Мурашев В.Н., Леготин С.А., Орлова М.Н., Мельников А.Л. Микросхемотехника

Курс лекций. — М.: МИСиС, 2011. — 220 с. — ISBN 978-5-87623-334-9.Приведен ретроспективный обзор основных электронных схем и устройств микроэлектроники. Представлено описание функционирования, методов анализа и синтеза наиболее важных устройств (логических и аналоговых интегральных схем, устройств памяти и т.д.). Значительное внимание уделено методам расчета и проектирования сверхбольших интегральных схем (СБИС), а также анализу их статических и динамических характеристик. Приведено большое количество примеров конструкций и топологии (К-МОП и БИ-КМОП) элементной базы современных СБИС. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 210100 «Электроника и микроэлектроника» и специальности 210104 «Микроэлектроника и твердотельная электроника».Условные обозначения.
Сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) и их компоненты.
Тенденции развития СБИС.
Классификация интегральных схем.
Процент выхода годных изделий. Стоимость СБИС.
Аналоговые интегральные схемы (АИС).
Входное и выходное сопротивления. Шумы.
Базовые элементы СБИС.
Базовые элементы и их характеристики.
Основные усилительные каскады АИС на биполярных и полевых транзисторах.
Коэффициент усиления.
Вольт-амперная характеристика.
Сопротивление базы транзистора.
Отрицательная обратная связь в схеме с общим эмиттером (ОЭ).
Эмиттерный повторитель.
Дифференциальный усилитель.
Зеркало тока и его использование в интегральных схемах. Электронная батарейка. Каскады уровня и выходные каскады АИС.
Комплементарный каскод.
Эмиттерный повторитель (ЭП) выходного каскада.
Идеальный операционный усилитель (ОУ). Макромоделирование ОУ. Аппаратурное применение.
Цепи на основе неинвертирующего включения ОУ.
Фильтры идеальный и активный.
Основные элементы цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) и аналого-цифровых преобразователей (АЦП).
Логические элементы на биполярных транзисторных структурах.
Функции, выполняемые логическими структурами.
Статические и динамические параметры логических элементов. Связь быстродействия и потребляемой мощности от источников питания. Импульсные сигналы и постоянные времени.
Постоянная времени цепи с развязывающим конденсатором.
Дифференцирование и интегрирование.
Работа биполярного транзистора в качестве ключа. Статистические параметры и характеристика ключа. Логические уровни и помехоустойчивость.
Устройство и работа базового транзисторно-транзисторного логического элемента (ТТЛ ЛЭ). Схемотехническая реализация логических функций.
Передаточные характеристики и помехоустойчивость ТТЛ элементов. Разновидности ТТЛ элементов. Быстродействующие элементы с диодами Шоттки.
Входная характеристика основного ТТЛ ЛЭ.
Логические элементы на переключателях тока.
Передаточные характеристики.
Увеличение логического перепада. Схема Дарлингтона.
Базовые логические элементы на МДП- и КМДП-транзисторных структурах.
Расчет статических параметров и характеристик. Использование МДП-транзистора в качестве управляемого нагрузочного резистора.
Выходные характеристики. Омический участок.
Потребляемая мощность МОП- и КМОП-инверторов. Динамические характеристики МОП- и КМОП-инверторов.
Схемотехническая реализация логических функций И-НЕ и ИЛИ-НЕ.
Управляющие вентили. Статические характеристики вентилей передачи.
Базовые управляющие схемы.
Динамические вентили.
Логические схемы.
Полусумматоры и сумматоры.
Триггеры.
Синхронный RS-триггер.
D-триггер.
JK-триггер.
Двухтактный триггер и триггер с динамическим входом.
Регистры для хранения данных.
Регистр сдвига.
Дешифраторы и индикаторы.
Семисегментные индикаторы и дешифраторы.
Мультиплексоры данных.
Логические матрицы.
Программируемые логические устройства.
Запоминающие устройства.
Классификация СБИС памяти.
Статические запоминающие устройства с произвольной выборкой (ЗУПВ).
Динамические ЗУПВ.
Постоянные запоминающие устройства.
Библиографический список.