集成电路与应用范文

集成电路与应用范文第1篇

1　概述

电子标签是时下最为先进的非接触感应技术。RI－R6C－001A芯片是美国德州仪器（TI）和荷兰飞利浦公司（Philips）开发出的一种廉价的非接触感应芯片。这种芯片的无源最大读写距离可达1．2米以上。它与条形码相比，无须直线对准扫描，而且读写速度快，可多目标识别和运动识别，每秒最多可同时识别50个，频率为13．56MHz ±7kHz（国际通用）的目标。它采用国际统一且不重复的8字节（64bit）唯一识别内码（Unique identifier，简称UID），其中第1～48bit共6字节为生产厂商的产品编码，第49～56bit 1个字节为厂商代码（ISO／IEC7816－6／AM1），最高字节固定为“EO”。其使用寿命大于10年或读写10万次，无机械磨损、机械故障，可在恶劣环境下使用，工作温度为－25～＋70℃?可反复读写且扇区可以独立一次锁定，并能根据用户需要锁定重要信息；现有的产品一般采用4字节扇区，内存从512bit～2048bit不等。

RI－R6C－001A芯片采用柔性封装，它的超薄和多种大小不一的外型，使它可封装在纸张和塑胶制品（PVC、PET）中，既可应用于不同安防场合，也可再层压制卡。国际标准化组织已把这种非接触感应芯片写入国际标准ISO15693中。其主要原因是因为该芯片具有封装任意、内存量大、可读可写、防冲撞等独特的功能。

2　引脚排列与功能

图1所示为（RI－RRC－001A芯片和引脚排列）。

3　内部结构

收发器需要5V外加电源，在实际操作中最小电压为3V，最大电压为5．5V，典型电压为5V。电损耗取决于天线阻抗和输出网络的配置。由于电源纹波和噪声会严重影响整个系统的性能，因此，德州仪器推荐使用标准电源。

射频收发器内部的输出晶体管是一个低阻场效应管，电耗直接在TX＿OUT脚消耗，推荐用5V电源供电，最好驱动50Ω天线。在输出端连接一个简单的谐振电路或者匹配网络可以降低谐波抑制，用选通方波驱动输出晶体管能达到100％的调制度。调整连接输出晶体管的电阻（典型电路中的R2）能获得10％的调制度，增大这个电阻，调制度也随之增加。通过发射编码器变换的数据可按照事先选择好的射频协议进行传输，通信速率应为5～120kB，而且至少要有一个速率满足已选择感应器协议的要求。

接收器通过外部电阻连接到天线后可将来自电子标签的调制信号通过二极管包络检波进行解调，接收解码器输出到控制器的数据是二进制数据格式，通信速率和射频协议由已选择的模式确定。在输出数据时，接收的数据串中已检测并标志了启动、停止、错误位。

    该系统的正常时钟频率为13．56MHz，但是振荡器的工作频率范围为4MHz～16MHz。

在电源被重新启动后，设备为默认配置。RI－R6C－001A系统有三个有效电源模式。主要模式是满载模式，而空载模式仅出现在与电路有关的标准振荡器和最小系统工作中的标准振荡器停振时，掉电模式则完全关断设备内部的偏置系统。当SCLOCK保持高电平时，可在DIN端的输出脉冲上升沿唤醒电路。

RI－R6C－001A芯片的串行通信接口通常使用三根线，其中的SCLOCK为串行双向时钟；DIN为数据输入，DOUT为数据输出。参见图2所示的RI－R6C－001A内部结构图。

4　典型电路应用

图3所示是RI－R6C－001A的典型应用电路，该电路可驱动50Ω的天线，当电源电压为5V时，输出射频的功率为200mW，而当电源电压为3V时，输出射频功率为80mW。

图3

    由于电路中的发射器一直工作，因此，应增大集成电路散热片的尺寸以增加散热面积。设计电路时，应避免过大的分布电容，当电路板分布电容过高时，可配合晶振调整电容C5的值，以减少时钟的不稳定性。推荐C5值为22pF。通过软件处理可使收发器的调制度在100％～10％范围内调整。ISO15693协议规定标签允许执行10％～30％之间的调制度（除100％之外），通过改变电阻R2的值可以达到这个要求。

集成电路与应用范文第2篇

关键词： 厚膜; 电荷耦合器件; 驱动电路; 集成电路

中图分类号： TN386.5?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）06?0145?04

Design and application of highly?integrated circuit in photoelectric detection

SUN Zhen?ya， LIU Dong?bin

（Changchun Institute of Optics， Fine Mechanics and Physics， Chinese Academy of Sciences， Changchun 130033， China）

Abstract： Because of the large?scale and high?integration development for the space camera， and the limitation of space， the circuit has to be optimized， even some special technologies have to be used to reduce the area of the circuit board. In consideration of the complexity of driver circuit of CCD detector， the driver circuit was integrated in a module by the thick film technology. There are many advantages in thick film technology such as high reliability， flexible design， low cost and short cycle. The integrated area through the thick film technology was reduced to the 1/3 area as the original circuit board before integration. The output signal of the thick film integrated module is perfect for the demand of CCD detector. At the same time， the design provides a certain reference for the large?scale integrated circuit design in the space missions.

Keywords： thick film; CCD; drive circuit; integrated circuit

0 引 言

随着人类对太空的探索，空间相机的发展越来越迅速。在许多空间光电探测的电路系统中多使用CCD （电荷耦合器件，Charge?Couple Device）来进行光电转换。CCD是将入射光在所有光敏单元激发的光信号转换成模拟电信号的光电转换器件。该器件具有小体积、轻重量、低功耗、高精度、长寿命等优点，被广泛应用在空间光电探测、航天遥感观测、载荷对地观测等领域[1?3]。

CCD工作时需要适当的时序驱动信号，并且产生的电信号需要进行后续处理后才能给控制系统识别。CCD产生的电信号是模拟信号需要进行相应的视频处理电路，视频处理电路系统包AFE（，Analog Front End，模拟前端），FPGA和数字信号处理模块。

空间相机的发展越发趋向于大规模化高集成的设计，空间相机中的硬件电路的高度集成化变得越来越让人们关注与研究。目前，关于空间光电探测电路系统的高集成度的技术发展主要体现在厚膜电路和半导体级的ASIC（Application Specific Integrated Circuits，专用集成电路）两个领域。厚膜电路是将电阻、电容、电感、芯片的管芯通过互连的铜线在印制板上制成的，其优势在于性能可靠，设计灵活，投资小，成本低，周期短。ASIC是按照用户的需求，在一个芯片上专门设计具有某些特定功能的集成电路，其性能高（可以比厚膜电路做的更高）、可靠性高。但是由于用户的需求量少，对于用户来说其成本相对较高，且难度高[4?5]。

为实现空间相机电子学的大规模化、高集成的要求，本文将比较通用的一款TDI CCD探测器的时序驱动电路模块设计成厚膜集成电路，并且根据实际PCB版优化厚膜电路设计和性能指标，得到了较好的结果。

1 TDI CCD探测器

该TDI（Time Delayed and integration，时间延迟积分）CCD探测器可以探测到两类光谱区。这两类光谱区分别是彩色B区和全色P区。由于实际情况需要，将该CCD探测器的时钟工作频率设定在20 MHz，行频设置在1 kHz。由于该CCD探测器的光谱区多，所以它的驱动时序也是很复杂的，一共有89个驱动信号，将可以共用的信号合并后仍然有61个驱动信号。由于该探测器实际需求的驱动信号过多，本文中仅以CIxP为例讲述驱动电路的设计以及实验结果。表1中给出了该CCD探测器的CIxP驱动信号的电压幅值范围。该CCD探测器的驱动信号需要FPGA产生相应的时序的驱动信号，并通过相应的时序驱动电路变为所需要的电压幅值范围。

表1 CI和TCK时钟驱动信号

图1中的CIx和TCK的上升沿时间记为tr，典型值50 ns;CIx和TCK的下降沿时间记为tf，典型值50 ns;转移时间记为ttran，典型值3.6 μs，根据实际工作需要改为1 ms;TCKB的信号周期记为TTCKB，根据行频而定;TCKP的信号周期记为TTCKP，根据行频而定;CI2的下降沿到CI1的上升沿的时间差记为t1，典型值0.5 μs;CI1的上升沿到CI3的下降沿的时间差记为t2，典型值0.5 μs;CI3的下降沿到CI2的上升沿的时间差记为t3，典型值0.5 μs;CI2的上升沿到CI4的下降沿的时间差记为t4，典型值0.5 μs;CI5的下降沿到CI3的上升沿的时间差记为t5，典型值0.5 μs;CI3的上升沿到TCK的下降沿的时间差记为t6，典型值0.5 μs;CI1的下降沿到CI4的上升沿的时间差记为t7，典型值0.5 μs;CI1和TCK的高电平时间记为tcla，典型值2.5 μs;CI2、CI3和CI4的低电平时间记为tclb，典型值1.5 μs。

2 驱动电路设计

本文针对该CCD探测器的驱动电路设计分为两个步骤：

（1） 通过现在市面上的芯片选择适合该驱动电路芯片设计而成。

（2） 对通过芯片设计的驱动电路做实验得到与该CCD探测器相需求的时序结果，进行整合通过厚膜技术来实现最终电路。

最终的驱动电路分为左右两个模块（两个模块设计的完全相同）分别针对该CCD探测器左右驱动时序，并且把驱动电路中用到的LDO等电压转换模块通过厚膜技术集成到一个模块[6?7]。

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图1 P和B区的垂直转移时序图

图2给出了驱动模块的管脚示意图，该模块可以产生一般的水平驱动信号（20 MHz）以及大部分的垂直驱动信号，51号脚是针对模块内部的测温度的热敏电阻预留的。图中的左侧的上面两组是输入信号，右侧的上面两组是输出信号。其他的为电源和地信号。

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图2 驱动模块的管脚图

图3给出驱动模块的版图，速度较快的水平驱动信号（20 MHz）均放在版图的最，内部放置的是垂直转移信号。该厚膜模块最后的面积为37 mm×37 mm，约为原来没有厚膜集成的[13]。

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图3 驱动模块的厚膜版图

该模块中集成的大部分芯片是EL7457，EL7457是一款高速度，同相位，四通道的CMOS驱动器。该驱动器可以驱动40 MHz的信号，并且输出电流值可以达到2 A。

以CI1P，CI2P，CI3P，CI4P这4个信号为例，这4个信号的幅值范围是-5～5 V，但是从图2的时序图中可以知道，CI1P的信号大部分的时间内都是低的，而CI2P，CI3P，CI4P的信号大部分的时间内都是高的。所以电路设计时将区别对待，由图4知EL7457的供电电压设置为10 V可以让CIxP的信号幅值达到10 V，通过0.22 μF的电容隔直后，再通过二极管与电阻并联接偏置电压的设计将其拉到正常工作的范围，出来的信号在工作电压范围方面就达到CCD手册的要求。CI1P的偏置电压设置为-5 V，当10 V的方波信号过来后由于二极管的正向钳位作用使得CI1P的最小电压是-5 V，所以得到了-5～5 V的信号，且无信号时为低（-5 V）。CI2P，CI3P，CI4P的的偏置电压设置为5 V，当10 V的方波信号过来后由于二极管的正向钳位作用使得CI2P，CI3P，CI4P的最大电压是5 V，所以得到了-5～5 V的信号，且无信号时为高（5 V）。

OFFSET偏置电压通过电阻分压外接运放负反馈驱动的形式产生的，见图5，采用这种电路结构优势在于可以减少电路中线性稳压器的数量，由于该探测器需求的驱动信号数量多，电压值多，若所有电压值都采用线性稳压器，不但会导致电路板尺寸会大很多，而且更加引入散热的问题。同时偏置电压信号所需要的电流相当的小根本不需要线性稳压器[8?9]。

3 驱动信号的实验结果

针对CIxP的测试，在实验测试中以驱动模块的输入信号（FPGA的输出信号）TCKP_FPGA为基准信号，对CIxP以及其对于的OFFSET偏置电压进行单组测量。

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图4 CIxP原理图

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图5 OFFSET偏置电压原理图

图6中的三组信号分别是：TCKP_FPGA（幅值范围0～3.3 V）、CI1P（与TCKP_FPGA有相同的相位，幅值范围-5～4 V）、以及CI1P信号对应二极管上的嵌位电压OFFSET-5 V。

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图6 CI1P的信号

图7中的三组信号分别是：TCKP_FPGA（幅值范围0～3.3 V）、CI2P（超前于TCKP_FPGA约0.5 μs，幅值范围-4～5 V）、以及CI2P信号对应二极管上的嵌位电压OFFSET+5 V（在TCKP_FPGA的下降沿末端有波动）。

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图7 CI2P的信号

图8中的三组信号分别是：TCKP_FPGA（幅值范围0～3.3 V），CI3P（反向于TCKP_FPGA，且下降沿到TCKP_FPGA的上升沿的时间约延后0.5 μs，幅值范围-4～5 V）、以及CI3P信号对应二极管上的嵌位电压OFFSET+5 V（在TCKP_FPGA的下降沿末端有波动）。

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图8 CI3P的信号

图9中的三组信号分别是：TCKP_FPGA（幅值范围0～3.3 V）、CI4P（反向于TCKP_FPGA，且下降沿到TCKP_FPGA的上升沿的时间约延后1.5 μs，幅值范围-4～5 V）、以及CI3P信号对应二极管上的嵌位电压OFFSET+5 V（在TCKP_FPGA的下降沿末端有波动）。

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图9 CI4P的信号

CIxP的四组信号由于实际电路图中的电容分压导致最终幅值没有达到10 V，但是仍然在CCD的手册要求范围内。OFFSET电压在信号变化较多的点会有串扰导致波动，但是对实际的CIxP影响甚微[10?11]。

4 结 语

通过厚膜技术对驱动电路集成后的面积减少到[13]，虽然该模块需要添加散热，但是面积的减少使得在同样面积的PCB上集成更多的模块，实现更多的CCD阵列。对所有驱动信号用示波器进行测量，均满足要求。本文中仅给出CIxP的信号波形进行事例。实验结果表明驱动电路的厚膜技术可以满足在光电探测中的集成应用。本设计中的驱动电路的厚膜集成也对其他航天任务中大规模电路的集成提供了一定的参考借鉴作用。

参考文献

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[8] JIA Hua?yu， LIU Li， ZHANG Jian?guo. Wide band current?mode amplifier for pipelined ADC [J]. Editorial Office of Optics and Precision Engineering， 2014， 22（10）： 2855?2860.

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集成电路与应用范文第3篇

【关键词】集成电路 理论教学 改革探索

【基金项目】湖南省自然科学基金项目（14JJ6040）;湖南工程学院博士启动基金。

【中图分类号】G642.3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）08-0255-01

随着科学技术的不断进步，电子产品向着智能化、小型化和低功耗发展。集成电路技术的不断进步，推动着计算机等电子产品的不断更新换代，同时也推动着整个信息产业的发展[1]。因此，对集成电路相关人才的需求也日益增加。目前国内不仅仅985、211等重点院校开设了集成电路相关课程，一些普通本科院校也开设了相关课程。课程的教学内容由单纯的器件物理转变为包含模拟集成电路、数字集成电路、集成电路工艺、集成电路封装与测试等[2]。随着本科毕业生就业压力的不断增加，培养应用型、创新型以及可发展型的本科人才显得日益重要。然而，从目前我国各普通院校对集成电路的课程设置来看，存在着重传统轻前沿、不因校施教、不因材施教等问题，进而导致学生对集成电路敬而远之，退避三舍，学习积极性不高，继而导致学生的可发展性不好，不能适应企业的要求。

本文结合湖南工程学院电气信息学院电子科学与技术专业的实际，详细阐述了本校当前“集成电路原理与应用”课程理论教学中存在的问题，介绍了该课程的教学改革措施，旨在提高本校及各兄弟院校电子科学与技术专业学生的专业兴趣，培养学生的创新意识。

1.“集成电路原理与应用”课程理论教学存在的主要问题

1.1理论性强，课时较少

对于集成电路来说，在讲解之前，学生应该已经学习了以下课程，如：“固体物理”、“半导体物理”、“晶体管原理”等。但是，由于这些课程的理论性较强，公式较多，要求学生的数学功底要好。这对于数学不是很好的学生来说，就直接导致了其学习兴趣降低。由于目前嵌入式就业前景比较好，在我们学校，电子科学与技术专业的学生更喜欢嵌入式方面的相关课程。而集成电路相关企业更喜欢研究生或者实验条件更好的985、211高校的毕业生，使得我校集成电路方向的本科毕业生找到相关的较好工作比较困难。因此，目前我校电子科学与技术专业的发展方向定位为嵌入式，这就导致一些跟集成电路相关的课程，如“微电子工艺”、“晶体管原理”、“半导体物理”等课程都取消掉了，而仅仅保留了“模拟电子技术”和“数字电子技术”这两门基础课程。这对于集成电路课程的讲授更增加了难度。“集成电路原理与应用”课程只有56课时，理论课46课时，实验课10课时。只讲授教材上的内容，没有基础知识的积累，就像空中架房，没有根基。在教材的基础上额外再讲授基础知识的话，课时又远远不够。这就导致老师讲不透，学生听不懂，效果很不好。

1.2重传统知识，轻科技前沿

利用经典案例来进行课程教学是夯实集成电路基础的有效手段。但是对于集成电路来说，由于其更新换代的速度非常快，故在进行教学时，除了采用经典案例来夯实基础外，还需紧扣产业的发展前沿。只有这样才能保证人才培养不过时，学校培养的学生与社会需求不脱节。但目前在授课内容上还只是注重传统知识的讲授，对于集成电路的发展动态和科技前沿则很少涉及。

1.3不因校施教，因材施教

教材作为教师教和学生学的主要凭借，是教师搞好教书育人的具体依据，是学生获得知识的重要工具。然而，我校目前“集成电路原理与应用”课程采用的教材还没有选定。如：2012年采用叶以正、来逢昌编写，清华大学出版社出版的《集成电路设计》;2013年采用毕查德・拉扎维编写，西安交通大学出版社出版的《模拟CMOS集成电路设计》;2014年采用余宁梅、杨媛、潘银松编著，科学出版社出版的《半导体集成电路》。教材一直不固定的原因是还没有找到适合我校电子科学与技术专业学生实际情况的教材，这就导致教师不能因校施教、因材施教。

2.“集成电路原理与应用”课程理论教学改革

2.1选优选新课程内容，夯实基础

由于我校电子科学与技术专业的学生，没有开设“半导体物理”、“晶体管原理”、“微电子工艺”等相关基础课程，因此理想的、适用于我校学生实际的教材应该包括半导体器件原理、模拟集成电路设计、双极型数字集成电路设计、CMOS数字集成电路设计、集成电路的设计方法、集成电路的制作工艺、集成电路的版图设计等内容，如表1所示。因此，在教学实践中，本着“基础、够用”的原则，采取选优选新的思路，尽量选择适合我校专业实际的教材。目前，使用笔者编写的适合于我校学生实际的理论教学讲义，理顺了理论教学，实现了因校施教，因材施教。

表1 “集成电路原理与应用”课程教学内容

2.2提取科技前沿作为教学内容，激发专业兴趣

为了提高学生的专业兴趣，让他们了解“集成电路原理与应用”课程的价值所在，在授课的过程中穿插介绍集成电路设计的前沿动态。如：从IEEE国际固体电路会议的论文集中提取模块、电路、仿真、工艺等最新的内容，并将这些内容按照门类进行分类和总结，穿插至传统的理论知识讲授中，让学生及时了解当前集成电路设计的核心问题。这样不但可以激发学生的好奇心和学习兴趣，还可以提高学生的创新能力。

2.3开展双语教学互动，提高综合能力

目前，我国的集成电路产业相对于国外来说，还存在着相当的差距。要开展双语教学的原因有三：一是集成电路课程的一些基本专业术语都是由英文翻译过来的;二是集成电路的研究前沿都是以英文发表在期刊上的;三是世界上主流的EDA软件供应商都集中在欧美国家，软件的操作语言与使用说明书都是英文的。因此，集成电路课程对学生的英语能力要求很高，在课堂上适当开展双语教学互动，无论是对于学生继续深造，还是就业都是非常必要的。

3.结语

集成电路自二十世纪五十年代被提出以来，经历了小规模、中规模、大规模、超大规模、甚大规模，目前已经进入到了片上系统阶段。虽然集成电路的发展日新月异，但目前集成电路相关人才的学校培养与社会需求存在很大的差距。因此，对集成电路相关课程的教学改革刻不容缓。基于此，本文从“集成电路原理与应用”课程理论教学出发，详细阐述了“集成电路原理与应用”课程教学所存在的主要问题，并有针对性的提出了该课程教学内容和教学方法的改革措施，这对培养应用型、创新型的集成电路相关专业的本科毕业生具有积极的指导意义。

参考文献：

集成电路与应用范文第4篇

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.

关键词： 电力资产管理；全生命周期管理；电力一次设备状态监测

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

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）06-0163-02

0 引言

近年来，随着电力资产全寿命周期管理理念的提出，已有众多电力企业在此领域展开深入的实践与探索。资产全寿命周期管理起源于全周期成本管理（LCC），是LCC管理理念的发展，是系统工程理论在资产管理上的应用。资产全寿命管理是以资产作为研究对象，从系统的整体目标出发，统筹考虑资产的规划、设计、采购、建设、运行、检修、技改的全过程。在满足安全、效能的前提下，追求资产全寿命周期成本最优、实现系统优化的科学方法。电网公司作为资金密集型企业，具有资产分布广泛、管理链条长、设备寿命周期长、实物变动与价值变动不一致等特点，给电网资产运行、维护与管理带来了极大压力。

随着山东电网的快速发展和状态评价工作的全面开展，山东电力集团公司检修公司在状态评价与电力资产精益化管理方面不断深化研究，实现状态评价工作的可持续发展。本文将介绍面向服务输变电设备状态评价工作的电力资产管理系统与智能电网输电线路运行监控平台集成的方法设计与实现。

1 系统设计需求分析

1.1 电力资产仓库管理目标分析 电力设备管理是一项复杂而艰巨的工作。作为电力资产全寿命周期管理的一部分，系统目标定位从电力设备使用的现状和设备资产管理的现实出发，以设备的运维检修为着眼点，侧重于设备的运维管理，建立以设备管理为核心、服务输变电设备状态评估为目标的资产管理系统，包括记录设备基础台账数据、运行技术参数以及运行状态和检修数据，同时还有备品配件的管理信息。我们希望通过该系统的使用，可以提高设备可利用率及可靠性、控制维护与维修费用、延长设备生命周期，实现企业利润最大化。系统将目标定位在优化资源配置、降低生产成本以及提高状态评价工作的效率。

1.2 电力资产仓库管理对象分析 电力企业属于资产分散型企业，具有资产使用部门众多、使用地方范围大、资产分类复杂等特点。电力资产大致可以分为输电线路、变电设备、配电线路及设备、用电计量设备及通讯设备、自动化设备、工具器具、运输设备、房屋建筑物等十几大类。

由于该系统是面向服务输变电设备状态评价工作的开展而设计的，并非一般企业的固定资产管理系统，因此在管理目标的划定及分类设计上，我们秉承国家电网公司下达的《网省公司输变电设备状态评价中心运行管理规范》中的指导思想，将电力设备设定为主要管理目标，并涉及到与设备检修过程中有密切关系的工具器具、运输设备、通讯设备等相关物品。由于管理对象包含范围大，为了在实际应用过程中方便用户查询和管理，根据实际情况，将所有物品首先按照电力一次设备、二次设备、辅助设备三大类进行划分，其中又可以以电压等级、资产管理单位等方法对物品进行子类划分。

1.3 系统功能性需求分析 根据系统目标的设定，该系统以设备资产全生命周期为功能设计主线，跟踪物料的入库、出库、安装、运行、维修、变更和报废。功能主要分为两大方面：仓库物料出入库管理和仓库物料调配管理。在仓库物料出入库管理方面应实现物料台账管理，为每一件物品建立基础台账，包括物品的名称、分类名称、入库日期、生产厂家信息、管理单位名称、物品型号、存储地点、出库日期、安装位置、物品状态等。仓库物料调配管理基于各类物品的综合查询和统计管理，具体查询方式可以按照部门、物品类型、厂家或设备ID，使用者可以通过系统快速统计出该类物品可用数量和分布位置。

2 系统设计

2.1 功能设计 仓库管理系统主要包括以下功能模块：台账管理、维护维修管理、设备查询、设备调拨、系统后台管理等功能模块。

（1）资产台账管理：建立资产目录位置结构树，按照公司各部门、各工区逐级划分资产归属单位，为各部门建立电力资产设备台账；建立设备资产卡片，建立资产卡片和设备台账对应名录。台账不但包括设备基本的入库、厂家信息以及具体的存放位置，还包括各类设备的型号及特性参数。

（2）维护维修管理：建立资产健康记录表，为每一件设备建立起一份设备运行健康情况的详细记录，其中包括设备生产日期、最后一次检修日期、缺陷记录、检修人员、厂家信息。健康记录表的建立可以方便仓库管理员掌握每一项资产的运行情况，合理重估资产价值，便于安排下一年的采购计划。

（3）设备查询：可以根据设备采购日期、使用年限、供应商品牌、设备分类等多种条件进行综合查询。

（4）设备调拨：通过电网运行状态实时预警报警功能和电网缺陷故障记录，可获知哪些设备需要进行维修或更换，根据具体情况，可调拨巡检人员需要的维修工具、替换设备、抢修车辆，依照就近原则安排所需设备出库，并做出库登记。

2.2 架构设计 仓库管理系统作为智能电网输电线路运行监控平台的一个二级子系统，延续了主系统的B/S结构设计，数据库管理系统采用Oracle，主要负责数据的存储、检索，为数据提供完整性、安全性控制。客户端运行在Windows操作系统上，通过网络及Oracle专用接口连到服务器。业务处理模块是针对各仓库出入库所需要处理的管理模块，包括物料到货登记、入库登记、物料出库、物料报损以及缺损登记。智能电网输电线路运行监控平台通过调用接口读取仓库管理系统的资产库存的电网资产相关信息，结合电网运行状态实时预警报警功能和电网缺陷故障记录，综合分析出电网巡检和电网抢修的最佳方案。

3 仓库管理在智能电网输电线路运行监控平台中的应用

智能电网输电线路运行监控平台主要业务模块侧重于对在线运行电力一次设备的状态监控和预测，仓库管理系统信息的集成可以实现对电网资产的全寿命周期管理，以及对固定资产进行全过程跟踪。通过仓库管理信息的集成，展现了资产历经的整个生命周期过程，掌握资产信息及变动情况。查看资产的详细信息时，可以浏览到资产经历的整个生命周期过程，包括入库、出库、安装、运行、维修、折旧、报废在内的全生命周期管理，降低了管理人员统计维护的工作难度。

智能电网输电线路运行监控平台中的主要功能模块——状态预警以及状态评估，可以指导合理有效地安排巡检作业，科学性地判断电力一次设备的检查维护需求，结合仓库管理系统中的物品库存信息，可以实现现代资产盘点管理流程闭环，有效避免人员的重复性劳动。

两系统集成后的核心功能为抢修方案辅助决策模块，其最主要的优势为使巡视检修和抢修工作转变为流程化、规范化管理模式。通过与工作流的结合，系统可实现智能化辅助决策功能，大大提高在突发事件发生后形成决策的效率并可以有效复用以往的经验。

参考文献：

[1]李磊，曲俊华.电厂资产管理系统的设计与实现[J].电力系统自动化，2005，29（13）：80-83.

集成电路与应用范文第5篇

关键词神经通路；神经植入探针；传感后单集成芯片；微型生物可穿戴设备

1引言

谷氨酸（Glutamate，Glu）是神经内关键的兴奋性神经递质之一，其代谢与大神经认知、记忆、运动、神经元可塑性等功能相关[1]。神经信息传导具有神经电生理和神经递质两种方式。对神经内谷氨酸和神经电生理并行检测有利于全面研究神经系统功能。目前，针对谷氨酸和电生理信号的文献报道都是利用单模手段，而在体双模检测报道很少。如2015年Kanamori结合EEG电极和微透析的双模检测法，在体研究大鼠神经内谷氨酸浓度增加的现象[2]。2014年Tani等[3]在神经片中分离出海马CA3区和皮层的谷氨酸能神经突触，通过的功能特别依赖于谷氨酸信号转运，因此熟悉海马生理结构，并从神经电生理、谷氨酸递质传导等方面分析海马区的神经传导通路，是海马区相关神经疾病研究的重要方法。他们采用膜片钳记录电刺激后的离子通道信号，并使用荧光共振能量转移技术测量谷氨酸释放。不论基于神经调控进行病理、药理研究，还是研究某特定神经区神经回路的作用机制，在体实时获得相关神经区电生理和谷氨酸化学递质信号的双模并行变化具有重要意义[4]。谷氨酸与相关化合物通过延长兴奋性突触传递作用导致神经元破坏，引发兴奋性毒性，从而引发癫痫、神经创伤、神经缺血等急性神经元损伤。通常情况下，释放到突触间隙的谷氨酸浓度可达1mmol/L，时间维持10

3s，在突触间隙的谷氨酸长期累积，引起谷氨酸受体受到过分刺激，从而导致神经元损害甚至死亡。海马（Hippocampus）是脊椎动物（包括人类）大脑神经的重要组成，在记忆形成和空间感知中具有非常关键的地位。海马区结构和功能的改变与癫痫、阿尔茨海默病、精神分裂症等神经疾病关系密切，是病理研究的重要神经区之一[5]。长期增强效应作为神经可塑性重要形式即在海马区被第一次发现[6]。海马区神经电信号分类和特征分析在神经疾病研究中具有重要意义，而海马区的功能特别依赖于谷氨酸信号转运，因此熟悉海马生理结构，并从神经电生理、谷氨酸递质传导等方面分析海马区的神经传导通路，是海马区相关神经疾病研究的重要方法。

本研究运用纳米材料修饰技术、微纳加工制造技术、酶生物传感技术、神经调控技术，设计了一款双模（电生理电位与谷氨酸化学递质）并行检测的植入式、8通道神经信息检测器件，并进行在体测试研究。同时，神经器件检测的动作电压信号被后续后端电路进行放大、滤波、去噪、模拟到数字信号转换、功耗优化、并且电路模块高度集成，图1为本研究设计的神经信号处理传感芯片系统整体，并且该微型可穿戴系统[7]可以移植到手机及其它便携生物信号检测终端。

2SOIMEMS谷氨酸检测神经植入传感器和信号处理集成单芯片制备

2.1MEMS植入神经探针制备

本实验采用SOI自停止技术形成硅基底，SOI硅片中间二氧化硅氧化层可作为背面基底湿法腐蚀的自停止层。MEMS神经信息传感探针基于三层光刻工艺，利用了3块掩膜版，如图2所示，探针关键制备流程：（1）为了使硅基底与微电极阵列之间完全绝缘，热氧化制备硅底绝缘层（图2A）；（2）利用第一块掩膜版光刻显影将图形转移到光刻胶上，在其上溅射Ti层后溅射Pt薄膜层，增强粘附性，再剥离光刻胶层与多余的Ti/Pt薄膜层，留下记录位点、导线和焊盘的金属导电层图形，以形成金属导电层（图2B）；（3）采用等离子化学气相沉积（PECVD）方法沉积氮化硅（Si3N4）绝缘层，利用第二块掩膜版进行光刻显影，对氮化硅进行等离子刻蚀，暴露出电极及焊盘，保留引线表面覆盖的绝缘层，以形成氮化硅绝缘层（图2C）；（4）利用第三块掩膜版进行光刻显影，通过深刻蚀形成硅针基底外形；通过湿法腐蚀去除SOI底层硅，使硅针以外的二氧化硅薄层下脱落，形成微电极阵列针体（图2D）。电极针体通过压焊工艺与尾端接口电路进行焊接封装，形成完整的微电极阵列芯片。MEMS传感探针整体，后端正方形焊盘通过压焊连接到外部接口电路，与斩波放大接口电路进行匹配集成（图3A为传感探针的后端尾端焊盘），而尖端则修饰纳米材料酶敏感膜为传感探针的尖端检测位点部分（图3B为2个同样的Pt铂探针），以形成特异选择性的生物识别点。该MEMS探针芯片在硅针基底上集成了电化学微电极阵列、电生理微电极阵列、引线、焊盘以及氮化硅绝缘层。其中，硅探针1（以棱形分布着通道1，2，3和4，为电生理信号检测通道）淀积铂黑纳米材料，用于电生理信号检测；而硅探针2（以棱形排部着通道1，2，3和4，为电化学信号检测通道）则修饰PtmPDGluOx固定敏感复膜，用于神经化学递质信号检测。电生理和电化学位点距离尽量近，便于检测微米范围内同一脑区微h境的电生理/电化学信息。为了防止互相干扰，电极之间距离不能太近。探针前端可植入部分长8mm，探针体宽90μm，相邻探针1与2的间隔是180μm，4个圆形检测位点为一组，分布在每个硅探针尖端，圆形位点直径12μm，形成具有高时空分辨率、生理与化学递质信息互不干扰的微米级检测精度的神经信息检测双探针。

2.2神经电生理检测位点铂纳米颗粒

为了提高微弱神经信号的检测灵敏度，在MEMS探针表面修饰纳米材料，其纳米结构能够有效增大比表面积[8]，以加快表面的电子转运，提高电流响应灵敏度。电化学铂沉积使用阴极沉积机制，在基体电极上直接外延生长纳米铂颗粒层，铂黑的电沉积镀液使用H2PtCl4，再加少量硝酸铅、醋酸铅，铅离子均匀化铂镀层晶粒，同时减少析出的氢的数量，提高了沉积电流效率。通过改变沉积电压及时间，可以形成多种不同形貌的电极表面。沉积电位电位过小不会发生氧化还原反应，电位过大则会引起颗粒簇集问题；沉积时间会影响铂黑层的致密均匀性与厚度，沉积具体操作为：将45mmol/L氯铂酸和4.0mmol/L醋酸铅溶液按体积比1〖KG-3∶〖KG-51配制成电解液，取15mL备用。实验采用两电极体系，将需要电镀的4个位点与电化学工作站工作电极相连，电生理检测的铂丝电极与工作站的对电极（与参比电极短接）相连。将铂丝电极和电极尖端浸入电解液中，在

.1V恒电位下沉积1min，电镀结束后，用去离子水洗掉电极表面的残留离子，即得到疏松的铂黑颗粒薄层。在1kHz处，对修饰后的微电极表面进行电化学阻抗扫描，修饰后的电极阻抗约为34.0kΩ，比未修饰纳米材料的裸电极阻抗下降了一个数量级。图4A为探针修饰铂黑纳米后的表面扫描电子显微镜（Scanningelectronmicroscope，SEM）照片，图4B为化学递质探针尖端表面的铂黑形貌，显示出明显的黑色颗粒层。

2.3电化学检测位点选择性酶膜修饰

制备的MEMS铂探针电极表面固定的谷氨酸氧化酶（LGlutamateoxidase，GluOx）可氧化为谷氨酸，生成氨、H2O2和α酮戊二酸，通过间接测量H2O2发生氧化还原反应的产生电流，再进行电流与谷氨酸浓度的换算，即可得到谷氨酸浓度变化曲线。如图5所示，本研究使用交联法酶固定技术，并加入牛血清蛋白BSA惰性蛋白质作为基质，以防止酶分子交联过程中因密度过大可能导致酶活性中心不能接近底物问题。

在谷氨酸检测位点上固定PtmPDGluOx复膜结构，其中沉积的间苯二胺（1，3Phenylenediamine，mPD）层可与酶层形成有效大分子过滤抗干扰层，阻止尺寸比较大的分子（抗坏血酸AA、多巴胺DA、3/4二羟基苯乙酸DOPAC）通过，而小分子（H2O2等）则可以穿过，膜层接触电极表面发生反应，生成牢固的复膜结构，即形成有效的谷氨酸神经化学递质识别位点。修饰好的电极在室温固化后，形成的酶层稳固性极佳，用水进行冲洗不会脱落。通过对3个电化学位点进行谷氨酸标准溶液标定，在PBS缓冲液中，+0.7V电位作用下，神经化学递质检测电极mPDGluOx微电极对6～35μmol/L不同浓度谷氨酸进行标定，结果显示线性度为0.98，单位面积灵敏度为0.0069pA/μmol，电流响应误差低于3.0pA，线性相关系数（R）为0.97；如图6A所示，mPDGluOx微电极响应电流随谷氨酸浓度的增加而增大；如图6B所示，谷氨酸在电极表面氧化电流与浓度呈线性关系，灵敏度为24.6pA/（μmol/L）。证明设计的电化学检测探针可以实现特异性选择功能。实验结果表明，微电极位点一致性良好、电化学性能可靠，化学递质检测硅针2上以棱形分布着通道5，6，7和8，可用于化学递质谷氨酸的检测。

2.4MEMS传感后端信号处理集成单芯片制备

如图7所示，神经电生理传感后端信号处理集成单芯片包括：带宽/增益可调的低噪声神经电（动作/局部场电位）微弱信号斩波稳定放大器、SARADC与ASK/FSK调制的射频发射器。传感后端的小信号放大器进行前端传感器感知的微弱神经电生理信号的放大与直流失调/低频闪烁噪声的抑制，然后送到低功耗中速SARADC模块进行模拟到数字信号的转换，最终SARADC输出的数字信号被数字编码器模块进行无线信道传输编码并打包成帧，然后帧码流对射频电路物理层进行基于ISM（Industrialscientificmedical）2.4GHz波段的射频上频谱调制，最终经过天线辐射到远处接收基站。芯片能耗进行了降低优化，以提高设备续航时间。本研究设计的传感后端数模混合信号调理单芯片，具有神经电传感后端处理的普适应用价值，构建了可穿戴场合应用的微型神经信号采集与无线传输设备。该模块可以集成到生物智能检测手持终端设备，以构建智慧神经电传感检测设备。

2.4.1神经电生理信号的斩波稳定放大使用调制/解调斩波去噪技术[9]，开发了具有普适应用价值的神经电生理电压信号斩波小信号放大电路。斩波稳定电路利用纹波抑制环路消除位于单级放大器输出端的纹波电压，以避免纹波电压导致后续电路的饱和问题[10]。斩波电路使用正反馈环路技术以提高输入阻抗，提高后端斩波放大器与传感器的分压比，并且负反馈环路用于稳定中频增益。斩波放大器主体核后级联的基于采样/保持原理的部分用于消除由于非理想的MOS开关引起的毛刺噪声，并且斩波放大系统的增益/带宽可以用数字方式进行调整。斩波放大电路基于功耗节省效率提高的电流复用单级放大主体核，并且放大主体单级核增益足够大，有利于抑制后续电路噪声[11]。设计的斩波放大电路，配合双模并行SOIMEMS神经信息检测器件，进行了放大电路关键指标的测试：等效输入噪声电压≤0.7μVrms（rootmeansquare）、数字可调增益范围71～82dB（4200～11200倍）、功耗是8.0μW/单通道、共模抑制比>110dB、电源抑制比>100dB等。

2.4.2SARADC模/数转换SARADC电路采用多级放大器级联自动归零去噪声、锁存去回踢噪声、最高位MSB电容拆分、电容阵列失配消除等技术，研发了一款转换速度适中的SARADC核，其关键参数是：等效量化位数（Effectivenumberofbits，ENOB）为12bits，当最大转换速度为1Msps时，芯片功耗为1.2mW，最大转换速度为1Msps，信噪比SNR为60.9dB、无杂散动态范围（Spuriousnoisefreedynamicrange，SFDR）73.7dB。SARADC使用了深N阱工艺，并且SAR数字控制部分进行单独隔离，防止数字抖动对模拟部分的干扰。最后，对流片后的ADC模块进行测试。结果表明，SARADC可完成放大后模拟神经电压的数字转换。

2.4.3ASK/FSK调制的射频发射利用直接上变频的ASK/FSK调制的射频电路结构，主要模块包括基于锁相环的频率综合器（Phaselockedloopfrequencysynthesizer，PLLFS）与E类的功率放大器（Etypepoweramplifier，PA）。设计的神经电可穿戴设备的感知节点需要布置在人体头部表面，需要使用电池供电；考虑系统复杂度与硬件成本，低功耗、高速率、高集成度是射频电路设计的目标。VCO（Voltagecontroloscillator）通过频率控制字进行频带的选择；此外，分频字进行分频器分频比的控制。PAE的输出功率通过功率控制字进行PAE输出幅度的控制，具有频谱纯净、易于集成、功耗低等特点。FSK调制通过关断锁相环内的开环VCO电容阵列，VCO的变容管电容随着控制电压改变而改变，进而改变输出信号的频率与相位。VCO通过增加电容阵列的数目来扩大VCO的调频范围，从而避免控制电压控制变容器引起的非线性问题。

2.4.4集成后的传感芯片系统、与商用设备&旧系统的对比本研究研发的神经电生理（动作/场电位）信号采集传感后端IC芯片与前端神经电生理探针匹配后集成，具有很小的体积，可以构建微型可穿戴神经检测设备[12]。与商用的Cerebus公司多通道神经电生理信号记录系统进行比较，此多通道神经电检测仪器对电生理信号检测的准确度为95%。由于本电路模块高度集成化，可用于构建神经信息可穿戴微型终端，并且芯片内部对数字逻辑部分进行基于单独隔离环的保护，以及利用深N阱工艺，以降低电路内部噪声。此传感芯片系统体积大大减小，具有便携可穿戴实际应用价值。

3实验部分

3.1实验动物、仪器与试剂

实验动物：健康野生型小鼠；实验试剂：0.9%生理盐水（石家庄四药公司），0.7%趵坦（国药集团化学试剂有限公司）；实验仪器：脑立体定位仪，液压微推进器，BSA124S型电子天平（德国赛多利斯公司）；MWD20型超纯水器（美诚公司，中国）；数据分析软件：OfflineSorter动作电位分类软件（PlexonInC.美国）、NeuroExplorer神经信息分析软件（NexTechnologies，美国）。

3.2实验方法

对麻醉小鼠进行0.75%戊巴比妥钠腹腔注射，去掉头皮后在小鼠颅骨上开1.5mm×1.5mm窗口，并挑破电极进入处的硬神经膜。电极植入时通过大神经皮层进入海马区域，水平定位是（ML：2.01mm，AP：2.04mm）。将微电极阵列垂直固定在微推进器上，通过液压推进器以1.1μm/s的速度缓慢匀速推进微电极，分别到达3个植入深度后暂停120s，等待电流稳定后继续匀速推进。整个实验过程中电极尖端垂直行程为2.2mm，并停留记录在4个不同深度处，包含皮层到海马区不同深度的神经区结构。采用Ag|AgCl丝植入到小鼠神经皮层作为电化学参比电极（AP：2.0mm，ML：

2.01mm，DV：

.01mm）。MEA上的一个电化学位点连接Gamry电化学工作站，采用计时电流法检测神经内化学递质谷氨酸，施加恒电位+0.70V，采样频率为2Hz（采样间隔为0.50s）。

4结果与讨论

4.1皮层至海马区谷氨酸浓度变化

本实验电极覆盖皮层到海马区不同脑区深度的4个停留记录位置如图8所示。电极由皮层植入海马区过程中，使用计时电流法实时记录电流变化[13]，并从立体定位仪上读取植入深度Z（图8）。

在植入初期，电极在皮层表面Z=0.20mm处停留足够长时间（90s），直至电流稳定在约15.19pA。图9A显示400s内电极由皮层（Z=0.70mm）植入到海马区（Z=1.80mm）过程中的电流变化，电极在每个标定深度处停留约40s，并在下降过程中保持匀速。植入过程中电流曲线出现两个明显的浓度台阶，说明谷氨酸在不同神经区分布的自然浓度差异。图9B显示4个不同深度神经区对应的谷氨酸浓度

变化趋势。为了减小计时电流法中非法拉第电流的影响，取Z=0.20mm处最后10s的扫描电流均值为神经颅内‘0′谷氨酸浓度对应的基底电流，电极稳定在某一具体深度后，计算氧化电流均值与该基底电流的差值，通过标定曲线灵敏度换算为该深度神经区的谷氨酸浓度。深度1对应神经区位于视觉皮层，谷氨酸浓度分别为（35.50±0.03）μmol/L、（37.80±0.27）μmol/L。深度3对应神经区位于海马CA1区，谷氨酸浓度分别为（84.50±0.31）μmol/L。深度4处的浓度谷值分别对应皮层与CA1区、CA1区与齿状回交接处的神经区。

4.2皮层至海马区电生理信号分析

利用OfflineSorter软件聚类分析记录到的神经动作电位（Spikes），得到单神经元的放电序列。图10A显示了神经皮层区和海马区典型通道1和3记录到的电生理信号。4个通道在皮层区记录到5种典型Spike，第3通道同时检测到两种不同类型的动作电位；而4个通道在海马区记录到3种典型Spike，其中第4通道同时检测到两种不同的动作电位。记录到的皮层区动作电位发放频率均值为2.10～10.67spikes/s，远大于海马区动作电位发放频率均值0.03～0.15spikes/s。目前，传统微透析法检测的海马区谷氨酸浓度为110～200μmol/L，略高于此微探针电极测量结果。神经电生理实验表明，该微电极上的多测量点可同时记录神经元不同层次的场电位[14]，并很好地记录单个神经元的胞外神经动作Spike电位。微电极记录的皮层动作电位波形种类、发放频率均大于海马区细胞发放水平，说明皮层细胞活跃性和通讯复杂度大于海马区。对海马区的神经电生理记录中，现有文献报道采用膜片钳记录到的海马神经元自发放电主要分为5种类型，分别为不规则发放型、单波规则发放型、紧张发放型、阵发排放型及周期排放型[15]，图10B为通道1记录到的同一种放电波形具有锥体细胞的簇状放电特性。

5结论

针对在体神经信息检测的实际需求，使用SOI衬底的MEMS技术制备了一种双通道植入式神经信息检测8通道微电极阵列芯片。此芯片在硅针基底上集成了铂金电化学微电极、电生理微电极、焊盘与引线等。采用纳米修饰、酶固定技术分别进行电生理位点、谷氨酸检测位点定向修饰。铂黑修饰后电生理检测位点阻抗比裸电极下降了一个数量级；谷氨酸位点在标准谷氨酸溶液内的线性度与单位面积灵敏度、反应时间、选择性均满足要求。基于研发的微电极阵列芯片对皮层至海马区的神经电生理与谷氨酸在体双模检测，实时测量到从皮层至海马区的谷氨酸动态释放和神经动作Spike发放，验证了植入式微电极阵列可实现谷氨酸递质、动作电位和场电位的并行在体检测，可为皮层到海马区神经通路的研究提供有效的MEMS植入神经传感探针。此外，基于传感后端处理芯片（斩波稳定神经电生理小信号放大、SARADC模数转换、编码器与射频发射）构建了一款低噪声低功耗的微型神经电生理信息可穿戴设备。

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杨润生，潘盛武，方颖，杨盛昌.生物医学工程研究，2009，（1）：25-27

AbstractA8channelneuralsignal′ssimultaneoustransducerdetectionmicrosystemwasdevelopedtoresearchtheneurallooplocatedatthebrainhippocampuszone.ThecomponentsofthesystemcontainedtheneuralprobemanufacturedwiththeMicroelectromechanicalsystems（MEMS）techniquebasedonsilicononinsulator（SOI）substrate，biologicallownoisechopperstabilizationamplifier，lownoiseandintermediatespeedSARADCconverter，reducedandlowpowerASK/FSKmodulationradiotransmitter.Themicrosystemwasapplicablewiththecharactersofsmallvolume，interferencesfree，neuralelectrophysiologyandneurotransmittersimultaneousdetection，highsensitivity，highlinearity，etc.Theelectroderesistancewasoptimizedto35.0kΩafterdepositingnanometerplatinumblackonthe4electrophysiologicalsitesonthePtelectrode.Withthemodificationenzymetechnique，nanomaterialenzymemembrane（PtmPDGluOx）wasdirectlyfixedontheglutamatedetectionlocusforselectivelydetectingspecialneuralneurotransmittermatter.Inaddition，theelectrochemistrymeasurementresultsindicatedthatthelinearrangeofglutamatewas6-35μmol/Lwithcorrelationcoefficientof0.97，thesensitivitywas0.0069pA/（μmol/L）.Thecurrentresponseerrorwaslessthan3.0pA，whichshowedthattheneuralneedlesatisfieddifferentialselection.Also，thelogic/analogmixedsignal180nmApplicationspecificintegratedcircuit（ASIC）technique（SmicRF180nm1Poly6M）wasusedtomanufacturethetransducerbackenddisposingICchip，andthetestresultsprovidedsomekeyparameterssuchaschopperstabilizationamplifier（equivalentinputtingnoisevoltage≤0.7μVrms@1kHz，gainof71-82dB，CMRR/PSRR>100dB），SARADC（ENOBis12bits，powerconsumptionis1.2mWwhenmaxmiumconversionspeedis1Msps，signalnoiseratiois60.9dB，etc），andASK/FSKmodulationradiotransmitter（thePA′soutputtingpowerof4-5dBm，theradiationrangeof10meters）.Themicroneuraltransducerintegratedsystemwasconvenientandwirelesswearablefortheresearchofbrainhippocampusregion.

KeywordsNeuralloop；Neuralimplantableneedle；Lownoiseandlowpowerintegrationsinglechip；Biologicalwearabledevice

集成电路与应用范文第6篇

【关键词】集成运放电路 线性应用 非线性应用

运算放大器又称运放，其英文缩写为OP Amp，其最初应用于模拟计算机对模拟信号进行加减法、微积分等数学运算，并因此得名。自其1963年问世已经历了整整三代的升级，其第四代产品，即集成运放通过对中、大规模集成技术加以利用，将之前极为复杂的分立元件电路部件集成在一片极小的芯片上。第四代产品设计调试更为简便，且性能更为稳定可靠，通用性极强，性价比较之于前三代也更高，且灵活性更大。继承运放是包含两个输入端、高输入阻抗和一个输出端的高增益的电压放大器。我们在它的输入端与输出端之间加上一个反馈网络，则可成功实现各种电路功能。在当前的模拟电路中，除去大功率及高频等较特殊的场合外，集成运放电路已基本取代分立元件电路。运算放大器可顺利实现放大其、比较器、缓冲器、电平转换器、积分器、有源滤波器以及峰值检波器等多种电路功能，并且其应用范围已由最初的计算机延伸至电子、汽车、通信以及消费娱乐等诸多产品和各个领域。目前，基本上各个大型半导体制造商所制造的产品线中均应用了运算放大器。而且随着集成技术的不断发展，其应用也从最初的信号运算延伸至对信号的处理、产生及变换等。集成运放的应用可大致分为线性与非线性应用两大类型，对于电子技术人员来说，对运放电路进行正确判断极为重要，因而对其进行准确的分析则显得十分重要。

1 集成运放应用及其判断方法

集成运放因其较强的通用性，目前已广泛应用于对信号进行处理、运算以及测量等诸多方面。集成运放电路具有多种不同型号，且不同型号之间其相应的内部线路也不相同，但各型号间电路总体机构极为相似，均是由输入级、输出级、中间放大级与偏置电路这四部分所构成，集成运放应用已发展为目前模拟电子技术中极为重要的一项内容，因而其相关应用也引起人们日渐重视。根据其相关属性可将集成运放电路分为线性与非线性应用两大类型，对某一运放电路及时作出准确判断极为重要。集成运放电路不同功能的实现必须通过对其的分析中得出，而通常情况下我们对电路类型的分析则是根据该电路工作的不同区域特点加以判断。若对电路运放所属应用类型无法准确判断，则难以利用其相应的应用特点来对其电路功能进行确定。

集成运放电路其内部的多级放大电路可将其分为输入级、中间级、输出级与偏置电路四大基本部分（见图1）。

1.1 集成运放线性应用电路

1.1.1 判断方法

集成运放电路线性应用最为重要的特征为其电路中存在负反馈，即是说在其相应的单元运放输出端与其反相输入端间跨接负反馈网络，只要该电路中存在负反馈网络，该集成运放则属于线性应用，该应用工作区域在线性区域。

1.1.2 理想集成运放线性区的特点

一旦集成运放电路与深度电压负反馈进行外接后，该电路集成运算放大器即可处于理想的线性工作范围内，而此时该电路输出的电压Vo及输入电压Va两者间运算关系则取决于输入端阻抗与外接负反馈网络间的连接方式，而与该运放本身完全无关。如此我们则可充分利用改变运放电路负反馈网络和其相应的输入端外接阻抗两者之间的连接方式与参数来对Va进行多种数学计算。通常情况下，集成运放线性电路其实际运放性能与其理想运放性能极为接近，因而可利用其理想运放线性工作区的三个基本结论来对其分析与计算，即：①开环差模增益Aod∞；②集成运放两端间差模输入电压为零时：V+=V-（虚短）；③集成运放两端输入电流为零时I+=I-=0（虚断）。

1.1.3 集成运放线性应用电路分析

集成运放线性区域处于理想运放范围时具有两大重要特性：①因理想运放差模电压其增益为无穷大，而其输出电压值则在有限值范围之间变化，即意味着该运放输出端差模电压值为零。换言之，即是说反相端与同相端间电压值基本相同，我们将其称之为虚假短路，简称为“虚短”；②因线性应用输出电阻值为无穷大，而其所流入集成运放同反两相端的电流基本为零，我们将其称为虚假断路，简称为“虚断”。

集成运放线性应用电路其基本分析方法则是对虚短和虚断加以充分利用进而对电路进行分析与判断。其分析原理则主要根据该运放电路工作区的两大重要特点来加以分析，即虚短（V+=V-）与虚断（I+=I-=0）。这一方法对于较为简单的集成运放线性应用电路进行分析极其适用，比如同相比例、反相比例、基本微积分、基本积分等电路进行分析。本文则以反相比例运算电路为例对此分析方法进行举例。详见图2。

Rf形成一个深度电压与负反馈并联，使得运放在线性区域工作，即该应用为集成运放线性应用电路。在利用虚短和虚断进行电路分析时应先利用虚断再用虚断进行分析方可确保结论的正确性。根据文中上述虚断和虚断相关分析式列方程可推导出

，即是说，可将其作为一个固定公式加以使用，并且每一路反相输入均有去相对应的输出。

集成电路与应用范文第7篇

【关键词】集成电路 现状 发展趋势

目前，随着信息技术水平的逐渐提高，集成电路产业得到了迅猛的发展，集成电路是信息产业发展的基本保证，在市场经济愈加激烈的环境中，集成电路对国家、社会、企业都有着巨大的影响。文中将分析集成电路的现状及其发展趋势，旨在促进集成电路的进一步发展。

1 集成电路的现状

集成电路发展起步较早，发展时间较长，通过不断的研发、引进与创新，其发展速度不仅逐步加快，其生产规模也在不断扩大。通过对集成电路的持续研究，实现了对其的全面了解与掌握，随着信息技术的提高，集成电路各种工艺技术在整机中得到了广泛的运用，而这主要得益于其具备批量大、成本低、可靠性强等特点。集成电路保证着信息产业的发展，其中对电子信息产业发展起到的积极影响最为突出。同时，集成电路受到市场与技术的影响，其产业结构在逐渐调整，但是其调整需要根据整机和系统应用的现状及发展需求来进行，只有这样，才能获得广阔的市场，进而实现其价值。

集成电路中单片系统集成芯片的特征尺寸在不断缩小、芯片的集成度在逐渐提升，工作电压在逐渐降低，集成电路的优势更加显著，主要表现在高集成度、低耗、高频等方面；同时，集成电路的工艺技术也在发展，其中超微细图形曝光技术得到了广泛的应用，促使IC制造设备及其加工系统实现了自动化与智能化。集成电路在设计过程中，最为重视的便是其系统设计、软硬件协同设计、先进的设计语言、设计流程，设计的低耗、可靠性等。为了促使集成电路形成完整的系统，实现了对各种技术的兼容，包括对数字电路与存储器的兼容、高低压的兼容以及高低频的兼容等。

集成电路的发展有着深远的影响，能够促进经济的持续发展。而电子产品的快速发展，使人们对电子产品的需求得到了满足；并且集成电路促进了通信的发展，进而给人们的生活带来了巨大的改变，人们的工作与学习都因此发生了较为明显的变化，具体表现在工作效率得以提高、学习方式得以丰富上；在信息技术的带动下，集成电路得以发展，满足了企业的需求，促进了企业综合竞争力的提高，使企业能够在激烈的市场竞争环境中有所发展，并在全球化、一体化的世界经济环境中，不断进步。集成电路的发展与应用影响着全球的经济，促进了区域经济的发展，推动了中国经济的快速增长。

2 集成电路的发展趋势

在信息技术高速发展的时代，集成电路也在不断发展，不仅其各种技术逐渐发展成熟，其各个领域的应用也在不断扩展，集成电路发展的目标是为了实现高频、高速、高集成和多功能、低消耗，其发展趋势呈现出愈加小型化、兼容化的特征。下文将阐述集成电路的发展趋势，主要表现在以下几方面：

2.1 器件的特征尺寸继续缩小

集成电路的特征尺寸一直按照摩尔定律在发展，集成电路的更新时间普遍为两年左右，随着集成电路的发展，依照此定律，集成电路的器件将逐渐进入纳米时代。相信，随着科学技术水平的逐渐提高，集成电路在新技术的带动下，其芯片的集成度将逐渐提升，其特征尺寸也将持续缩小。

在激烈的市场竞争环境中，要不断提高集成电路产品的性价比，才能获得综合的竞争优势，集成电路的高度集成与缩小的特征尺寸，提高了其性价比，促进了集成电路的持续发展。集成电路的特征尺寸已经接近其物理极限，但随着加工技术不断提升，市场竞争压力不断增加，集成电路的技术将有所发展，在其微细化方向有着巨大的发展潜力。同时，随着IC技术及其设计水平的提升，集成电路的发展规模也在不断扩大，并且集成技术愈加复杂，而这则使得集成电路的存储量不断增加，并且其反应与传输速率都在提升。

2.2 结合其他学科，促进新技术、新产业的形成

集成电路积极与其它学科进行结合，进而形成新的技术、产业、专业，改变着传统的格局，使其逐渐融合，促使集成电路的片上系统愈加复杂。片上系统在不断发展，并得到了广泛的关注，对其研究也在逐渐深入，从而促进了其快速的发展与运用。片上系统技术的应用，对移动通信、电视及网络有着深远的影响，其发展前景十分广阔。

2.3 集成电路的材料、结构与器件等快速更新

集成电路在发展过程中，其材料、结构与器件等在不断更新，其中新材料绝缘体上硅具有众多的优点，如：高度、低耗以及抗辐射等，在不同的领域均可以应用，发展空间十分广阔；其中Si异质结构器件也具有高速的优点，同时由于其具有较高的性价比，其应用较为广泛。集成电路的其他新材料、新结构与新器件等都普遍具有高速、低耗、抗辐射、耐温等特点，我们可以预见，集成电路的应用前景将越来越好。

2.4 集成电路的系统集成芯片

集成电路的技术在不断发展，其可以通过将电子系统集成在一个微小芯片上，进而实现对信息的加工和处理。片上系统属于系统集成电路，而将集成电路的数字电路、存储器等集成在一个芯片上，将形成更加完整的系统。

3 总结

综上所述，随着信息技术的持续发展，集成电路因其自身的优势得到了广泛的研究与运用，其发展速度是惊人的，目前，集成电路受到诸多因素的影响，其发展受到制约，但随着其整体尺寸的逐渐缩小及其材料、结构与器件等的快速更新，集成电路将得到进一步的发展，并进一步促进各个领域的自动化与智能化。

参考文献

[1]闵昊.中国集成电路的现状和发展趋势初析[J].电子技术，2011，12（01）：5-6.

[2]王永刚.集成电路的发展趋势和关键技术[J].电子元器件应用，2009，1（01）：70-72.

[3]张巍，徐武明.国内集成电路产业特点、问题、趋势及建议[N].江承德民族师专学报，2011，5（02）：9-10.

作者简介

钟文瀚（1986-），男，湖南省冷水江市人。2012年毕业于广西大学控制理论与控制工程专业，硕士学位。现为国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心实习研究员。研究方向为自动控制。

集成电路与应用范文第8篇

关键词：集成电路专业；实践技能；人才培养

中图分类号：G642.0 文献标志码： A 文章编号：1002-0845（2012）09-0102-02

集成电路产业是关系到国家经济建设、社会发展和国家安全的新战略性产业，是国家核心竞争力的重要体现。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》明确将集成电路作为新一代信息技术产业的重点发展方向之一。

信息技术产业的特点决定了集成电路专业的毕业生应该具有很高的工程素质和实践能力。然而，目前很多应届毕业生实践技能较弱，走出校园后普遍还不具备直接参与集成电路设计的能力。其主要原因是一些高校对集成电路专业实践教学的重视程度不够，技能培养目标和内容不明确，导致培养学生实践技能的效果欠佳。因此，研究探索如何加强集成电路专业对学生实践技能的培养具有非常重要的现实意义。

一、集成电路专业实践技能培养的目标

集成电路专业是一门多学科交叉、高技术密集的学科，工程性和实践性非常强。其人才培养的目标是培养熟悉模拟电路、数字电路、信号处理和计算机等相关基础知识，以及集成电路制造的整个工艺流程，掌握集成电路设计基本理论和基本设计方法，掌握常用集成电路设计软件工具，具有集成电路设计、验证、测试及电子系统开发能力，能够从事相关领域前沿技术工作的应用型高级技术人才。

根据集成电路专业人才的培养目标，我们明确了集成电路专业的核心专业能力为：模拟集成电路设计、数字集成电路设计、射频集成电路设计以及嵌入式系统开发四个方面。围绕这四个方面的核心能力，集成电路专业人才实践技能培养的主要目标应确定为：掌握常用集成电路设计软件工具，具备模拟集成电路设计能力、数字集成电路设计能力、射频集成电路设计能力、集成电路版图设计能力以及嵌入式系统开发能力。

二、集成电路专业实践技能培养的内容

1.电子线路应用模块。主要培养学生具有模拟电路、数字电路和信号处理等方面的应用能力。其课程主要包含模拟电路、数字电路、电路分析、模拟电路实验、数字电路实验以及电路分析实验等。

2.嵌入式系统设计模块。主要培养学生掌握嵌入式软件、嵌入式硬件、SOPC和嵌入式应用领域的前沿知识，具备能够从事面向应用的嵌入式系统设计能力。其课程主要有C语言程序设计、单片机原理、单片机实训、传感器原理、传感器接口电路设计、FPGA原理与应用及SOPC系统设计等。

3.集成电路制造工艺模块。主要培养学生熟悉半导体集成电路制造工艺流程，掌握集成电路制造各工序工艺原理和操作方法，具备一定的集成电路版图设计能力。其课程主要包含半导体物理、半导体材料、集成电路专业实验、集成电路工艺实验和集成电路版图设计等。

4.模拟集成电路设计模块。主要培养学生掌握CMOS模拟集成电路设计原理与设计方法，熟悉模拟集成电路设计流程，熟练使用Cadence、Synopsis、Mentor等EDA工具，具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事模拟集成电路设计的能力。其课程主要包含模拟电路、半导体物理、CMOS模拟集成电路设计、集成电路CAD设计、集成电路工艺原理、VLSI集成电路设计方法和混合集成电路设计等。此外，还包括Synopsis认证培训相关课程。

5.数字集成电路设计模块。主要培养学生掌握数字集成电路设计原理与设计方法，具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事数字集成电路设计的能力。其课程主要包含数字电路、数字集成电路设计、硬件描述语言、VLSI测试技术、ASIC设计综合和时序分析等。

6.射频集成电路设计模块。主要培养学生掌握射频集成电路设计原理与设计方法，具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事射频集成电路设计的能力。其课程主要包含CMOS射频集成电路设计、电磁场技术、电磁场与

天线和通讯原理等。

在实践教学内容的设置、安排上要符合认识规律，由易到难，由浅入深，充分考虑学生的理论知识基础与基本技能的训练，既要有利于启发学生的创新思维与意识，有利于培养学生创新进取的科学精神，有利于激发学生的学习兴趣，又要保证基础，注重发挥学生主观能动性，强化综合和创新。因此，在集成电路专业的实验教学安排上，应减少紧随理论课开设的验证性实验内容比例，增加综合设计型和研究创新型实验的内容，使学有余力的学生能发挥潜能，有利于因材施教。

三、集成电路专业实践技能培养的策略

1.改善实验教学条件，提高实验教学效果。学校应抓住教育部本科教学水平评估的机会，加大对实验室建设的经费投入，加大实验室软、硬件建设力度。同时加强实验室制度建设，制订修改实验教学文件，修订完善实验教学大纲，加强对实验教学的管理和指导。

2.改进实验教学方法，丰富实验教学手段。应以学生为主体，以教师为主导，积极改进实验教学方法，科学安排课程实验，合理设计实验内容，给学生充分的自由空间，引导学生独立思考应该怎样做，使实验成为可以激发学生理论联系实际的结合点，为学生创新提供条件。应注重利用多媒体技术来丰富和优化实验教学手段，如借助实验辅助教学平台，利用仿真技术，加强新技术在实验中的应用，使学生增加对实验的兴趣。

3.加强师资队伍建设，确保实验教学质量。高水平的实验师资队伍，是确保实验教学质量、培养创新人才的关键。应制定完善的有利于实验师资队伍建设的制度，对实验师资队伍的人员数量编制、年龄结构、学历结构和职称结构进行规划，从职称、待遇等方面对实验师资队伍予以倾斜，保证实验师资队伍的稳定和发展。

4.保障实习基地建设，增加就业竞争能力。开展校内外实习是提高学生实践技能的重要手段。

实习基地是学生获取科学知识、提高实践技能的重要场所，对集成电路专业人才培养起着重要作用。学校应积极联系那些具有一定实力并且在行业中有一定知名度的企业，给能够提供实习场所并愿意支持学校完成实习任务的单位挂实习基地牌匾。另外，可以把企业请进来，联合构建集成电路专业校内实践基地，把企业和高校的资源最大限度地整合起来，实现在校教育与产业需求的无缝联接。

5.重视毕业设计，全面提升学生的综合应用能力。毕业设计是集成电路专业教学中最重要的一个综合性实践教学环节。由于毕业设计工作一般都被安排在最后一个学期，此时学生面临找工作和准备考研复试的问题，毕业设计的时间和质量有时很难保证。为了进一步加强实践环节的教学，应让学生从大学四年级上半学期就开始毕业设计，因为那时学生已经完成基础课程和专业基础课程的学习，部分完成专业课程的学习，而专业课教师往往就是学生毕业设计的指导教师，在此时进行毕业设计，一方面可以和专业课学习紧密结合起来，另一方面便于指导教师加强对学生的教育和督促。

选题是毕业设计中非常关键的环节，通过选题来确定毕业设计的方向和主要内容，是做好毕业设计的基础，决定着毕业设计的效果。因此教师对毕业设计的指导应从帮助学生选好设计题目开始。集成电路专业毕业设计的选题要符合本学科研究和发展的方向，在选题过程中要注重培养学生综合分析和解决问题的能力。在毕业设计的过程中，可以让学生们适当地参与教师的科研活动，以激发其专业课学习的热情，在科研实践中发挥和巩固专业知识，提高实践能力。

6.全面考核评价，科学检验技能培养的效果。实践技能考核是检验实践培训效果的重要手段。相比理论教学的考核，实践教学的考核标准不易把握，操作困难，因此各高校普遍缺乏对实践教学的考核，影响了实践技能培养的效果。集成电路专业学生的实践技能培养贯穿于大学四年，每个培养环节都应进行科学的考核，既要加强实验教学的考核，也要加强毕业设计等环节的考核。

对实验教学考核可以分为事中考核和事后考核。事中考核是指在实验教学进行过程中进行的质量监控，教师要对学生在实验过程中的操作表现、学术态度以及参与程度等进行评价；事后考核是指实验结束后要对学生提交的实验报告进行评价。这两部分构成实验课考核成绩，并于期末计入课程总成绩。这样做使得学生对实验课的重视程度大大提高，能够有效地提高实验课效果。此外，还可将学生结合教师的科研开展实验的情况计入实验考核。

7.借助学科竞赛，培养团队协作意识和创新能力。集成电路专业的学科竞赛是通过针对基本理论知识以及解决实际问题的能力设计的、以学生为参赛主体的比赛。学科竞赛能够在紧密结合课堂教学或新技术应用的基础上，以竞赛的方式培养学生的综合能力，引导学生通过完成竞赛任务来发现问题、解决问题，并增强学生的学习兴趣及研究的主动性，培养学生的团队协作意识和创新精神。

在参加竞赛的整个过程中，学生不仅需要对学习过的若干门专业课程进行回顾，灵活运用，还要查阅资料、搜集信息，自主提出设计思想和解决问题的办法，既检验了学生的专业知识，又促使学生主动地学习，最终使学生的动手能力、自学能力、科学思维能力和创业创新能力都得到不断的提高。而教师通过考察学生在参赛过程中运用所学知识的能力，认真总结参赛经验，分析由此暴露出的相关教学环节的问题和不足，能够相应地改进教学方法与内容，有利于提高技能教学的有效性。

此外，还应鼓励学生积极申报校内的创新实验室项目和实验室开放基金项目，通过这些项目的研究可以极大地提高学生的实践动手能力和创新能力。

参考文献：

[1]袁颖，等.依托专业特色，培养创新人才[J]. 电子世界，2012（1）.

[2]袁颖，等.集成电路设计实践教学课程体系的研究[J]. 实验技术与管理，2009（6）.

[3]李山，等.以新理念完善工程应用型人才培养的创新模式[J]. 高教研究与实践，2011（1）.

[4]刘胜辉，等.集成电路设计与集成系统专业课程体系研究与实践[J]. 计算机教育，2008（22）.

集成电路与应用范文第9篇

【关键词】集成电路 设计方法 IP技术

基于CMOS工艺发展背景下，CMOS集成电路得到了广泛应用，即到目前为止，仍有95%集成电路融入了CMOS工艺技术，但基于64kb动态存储器的发展，集成电路微小化设计逐渐引起了人们关注。因而在此基础上，为了迎合集成电路时代的发展，应注重在当前集成电路设计过程中从微电路、芯片等角度入手，对集成电路进行改善与优化，且突出小型化设计优势。以下就是对集成电路设计与IP设计技术的详细阐述，望其能为当前集成电路设计领域的发展提供参考。

1 当前集成电路设计方法

1.1 全定制设计方法

集成电路，即通过光刻、扩散、氧化等作业方法，将半导体、电阻、电容、电感等元器件集中于一块小硅片，置入管壳内，应用于网络通信、计算机、电子技术等领域中。而在集成电路设计过程中，为了营造良好的电路设计空间，应注重强调对全定制设计方法的应用，即在集成电路实践设计环节开展过程中通过版图编辑工具，对半导体元器件图形、尺寸、连线、位置等各个设计环节进行把控，最终通过版图布局、布线等，达到元器件组合、优化目的。同时，在元器件电路参数优化过程中，为了满足小型化集成电路应用需求，应遵从“自由格式”版图设计原则，且以紧凑的设计方法，对每个元器件所连导线进行布局，就此将芯片尺寸控制到最小状态下。例如，随机逻辑网络在设计过程中，为了提高网络运行速度，即采取全定制集成电路设计方法，满足了网络平台运行需求。但由于全定制设计方法在实施过程中，设计周期较长，为此，应注重对其的合理化应用。

1.2 半定制设计方法

半定制设计方法在应用过程中需借助原有的单元电路，同时注重在集成电路优化过程中，从单元库内选取适宜的电压或压焊块，以自动化方式对集成电路进行布局、布线，且获取掩膜版图。例如，专用集成电路ASIC在设计过程中为了减少成本投入量，即采用了半定制设计方法，同时注重在半定制设计方式应用过程中融入门阵列设计理念，即将若干个器件进行排序，且排列为门阵列形式，继而通过导线连接形式形成统一的电路单元，并保障各单元间的一致性。而在半定制集成电路设计过程中，亦可采取标准单元设计方式，即要求相关技术人员在集成电路设计过程中应运用版图编辑工具对集成电路进行操控，同时结合电路单元版图，连接、布局集成电路运作环境，达到布通率100%的集成电路设计状态。从以上的分析中即可看出，在小型化集成电路设计过程中，强调对半定制设计方法的应用，有助于缩短设计周期，为此，应提高对其的重视程度。

1.3 基于IP的设计方法

基于0.35μmCMOS工艺的推动下，传统的集成电路设计方式已经无法满足计算机、网络通讯等领域集成电路应用需求，因而在此基础上，为了推动各领域产业的进一步发展，应注重融入IP设计方法，即在集成电路设计过程中将“设计复用与软硬件协同”作为导向，开发单一模块，并集成、复用IP，就此将集成电路工作量控制到原有1/10，而工作效益提升10倍。但基于IP视角下，在集成电路设计过程中，要求相关工作人员应注重通过专业IP公司、Foundry积累、EDA厂商等路径获取IP核，且基于IP核支撑资源获取的基础上，完善检索系统、开发库管理系统、IP核库等，最终对1700多个IP核资源进行系统化整理，并通过VSIA标准评估方式，对IP核集成电路运行环境的安全性、动态性进行质量检测、评估，规避集成电路故障问题的凸显，且达到最佳的集成电路设计状态。另外，在IP集成电路设计过程中，亦应注重增设HDL代码等检测功能，从而满足集成电路设计要求，达到最佳的设计状态，且更好的应用于计算机、网络通讯等领域中。

2 集成电路设计中IP设计技术分析

基于IP的设计技术，主要分为软核、硬核、固核三种设计方式，同时在IP系统规划过程中，需完善32位处理器，同时融入微处理器、DSP等，继而应用于Internet、USB接口、微处理器核、UART等运作环境下。而IP设计技术在应用过程中对测试平台支撑条件提出了更高的要求，因而在IP设计环节开展过程中，应注重选用适宜的接口，寄存I/O，且以独立性IP模块设计方式，对芯片布局布线进行操控，简化集成电路整体设计过程。此外，在IP设计技术应用过程中，必须突出全面性特点，即从特性概述、框图、工作描述、版图信息、软模型/HDL模型等角度入手，推进IP文件化，最终实现对集成电路设计信息的全方位反馈。另外，就当前的现状来看，IP设计技术涵盖了ASIC测试、系统仿真、ASIC模拟、IP继承等设计环节，且制定了IP战略，因而有助于减少IP集成电路开发风险，为此，在当前集成电路设计工作开展过程中应融入IP设计技术，并建构AMBA总线等，打造良好的集成电路运行环境，强化整体电路集成度，达到最佳的电路布局、规划状态。

3 结论

综上可知，集成电路被广泛应用于计算机等产业发展领域，推进了社会的进步。为此，为了降低集成电路设计风险，减少开发经费，缩短开发时间，要求相关技术人员在集成电路设计工作开展过程中应注重强调对基于IP的设计方法、半定制设计方法、全定制设计方法等的应用，同时注重引入IP设计技术理念，完善ASIC模拟、系统测试等集成电路设计功能，最终就此规避电路开发中故障问题的凸显，达到最佳的集成电路开发、设计状态。

参考文献

[1]肖春花.集成电路设计方法及IP重用设计技术研究[J].电子技术与软件工程，2014，12（06）：190-191.

[2]李群，樊丽春.基于IP技术的模拟集成电路设计研究[J].科技创新导报，2013，12（08）：56-57.

[3]中国半导体行业协会关于举办“中国集成电路设计业2014年会暨中国内地与香港集成电路产业协作发展高峰论坛”的通知[J].中国集成电路，2014，20（10）：90-92.

集成电路与应用范文第10篇

一、充分认识加快发展集成电路产业的重要性

集成电路产业对于现代经济和社会发展具有高倍增性和关联度。集成电路技术及其产业的发展，可以推动消费类电子工业、计算机工业、通信工业以及相关产业的发展，集成电路芯片作为传统产业智能化改造的核心，对于提升整体工业水平和推动国民经济与社会信息化发展意义重大。此外，微电子技术及其相关的微细加工技术与机械学、光学、生物学相结合，还能衍生出新的技术和产业。集成电路技术及其产业的发展已成为一个国家和地区调整产业结构、促进产业升级、转变增长方式、改善资源环境、增强竞争优势，带动相关产业和领域跨越式发展的战略性产业。

*省资源环境良好，集成电路设计和原材料生产具有比较优势，具有一批专业从事集成电路设计和原材料生产的企业及水平较高的专业人才队伍。*省消费类电子工业、计算机工业、通信工业以及利用信息技术改造传统产业和国民经济与社会信息化的发展为集成电路产业的发展提供了现实需求的空间。各级、各部门要高度重视集成电路产业的发展，有基础有条件的地区要充分发挥地域优势、资源优势，加强规划，因势利导，积极组织和推动集成电路产业发展，加快招商引资步伐。省政府有关部门要切实落实国家和省扶持集成电路产业发展的各项政策，积极推动和支持*省集成电路产业的发展。

二、发展思路和原则

（一）发展思路。根据*省集成电路产业发展的基础，当前以发展集成电路设计和原材料生产为重点，建成国内重要的集成电路设计和原材料生产基地。以内引外，促进外部资金、技术、人才和芯片加工、封装、测试项目的进入，建立集成电路生产基地。

1.大力发展集成电路设计。充分发挥*省高校、科研单位、企业集成电路设计的基础优势，加快集成电路设计企业法人资格建立和集成电路设计企业资格认证的步伐，与信息产业和其他工业领域及国民经济与社会信息化发展相结合，促进科研、生产、应用联动，建立科研、生产、应用、服务联合体，形成有利于集成电路设计企业成长和为企业生产发展服务的体制和机制，促进一批已具备一定基础的集成电路设计企业尽快成长起来。进一步建立和完善有利于集成电路产业发展的政策环境，构筑有利于集成电路产业发展的支撑体系和服务体系，加强与海内外的合作与交流，加快人才培养和引进，加大对集成电路设计中心、公共技术平台、服务平台、人才交流培训平台建设的投入，重点培植3—5家集成电路设计中心，使之成为国内乃至国际有影响力的企业。加强人才、技术、资金、企业的引进，形成一大批集成电路设计企业和人才队伍。密切跟踪国际集成电路发展的新趋势，大力发展和应用SOC技术、IP核技术，不断提高自主创新能力，在消费类电子、通信、计算机、工业控制、汽车电子和其他应用电子产品领域形成发展优势。

2.加快发展集成电路材料等支撑产业。以当前*省集成电路材料生产企业为基础，通过基础设施建设、技术改造、引进技术消化吸收再创新、合资合作和引导传统产业向集成电路材料生产转移，进一步壮大产业规模，扩大产品系列，增添新的产品品种，提高产品档次。通过加快企业技术中心建设，不断提高自主创新能力；通过拉长和完善产业链，积极发展高纯水气制备、封装材料等上下游产品，提高配套能力；鼓励半导体和集成电路专用设备仪器产业的发展。培养多个在国内市场占有率第一的自主品牌，扩大出口能力，把*省建设成为围绕以集成电路用金丝、硅铝丝、电路板用铜箔和覆铜板、柔性镀铜板、金属膜基板、电子陶瓷基板、集成电路框架和插座、硅晶体材料的研发和生产为主的集成电路支撑产业基地。

3.鼓励发展集成电路加工产业。大力招商引资，通过集成电路设计和原材料生产的发展，促进省外、海外集成电路芯片制造、封装和测试业向*省的转移，推动*省集成电路芯片制造、封装和测试产业的发展。

（二）发展原则。

1.政府推动原则。充分发挥各级政府在统筹规划、宏观调控、资源组织、政策扶持、市场环境建设等方面的作用，充分发挥社会各方面的力量，推动集成电路产业发展。

2.科研、生产、应用、服务联动原则。建立科研、生产、应用、服务一体化体系，促进集成电路设计和最终产品相结合，集成电路设计和设计服务相结合，公共平台建设和企业发展相结合，设计公司之间相结合，人才培训和设计企业需求相结合。重点支持共性技术平台、服务平台、人才培训平台建设和科研、生产、应用一体化项目研发。

3.企业主体化原则。深化体制改革，加快集成电路设计中心认证，推动集成电路设计公司（中心）建设，建立符合国家扶持集成电路发展政策和要求的以企业为主体、自主经营、自负盈亏、自主创新、自*发展完善的集成电路产业发展体制和机制。

4.引进消化吸收与自主创新相结合原则。加强与海内外集成电路行业企业、人才的交流合作，创造适合集成电路产业发展的政策环境，大力引进资金、技术、人才，加快消化吸收，形成产业的自主创新能力，尽快缩短与发达国家和先进省市的差距。

5.有所为，有所不为原则。发挥*省优势，重点发展集成电路设计、电路板设计制造和原材料生产，与生产应用相结合，聚集有限力量，聚焦可行领域，发挥基础特长，形成专业优势。

三、发展重点和目标

（一）发展重点。整合资源，集中政府和社会力量，建立公共和开放的集成电路设计技术服务平台、行业协作服务平台和人才交流培训平台。重点扶持建设以海尔、海信、浪潮、*大学、哈工大威海国际微电子中心、滨州芯科等在集成电路设计领域具有基础和优势的集成电路设计中心，建设青岛、济南集成电路设计基地，加快有关促进集成电路产业发展的配套政策、措施的制定，重点在以下领域实现突破。

1.集成电路设计业。以消费类电子、通信、计算机、工业控制、汽车电子、信息安全和其他应用电子产品领域为重点，以整机和系统应用带动*省集成电路、电路板设计业的发展，培育一批具有自主创新能力的集成电路设计企业，开发一批具有自主知识产权的高水平的集成电路产品。

（1）重点开展SOC设计方法学理论和设计技术的研究，发挥其先进的整机设计和产业化能力，大力发展税控收款机等嵌入式终端产品的SOC芯片，努力达到SOC芯片规模化生产能力。开发采用先进技术的SOC芯片，应用于各类行业终端产品。

（2）强化IP核开发标准、评测等技术的研究，积极发挥IP核复用技术的优势，以市场为导向，重点研发MCU类、总线类、接口类和低功耗嵌入式存储器（SRAM）类等市场急需的IP核技术，加速技术向产品的转化。

（3）顺应数字音视频系统的变革，以数字音视频解码芯片和视频处理芯片为基础，突破一批音视频处理技术，提高*国电视整机等消费类电子企业的技术水平和核心竞争力。

（4）集中力量开展大规模通信、网络、信息安全等专用集成电路的研究与设计，力争取得突破性成果。

（5）重点发展广泛应用于白色家电、小家电、黑色家电、水电气三表、汽车电子等领域的芯片设计，在应用电子产品芯片设计领域形成优势。

（6）发挥*省在工业控制领域的综合技术、人才力量及芯片研发软硬件资源等方面的优势，重点发展部分工业控制领域的RISC、CISC两种架构的芯片设计，并根据市场需求及时研发多种控制类芯片产品，形成一定优势。

2.集成电路材料等支撑产业。充分利用*省现有集成电路材料生产企业的基础条件，加快发展集成电路材料产业。重点发展集成电路用金丝、硅铝丝、引线框架、插座等产品，同时注重铜箔、覆铜板、电子陶瓷基片、硅晶体材料及其深加工等产品的发展，形成国内重要的集成电路材料研发和生产加工出口基地。支持发展集成电路相关支撑产业，形成上下游配套完善的集成电路产业链。

（1）集成电路用金丝、硅铝丝。扩大大规模集成电路用金丝、硅铝丝的生产规模，力争到2010年占国内市场份额80%以上。

（2）硅单晶、硅多晶材料。到2010年，3-6英寸硅单晶片由现在的年产600万片发展到1000万片；单晶棒由目前的年产100吨发展到200吨。支持发展高品质集成电路用多晶硅材料，填补省内空白，至2010年发展到年产3000吨。

（3）集成电路引线框架。到2010年，集成电路引线框架生产能力由目前的年产20亿只提高到年产100亿只。

（4）电子陶瓷基板。通过技改和吸引外资等措施，力争到2010年达到陶瓷覆铜板年产160万块、陶瓷基片年产30万平米的能力。

（5）铜箔、覆铜板。到2010年，覆铜板由目前的年产570万张发展到800万张，铜箔由目前的年产8500吨发展到10000吨。

（6）相关支撑产业。通过引进技术和产学研结合等多种形式，积极发展集成电路专用设备、环氧树脂等塑封材料、柔性镀铜板和金属膜等基材、高纯水气制备等相关产业。

3.加快大规模、大尺寸集成电路芯片加工和有关集成电路封装、测试企业的引进。

（二）发展目标。经过“*”期间的发展，基本建立和完善有利于*省集成电路产业发展的政策环境、支撑体系和服务体系，建成20-30家集成电路设计中心、2个集成电路设计基地，形成一大批集成电路设计企业、配套企业、咨询服务企业，争取引进3—5家集成电路芯片制造企业。政府支持集成电路产业发展的能力进一步增强，社会融资能力进一步提高，对外吸引和接纳人才、技术、资金的能力进一步提高，集成电路设计、制造对促进*省信息产业发展、传统产业改造和提升国民经济与社会信息化水平发挥更大作用，并成为*省信息产业发展和综合竞争力提升的重要支撑。促进*省集成电路材料产业做大做强，使其成为国内重要的产业基地。

四、主要措施和政策

（一）加强政府的组织和引导。制定*省集成电路产业发展中长期发展规划，实施集成电路产业发展年度计划，《*省支持和鼓励集成电路产业发展产品指导目录》，引导产品研发和资金投向。各地要加强本地集成电路产业发展环境建设，结合本地实际制定有利于集成电路产业发展和人才、资金、技术进入的政策措施。各有关部门要加强配合，制定相关配套措施，形成促进集成电路产业发展的合力。参照财政部、信息产业部、国家发改委《集成电路产业研究与开发专项资金管理暂行办法》，结合*省信息产业发展专项资金的使用，对集成电路产业发展予以支持。具体办法由省信息产业厅会同省财政厅等有关部门制定。

（二）加强集成电路设计公司（中心）认证工作。推动体制改革和产权改革，鼓励科技人员在企业兼职和创办企业，通过政策导向促进集成电路设计公司（中心）独立法人资格的建立。按照国家《集成电路设计企业及产品认定暂行管理办法》的有关规定，加强对*省集成电路产品及集成电路企业认定工作。

（三）加强人才引进与培养。加强对集成电路人才的培养和引进工作，鼓励留学回国人员和外地优秀人才到*投资发展和从事技术创新工作，重点引进在国内外集成电路大企业有工作经历、既掌握整机系统设计又懂集成电路设计技术的高层次专业人才。对具有普通高校大学本科以上学历的外省籍集成电路专业毕业生来*省就业的，可实行先落户后就业政策，对具有中级以上职称的集成电路专业人才来*省工作的，有关部门要优先为其办理相关人事和落户手续。要加强集成电路产业人才培养，建立多层次的人才培养渠道，加强对企业现有工程技术人员的再培训。在政策和待遇上加大对专业人才的倾斜，鼓励国内外集成电路专业人才到*发展，建立起培养并留住人才的新机制。

（四）落实各项优惠政策。各级、各部门要切实落实《关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》及各项优惠政策，将集成电路设计、生产制造和原材料生产纳入各自的科研、新产品开发、重点技术攻关计划及技术中心、重点实验室建设计划，并给予优先支持和安排。集成电路设计企业适用软件企业的有关政策，集成电路设计产品适用软件产品的有关优惠政策，其知识产权受法律保护。对于批准建设的集成电路项目在建设期间所发生的贷款，省政府给予贷款利息补贴。按照建设期间实际发生的贷款利率补贴1.5个百分点，贴息时间不超过3年；在政府引导区域内建设的，贷款利息补贴可提高至2个百分点。

集成电路与应用范文第11篇

关键词：课程改革；工作任务；课程项目；技术情境；教学导航

作者简介：陈丽茹（1962-），女，辽宁开原人，哈尔滨电力职业技术学院信息工程系，副教授；刘莲秋（1964-），女，辽宁盖州人，哈尔滨电力职业技术学院信息工程系，副教授。（黑龙江哈尔滨150030）

中图分类号：G712     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）12-0093-02

随着我国科技和经济的迅猛发展，社会对人才的需求正在发生着深刻的变化，教育行业受到各方面的重视。在教育部和财政部实施的国家示范性院校建设政策鼓舞下，高等职业技术学院以服务为宗旨，以就业为导向，以培养高级应用型、技艺型人才为目标。这类人才主要是在不同行业、企业的工作和生产过程中负责管理、监督、检测、分析、技术服务等几项工作。因此，高等职业技术学院正进行较大规模的专业建设和课程改革，要求高职专业的学生除了具备必要的基础理论、专业技术知识外，还必须具有解决工作生产中实际问题的能力，以适应今后的工作。

“电子技术”分为模拟电子和数字电子两大部分，在教学中从职业岗位工作任务分析着手以掌握知识和技能为根本、以工作方向为培养目标、以工作过程为导向，强调把完整的工作过程及其操作要求作为课程内容。当工作过程导向课程运用项目载体设计学习情境时，这一工作过程实际上就成了完成具体项目的自始至终的步骤。通过课程分析和知识、能力、素质分析，打破传统的教学模式，构建了“以工作任务为中心、以课程项目为主体的教学方法”。在教学中掌握课程技术原理及应用方面知识体系的完整性是非常重要的，使学生在完整的工作过程中培养应对复杂技术情境的能力。在教学中以典型电子电路制作的工作任务为中心，以多模块应用为切入点，引入对学生创新能力的培养，让学生在具体应用电路的制作过程中开发创新思维，完成相应工作任务，并构建相关的理论知识，发展职业能力。

一、模拟电子技术教学导航

模拟电子技术是研究对仿真信号进行处理的模拟电路的学科。它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件，包括功率放大电路、运算放大电路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等研究方向。

理论知识：基本半导体知识、放大电路、集成运算放大电路、直流稳压电源。

技能训练：常用元件的识别与测量、放大电路性能分析、集成运算放大电路基本应用。

1.模块1：半导体器件

（1）知识重点：半导体基础知识；半导体二极管外部特性；晶体三极管外部特性。（2）知识难点：半导体PN结。（3）教学方式：从半导体PN结入手，简单介绍半导体的基本结构与工作原理。结合实践教学，重点掌握半导体的外部特性。（4）技能要求：二极管与三极管的简易测试。

2.模块2：放大电路

（1）知识重点：放大电路的基本组成；放大电路的分析；多级放大电路的极间耦合；负反馈对放大电路的性能的影响。（2）知识难点：放大电路的分析；放大电路的负反馈。（3）教学方式：从基本放大电路入手，介绍放大电路的静态与动态分析、多级放大、电路反馈；结合实践教学，重点掌握放大器的外部特性。（4）技能要求：放大电路静态工作点的调整与动态参数测试。

3.模块3：集成运算放大器

（1）知识重点：集成运放的结构和特点；基本运算电路；集成运放的线性应用电路。（2）知识难点：集成运放的线性应用电路。（3）教学方式：从理论集成运放条件入手，掌握各基本运算电路和电压比较器的功能；结合实践教学，重点掌握集成运放的外部特性。（4）技能要求：电路的调整与测试。

4.模块4：直流稳压电源

（1）知识重点：整流与滤波电路；稳压电路；开关电源。（2）知识难点：开关电源。（3）教学方式：从二极管整流特性、电容器充放电入手，讲解整流、滤波电路；稳压电源重点讲授集成稳压电路和开关电源。（4）技能要求：电路的调整与测试。

二、数字电子技术教学导航

数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用，逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、集成芯片各脚功能。随着计算机科学与技术突飞猛进地发展，用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。为了充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能，可以先将模拟信号按比例转换成数字信号，然后送到数字电路进行处理，最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。

理论知识：集成门电路与组合逻辑电路、时序逻辑电路、波形产生与整形电路、中规模集成电路应用。

技能训练：组合逻辑电路应用、时序逻辑电路应用、逻辑电路限定符号识图。

1.模块1：数字电路基础

（1）知识重点：数字脉冲信号；二进制与8421BCD码；基本函数与逻辑运算；逻辑函数的化简和变换。（2）知识难点：逻辑函数的化简和变换。（3）教学方式：从二进制与逻辑函数基本规则入手，学习逻辑运算规则、逻辑函数化简与变换。（4）技能要求：逻辑函数的化简和变换。

2.模块2：组合逻辑电路

（1）知识重点：基本逻辑符号及意义；门电路的逻辑功能和基本特性；组合逻辑电路的分析常用组合逻辑电路的逻辑功能。（2）知识难点：基本逻辑符号及意义；组合逻辑电路。（3）教学方式：从基本原理与逻辑符号读解入手，重点介绍电路的逻辑功能与外部特性。（4）技能要求：基本逻辑符号读图；门电路和组合逻辑电路。

3.模块3：触发器

（1）知识重点：各类触发器的逻辑功能；触发器限定符号及其意义。（2）知识难点：触发器之间的转换关系。（3）教学方式：借助限定符号意义读解，帮助理解各种触发器的逻辑功能与控制方式；结合实践教学，重点掌握电路的外特性。（4）技能要求：触发器的逻辑功能测试。

4.模块4：时序逻辑电路

（1）知识重点：时序逻辑电路的特点；时序逻辑电路的限定符号及其意义；寄存器；集成计数器应用。（2）知识难点：集成计数器应用；限定符号及其意义。（3）教学方式：从触发器入手，由D触发器构成寄存器；由T和T触发器分别构成同步和异步二进制计数器。借助限定符号的意义来理解时序逻辑电路的逻辑功能。结合实践教学，重点掌握电路的外特性。（4）技能要求：常用的相关集成电路的应用。

5.模块5：波形产生与整形电路

（1）知识重点：555定时器；多谐振荡器与单稳态电路；施密特触发器；石英晶体振荡器。（2）知识难点：555定时器；多谐振荡器。（3）教学方式：以555定时器为重点，介绍多谐振荡器、单稳态电路和施密特触发器的功能。重点掌握电路的外特性。石英晶体振荡器从阻抗频率特性入手。（4）技能要求：常用的相关电路的应用入手。

三、电路组装、测量与调试教学导航

电子电路组装、测量与调试在电子工程技术中占有重要的地位，任何一个电子产品都是由设计焊接组装调试形成的，焊接是保证电子产品质量和可靠性最基本环节，调试是保证电子产品正常工作的最关键环节。

理论知识：常用电子仪表、电路的装配、调试与测量知识。

技能训练：常用电子测量仪表的使用、常用电路元件与数字集成电路测量、电路的装配与调试。

1.模块1：常用电子仪器知识重点

（1）知识重点：双踪示波器；半导体管特性图示仪；毫伏表；信号发生器；集成电路测试仪。（2）知识难点：双踪示波器；半导体管特性图示仪。（3）教学方式：重点讲授电子仪器的操作和使用方法。（4）技能要求：仪器的基本操作方法；半导体特性测量。

2.模块2：电子元器件的识别与简易测量

（1）知识重点：电子无源元器件；电子有源元器件；表面安装元器件。（2）知识难点：表面安装元器件。（3）教学方式：重点讲授各种电子元器件的识别与选用方法。（4）技能要求：元器件的识别与选用方法、常用数字集成电路测试。

3.模块3：电路的装配、调试与测量

（1）知识重点：装配、焊接工艺；电路测试与测量。（2）知识难点：电路测试。（3）教学方式：介绍电路装配工艺，分析电路测试与测量基本方法，结合实训进行教学。（4）技能要求：电路装配、测试与测量。

四、电子电路仿真教学导航

电路仿真技术是近十年来在电子技术研究领域的一场革命。设计人员利用计算机及其软件的强大功能，在电路模型上进行电路的性能分析和模拟实验，从而得到准确的结果，然后再付诸生产，极大地减少了实验周期和试制成本，提高了生产效率和经济效益，受到了电子生产厂家的一致欢迎。现在，电子仿真技术已成为电子工业领域不可缺少的先进技术，因此为了确保电路设计的成功，消除代价昂贵并且存在潜在危险的设计缺陷，就必须在设计流程的每个阶段进行周密地计划与评价。电路仿真给出了一个成本低、效率高的方法，能够在进入更为昂贵费时的原型开发阶段之前，找出问题所在。

理论知识：EWB与Multisim平台基本知识，Multisim在电子仿真实验中的应用。

技能训练：模拟电路电子仿真和数字电路电子仿真。

模块：电子电路仿真。

（1）知识重点：Multisim平台的使用；Multisim在电子仿真实验中的应用。（2）知识难点：Multisim软件的使用。（3）教学方式：从电子实验实例入手，学习Multisim软件的使用，在学会使用的基础上，结合电子知识，完成电子实验的仿真。（4）技能要求：用Multisim进行电子仿真的方法。

五、综合实训项目――有源多媒体音箱的设计与制作

1.知识要求

掌握模拟电子技术和数字电子技术的综合应用思路；掌握电子产品综合设计的基本思路。

2.技能要求

能进行电子电路的综合制作调试；能有条理地撰写设计说明书；能对设计项目进行总结展示。

3.教学任务

通过有源多媒体音箱的设计、制作及测试，掌握电子产品的设计流程及注意事项，学会元器件的特性测试和电路组装、测试，熟悉电子产品组装的工艺要求及生产过程。

4.教学活动设计

（1）通过让学生利用图书馆、上网等手段查阅相关资料，在教师指导下对有源多媒体音箱进行设计，掌握电子产品的设计流程及注意事项。

（2）在校内生产线的工作岗位上，根据所设计电路选择元器件，进行元器件的性能、参数测试。规划电路板，进行元器件的布局和印制电路板的制作。完成各部分电路的焊接、组装，对已经组装的电子产品进行参数测试及调试，使其达到设计要求。

（3）要求学生撰写实践报告及产品说明书。

5.相关知识

（1）理论知识。元器件的识别、测试方法；印制电路板的制作，元器件的布局；焊接工艺、电路调试方法；产品说明书的撰写。

（2）实践知识。元器件的选择、测试；印制电路板的规划和制作；元器件的焊接、组装；电路的调试及参数测试；实践测试报告的编写。

“电子技术”课程的教学改革就是以职业为导向，以提高学生就业竞争能力为目的，以市场需求为运作平台。因此应将该课程实训的内容和电子元器件及电路的研发实验、生产流程与企业结合到一起，通过校企合作，学生以一个普通职业人的身份，真正达到工学结合的课程改革。

参考文献：

[1]教育部关于加强高职教育人才培养工作的意见[Z].教高[2000]2号.

[2]教育部关于以就业为导向深化高等职业教育改革的若干意见[Z].教高[2004]1号.

集成电路与应用范文第12篇

关键词 数字集成电路 CMOS数字集成电路 逻辑功能 内部设计 注意事项

中图分类号：TN79 文献标识码：A

1关于数字集成电路逻辑功能及其内部设计的分析

日常生活中的数字集成电路产品是非常多的，通过对其电路结构的分析，可以分为TTL系列及其MOS系列。TTL数字集成电路进行了电子及其空穴载流子的导电，我们称之为双极性电路。MOS数字集成电路进行了载流子导电电路的应用，其中的电子导电部分，我们称之为NMOS 电路，将那种空穴导电电路称之为PMOS电路。PMOS电路及其NMOS的组合电路，我们称之为CMOS电路。

相对于TTL数字集成电路，CMOS数字集成电路具备良好的应用优势，其工作电源的电压范围比较宽，并且其静态功耗水平比较低，其抗干扰能力比较强，具备较高的输入阻抗，并且其应用成本比较低。介于这些优势，CMOS数字集成电路得到了广泛的应用。在日常生活中，数字集成电路的品种是非常多的，包括门电路、计数器、触发器、编译码器、存储器等。

我们可以将数字逻辑电路分为时序逻辑电路及其组合逻辑电路。在组合逻辑电路的分析中，任意时刻的输出取决于其当时的输入，这跟电路的工作状态没有关系。比较常见的组合逻辑电路有编码器、译码器及其数据选择器。在时序逻辑电路中，任意时刻的输出取决于该时刻的输入，与电路的原先状态存在联系。时序逻辑电路具备记忆的功能，其内部含有存储单元电路，比较常见的时序逻辑电路有移位寄存器、计数器等。

实际上，不同组合的逻辑电路及其时序逻辑电路是非常多的，其应用比较广泛，并且有很多标准化、系列化的集成电路产品，我们把这些产品称之为通用集成电路。我们把那些专门用途设计制作的集成电路称之为专用集成电路。

数字电路是由组合逻辑及其寄存器构成的，组合逻辑是由基本门组成的函数，其输出与当前的输入存在关系。比如组合逻辑的逻辑计算。时序电路包含基本门，也包括一系列的存储元件，进行过去信息的保存。时序电路的稳态输出与当前的输入有关，跟过去的输入状态也有关。时序电路在进行逻辑运算的同时，也会进行处理结果的存储，从而方便下一次的运算。

从功能上来说，数字集成电路分为数据通路及其控制逻辑部分。这些部分都由一系列的时序逻辑电路构成，都是同步的时序电路，时序电路被多个触发器及其寄存器分为若干的节点。这些触发器在时钟控制下会进行同样节拍的工作，从而进行设计的简化。

2 CM0S系列集成电路的一般特性与方式

（1）CMOS系统集成电路是数字集成电路的主流模式。其集成电路的工作电源电压范围是3～18V，74HC系列是2～6V，党电源电压VDD=5V时，其CMOS电路的静态功耗分别为：中规模集成电路类是25～100%eW，缓冲器及其触发器类是5～20%eW，门电路类是2.5～5%eW，其输入阻抗非常高，CMOS电路几乎没有驱动电路功率的消耗。

该电路也具备良好的抗干扰能力，其电源电压的允许范围比较大，其输出高低电平的摆幅也比较大，其抗干扰能力非常强，其噪音容限值也非常的大，其电源电压越高，其噪声容限值非常的大，CMOS电路电源的利用系数非常的高。

CMOS数字集成电路也具备良好的扇出能力，在进行低频工作时，其输出端可以进行50个数量以上的CMOS器件的驱动，其也具备良好的抗辐射能力。CMOS管是一种多数载流子受控导电器件，针对载流子浓度，射线辐射的影响不大。CMOS电路特别适合于进行航天、卫星等条件下的工作。CMOS集成电路的功耗水平比较低，其内部发热量比较小，集成度非常的高，电路自身是一种互补对称结构，环境温度的不断变化，其参数会进行相互补偿，因此，能够保证良好的温度稳定性。

（2）相对于TTL集成电路，CMOS集成电路的制造工艺更加的简单，其进行硅片面积的占用也比较小，比较适合于进行大规模及其超大规模集成电路的制造及其应用。在CMOS电路的应用过程中，不能进行多余输入端的悬空，否则就可能导致静电感应的较高电压的产生，从而导致器件的损坏情况，这些多余的输入端需要进行YSS的接入，或者实现与其它输入端进行并联，这需要针对实际情况做好相关的决定。

CMOS电路输入阻抗水平是比较高的，容易受到静电感应发生击穿情况，为了满足实际工作的要求，我们需要做好静电屏蔽工作。在CMOS电路焊接过程中，需要做好焊接时间的控制，保证焊接工具的良好应用，进行焊接温度的良好控制。

3结语

在数字集成电路的设计过程中，很多标准通用单元得到积累，比如选择器、比较器、乘法器、加法器等，这些单元电路的形状规则更加方便集成，这说明数字电路在集成电路中得到更好的发展及其应用，这是数字集成电路应用体系的主要工作模式。

参考文献

[1] 黄越.数字集成电路自动测试生成算法研究[D].江南大学，2012.

集成电路与应用范文第13篇

【关键词】微电子；技术应用；发展趋势

在现代化微电子技术的不断发展过程当中，微电子技术对社会的现代化发展起着重要作用。现代信息化技术的基础是由集成电路学与微电子学所构成。集成电路技术现在已趋于成熟，其可为企业在社会化建设带来无限机遇。微电子技术不仅是信息产业化发展的核心，也是其发展的基础，更是产业信息化的关键。为达到对电子产品应用的便利性，与提高其空间的利用率为目的，促进电子产品的微型化开发。

一、微电子技术的发展方向

国内外的专业技术研究人员正在对其开发工作进行着不断的努力，现如今，大多数人对于微电子技术的使用已经产生了依赖感，为了使微电子技术能更好的应用于生产与生活当中的各个层面当中，為其得以可持续性的健康发展，要对其发展方向得以确认。

二、集成电路工程概念与特点

（一）集成电路工程

集成电路工程是整合、集成不曾存在联系的功能和设备，将微电子技术进行有效的结构，通过布线系统，利用综合性网络技术手段，并通过集成电路项目体现出来的功能[1]。可将集成电路所有的功能和设备进行科学的统一协调，可对管理效率进行有效的提升，从而达到互联网系统的资源共享，在我国微电子技术不断更新的过程中，微电已逐步地渗透进了各个行业中。

（二）集成电路工程特点

（1）不可控因素较多。现如今，微电子操作流程相对比较固定，集成电路工程应用于微电子中，对我国固有的传统销售产业产生了一个猛烈的冲击。集成电路工程中存在着大量的不可对其控制的未知因素。因其性质的不同，所导致的影响也有所不同，其最终结果当然也不一样，在现如今，微电子以各种形式存在于人们的生产生活当中，人们已对其产生了依赖感，并将其运用到生活当中的各个层面当中。在改革开放后，我国电子事业发展速度较快，但对微电子设备进行使用过程当中，对其应用进行科学的分析后，得出结论，在我国，微电子技术还处在发展的一个初级阶段，也就说明了，微电子管理制度与其相关的一些辅助性的管理工作并没有得以完善。

（2）多种系统、学科整合。微电子技术对多种科学进行一个综合性的整合，同时，又运用多个学科去分别其研究，从而达到微电子系统的集成。在正常的集成电路运作过程当中，其涉及的多种学科知识，集成电路是一个融合了多个科学的综合性工程，其利用数学中的方程式，把物理方面的知识，融入商业运营中，具有逻辑性的一个及为经典的、科学的综合性技术工程当中去。

（3）创造性。微电子技术主要利用集成电路工程对其服务的一种技术，而微电子又主要对产业进行有效的服务。呈现出集成电路工程的创造性与其独特性的一面。集成电路的特点与其工程特点，主要表现在随着集成电路工程的不同其最终结果也随着改变。集成电路工程技术形成过程其实是一个具有创造性的工作。

三、微电子学与集成电路解读

微电子学属于电子学其中的一个学科分支，是一门科学性、综合性都比较强的独立学科，为达到对电子产品应用的便利性，与提高其空间的利用率为目的，促进电子产品的微型化开发。在对微电子进行研究的过程中，会涉及量子力学知识以及与其相关的物理学知识，在对其研究过程当中，必须要将集成电路归纳到其中。微电子的相关电子元件组成了集成电路，再利用微电子学的高性能等特点，达成微电子学所要达成的发展目标，与其相关的功能电路或体系相结合，并把集成电路工程当成微电子学的一个科目。在实际生活中集成电路具有：造价低、能量消耗低等优点，在现代生产与生活的过程当中，集成电路工程中的微电子技术已趋于成熟，成为现代数据信息化时代的重要部分之一。

四、微电子发展状态与趋势分析

（一）微电子技术与其他技术结合

近些年来，诸多的新型技术不断的涌现，这与微电子技术的不断发展是分不开的，在与其他技术不断的相融合的过程当中，衍变而来[2]。现如今，能与微电子技术相融合的技术有很多，譬如：将光学方面的理论、机械方面的技术与微电子相互融合，在其相互融合过程当中可取之长、补其短。形成了新的体系——微光机电系统，并创造出了新的功能，比如：利用光进行开关与对物体成像等功能。利用微电子技术在和其他技术相融合的过程当中，衍生出来的具有创新意义的技术，可对相关联的产业发展起着推动的作用，对我国社会主义经济发展起着建造基础的作用。

（二）硅基互补金属氧化物半导体

现阶段微电子的主流工艺是硅基互补金属氧化物半导体技术，沟道程度得以有效的缩小，在此基础上可对电路集成的速度与集成度进行科学有效的提升，其主要是在借助于金属氧化物半导体场效应晶体管技术的基础上所达成的。对芯片的信号延迟现象进行科学的改进、电路的稳定性得以有效的提高、电路在生产过程中所需要的成本合理的降低，在此基础上提高整个运行系统的工作效率，在对这一系列操作进行研究的过程当中，其具有非常高的应用价值。硅基互补金属氧化物半导体电路技术，将成为来未来主要要研究的对象，并且对硅基互补金属氧化物半导体电路进行不断的优化与缩小，对其他设备的需求进行科学合理的满足。

（三）集成电路已成为当前微电子技术发展的重点

现阶段，集成电路工程在实际应用过程当中还会出现这样或是那样的问题，譬如：因电路导致其出现的延时的情况等因素，还需及时的对其进行科学有效的处理。在微电子学的研究过程当中，在对集成电路进行合理与科学的分析，因微电子芯片在建立过程当中，所有的操作都是建立在成熟的集成电路工程之上的。对微电子在集成电路工程的研究，各国专业技术人员，还在不断的努力着，在不远的将来，还会有新的突破。

（四）微电子技术在集成电路当中的应用

在现代生产生活当中，对微电子技术的应用过程当中，可对微电子技术以及与其相关的微电工技术进行有效的利用，去完成对微机电系统进行完整的信息构建，可对其加以利用，进行信息化处理、信息化传递与信息采集的过程，以此为基础，进行科学有效的操作，这一操作对微电子的集成电路工程的应用，有着相当高的价值[3]。现如今，一个国家所拥有综合国力与其科学技术的发展水平可通过微电子技术对其进行展现。随着对集成电路与微电子技术研究的逐步加深，微电子技术对改善我国人民生活水平，起着关键作用，因其技术已逐步应用到了人们生产生活当中的各个层面。

集成电路与应用范文第14篇

关键词:集成电路;项目管理;计算机;举措

引言

计算机技术作为21世纪中的标志性技术，对社会产生、人们生活有着重要影响。如今计算机在社会生产中有着不可替代的作用。集成电路项目作为信息时代下的衍生品，其应用范围愈加广泛，也给传统产业带来了巨大的冲击，迫使企业转型。随着我国集成电路技术愈加成熟，集成概念也愈加规范，为企业生产活动带来了新的机遇。由于集成电路项目自身的特点，我国集成电路项目起步相对较晚，使得在项目管理中并未形成完善的制度与体系，在很大程度上影响着集成电路项目发展。因此，必须要加强集成电路项目管理中的问题，并提出一定的实践举措，推动简称电路项目健康发展。

一、集成电路项目概念与特点

(一)集成电路项目

随着我国计算机技术不断发展与革新，智能化基础已经成为当前计算机领域中发展的一大趋势，在各行各业中也初见成效。集成电路项目就是通过采用综合性网络技术与布线系统，将计算机系统结构化，将不存在联系的设备与功能进行整合与集成，并通过集成电路项目实现这一功能。在集成整个系统中，需要将所需设备与其功能统一协调起来。从而让整个网络系统资源处于共享状态，从而提高管理效率。

(二)集成电路项目特点

1、多种系统、学科整合

对于计算机技术来说，该技术整合了多个科学，并且通过过个学科的共同运作，从而实现计算机系统的集成。从实际情况分析，集成电路是一种非常经典的多学科结合项目，在正常运作中会涉及到很多方面知识，是一个数学方程式、物理知识到商业逻辑的一种综合性技术项目。

2、创造性

集成电路项目的技术形成，是在一个较高程度上的创造性工作。在不同的集成电路项目中，其表现特点与工程特点也不尽相同。由于集成电路项目主要用于服务计算机，而计算机又是服务于产业，导致集成电路工程必须要满足某个产业的特殊性，从而使得集成电路工程能够有效更加显著的创造性与独特性。

3、不可控因素较多

综上所述，我国计算机技术发展尤为迅猛，但这并不代表着计算机及相关辅助管理制度已经完善，从我国计算机开始使用阶段分析，我国计算机及相关产业还处于初级发展阶段。虽然计算机已成为了人们生活中不可或缺的产品，其自身就存在着固定的操作流程，计算机集成电路工程的出现，给我国传统生产行业带来了巨大冲击力，而导致的影响由于性质不同，其影响结果也不尽相同，这表明了集成电路工程中存在着很多不可控因素。

二、集成电路工程的管理及实施

(一)进度实施与管理

在开展集成电路工程实施与管理中，做好进度管理对整个项目工程至关重要。对于进度管理来说，也就是将集成电路工程施工有计划、有目的的进行周期性定制。为了能够保障相关的管理制度能够有效落实，必须要在保障项目整体质量的前提下，对进度资源实施合理配置，并实现一对一的管理模式，从而让资源与管理达到同步，从而不断提高项目的经济效益与社会效益。在开展进度管理中需要注意以下几点要求:第一，集成电路工程存在一定的不可控性，导致进度管理存在复杂性、实施难等特点;第二，进度管理是一种动态化管理，要求各个管理环节要以整体利益作为出发点，避免追求局限内容而护士了整体把控。

(二)成本管理

成本管理对集成电路工程经济效益有着直接关系，更是项目管理中的重要一环。对于企业来说，是否能够实现成本管理，与企业发展有着重要影响。因此，在集成电路工程项目管理中，必须要加强人员、施工、动态连等调节工作，从而实现全方位成本管理，提高集成电路工程项目管理质量。

(三)质量管理

质量管理旨在提高集成电路工程施工质量，在具体实施中需要注意一下几点:第一，要构建一套完善的质量标准体系，这也是保障质量管理的前提，为质量管理奠定基础。如果所有的集成电路工程质量都能够达到管理标准，才能够完成整个项目工程;第二，集成电路工程质量管理必须要构建一些子系统，上述说过集成电路工程设计多个学科与领域，如果缺乏子系统的质量管理，会大大提高质量管理的难度，也无法保障质量管理全面性，因此，融入子系统管理模式，从而实现整体质量的综合管理。

(四)用户管理

用户关系管理也就是用户对集成电路工程的体验反馈。总体来来说，集成电路工程的应用范围非常广泛，会应用到不同的领域中，对于企业来说，集成电路工程会融入到企业部门中。集成电路工程中的用户关系管理，能够有效解决用户在实际体验中的各项问题，并且通过网络平台进行及时反馈。第一，需要集成电路工程相关人员人认识到用户实际需求，这样才能够找出集成电路工程发展方向，所提供的服务业务也会愈加清晰;第二，需要精准明确用户的主次关系。在了解用户需求之后，用户会提出不同程度上的高低需求，这就需要考虑用户的使用感受，实现分层管理模式，尽可能的满足每个用户需求，从而全面提高用户对集成电路工程的满意度。

三、结束语

总而言之，集成电路项目管理与实施中存在着诸多特性，而这些特性会直接关系到项目管理中的复杂性。基于此，想要实现集成电路项目的有效管理，就必须要不断提高资金投入力度，丰富工作人员的专业水平，通过完善相应的管理制度与理念，从而不断加强集成电路项目管理质量，保障后续集成电路项目能够有效实施，保障集成电路项目实施质量。

参考文献

［1］刘立群．试议计算机系统集成的项目管理［J］．电脑知识与技术，2015，25:158－159．

［2］朱文健．计算机系统集成的实施与管理［J］．信息与电脑(理论版)，2016，11:68－69．

集成电路与应用范文第15篇

【关键词】微电子；延伸领域；发展方向

1.引言

微电子技术是随着集成电路，尤其是大规模集成电路发展起来的一门新技术。微电子产业包括系统电路设计，器件物理，工艺技术，材料制备，自动测试及封装等一系列专门的技术的产业。微电子产业发展非常迅速，它已经渗透到了国民经济的各个领域，特别是以集成电路为关键技术的电子战和信息战都要依托于微电子产业。

微电子技术是微电子产业的核心，是在电子电路和系统的超小型化和微型化的过程中逐渐形成和发展起来的。微电子技术也是信息技术的基础和心脏，是当今发展最快的技术之一。近年来，微电子技术已经开始向相关行业渗透，形成新的研究领域。

2.微电子技术概述

2.1 认识微电子

微电子技术的发展水平已经成为衡量一个国家科技进步和综合国力的重要标志之一。因此，学习微电子，认识微电子，使用微电子，发展微电子，是信息社会发展过程中，当代大学生所渴求的一个重要课程。

生活在当代的人们，没有不使用微电子技术产品的，如人们每天随身携带的手机；工作中使用的笔记本电脑，乘坐公交、地铁的IC卡，孩子玩的智能电子玩具，在电视上欣赏从卫星上发来的电视节目等等，这些产品与设备中都有基本的微电子电路。微电子的本领很大，但你要看到它如何工作却相当难，例如有一个像我们头脑中起记忆作用的小硅片―它的名字叫存储器，是电脑的记忆部分，上面有许许多多小单元，它与神经细胞类似，这种小单元工作一次所消耗的能源只有神经元的六十分之一，再例如你手中的电话，将你的话音从空中发射出去并将对方说的话送回来告诉你，就是靠一种叫“射频微电子电路”或叫“微波单片集成电路”进行工作的。它们会将你要表达的信息发送给对方，甚至是通过通信卫星发送到地球上的任何地方。其传递的速度达到300000KM/S，即以光速进行传送，可实现双方及时通信。

“微电子”不是“微型的电子”，其完整的名字应该是“微型电子电路”，微电子技术则是微型电子电路技术。微电子技术对我们社会发展起着重要作用，是使我们的社会高速信息化，并将迅速地把人类带入高度社会化的社会。“信息经济”和“信息社会”是伴随着微电子技术发展所必然产生的。

2.2 微电子技术的基础材料――取之不尽的硅

位于元素周期表第14位的硅是微电子技术的基础材料，硅的优点是工作温度高，可达200摄氏度；二是能在高温下氧化生成二氧化硅薄膜，这种氧化硅薄膜可以用作为杂质扩散的掩护膜，从而能使扩散、光刻等工艺结合起来制成各种结构的电路，而氧化硅层又是一种很好的绝缘体，在集成电路制造中它可以作为电路互联的载体。此外，氧化硅膜还是一种很好的保护膜，它能防止器件工作时受周围环境影响而导致性能退化。第三个优点是受主和施主杂质有几乎相同的扩散系数。这就为硅器件和电路工艺的制作提供了更大的自由度。硅材料的这些优越性能促成了平面工艺的发展，简化了工艺程序，降低了制造成本，改善了可靠性，并大大提高了集成度，使超大规模集成电路得到了迅猛的发展。

2.3 集成电路的发展过程

20世纪晶体管的发明是整个微电子发展史上一个划时代的突破。从而使得电子学家们开始考虑晶体管的组合与集成问题，制成了固体电路块―集成电路。从此，集成电路迅速从小规模发展到大规模和超大规模集成电路，如图1所示。

图1 集成电路发展示意图

集成电路的分类方法很多，按领域可分为：通用集成电路和专用集成电路；按电路功能可分为：数字集成电路、模拟集成电路和数模混合集成电路；按器件结构可分为：MOS集成电路、双极型集成电路和BiIMOS集成电路；按集成电路集成度可分为：小规模集成电路SSI、中规模集成电路MSI、大规模集成电路LSI、超导规模集成电路VLSI、特大规模集成电路ULSI和巨大规模集成电路CSI。

随着微电子技术的发展，出现了集成电路（IC），集成电路是微电子学的研究对象，其正在向着高集成度、低功耗、高性能、高可靠性的方向发展。

2.4 走进人们生活的微电子

IC卡，是现代微电子技术的结晶，是硬件与软件技术的高度结合。存储IC卡也称记忆IC卡，它包括有存储器等微电路芯片而具有数据记忆存储功能。在智能IC卡中必须包括微处理器，它实际上具有微电脑功能，不但具有暂时或永久存储、读取、处理数据的能力，而且还具备其他逻辑处理能力，还具有一定的对外界环境响应、识别和判断处理能力。

IC卡在人们工作生活中无处不在，广泛应用于金融、商贸、保健、安全、通信及管理等多种方面，例如：移动电话卡，付费电视卡，公交卡，地铁卡，电子钱包，识别卡，健康卡，门禁控制卡以及购物卡等等。IC卡几乎可以替代所有类型的支付工具。

随着IC技术的成熟，IC卡的芯片已由最初的存储卡发展到逻辑加密卡装有微控制器的各种智能卡。它们的存储量也愈来愈大，运算功能越来越强，保密性也愈来愈高。在一张卡上赋予身份识别，资料（如电话号码、主要数据、密码等）存储，现金支付等功能已非难事，“手持一卡走遍天下”将会成为现实。

3.微电子技术发展的新领域

微电子技术是电子科学与技术的二级学科。电子信息科学与技术是当代最活跃，渗透力最强的高新技术。由于集成电路对各个产业的强烈渗透，使得微电子出现了一些新领域。

3.1 微机电系统

MEMS（Micro-Electro-Mechanical systems）微机电系统主要由微传感器、微执行器、信号处理电路和控制电路、通信接口和电源等部件组成，主要包括微型传感器、执行器和相应的处理电路三部分，它融合多种微细加工技术，并将微电子技术和精密机械加工技术、微电子与机械融为一体的系统。是在现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。

当前，常用的制作MEMS器件的技术主要由三种：一种是以日本为代表的利用传统机械加工手段，即利用大机械制造小机械，再利用小机械制造微机械的方法，可以用于加工一些在特殊场合应用的微机械装置，如微型机器人，微型手术台等。第二种是以美国为代表的利用化学腐蚀或集成电路工艺技术对硅材料进行加工，形成硅基MEMS器件，它与传统IC工艺兼容，可以实现微机械和微电子的系统集成，而且适合于批量生产，已成为目前MEMS的主流技术，第三种是以德国为代表的LIGA（即光刻，电铸如塑造）技术，它是利用X射线光刻技术，通过电铸成型和塑造形成深层微结构的方法，人们已利用该技术开发和制造出了微齿轮、微马达、微加速度计、微射流计等。

MEMS的应用领域十分广泛，在信息技术，航空航天，科学仪器和医疗方面将起到分别采用机械和电子技术所不能实现的作用。

3.2 生物芯片

生物芯片（Bio chip）将微电子技术与生物科学相结合的产物，它以生物科学基础，利用生物体、生物组织或细胞功能，在固体芯片表面构建微分析单元，以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞及其他生物组分的正确、快速的检测。目前已有DNA基因检测芯片问世。如Santford和Affymetrize公司制作的DNA芯片包含有600余种DNA基本片段。其制作方法是在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽，然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维，不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基本片段。采用施加电场等措施可使一些特殊物质反映出某些基因的特性从而达到检测基因的目的。以DNA芯片为代表的生物工程芯片将微电子与生物技术紧密结合，采用微电子加工技术，在指甲大小的硅片上制作包含多达20万种DNA基本片段的芯片。DNA芯片可在极短的时间内检测或发现遗传基因的变化，对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。生物工程芯片是21世纪微电子领域的一个热点并且具有广阔的应用前景。

3.3 纳米电子技术

在半导体领域中，利用超晶格量子阱材料的特性研制出了新一代电子器件，如：高电子迁移晶体管（HEMT），异质结双极晶体管（HBT），低阈值电流量子激光器等。

在半导体超薄层中，主要的量子效应有尺寸效应、隧道效应和干涉效应。这三种效应，已在研制新器件时得到不同程度的应用。

（1）在FET中，采用异质结构，利用电子的量子限定效应，可使施主杂质与电子空间分离，从而消除了杂质散射，获得高电子迁移率，这种晶体管，在低场下有高跨度，工作频率，进入毫米波，有极好的噪声特性。

（2）利用谐振隧道效应制成谐振隧道二极管和晶体管。用于逻辑集成电路，不仅可以减小所需晶体管数目，还有利于实现低功耗和高速化。

（3）制成新型光探测器。在量子阱内，电子可形成多个能级，利用能级间跃迁，可制成红外线探测器。

利用量子线、量子点结构作激光器的有源区，比量子阱激光器更加优越。在量子遂道中，当电子通过隧道结时，隧道势垒两侧的电位差发生变化，如果势垒的静电能量的变化比热能还大，那么就能对下一个电子隧道结起阻碍作用。基于这一原理，可制作放大器件，振荡器件或存储器件。

量子微结构大体分为微细加工和晶体生长两大类。

4.微电子技术的主要研究方向

目前微电子技术正朝着三个方向发展。第一，继续增大晶圆尺寸并缩小特征尺寸。第二，集成电路向系统芯片（system on chip，SOC）方向发展。第三，微电子技术与其他领域相结合将产生新产业和新学科，如微机电系统和生物芯片。随着微电子学与其他学科的交叉日趋深入，相关的新现象，新材料，新器件的探索日益增加，光子集成如光电子集成技术也不断发展，这些研究的不断深入，彼此间的交叉融合，将是未来的研究方向。

参考文献

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[3]王颖.集成电路版图设计与TannerEDA工具的使用[M].西安电子科技大学出版社，2009.

[4]毕克允.微电子技术[M].国防工业出版社，2000.

[5]于宝明，金明.电子信息[M].东南大学出版社，2010.

[6]王琪民，刘明候.秦丰华.微机电系统工程基础[M].中国科学技术大学出版社，2010.