目 录

第一章双极型集成电路简介

1.1半导体集成电路技术简史

1.2半导体集成电路的种类

1.3双极型半导体集成电路的基本制造过程

1.3.1典型的双极型集成电路工艺

1.3.2双极型集成电路中元件的形成过程和元件的结构

1.4典型的集成NPN管举例

1.5集成电路的封装和热阻

1.5.1集成电路的封装

1.5.2集成电路的热阻

第二章双极型集成晶体管及其寄生效应

2.1理想的PN结二极管模型

2.2.1理想的四层结构晶体管

2.2理想本征晶体管的埃伯斯－莫尔模型

2.2.2四层结构晶体管的埃伯斯－莫尔模型

2.3集成晶体管的有源寄生效应

2 3.1 NPN管工作在正向工作区时

2.3.2 NPN管工作于截止区时

2.3.3 NPN管工作于反向工作区时

2.3.4 NPN管工作于饱和区时

2.3.5降低寄生PNP管影响的办法

2.4集成晶体管中的无源寄生效应

2.4.1集成晶体管中的寄生电阻

2.4.2集成晶体管中的寄生电容

2.5双极型集成晶体管的小信号模型及特征频率fT

2.6超βNPN晶体管

2.7集成电路中的PNP管

2.7.1横向PNP管

2.7 2衬底PNP管

2.7.3自由集电极纵向PNP管

2.8集成二极管

2.8.1一般集成二极管

2.8.2集成齐纳管及次表面齐纳管

2.9 肖特基势垒二极管（SBD）和SBD钳位晶体管（SCT）

2.9.1肖特基势垒二极管（SBD）

2.9.2 SBD和一般硅PN结二极管的差别

2.9.3 SBD钳位晶体管（SCT）

2.9.4 SBD和SBD钳位晶体管的等效电路

2.9.5 SBD钳位所带来的问题

2.9.6 SBD和SCT的设计

2.10集成JFET

2.10.1 JFET的伏安特性

2.10.2集成JFET的小信号等效电路

2.10.3集成JFET的设计

第三章集成电路中的无源元件

3.1基区扩散电阻器

3.1.1基区扩散电阻的结构和设计

3.1.2基区扩散电阻的公差

3.1.3扩散电阻的功耗限制

3.1.4扩散电阻的温度系数TCR

3.1.5基区扩散电阻的等效电路、频率特性及偏置效应

3.2其它常用集成电阻器

3.2.1发射区（磷）扩散电阻

3.2.2隐埋层电阻

3.2.3基区沟道电阻

3.2.4外延层电阻和外延层沟道电阻

3.2.5离子注入电阻

3.2.6薄膜电阻

3.3集成电容器

3.3.2 MOS电容器

3.4互连

3.4.1金属条互连

3.4.2交叉连线

第四章集成电路的版图设计

4.1集成电路设计的一般程序

4.3.3最小图形间距的估算

4.2掩模对准容差和最小图形尺寸

4.2.1掩模对准容差

4.2.2最小图形尺寸

4.3最小图形间距

4.3.1隐埋层扩散

4.3.2隔离扩散

4.4最小面积晶体管

4.5关于集成NPN管几个参数的设计考虑

4.5.1击穿电压

4.5.2电流增益和电流容量

4.6集成电路布线的一般规则

4.7其它隔离方法的集成晶体管结构

4.7.1其它PN结隔离

4.7.2全介质隔离

4.7.3 PN结介质混合隔离

第五章模拟集成电路中的基本单元电路

5.1单管放天级

5.1.1共射（CE）放大器

5.1.2射极跟随器

5.1.3带射极负反馈电阻的共射放大器

5.1.4共基（CB）放大器

5.2复合器件及双管放大级

5.2.1达林顿管和CC-CE级

5.2.2复合PNP管

5.2.3钳位式复合PNP管

5.2.4共射－共基（CE-CB）单元

5.2.5共集－共基（CC-CB）单元

5.3恒流源电路

5.3.1基本恒流源电路

5.3.2改进型的基本恒流源

5.3.3比例恒流源电路

5.3.4精密匹配电流镜

5.3.5小电流恒流源（Widlar恒流源）电路

5.3.6补偿恒流源（Wilson恒流源）电路

5.3 7 CE-CB恒流源

5.3.8 PNP管恒流源电路

5.3.9 JFET恒流源电路

5.4偏置电压源和基准电压源电路

5.4.1简单齐纳管电压源

5.4.2正向二极管串联电压源

5.4.3 VBE倍增电路

5.4.4小电压恒压源

5.4.5温度补偿齐纳管基准电压源

5.4.6三管能隙基准源

5.4.7复合式能隙基准源

5.4.8两管能隙基准源

5.5射耦对差分放大器

5.5.1小信号放大特性

5.5.2直流传输特性

5.5.3输入失调和失调的温度系数

5.5.4共模抑制比KCMR

5.6 JFET源耦对差分放大器

5.6.1小信号参数

5.6.2输入失调电压VIc

5.6.3失调电压温度系数αvIo

5.7有源负载放大级

5.8.1射极跟随器电平位移电路

5.8.2简单恒压源电平位移电路

5.8.3恒流源－电阻电平位移电路

5.8.4 PNP管电平位移电路

5.9输出级电路

5.9.1射极输出器输出级

5.9.2互补推挽输出级

5.9.3输出过流保护电路

5.10模拟乘法器

5.10.1射耦对简单乘法器——二象限乘法器

5.10.2双差分模拟乘法器

第六章运算放大器

6.1引言

6.2运算放大器的主要技术指标

6.2.1输入特性

6.2.2传输特性

6.2.4频率特性

6.2.3输出特性

6.2.5电源特性

6.3运算放大器的基本应用

6.3.1两条基本的近似假定

6.3.2反相放大器

6.3.3同相放大器和电压跟随器

6.3.4差分放大器和减法器

6.3.5加法器

6.3.6积分器和微分器

6.3.7.对数放大器和指数放大器

6.4实际运算放大器参数引起的计算误差

6.4.1 AvD、RID为有限值和存在IIB、IIo、VIo所引起的V0计算误差

6.4.2输出电阻Ro≠0，负载电阻RL≠∞的影响

6.4.3同相放大器的误差及共模抑制比为有限值的影响

6.5运放的输入级

6.5.1电阻负载射耦对差分输入级

6.5.2有源负载互补复合管差分输入级

6.5.3达林顿管差分输入级

6.5.4自举式输入级

6.5.5 FET源耦对差分输入级

6.6运算放大器的直流和低频增益

6.6.1增益

6.6.2热反馈对增益的影响

6.7运放的频率补偿

6.8运放的小信号频率响应

6.9运放的转换速率和全功率带宽

6.10运算放大器的分类

6.11通用集成运算放大器举例

6.11.1 709型通用运放电路简介

6.11.2741型通用运放电路分析

6.11.3 108型通用运放电路介绍

6.12.1内调平衡式高精度运放

6.12高精度运算放大器

5.8电平位移电路

6.12.2斩波稳零运算放大器

6.1 3.1运放频率特性参数间的关系

6.13高速运算放大器

6.13.2提高运放速度的措施

6.13.3典型高速运算放大器介绍

6.14其它特殊运算放大器

6.14.1 FET输入运算放大器

6.14.2低功耗运算放大器

6.14.3程控运算放大器

6.14.4跨导运算放大器

6.14.5电流型运算放大器

第七章集成稳压器

7.1集成稳压器的基本结构

7.2集成稳压器的主要参数

7.3集成稳压器的主要组成部分

7.3.1基准电压源

7.3.2误差放大器

7.3.3调整管

7.3.4取样电阻

7.3.5启动电路

7.3.6保护电路

7.4一般通用集成稳压器（W723）

7.5三端固定输出电压式集成稳压器（W7800）

3.3.1 PN结电容器

7.6三端输出电压可调式集成稳压器（W138）

7.7集成高精度电压基准源

第八章晶体管－晶体管逻辑（TTL）电路

8.1双极型逻辑电路的简单回顾

8.2一般TTL与非门电路

8.2.1四管单元与非门电路

8.2.2五管单元与非门电路

8.2.3六管单元STTL与非门电路

8.3低功耗肖特基TTL（LSTTL）电路

8.3.1电路的基本结构

8.3.2工作原理和直流工作点

8.3.3电压传输特性

8.3.4静态参数

8.3.5瞬态特性

8.4.1非门、与门、或门及或非门

8.4 LSTTL门电路的逻辑扩展

8.4.2异或门

8.4.3集电极开路（OC）门和三态（3S）门

8.5 ASTTL和ALSTTL电路

8.5.1 54/74系列ASTTL和ALSTTL电路

8.5.2第二代LSTTL门（LS 2TTL）电路

8.5.3 FAST系列三级结构基本门

8.6 LSTTL电路的温度特性

8.6.1 R、VF、βF的温度特性

8.6.2 LSTTL电路参数的温度特性

8.7 LSTTL电路的版图设计

8.7.1隔离区的划分和基本设计条件

8.7.2各单元的图形设计

8.8中、大规模集成电路中的简化逻辑门

8.8.1简化与非门

8.8.2单管逻辑门

8.8.3简化的LSTTL电路

8.9.1门阵列一般介绍

8.9 LSTTL门阵列

8.9.2 LSTTL门阵列内的基本门

8.10集成触发器

8.10.1前沿触发D触发器

8.10.2后沿触发集成J-K触发器

8.10.3简化集成触发器电路

第九章集成注入逻辑（I2L）电路

9.1 L2L电路的基本结构

9.2 I2L电路的工作原理

9.2.1当前级的输出为“1”态时

9.2.2当前级的输出为“0”态时

9.3 I2L电路分析

9.3.1 I2L电路能正常工作的必要条件

10.5 ECL电路的设计特点

9.3.2负载能力

9.3.3电压传输特性和抗干扰能力

9.3.4 I2L电路的功耗延迟积

9.4.1 I2L电路的基本逻辑单元

9.4 I2L电路的基本逻辑单元和逻辑组合

9.4.2线与非单元

9.5 I2L电路的工艺和版图设计

9.5.1常规I2L电路工艺类型

9.4.3并合晶体管与非门

9.5.2 I2L电路的版图设计

9.6改进的I2L电路

9.6.1离子注入I2L

9.6.2等平面隔离I2L

9.6.3自对准多晶硅工艺I2L

9.6.4肖特基晶体管逻辑（STL）

9 6.5集成肖特基逻辑（ISL）

9.6.6适合于VLSI的双极型数字电路

第十章发射极耦合逻辑（ECL）电路

10.1 ECL门电路的工作原理

10.1.1射极耦合电流开关

10.1.2射极输出器

10.1.3参考电压源和VoH、VoL、VBB的温度系数

10.2 ECL门电路的静态特性

10.2.1电压传输特性

10.2.2主要直流参数

10.3 ECL电路的瞬态特性

10.4 ECL电路的逻辑扩展

10.4.1输出端线或功能

10.4.2电流开关集电极点与功能

10.4.3串级门——电流导引法形成与／与非门

10.5.1晶体管的设计

10.5.2电阻设计

10.6全补偿ECL电路和EFL电路

10.6.1 F100K全补偿ECL电路

10.6.2射极功能逻辑（EFL）电路

附录一常用物理常数及一些单位换算

附录二300K下硅和二氧化硅、氮化硅的重要性质

附录三 半导体集成电路型号命名法

附录四布尔代数恒等式