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目录1

第一章　结构和元件1

§1.1 MOSIC发展概况1

§1.2 典型MOSIC的工艺流程及其特点5

1.2.1　P沟铝栅增强／增强（E/E）型MOSIC5

1.2.2　N沟硅栅增强／耗尽（E/D）型MOSIC6

1.2.3　互补MOSIC（CMOSIC）8

§1.3 集成电路中的MOSFET10

1.3.1　MOSFET的电特性10

1.3.2　MOSFET的等效电路15

1.3.3　MOSFET的主要二级效应26

1.3.4　MOSFET的串联与并联28

§1.4 MOSIC中的无源元件和寄生效应31

1.4.1　电阻31

1.4.2　电容32

1.4.3　连线37

1.4.4　场区寄生MOSFET38

1.4.5　寄生双极型晶体管39

1.4.6　寄生电容40

1.4.7　寄生PNPN效应41

§1.5 MOSIC的主要特点44

第二章　开关与反相器47

§2.1 单沟道MOS开关47

2.1.1　直流传输特性48

2.1.2　直流输出特性49

2.1.3　瞬态特性53

§2.2 CMOS开关60

2.2.1　直流传输特性61

2.2.2　直流输出特性61

2.2.3　瞬态特性65

§2.3 MOS反相器的一般问题67

2.3.1　性能指标68

2.3.2　逻辑工作点和阈值点69

2.3.3　直流噪声容限71

§2.4 电阻负载反相器（E/R反相器）74

2.4.1　直流传输特性74

2.4.2　瞬态特性78

§2.5 增强负载反相器（E/E反相器）79

2.5.1　输出高、低电平79

2.5.2　直流传输特性81

2.5.3　负载特性85

2.5.4　瞬态特性86

2.5.5　自举反相器88

§2.6 耗尽负载反相器（E/D反相器）95

2.6.1　直流传输特性96

2.6.2　负载特性98

2.6.3　瞬态特性100

§2.7 互补负载反相器（CMOS反相器）104

2.7.1　直流传输特性106

2.7.3　瞬态特性109

2.7.2　负载特性109

§2.8 反相器的功耗113

§2.9 静态内部反相器的设计116

2.9.1　有比反相器的设计116

2.9.2　CMOS反相器的设计118

§2.10 动态反相器120

2.10.1　动态有比反相器120

2.10.2　动态无比反相器124

2.10.3　漏举电路127

第三章　基本逻辑单元131

§3.1 开关串／并联的逻辑特性131

3.1.1　MOS开关的串联与并联131

3.1.2　传输门逻辑132

3.1.3　传输门的连线逻辑134

§3.2 反相器链136

3.2.1　反相器链的直流传输特性136

3.2.2　环形振荡器137

3.2.3　实际的反相器链138

3.2.4　反相器链的端头和分支143

§3.3 与非门145

3.3.1　直流传输特性145

3.3.2　瞬态特性148

3.3.3　结论150

§3.4 或非门151

§3.5 异或门153

3.5.1　由E/D逻辑门组成的异或／同或门154

3.5.2　由传输门组成的异或／同或门155

3.5.3　由CMOS组成的异或／同或门156

§3.6 驱动器159

3.6.1　各类E/E驱动器性能的比较163

3.6.2　各类E/D驱动器性能的比较165

§3.7 CMOS逻辑门174

3.7.1　CMOS与非门的噪声容限175

3.7.2　CMOS或非门的噪声容限177

3.7.3 “对称”噪声容限178

3.7.4　CMOS逻辑门的变型180

§3.8 触发器180

3.8.1　RS触发器181

3.8.2　同步RS触发器186

3.8.3　静态D触发器188

3.8.4　准静态D触发器189

3.8.5　主从触发器191

§3.9 MOS和TTL间的接口电路194

3.9.1　兼容条件195

3.9.2　TTL电路驱动NMOS电路196

3.9.3　TTL电路驱动CMOS电路198

3.9.4　TTL电路驱动PMOS电路199

3.9.5　MOS电路驱动TTL电路200

§3.10 输入保护电路201

§4.1 多路开关205

第四章　逻辑功能部件205

§4.2 译码器209

4.2.1　变量译码器210

4.2.2　码制变换译码器211

4.2.3　显示译码器213

§4.3 全加器和进位链216

4.3.1　全加器216

4.3.2　加法器218

4.3.3　进位链218

4.3.4　动态进位电路223

§4.4 多功能发生器224

4.4.1　以E/DMOS反相器为主体的多功能发生器224

4.4.2　以传输门为主体的多功能发生器227

§4.5 奇偶校验器和数据比较器229

4.5.1　奇偶校验器229

4.5.2　数字比较器231

§4.6 排队电路235

§4.7 寄存器和计数器238

4.7.1　移位寄存器238

4.7.2　计数器248

第五章　微处理器255

§5.1 微处理器与微计算机256

5.1.1　基本结构256

5.1.2　工作过程概况259

§5.2 可编程序逻辑阵列261

§5.3 8085A的基本结构265

5.3.1　各管脚的作用265

5.3.2　基本性能268

5.3.3　8085A的框图268

§5.4 8085A的指令系统271

5.4.1　指令、程序和语言271

5.4.2　8085A的指令格式272

5.5.1　正常时序和非正常时序273

§5.5 8085A的定时273

5.5.2　8085A的指令周期274

5.5.3　几种状态的插入278

§5.6 8085A中的功能块280

5.6.1　PLA280

5.6.2　运算器282

5.6.3　寄存器堆283

5.6.4　衬偏发生器285

§5.7 微计算机执行指令的过程286

§5.8 微处理器的外围电路298

第六章　存贮器301

§6.1 只读存贮器（ROM）302

6.1.1　存贮单元与矩阵303

6.1.2　地址译码器305

6.1.3　列选择电路305

6.1.4　ROM的逻辑特点307

6.1.5　ROM构成的字符发生器309

6.2.1　静态RAM的逻辑特性313

§6.2 静态随机存取存贮器（SRAM）313

6.2.2　静态存贮单元314

6.2.3　静态RAM的整体结构318

6.2.4　静态RAM的外围电路321

6.2.5　静态RAM的瞬态特性328

§6.3 动态随机存取存贮器（DRAM）331

6.3.1　动态四管单元和三管单元331

6.3.2　单管DRAM333

6.3.3　动态单元的漏电和再生342

§6.4 可编程序只读存贮器（PROM）343

6.4.1　PROM的分类344

6.4.2　由FAMOS构成的EPROM346

6.4.3　由SIMOS构成的EPROM349

6.4.4　浮栅隧道氧化物（Flotox）结构的EEPROM350

6.4.5　MNOS结构的EEPROM355

7.1.1　版图设计方法359

第七章　版图设计359

§7.1 概述359

7.1.2　版图设计技巧361

§7.2 版图的基本要求363

§7.3　版图设计规则365

7.3.1　确定版图设计规则的方法365

7.3.2　硅栅准等平面E/D NMOS版图设计规则366

7.3.3　硅栅准等平面CMOS版图设计规则369

7.3.4　铝栅CMOS版图设计规则369

7.3.5　布线的设计规则376

§7.4 CMOS版图设计中的特殊问题377

7.4.1　抑制“Latch-Up”的版图设计技术377

7.4.2　结构完善的输入保护电路379

§7.5　版图设计图例382

7.5.1　E/D NMOS驱动器的版图382

7.5.3　制版及光刻符号383

7.5.2　CMOS反相器的版图383

§7.6 MOSIC版图的CAD387

7.6.1　门阵列（Gate Array）387

7.6.2　单元库（Cell-Library）392

§7.7　结构设计法398

§7.8 设计自动化399

第八章　模拟单元电路402

§8.1 概述402

8.1.1　MOS模拟电路的优点402

8.1.2　MOSFET的2信号性能403

§8.2 各种放大器406

8.2.1　E/E放大器406

8.2.2　电阻负载放大器408

8.2.3　E/D放大器409

8.2.4　源跟随器411

8.2.5　共栅放大器413

8.2.6　互补放大器414

8.2.7　共源共栅（Cascode）放大器417

§8.3 电平移动电路和分相器418

8.3.1　电平移动电路418

8.3.2　分相器421

§8.4　MOS源耦合对423

§8.5　MOS电流源426

8.5.1　电流镜式电流源427

8.5.2　威尔逊（Wilson）电流源427

§8.6　模拟开关430

8.6.1　导通电阻430

8.6.2　寄生电容432

8.6.3　衬偏调制433

§8.7　开关电容434

§9.1 运算放大器（OPA）437

9.1.1　主要参量437

第九章　模拟功能块437

9 1.2　E/D NMOSOPA440

9.1.3　CMOSOPA449

§9.2 比较器（Comparator）455

9.2.1　基本原理455

9.2.2　自稳零式比较器462

9.2.3　斩波放大型比较器463

§9.3 基准电压源465

9.3.1　E/D NMOS基准电压源466

9.3.2　CMOS基准电压源471

第十章　模拟集成子系统475

§10.1 MOS开关电容滤波器（SCFilter）475

10.1.1　滤波器的类型475

10.1.2　MOS开关电容积分器478

10.1.3　加法器481

10.1.4　电路图例482

10.2.1　基本原理486

§10.2 MOS D/A转换器（D/AConverter）486

10.2.2　电阻分压式MOS集成D/A转换器487

10.2.3　电荷分布式MOS集成D/A转换器490

§10.3 MOS A/D转换器（A/D Converter）492

10.3.1　逐次逼近A/D转换器的基本原理493

10.3.2　逐次逼近A/D转换器图例495

10.3.3　双斜率串行变换A/D转换器497

§10.4 脉码调制编码器（Encoder）和译码器（Decoder）500

10.4.1　数字通信500

10.4.2　PCM通信501

10.4.3　PCM编码器505

10.4.4　PCM译码器513

10 4.5　增量调制（ΔM）原理513

10.4.6　MOS PCM展望514

〔附录A〕MOS IC典型工艺516

A.1　4μmN沟硅栅E/D MOS IC的典型工艺516

附录516

A.2　3μm硅栅MOSIC的典型工艺518

〔附录B〕SPICE-Ⅱ程序和模型参数520

B.1　E/D驱动器的SPICE-Ⅱ程序和MOS1模型参数520

B.2　E/D反相器的SPICE-Ⅱ程序和MOS2模型参数523

B.3　CMOS反相器的SPICE-Ⅱ程序和MOS2模型参数523

〔附录C〕反相器的设计526

C.1　E/D反相器的设计示例526

C.2　对称波形CMOS反相器的设计示例532

〔附录D〕驱动器的设计536

D.1　同相D—D驱动器（简称SDD）的设计示例536

D.2　反相D—D驱动器（简称IDD）的设计示例540

D.3　同相D—E驱动器（简称SDE）的设计示例541

D.4　反相D—E驱动器（简称IDE）的设计示例542

D 5　设计结果和SPICE计算的对比543

〔附录E〕交通控制PLA的设计545

〔附录F〕8085A指令系统表549