集成电路概论范文精选

【摘 要】集成运算放大电路线性应用的“三步分析法”实质就是以线性运算放大电路的理想特性以及两个重要推论为依据，将集成运算放大电路的电压放大倍数计算、输出电压的计算、偏置参数的线性计算归纳到运算放大器的反相端的电流关系上来，利用方程式求解未知量。

【关键词】中职电子；线性运放；三步分析法

集成运算放大器是一种具有高开环放大倍数并带有深度负反馈的多级直接耦合放大电路，自20世纪60年代初第一个集成运算放大器问世以来，该电路广泛应用于信号运算、信号处理、信号测量等方面。在江苏省中等职业教育电子电工类专业规划教材《电子线路》中，对集成运算放大器的特性与数学方面的应用作了阐述。

为了让学生在学习这一部分知识时，能简洁、明了地掌握线性运放的特性与应用，本人在教学过程中对一般线性运放电路的分析方法作了一点总结，归纳出分析计算一般线性集成运算放大电路分析计算的“三步分析法”， 为学生在分析线性集成运算放大电路时提供了有效的方法保证。

一、集成运算放大器的理论基础

1.集成运算放大器的概述：集成运算放大器的电路常分为输入级、中间级、输出级和偏置电路四个基本组成部分，它具有开环放大位数高、输入电阻高（约几百千欧）、输出电路低（约几百工欧）、漂移小、体积小、可靠性高等特点，现已成为一种通用器件，广泛运用于各个技术领域。

2.集成运算放大器理想特性：在分析集成运算放大器时一般将放大器看成理想运算放大器，理想特性为（开环电压放大位数Auo=∞；差模输入电阻Ri=∞；开环输出电阻RO=∞；Vi=0 时VO=0；频带宽度BW从0到∞）。

3.集成运算放大器在线性应用时的两个推论：①虚断，由运算放大器差模输入电阻Ri=∞，推导出两个输入端的输入电流为i+-i-=0；②虚短，由于运算放大器开环电压放大位数Auo=∞，而输出电压为一个有限值，故Auo==∞，u+-u-=0，则u+=u-。

摘要：针对概论性课程中存在的问题，基于项目教学法，以集成电路概论课程为例，提出了教学改革方案。同时结合集成电路封装信号完整性的教学内容，分析与探索了项目教学法在实际教学中的应用。实践表明：将项目教学法引入到概论性课程的教学中，提高了学生的理解能力和创新能力，从而提升了教学质量。

关键词：项目教学法；概论性课程；教学改革；集成电路；信号完整性

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）30-0166-02

The Research for the Introduction Course Based on the Project-Based Pedagogy ― In "An Introduction to Integrated Circuits" Case

YANG Ling-ling1，3， XIE Xing2， SUN Ling3， SUN Hai-yan3

（1.Xinglin College， Nantong University， Nantong 226019， China； 2.Engineering Training Center， Nantong 226019， China； 3. Jiangsu Key Laboratory of ASIC Design， Nantong University， Nantong 226019， China）

Abstract： In view of the problems arising from the teaching process of the introduction course， this article， based on the project-based pedagogy， proposes education reforms in an introduction for integrated course. At the same time， combined with teaching for the signal integrity of the integrated package ，the application of the project-based pedagogy is analyzed and explored.In summary， the results shows that it is useful to improve the abilities of understanding and the innovating greatly for students，which also enhance the quality of teaching，by using he project-based pedagogy in teaching of the introduction course.

Key words： project-based pedagogy； introduction course； teaching reform； integrity circuit； signal integrity

摘要：概率粗糙集模型能充分利用近似边界区域提供的统计信息，并能对给定概念一个更完整的刻画，因而可以提取带有确定性因子的决策规则，笔者将改进的基于信息熵的属性约简算法应用于概率粗糙集模型中，并将此模型应用到电路控制系统中，得到了较好的效果。

关键词：概率粗糙集；信息熵；电路控制系统

中图分类号：TP301文献标识码：A文章编号：1009-3044(2010)20-5577-02

Application of Probability Rough Set based on Information Entropy in the Circuit Control System

WANG Hua, LIU Bing-xiang

(Jingdezhen Ceramic Institute, Information Engineering, Jingdezhen 333403, China)

Abstract: The model of probability rough set can take full advantage of the border regions of similar statistical information, and given the concept of a more complete portrait, then we can extract with an uncertainty factor of the decision-making rules. The attribute reduction algorithm based on information entropy is applied to the probability of rough set model by the writer, this model will be applied to the circuit control system and obtained good results.

Key words: probability rough set; information entropy; circuit control system

【教学内容】

高二《物理》(必修加选修)第二册第十四章第六节。

【问题提出】

师：这节课，首先请同学们用电压表测量不同型号的干电池、蓄电池的电压，并说明测量结果。

生：不同型号的干电池的电压都约为1.5V，蓄电池的电压都约为2V。

师：我们的教材这样讲：“不接用电器时电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的。为了表征电源的这种特性，物理学中引入电动势的概念。电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。”我给同学们提出一个问题：电动势到底表征电源的什么特性?同学们，你们自己有什么问题吗?

生甲：为什么不同型号的干电池的电压都约为1.5V?

生乙：为什么干电池电压与蓄电池不同?

1非微电子专业开设集成电路设计课程的原则

在非微电子专业如计算机、通信、信号处理、自动化、机械等专业开设集成电路设计技术相关课程，一方面，这些专业的学生有电子电路基础知识，又有自己本专业的知识，可以从本专业的系统角度来理解和设计集成电路芯片，非常适合进行各种应用的集成电路芯片设计阶段的工作，这些专业也是目前芯片设计需求最旺盛的领域；另一方面，对于这些专业学生的应用特点，不宜也不可能开设微电子专业的所有课程，也不宜将集成电路设计阶段的许多技术（如低功耗设计、可测性设计等）开设为单独课程，而是要将相应课程整合，开设一到二门集成电路设计的综合课程，使学生既能够掌握集成电路设计基本技术流程，也能够了解集成电路设计方面更深层的技术和发展趋势。因此，在课程的具体设置上，应该把握以下原则。理论讲授与实践操作并重集成电路设计技术是一门实践性非常强的课程。随着电子信息技术的飞速发展，采用EDA工具进行电路辅助设计，已经成为集成电路芯片主流的设计方法。因此，在理解电路和芯片设计的基本原理和流程的基础上，了解和掌握相关设计工具，是掌握集成电路设计技术的重要环节。技能培训与前瞻理论皆有在课程的内容设置中，既要有使学生掌握集成电路芯片设计能力和技术的讲授和实践，又有对集成电路芯片设计新技术和更高层技术的介绍。这样通过本门课程的学习，一方面，学员掌握了一项实实在在有用的技术；另一方面，学员了解了该项技术的更深和更新的知识，有利于在硕、博士阶段或者在工作岗位上，对集成电路芯片设计技术的继续研究和学习。基础理论和技术流程隔离由于是针对非微电子专业开设的课程，因此在课程讲授中不涉及电路设计的一些原理性知识，如半导体物理及器件、集成电路的工艺原理等，而是将主要精力放在集成电路芯片的设计与实现技术上，这样非微电子专业的学生能够很容易入门，提高其学习兴趣和热情。

2非微电子专业集成电路设计课程实践

根据以上原则，信息工程大学根据具体实际，在计算机、通信、信号处理、密码等相关专业开设集成电路芯片设计技术课程，根据近两年的教学情况来看，取得良好的效果。该课程的主要特点如下。优化的理论授课内容

1）集成电路芯片设计概论：介绍IC设计的基本概念、IC设计的关键技术、IC技术的发展和趋势等内容。使学员对IC设计技术有一个大概而全面的了解，了解IC设计技术的发展历程及基本情况，理解IC设计技术的基本概念；了解IC设计发展趋势和新技术，包括软硬件协同设计技术、IC低功耗设计技术、IC可重用设计技术等。

2）IC产业链及设计流程：介绍集成电路产业的历史变革、目前形成的“四业分工”，以及数字IC设计流程等内容。使学员了解集成电路产业的变革和分工，了解设计、制造、封装、测试等环节的一些基本情况，了解数字IC的整个设计流程，包括代码编写与仿真、逻辑综合与布局布线、时序验证与物理验证及芯片面积优化、时钟树综合、扫描链插入等内容。

3）RTL硬件描述语言基础：主要讲授Verilog硬件描述语言的基本语法、描述方式、设计方法等内容。使学员能够初步掌握使用硬件描述语言进行数字逻辑电路设计的基本语法，了解大型电路芯片的基本设计规则和设计方法，并通过设计实践学习和巩固硬件电路代码编写和调试能力。

4）系统集成设计基础：主要讲授更高层次的集成电路芯片如片上系统（SoC）、片上网络（NoC）的基本概念和集成设计方法。使学员初步了解大规模系统级芯片架构设计的基础方法及主要片内嵌入式处理器核。丰富的实践操作内容

教学内容

高二《物理》(必修加选修)第二册第十四章第六节。

问题提出

师：这节课，首先请同学们用电压表测量不同型号的干电池、蓄电池的电压，并说明测量结果。

生：不同型号的干电池的电压都约为1.5V，蓄电池的电压都约为2V。

师：我们的教材这样讲：“不接用电器时电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的。为了表征电源的这种特性，物理学中引入电动势的概念。电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。”我给同学们提出一个问题：电动势到底表征电源的什么特性?同学们，你们自己有什么问题吗?

生甲：为什么不同型号的干电池的电压都约为1.5V?

生乙：为什么干电池电压与蓄电池不同?

1非微电子专业开设集成电路设计课程的原则

在非微电子专业如计算机、通信、信号处理、自动化、机械等专业开设集成电路设计技术相关课程，一方面，这些专业的学生有电子电路基础知识，又有自己本专业的知识，可以从本专业的系统角度来理解和设计集成电路芯片，非常适合进行各种应用的集成电路芯片设计阶段的工作，这些专业也是目前芯片设计需求最旺盛的领域；另一方面，对于这些专业学生的应用特点，不宜也不可能开设微电子专业的所有课程，也不宜将集成电路设计阶段的许多技术（如低功耗设计、可测性设计等）开设为单独课程，而是要将相应课程整合，开设一到二门集成电路设计的综合课程，使学生既能够掌握集成电路设计基本技术流程，也能够了解集成电路设计方面更深层的技术和发展趋势。因此，在课程的具体设置上，应该把握以下原则。理论讲授与实践操作并重集成电路设计技术是一门实践性非常强的课程。随着电子信息技术的飞速发展，采用EDA工具进行电路辅助设计，已经成为集成电路芯片主流的设计方法。因此，在理解电路和芯片设计的基本原理和流程的基础上，了解和掌握相关设计工具，是掌握集成电路设计技术的重要环节。技能培训与前瞻理论皆有在课程的内容设置中，既要有使学生掌握集成电路芯片设计能力和技术的讲授和实践，又有对集成电路芯片设计新技术和更高层技术的介绍。这样通过本门课程的学习，一方面，学员掌握了一项实实在在有用的技术；另一方面，学员了解了该项技术的更深和更新的知识，有利于在硕、博士阶段或者在工作岗位上，对集成电路芯片设计技术的继续研究和学习。基础理论和技术流程隔离由于是针对非微电子专业开设的课程，因此在课程讲授中不涉及电路设计的一些原理性知识，如半导体物理及器件、集成电路的工艺原理等，而是将主要精力放在集成电路芯片的设计与实现技术上，这样非微电子专业的学生能够很容易入门，提高其学习兴趣和热情。

2非微电子专业集成电路设计课程实践

根据以上原则，信息工程大学根据具体实际，在计算机、通信、信号处理、密码等相关专业开设集成电路芯片设计技术课程，根据近两年的教学情况来看，取得良好的效果。该课程的主要特点如下。优化的理论授课内容1）集成电路芯片设计概论：介绍IC设计的基本概念、IC设计的关键技术、IC技术的发展和趋势等内容。使学员对IC设计技术有一个大概而全面的了解，了解IC设计技术的发展历程及基本情况，理解IC设计技术的基本概念；了解IC设计发展趋势和新技术，包括软硬件协同设计技术、IC低功耗设计技术、IC可重用设计技术等。2）IC产业链及设计流程：介绍集成电路产业的历史变革、目前形成的“四业分工”，以及数字IC设计流程等内容。使学员了解集成电路产业的变革和分工，了解设计、制造、封装、测试等环节的一些基本情况，了解数字IC的整个设计流程，包括代码编写与仿真、逻辑综合与布局布线、时序验证与物理验证及芯片面积优化、时钟树综合、扫描链插入等内容。3）RTL硬件描述语言基础：主要讲授Verilog硬件描述语言的基本语法、描述方式、设计方法等内容。使学员能够初步掌握使用硬件描述语言进行数字逻辑电路设计的基本语法，了解大型电路芯片的基本设计规则和设计方法，并通过设计实践学习和巩固硬件电路代码编写和调试能力。4）系统集成设计基础：主要讲授更高层次的集成电路芯片如片上系统（SoC）、片上网络（NoC）的基本概念和集成设计方法。使学员初步了解大规模系统级芯片架构设计的基础方法及主要片内嵌入式处理器核。

丰富的实践操作内容1）Verilog代码设计实践：学习通过课下编码、上机调试等方式，初步掌握使用Verilog硬件描述语言进行基本数字逻辑电路设计的能力，并通过给定的IP核或代码模块的集成，掌握大型芯片电路的集成设计能力。2）IC前端设计基础实践：依托Synopsys公司数字集成电路前端设计平台DesignCompiler，使学员通过上机演练，初步掌握使用DesignCompiler进行集成电路前端设计的流程和方法，主要包括RTL综合、时序约束、时序优化、可测性设计等内容。3）IC后端设计基础实践：依托Synopsys公司数字集成电路后端设计平台ICCompiler，使学员通过上机演练，初步掌握使用ICCompiler进行集成电路后端设计的流程和方法，主要包括后端设计准备、版图规划与电源规划、物理综合与全局优化、时钟树综合、布线操作、物理验证与最终优化等内容。灵活的考核评价机制1）IC设计基本知识笔试：通过闭卷考试的方式，考查学员队IC设计的一些基本知识，如基本概念、基本设计流程、简单的代码编写等。2）IC设计上机实践操作：通过上机操作的形式，给定一个具体并相对简单的芯片设计代码，要求学员使用Synopsys公司数字集成电路设计前后端平台，完成整个芯片的前后端设计和验证流程。3）IC设计相关领域报告：通过撰写报告的形式，要求学员查阅IC设计领域的相关技术文献，包括该领域的前沿研究技术、设计流程中相关技术点的深入研究、集成电路设计领域的发展历程和趋势等，撰写相应的专题报告。

3结语

随着传统集成电路设计和生产流程的改变，大多数芯片设计可以采用无生产线设计和代工厂生产的方式完成[2]，这种流程为高校集成电路设计人才的培养提供了低成本的硬件环境[3]。此外，随着我国对集成电路设计人才需求的逐年提高，在高校非微电子专业开设集成电路设计技术课程已经成为培养相关专业合格毕业生的必须。信息工程大学根据自身软硬件条件和学生具体专业情况，开设了集成电路设计技术相关理论和实践课程，经过两年的教学实践，取得良好的教学效果，培养了一批有着丰富专业技术知识的集成电路设计人才。

作者：宋克张帆沈剑良单位：信息工程大学信息技术研究所讲师

摘要：本文介绍了科学出版社2009年出版的“十一五”规划教材《现代电工学》一书在内容选取、结构编排和讲授方法等方面的特色。指出该教材较为适用省属普通高校的非电类专业，内容实用且不失强化基础、信息量大而篇幅适中，重能力培养且具较好可读性。

关键词：教材；电工学；体会

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0233-02

一、引言

电工学是为非电专业开设的一门技术基础课，并且对很多专业也是唯一的一门电类课程。科学出版社2009年出版的第2版《现代电工学》一书，由浙江工业大学顾伟驷、龙胜春、浙江大学贾爱民、浙江理工大学韩秀荣和浙江农林大学郑红平编写，为国家“十一五”规划教材。该教材主要是为省属普通高校的非电类专业而编写。在编写中，作者首先分析了我国目前使用的电工学教材的现状，多次召开参编人员座谈会，结合有关院校第一线教师的意见和建议，确定教材总体构想。一方面从电工学内容的基础性和实用性入手，注意涵盖实际应用中常用的基本概念和基本分析方法，以保证基础理论和基本能力的培养。为加强应用，分析举例尽量采用实例，以缩小理论教学与实际应用之间的距离。另一方面考虑到教材的主要阅读对象为省属普通高校的学生，在编排内容时做到详略得当，循序渐进。同时作为教材也要反映一定的先进性，以拓宽学生的知识空间，激发学生的创新意识，力图使教材体现侧重基础，面向应用，拓宽知识面的总体构想。本文介绍了《现代电工学》更新内容和注意能力培养方面的一些特色。

二、内容大幅更新

通过电工学课程的学习旨在使学生掌握电工电子技术的基本理论、基本知识和基本技能，了解电工、电子技术如何应用于非电类专业，使他们在将来的工作中能有较宽的视野，能从学科交叉应用的角度去思考、处理问题，为学习后续课程以及从事工程技术和科学研究打下一定的基础。为此，在电工学的教材选材上，主要是电工、电子学科中成熟的、经典的、具有普遍意义的基本理论、基本分析方法和基本技能；同时，由于电工、电子技术应用极为广泛，发展非常迅速，并且日益渗透到其他学科领域，促进其发展，有电工电子技术有关的新技术、新方法、新产品层出不穷。因此，电工学课程还要向非电类专业介绍电工学科的新技术、新动态。为了使学生能较全面地了解电能的应用和电工电子技术，并能适应今后的发展要求，这就需要适当地拓宽知识面。《现代电工学》一书，是高等院校电工学课程的通用教材。在内容的选取上主要有以下几点的变化。

1.符号标注尽量符合国标。根据国标GB1097-2006《旋转电机线端标志与旋转方向》的规定，电机绕组用“U、V、W”表示，三相电路中的相线用L1、L2、L3表示；在变压器部分，根据GB1094.1-1996《电力变压器》第1部分总则的规定，三相变压器绕组应用A、B、C表示，但考虑到全书的连惯性，不管是电机还是变压器绕组，本教材均采用“U、V、W”表示。

摘要：本文讨论了数字电路教学中存在的典型问题，包括如何建立数字电路概念的问题、教学内容选择的问题、课堂教学方法和实验教学方法改进的问题，提出了解决这些问题的方法，实践表明，本文所提出的方法是可行的、有效的。

关键词：数字电路 教学 课堂教学 实验教学

中图分类号：TN79-4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）09-0121-02

数字电路是电子信息类专业的一门学科基础课程，通过本课程的学习，同学们能够了解数字电子技术的基本概念、数字逻辑电路分析和设计方法，掌握常用集成电路芯片的使用，实现简单数字应用电路设计，为后续有关专业课程学习和解决工程实践中遇到的数字逻辑问题打下良好的基础，培养具有一定创新能力的应用型人才。

数字电路是现代电子系统的必要组成部分，从一般的数字逻辑电路、微处理器控制电路、到复杂的信号处理系统，无不留下数字电路的身影，因此掌握数字电路分析、设计方法和测试方法是电子信息类专业的基本要求。

1、对数字概念的建立是该门课程的重要基础。

数字电路是真正接触数字逻辑、数字概念的第一门课，这部分概念的掌握与否，直接影响到后续课程的学习，比如：微机原理、单片机原理、数字信号处理和EDA等。

（1）逻辑量概念和逻辑运算是数字电路的基础，逻辑量是用来表示事件是否发生的物理量，在具体电路实现上用高低电平来表示逻辑量0和1。逻辑关系表示了事件之间的因果关系，在具体电路方面用各种门电路来实现。

【摘 要】《电子技术基础》是技工学校电工专业的一门十分重要的专业基础课，它既有较深的理论知识，又有较强的实践性，提高该学科的教学质量，发展学生的分析思维及动手能力，一直是技工院校老师们探索的课题。由于《电子技术基础》的讲授内容比较抽象，这让技工院校的学生普遍感到枯燥、深奥、难学。为改善这一教学现象，提高教学效率，本文针对实际教学现象，结合具体教学经验，从《电子技术基础》的重要性、教学计划、兴趣、综合技术四个方面进行阐述如何进一步改进《电子技术基础》的教育教学。

【关键词】重要性；教学计划；兴趣；综合技术

一、让学生意识到《电子技术基础》的重要性，激发学习兴趣

起初向学生介绍电子技术发展的过程以及现状。电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。第一代电子产品以电子管为核心。四十年代末世界上诞生了第一只半导体三极管，它以小巧、轻便、省电、寿命长等特点，很快地被各国应用起来，在很大范围内取代了电子管。五十年代末期，世界上出现了第一块集成电路，它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上，使电子产品向更小型化发展。集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路，从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。然后强调它与日常生活的紧密性；并带领学生去实习厂参观、学习各种家用电器的电路板，介绍每一种电子元件的作用，特别强调集成块的应用；最后向学生解释《电子技术基础》是研究电子线路及其应用的科学技术，广泛应用于通信、计算机、军事等各个方面，激发学生学习兴趣。

二、“量体裁衣”，制定合理性的教学计划，使学习变得简单、快乐

很多学生及学生家长都“重仕轻工”和“好面子”，认为只有上大学才能有更好的发展和未来，再加上同等学校的扩招，都想招更多的学生。这样更进一步导致技工院校学生的素质普遍较差，接受能力又低。再加上《电子技术基础》是电工专业的基础课程，概念抽象，内容多，公式多，符号多，而且所涉及的电子元器件都是非线性电子元件，对学生的学习能力是很大的挑战。俗话说“万事开头难”，为了使学生有一定的适应时间和较宽松的学习环境，只有制定前松后紧的学习计划。这样可以让他们更早、更好地将理论知识灵活地运用到实践操作中去，真正做到理论联系实际。

三、采用多样性的教学方法，激发学生学习兴趣

兴趣是人们对某件事物、某项活动的选择性态度和积极的情绪反应。从青少年的心理特征来看，技工院校学生具有好奇、好动、好疑等特点，比较容易接受新鲜事物、新知识，他们基本上能掌握课文中的知识概念，但他们的思想不稳定，注意力不易持久。在这一年龄阶段，他们对一些较复杂、抽象概念的掌握，需要具体形象的支持，如果没有具体形象作为支柱，他们就往往不能正确地领会这些概念，甚至对学习的内容产生厌倦反感。《电子技术基础》课具有一定的思想性、理论性，而且许多概念都比较抽象。这就要求教师要灵活运用教学方法，精心设计教学过程，在讲授时一定要生动、形象、深入浅出、循循善诱，并充分运用一些现代辅助教学手段，选取学生感兴趣的材料作为辅助教学，抓住学生的注意力，启发学生的思维，激发他们学习《电子技术基础》的兴趣，充分调动他们学习的积极性。例如讲解负反馈对放大电路的放大倍数的影响时，引导学生观察实验现象和实验数据，让每个学生都参与进来，互相讨论，充分调动学生的展现欲和求知欲。通过分析和推论，得出规律性的知识。最后教师演示实验，指出学生们存在的问题，加深学生对本节知识的理解。教学中加强演示实验可激发学生的学习兴趣，帮助学生理解有关的知识和结论，更重要的目的是培养学生的科学态度和训练学生的科学方法。