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目录1

第一章 双极型逻辑集成电路版图设计基础1

第一节 逻辑集成电路版图的简单介绍1

1-1-1逻辑集成电路的工艺特点1

1-1-2逻辑集成电路版图设计原则3

第二节 逻辑集成电路中的晶体管7

1-2-1晶体管的图形设计7

1-2-2晶体管的击穿电压8

1-2-3晶体管的最大工作电流10

1-2-4集电极串联电阻和饱和压降11

1-2-5晶体管的寄生电容和寄生n-p-n效应13

1-2-6晶体管的频率特性和开关速度16

第三节 逻辑集成电路中的二极管18

1-3-1二极管的直流特性18

1-3-2二极管的寄生效应23

1-3-3二极管的电荷存贮效应24

1-3-4六种二极管性能的比较和讨论26

第四节 逻辑集成电路中的电阻器26

1-4-1硼扩散电阻器27

1-4-2其他电阻器33

第五节 逻辑集成电路的封装和布线35

1-5-1封装和压焊的简单介绍36

1-5-2和封装有关的版图设计问题37

2-1-1基本逻辑门电路39

第二章 集成逻辑门电路工作原理39

第一节 逻辑门电路介绍39

2-1-2常用逻辑门及其相互关系40

第二节 二极管－晶体管（DTL）门电路原理43

2-2-1DTL门电路的工作原理43

2-2-2DTL门电路的特性参数48

2-2-3DTL门电路的逻辑扩展50

2-2-4DTL门电路的改进形式51

2-2-5高阈值逻辑（HTL）门电路53

第三节 晶体管－晶体管逻辑（TTL）门电路原理54

2-3-1TTL门电路的工作原理54

2-3-2典型的TTL与非门57

3-1-1TTL门电路开态和关态的工作特性59

第三章 晶体管－晶体管逻辑（TTL）门电路59

第一节 TTL门电路静态特性59

3-1-2TTL电路的电压传输特性63

3-1-3TTL门电路静态特性参数及测试68

第二节 TTL门电路瞬态特性73

3-2-1TTL门电路瞬态分析的特点73

3-2-2关态到开态的瞬态过程分析76

3-2-3从开态到关态的瞬态过程88

3-2-4平均延迟时间及其测试95

3-2-5瞬态功耗97

第三节 TTL门电路的几种改进形式98

3-3-1有源泄放TTL电路99

3-3-2抗饱和TTL电路105

3-3-3三状态逻辑TTL电路109

3-3-4直接耦合TTL电路111

第四节 TTL门电路的逻辑扩展113

3-4-1“与”扩展器和“与或”扩展器114

3-4-2或非门、或门和与门116

3-4-3异或门和异或非门118

第五节 TTL门电路中的噪声121

3-5-1TTL电路中噪声的来源121

3-5-2传输线工作的基本原理122

3-5-3TTL电路中传输线的信号反射引起的干扰130

3-5-4TTL电路中脉冲电流引起的噪声139

3-5-5TTL电路中传输线之间的串扰141

3-5-6驱动长距离传输线的专用电路142

第六节 TTL门电路版图设计148

3-6-1特殊元件设计148

3-6-2其他元件的设计154

3-6-3工艺条件的设计157

3-6-4TTL电路版图设计实例158

第四章 发射极耦合逻辑（ECL）门电路160

第一节 ECL门电路的工作原理160

4-1-1实现“或”（“或非”）功能基本门的工作原理160

4-1-2典型ECL门电路工作原理162

4-2-1电压传输特性163

第二节 ECL门电路的静态特性163

4-2-2主要直流参数165

4-2-3参考电源及温度特性168

第三节 ECL电路的瞬态特性170

4-3-1门的平均延迟时间170

4-3-2射极跟随器的平均延迟时间176

第四节 ECL电路的改进形式179

4-4-1全补偿的ECL门电路179

4-4-2E2CL电路183

4-4-3EFL电路185

第五节 ECL门电路的逻辑扩展和ECL串级门187

4-5-1ECL门电路的逻辑扩展187

4-5-2ECL串级门189

第六节 接口转换门192

4-6-1ECL电路到TTL电路的接口转换门192

4-6-2TTL电路到ECL电路的接口转换门193

第七节 ECL门电路版图设计实例194

第五章 双极型集成触发器196

第一节 触发器的基本形式及其逻辑功能196

5-1-1触发器的基本形式——闩锁触发器196

5-1-2具有时钟控制的闩锁触发器198

5-1-3触发器的几种逻辑功能200

第二节 维持－阻塞触发器202

5-2-1维持－阻塞方法克服触发器空翻的工作原理202

5-2-2维持－阻塞触发器电路介绍207

第三节 主从触发器210

5-3-1主从触发器的工作方式210

5-3-2集成主从J-K触发器电路介绍212

第四节 边沿触发器218

5-4-1触发器的脉冲工作特性219

5-4-2边沿触发器电路介绍223

第五节 ECL集成触发器228

5-5-1ECL闩锁触发器229

5-5-2边沿灵敏的ECL主从触发器232

第六节 集成触发器的版图设计236

5-7-1静态参数及测试方法239

第七节 集成触发器的参数和测试239

5-7-2瞬态参数及测试方法240

第六章 双极型集成逻辑功能器件243

第一节 全加器243

6-1-全加器的逻辑设计和线路分析243

6-1-2全加器的进位方式251

6-1-3全减器和全加／减器的逻辑设计257

6-1-4二—十进制全加器259

第二节 译码器、编码器和数据选择器265

6-2-1二进制译码器265

6-2-2二—十进制译码器271

6-2-3编码器283

6-2-4数据选择器289

第三节 数码转换器、比较器和校验器293

6-3-1原码－反码转换器和原码-补码转换器293

6-3-2二进制数码与二—十进制数码转换器298

6-3-3数码比较器308

6-3-4数码校验器314

第四节 算术／逻辑运算器316

6-4-1第一种算术／逻辑运算器317

6-4-2第二种算术／逻辑运算器332

6-4-3超前进位发生器339

第五节 寄存器和移位寄存器342

6-5-1数码寄存器343

6-5-2移位寄存器344

第六节 计数器和分频器351

6-6-1二进制计数器351

6-6-2十进制计数器355

6-6-3可逆计数器362

6-6-4任意计数分频器370

第七节 脉冲顺序分配器373

6-7-1移位寄存器型脉冲顺序分配器373

6-7-2计数译码型脉冲顺序分配器377

第八节 逻辑功能器件的版图设计379

第九节 逻辑功能器件的测试382

第一节 随机存贮器389

7-1-1随机存贮器工作原理和工作方式389

第七章 存贮器389

7-1-2各种存贮单元的工作原理和分析比较394

7-1-3随机存贮器线路分析397

第二节 唯读存贮器（ROM）405

7-2-1唯读存贮器工作原理和工作方式406

7-2-2唯读存贮器线路分析407

第三节 提高集成度的工艺措施及版图设计410

7-3-1提高集成度的工艺措施410

7-3-2采用等平面隔离工艺的版图设计413

第四节 随机存贮器的测试417

7-4-1功能测试方法417

7-4-2功能测试程序420

第八章 集成注入逻辑（I2L）电路424

第一节 I2L电路的概述424

8-1-1I2L电路的由来和发展424

8-1-2I2L基本门的结构和特点426

8-1-3I2L基本门的开关过程427

8-1-4I2L电路的优缺点和发展动态429

第二节 I2L电路的静态分析431

8-2-1I2L基本门的物理模型和工作状态431

8-2-2I2L多集电极基本门436

8-2-3I2L门电路的转换特性及直流参数445

第三节 I2L基本门的瞬态分析452

8-3-1大电流近似的瞬态过程453

8-3-2小电流近似的瞬态过程458

8-4-1逻辑设计的特点与方法460

第四节 I2L电路的逻辑组合和线路分析460

8-4-2功能部件的逻辑结构和线路形式467

第五节 I2L接口电路476

8-5-1输入接口电路476

8-5-2输出接口电路477

第六节 I2L电路的工艺和版图设计480

8-6-1 I2L电路的工艺结构和要求480

8-6-2版图设计中的几个问题483

第七节 I2L电路的改进和发展486

8-7-1自对准I2L（S2L）电路487

8-7-2采用离子注入掺杂工艺的I2L电路488

8-7-4肖特基I2L电路489

8-7-3等平面隔离I2L（I3L）电路489

8-7-5上扩散I2L电路491

8-7-6衬底馈电逻辑（SFL）电路491

附录493

附录Ⅰ 双极型半导体集成电路版图绘制方法摘要493

附录Ⅱ 晶体管单位发射区有效周长的最大工作电流493

附录Ⅲ 二进数码运算介绍496

附录Ⅳ 逻辑代数基础500

附录Ⅴ 肖特基二极管（SBD）的工作原理509

附录Ⅵ 晶体管的非线性方程式（埃伯斯－莫尔方程）513

本书主要参数符号表518

本书主要图形符号表520