时间。而且在这期间双极型和MOS型电路的出现催生了集成电路产业的形成。20世纪90年代PC成为IC技术和市场发展的主要推动力。到了21世纪，智能终端和汽车电子将成为IC技术和市场发展的新的推动力。
2 中国集成电路设计产业发展的作用
现代社会的数字化、网络化和信息化的速度越来越快，集成电路设计产业在对于一个国家经济的发展、国防的建设、信息安全的维护以及综合国力的提高都有重要作用。下面笔者从中国集成电路产业发展对国民经济和国防安全两个方面的重要作用进行简单的分析。
2.1 有助于加快国民经济的发展
集成电路设计产业对国民经济的提高首先体现在计算机方面。从第一台计算机的发明到现在电脑的全面普及不得不说得益于芯片集成度的提高，当然，它与集成电路设计产业的快速发展有着密切的联系。其次是对通信领域的促进。现在智能手机的普及各种支付软件的使用等都极大地方便了人们的生活，拉近了人们之间的距离。同时也推动了社会的快速发展。最后是对消费类电子领域的促进。人们从最早的黑白电视到现在的彩色电视，数字电视和计算机的普遍应用都可以看出集成电路设计产业促进了传统产业的更新换代，促进了世界的进步。对加快国民经济的发展具有重大意义。
2.2 有益于加强国防安全的建设
计算机既是集成电路的核心也是国家和国民信息的载体。目前，微电子技术在计算机、通讯设备、导航设备、电子对抗设备等军用设备中已经得到广泛的应用。这也使得微子技术的成熟水平和发展规模成为衡量一个国家军事能力和综合国力的重要标志。现代战争不再是单纯武力的较量，更多的是科学技术之间的抗衡。微电子技术使人们摆脱了一些超重超大的武器装备。所以微电子技术的使用大大提高了单兵的作战能力。微电子技术促进了装备的轻便化、提高了军队的隐蔽性，能大大增强部队和武器装备的作战能力。二是提高了武器的打击精准度。三是增强了国家和国民的信息安全性。
3 中国集成电路设计产业的发展趋势
在政策支持和市场需求的带动下，去年中国集成电路设计产业的发展呈现平稳快速发展的态势。中国集成电路设计产业在面临新的发展机遇和挑战以及新的发展重点和发展前景时又会表现出什么样的发展趋势呢？下面是笔者提出的几点看法。
3.1 中国集成电路设计产业将达到世界主流水平
在2015年，中国集成电路设计产业在很多技术领域取得了巨大的成功。例如运用16纳米FinFETplus技术的SoC芯片的设计技术的成功；28纳米多晶硅生产工艺的成熟；4G芯片在中国市场爆炸性的增长；2015年28纳米制程芯片在中芯国际的大规模生产；在2016年，中国在14纳米级以下工艺和存储器等多个方面实现突破性的进展。这些都预示着中国的集成电路设计产业会在2017年再创新佳绩。并且中国的集成电路设计产业将有望达到世界主流水平。
3.2 中国集成电路设计产业将面临更大的挑战
由于中国集成电路设计与市场需求的变化不协调，致使中国的集成电路产业难以进入整机领域中的高端市场。首先，国内移动智能终端产品形态趋于多样化发展，这就要求集成电路在产品功能和技术参数方面不断创造创新，而我国的智能终端用高端芯片领域的竞争力还不够强。其次，我国集成电路市场约占全球总市场的57%，虽然是全球最大的集成电路市场，但是中国在市场中的权威性还很低。需求量大的CPU、存储器等市场还是由国外企业多垄断，这一现象对于芯片的国有化目标产生了很大的阻碍。所以国内的集成电路设计产业将面临更大的挑战。最后是集成电路领域的企业并购现象的加剧，使国内的竞争格局面临重塑，国内企业的竞争压力也将持续增加。
3.3 智能终端和汽车电子将仍是中国集成电路产业发展的主要推动力
在云计算和大数据技术的推动下，高科技走进了人们的日常生活中。能源管理、城市安全、远端医疗、智慧家庭和智慧交通等的发展对中国集成电子领域的需求不断加大。低耗能和小尺寸的芯片技术在智能手机和智能家电中的广泛使用也加大了对集成电子技术的要求。随着国内企业芯片技术的提升，国外芯片技术垄断中国芯片市场的现象将被打破。另外在2015年汽车电子的复合增长率超过了10%。由此可以看出中国的集成电路设计产业发展的主要推动力仍将是智能终端和汽车电子。
4 结语
集成电路设计产业的发展对于增强国防实力、发展经济和提高人们生活水平和生活质量有着密切的联系。只有拥有高端的技术工艺，在国际中拥有重要的话语权才是综合国力增强的主要表现。集成电路的发展仍向着高频、高速、高度集成、低耗能、尺寸小、寿命长等方向展开。在21世纪，集成电路产业的发展仍是我国科技发展的重中之重也是信息技术发展的必然结果。在面临大的机遇和严峻挑战的同时，中国集成电路设计产业的发展必须保持稳中求进，积极研发高端技术上来。发展自身的长处，积极弥补自身的短板达到平衡发展。
参考文献：
[1]于宗光，黄伟.中国集成电路设计产业的发展趋势[J].2014.
