mos集成电路教案

课号1授课班级微电073授课时间2星期一授课时数2授课单元名称绪论：MOS集成电路简介1．1MOS管的一般介绍授课设计主要教学知识或能力要求集成电路的概述及其发展过程主要教学方法比较法：过比较两个相近知识的异同，加深对知识的理解。图形法：通过图示来讲解物理知识。主要教学互动点通过数据引出集成电路的发展趋势；启发学生回忆MOS管的结构。采用教辅手段多媒体教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课通过讨论集成电路概念引入新课教学内容及主要板书一、集成电路发展历程集成电路(IC—IntegratedCircuit)的概念：把多个器件及其间的连线以批加工方式同时制作在一个芯片上。1、集成电路规模：SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI2、特征线宽：微米、亚微米、深亚微米、超深亚微、纳米3、晶圆直径：1.5吋、2吋、3吋、4吋、6吋、8吋、12吋、16吋二、集成电路概述1、定义：把多个器件及其间的连线以批加工方式同时制作在一个芯片上。2、集成电路的优点：

a.高集成度b.高速度c.高可靠d.低成本e.低功耗3、集成电路的类别a.按结构分类b.按功能分类教学小结本次课重点讲解集成电路基本概念和发展历程课后作业无课后总结课号2授课班级微电073授课时间2星期二授课时数2授课单元名称MOS晶体管原理与特性1.2MOS管的物理基础（一）授课设计主要教学知识或能力要求MOS管的结构及工作原理主要教学方法比较法：过比较两个相近知识的异同，加深对知识的理解。图形法：通过图示来讲解物理知识。启发法：通过提示的方法，发挥同学的主动性去理解问题。主要教学互动点对工作原理的分析。工作原理一句话:Gate一打开,Source中的载流子就源源不断地漏到Drain中去了。采用教辅手段无教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课直接引入教学内容及主要板书栅极G一、MOSFET的结构栅极G漏极D漏极D源极SSiO2N+N+SiO2N+N+B极N沟MOSFET截面图二、工作原理以N沟道增强型MOS管为例：当VGS>VT时，产生沟道，载流子在VDS的作用下从源区漂移到漏区，产生漏源电流IDS。随VGS的增加，沟道导电能力增强，IDS增大。三、类型N沟道增强型、N沟道耗尽型、P沟道增强型、P沟道耗尽型四、特点教学小结本次课重点学习基本晶体结构，并要求学生掌握晶胞中原子的空间占有率课后作业无课后总结课号3授课班级微电073授课时间2星期一授课时数2授课单元名称1.2MOS晶体管的物理基础（二）授课设计主要教学知识或能力要求一、理想MOS系统的硅表面：载流子积累、耗尽和反型二、表面势及空间电荷区的电荷三、MOS电容主要教学方法比较法：过比较两个相近知识的异同，加深对知识的理解。图形法：通过图示来讲解物理知识。主要教学互动点在不同的电场情况下，半导体表面的能带弯曲情况。讨论MOS电容的构成采用教辅手段无教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课由回忆MOS结构来引出新的课程教学内容及主要板书一、理想MOS系统：载流子积累、耗尽和反型二、表面势及空间电荷区表面势：空间电荷区的电荷密度：三、MOS电容教学小结本次课内容主要是对MOS晶体管的物理基础的介绍，要打好基础课后作业P311.2课后总结课号4授课班级微电073授课时间2星期二授课时数2授课单元名称1.2MOS晶体管的物理基础（三）授课设计主要教学知识或能力要求实际MOS系统的硅表面MOS器件的阈值电压主要教学方法承上启下法：根据上次课内容的知识迁移到本次课要展开的内容。比较法：过比较两个相近知识的异同，加深对知识的理解。图形法：通过图示来讲解物理知识。主要教学互动点讨论实际MOS系统的平带电压采用教辅手段无教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课教师直接引入所讲的内容。教学内容及主要板书四、实际MOS系统的硅表面1、功函数差的影响2、氧化层中有效表面态电荷的影响五、MOS器件的阈值电压1、平带电压：2、理想MOS系统的阈值电压：3、实际MOS系统的阈值电压：六、影响阈值电压的因素1、短沟道效应2、背面栅效应教学小结本次课由以往知识引入，并且涉及到许多细节,需要耐心讲解。课后作业P311.51.14课后总结课号5授课班级微电073授课时间3星期一授课时数2授课单元名称1.3MOS晶体管的输出特性授课设计主要教学知识或能力要求MOS管的输出特性MOS管的I-V特性方程主要教学方法启发法：通过提示的方法，发挥同学的主动性去理解问题。承上启下法：根据上次课内容的知识迁移到本次课要展开的内容。图形法：通过图示来讲解物理知识。主要教学互动点定性讨论MOS管的输出特性采用教辅手段无教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课通过复习上次课内容引入新课教学内容及主要板书一、MOS晶体管输出特性的定性讨论1、MOSFET的输出特性:栅源电压一定时,漏源电流IDS随VDS的漏源电压的变化规律.IDS非饱和区饱和区击穿区VGS3VGS2VGS1=VT截至区VDSN沟增强型MOSFET输出特性曲线（1）当VGS<VT时，因为没有形成导电沟道,因此IDS=0.称VGS=VT以下的区域为截至区.（2）当VGS>VT时，产生导电沟道，且随VDS增加IDS增大。（3）当VDS>VGS-VT时，沟道夹断，IDS不随VDS变化，进入饱和区。二、I-V特性方程1、非饱和区：2、饱和区：教学小结重点掌握MOS管输出特性的定性分析和I-V特性方程课后作业无课后总结课号6授课班级微电073授课时间3星期二授课时数2授课单元名称1.4MOS晶体管的主要参数（一）授课设计主要教学知识或能力要求MOS晶体管的直流参数低频小信号参数最高频率主要教学方法承上启下法：根据上次课内容的知识迁移到本次课要展开的内容。比较法：过比较两个相近知识的异同，加深对知识的理解。主要教学互动点讨论主要直流参数采用教辅手段无教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课直接引入教学内容及主要板书直流参数1、漏源截止电流2、饱和漏极电流3、栅源直流输入阻抗4、导通电阻5、漏源击穿电压6、栅击穿教学小结令学生理解MOS管主要参数的物理含义课后作业课后总结课号7授课班级微电073授课时间4月13日星期一授课时数2授课单元名称1.4MOS晶体管的主要参数（二）授课设计主要教学知识或能力要求MOS晶体管的直流参数低频小信号参数最高频率主要教学方法承上启下法：根据上次课内容的知识迁移到本次课要展开的内容。比较法：过比较两个相近知识的异同，加深对知识的理解。主要教学互动点主要讨论低频小信号参数采用教辅手段无教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课直接引入教学内容及主要板书一、低频小信号参数1、跨导2、漏源输出电导3、漏源动态电阻4、电压放大系数二、最高工作频率教学小结令学生理解MOS管主要参数的物理含义课后作业P311.231.33课后总结课号8授课班级微电073授课时间4星期二授课时数2授课单元名称1.5MOS晶体管的温度特性1.6MOS晶体管的图形设计举例授课设计主要教学知识或能力要求一、了解MOS管的温度特性二、掌握MOS管的图形设计方法主要教学方法比较法：过比较两个相近知识的异同，加深对知识的理解。图形法：通过图示来讲解物理知识主要教学互动点讨论在给定参数的情况下，如何进行MOS管的图形设计采用教辅手段无教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课直接引入教学内容及主要板书1.5MOS晶体管的温度特性一、导电因子随温度的变化载流子的迁移率随温度的升高而下降，导电因子随温度的升高而下降。二、阈值电压随温度的变化，其中随温度增高，增加，减小，阈值电压减小1．6MOS晶体管图形设计举例设计一MOS管，VT=1V，tox=100nm，如VGS=10V、VDS=9V，要求S根据饱和区跨导：写出器件的宽长比：教学小结重点掌握如何确定MOS管的设计尺寸课后作业无课后总结课号9授课班级微电073授课时间4星期一授课时数2授课单元名称第一章小结授课设计主要教学知识或能力要求MOS管基础阈值电压输出特性重要参数主要教学方法回顾复习主要教学互动点讲义分析采用教辅手段无教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课直接引入教学内容及主要板书MOS符号，结构，基本工作原理理想MOS的阈值电压实际MOS受到的影响：金属-半导体功函数差有效表面态电荷特性曲线漏源电流重要参数直流参数交流参数MOS管的温度特性完成小结讲义教学小结对第一章，MOS的基础知识作总结回顾课后作业完成讲义课后总结课号10授课班级微电073授课时间4月21日星期二授课时数2授课单元名称2.1电阻负载MOS倒相器授课设计主要教学知识或能力要求电阻负载MOS倒相器的工作原理主要教学方法比较法：过比较两个相近知识的异同，加深对知识的理解。图形法：通过图示来讲解物理知识主要教学互动点讨论电阻负载MOS倒相器的工作原理采用教辅手段无教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课直接引入教学内容及主要板书MOS倒相器和门电路2.1电阻负载MOS倒相器一、工作原理1、结构：输入管：N沟道增强型MOS管负载：纯电阻2、工作原理：（1）Vi为高电平VOH时，MI导通，其导通电阻远小于RL，MOS管上压降很小，输出为“0”电平（2）Vi为低电平VOL时，MI截止，沟道电阻远大于RL，VDD几乎全部降落在MI上，输出“1”IDSVDSIDSVDSVi=VDDVi=0ABViVoRLVDDMI二、附载线与工作点三、负载电阻对倒相器性能的影响RL越大，倒相器性能越好教学小结重点掌握负载MOS倒相器和E/EMOS倒相器的工作原理课后作业课后总结课号11授课班级微电073授课时间4月27日星期一授课时数2授课单元名称2.2E/EMOS倒相器授课设计主要教学知识或能力要求E/EMOS静态特性及瞬态特性主要教学方法启发法：通过提示的方法，发挥同学的主动性去理解问题。承上启下法：根据上次课内容的知识迁移到本次课要展开的内容。图形法：通过图示来讲解物理知识。主要教学互动点讨论饱和负载E/EMOS倒相器输出高、低电平的表达式采用教辅手段多媒体教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课通过复习上次课内容引入新课教学内容及主要板书E/EMOS倒相器1、工作原理：（1）1、工作原理：（1）Vi为高电平VOH时，MI导通，其导通电阻远小于ML导通电阻，输出为“0”电平（2）Vi为低电平VOL时，MI截止，沟道电阻远大于ML导通电阻，输出“1”2、负载管I-V特性曲线3、倒相器输出特性曲线饱和负载非饱和负载二、静态特性分析1、输出特性（1）输出低电平：，其中（2）输出高电平：VOH=VDD-VTL2、电压传输特性曲线3、直流噪声容限：截止噪声容限VNL=VIL-VOL导通噪声容限VNH=VOH-VIH瞬态响应开关时间：下降时间tf=（2）上升时间（3）最高工作频率fm=1/2tr2、平均传输时间教学小结重点讲解E/EMOS直流课后作业P862.1课后总结课号12授课班级微电073授课时间4月28日星期二授课时数2授课单元名称2.4CMOS倒相器（一）授课设计主要教学知识或能力要求一、CMOS倒相器工作原理主要教学方法启发法：通过提示的方法，发挥同学的主动性去理解问题。承上启下法：根据上次课内容的知识迁移到本次课要展开的内容。图形法：通过图示来讲解物理知识。主要教学互动点讨论CMOS倒相器的工作原理采用教辅手段多媒体教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课通过复习上次课内容引入新课教学内容及主要板书2.4CMOS倒相器一、CMOS倒相器原理（1）Vi（1）Vi为VOL时，MN截止，MP非饱和，输出VOH=VDD（2）Vi为VOH时，MN非饱和，MP截止，输出VOL=0P-substrateP-substrateN-NP＋P＋N＋N＋N-阱P＋FOX剖面图N＋MOS1MOS2BSGDDSBG教学小结CMOSINV工作原理课后作业无P862.62.8课后总结

课号13授课班级微电073授课时间5月4日星期一授课时数2授课单元名称2.4CMOS倒相器（二）授课设计主要教学知识或能力要求直流传输特性二、噪声容限主要教学方法启发法：通过提示的方法，发挥同学的主动性去理解问题。承上启下法：根据上次课内容的知识迁移到本次课要展开的内容。图形法：通过图示来讲解物理知识。主要教学互动点启发学生讨论输入管和负载管五个区域的工作状态和电压变化采用教辅手段多媒体教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课通过复习上次课内容引入新课教学内容及主要板书2.4CMOS倒相器（二）二、直流传输特性和噪声容限1、传输特性输入电压范围N管P管0Vi<VTN截止非饱和VTNVi<VO+VTP饱和非饱和VO+VTPViVO+VTN饱和饱和VO+VTN<ViVDD+VTP非饱和截止VDD+VTP<ViVDD非饱和饱和2、噪声容限VOVOVDD0ViV*VDDVDD+VTPVTNVNLVi=VoVNLMVNHMVNH0.9VDD0.1VDDVNLM=Vi*-VOL≈Vi*高电平最大噪声容限：VNHM=VOL-Vi*≈Vi*教学小结本节课重点令学生理解N管、P管的工作状态和电压变化；理解噪声容限的含义课后作业P862.152.21课后总结

课号14授课班级微电073授课时间5星期二授课时数2授课单元名称2.4CMOS倒相器（三）授课设计主要教学知识或能力要求一、下降时间二、上升时间主要教学方法图形法：通过图示来讲解物理知识。承上启下法：根据上次课内容的知识迁移到本次课要展开的内容。主要教学互动点讨论倒相器上升时间和下降时间的推导方法采用教辅手段多媒体教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课通过回顾E/EMOS倒相器的瞬态响应引入新课教学内容及主要板书2.4CMOS倒相器（三）三、瞬态响应1、下降时间其中，上升时间，双门延迟时间功耗动态功耗：P≈CLVDD2f≈IDCV教学小结重点对比E/EMOS倒相器，讲解CMOS倒相器瞬态特性课后作业P862.23课后总结课号15授课班级微电073授课时间5星期一授课时数2授课单元名称2.5动态MOS倒相器2．5门电路与传输门（一）授课设计主要教学知识或能力要求动态MOS倒相器的基本原理主要教学方法图形法：通过图示来讲解物理知识。主要教学互动点讨论动态MOS倒相器的基本原理采用教辅手段多媒体教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课直接引人教学内容及主要板书2.5动态MOS倒相器一、栅电容存贮效应MOS管的栅极存在寄生电容，而且漏电小。因此，具有一定时间的信号存储功能。为了信号不被丢失，有最低工作频率限制。二、动态MOS基本电路1、动态有比倒相器ViVoViVoVDDMLMICPViVoViVoVDD2D1教学小结重点讲解动态MOS电路的工作原理，使学生能够理解其工作状态课后作业P862.28课后总结课号16授课班级微电073授课时间5星期二授课时数2授课单元名称2.6MOS门电路与传输门（二）授课设计主要教学知识或能力要求掌握基本门电路结构及原理主要教学方法启发法：通过提示的方法，发挥同学的主动性去理解问题。承上启下法：根据上次课内容的知识迁移到本次课要展开的内容。图形法：通过图示来讲解物理知识。主要教学互动点讨论电路工作的基本原理，启发学生自己分析电路工作原理采用教辅手段多媒体教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课从回顾倒相器的工作原理引入新课教学内容及主要板书2.6MOS门电路与传输门一、单沟道MOS门电路1、“与非”门电路2、“或非”门电路3、“与或非”门电路VDDABVDDABF4、“异或”门电路BABAVDDF二、CMOS门电路1、“与非”门和“或非”门电路2、“与或非”门3、三态输出电路三、传输门1、单沟道传输门2、CMOS传输门教学小结重点介绍MOS门电路的结构和工作原理，并使学生具有一定的分析能力课后作业P862.29课后总结课号17授课班级微电073授课时间5星期一授课时数2授课单元名称触发器和其他逻辑部件3.1MOS触发器3.2MOS移位寄存器授课设计主要教学知识或能力要求R-S触发器、J-K触发器的电路结构和工作原理主要教学方法启发法：通过提示的方法，发挥同学的主动性去理解问题。承上启下法：根据上次课内容的知识迁移到本次课要展开的内容。图形法：通过图示来讲解物理知识。主要教学互动点通过RS触发器的电路结构讨论其工作原理；启发学生从RS触发器电路改进到JK触发器采用教辅手段多媒体教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课直接引人教学内容及主要板书第三章触发器和其它逻辑部件3.1MOS触发器一、RS触发器1、基本的RS触发器2、同步RS触发器NMOS电路图CMOS电路图3、主从RS触发器二、JK触发器教学小结掌握RS触发器的电路结构和工作原理课后作业P1103.4课后总结课号18授课班级微电073授课时间5星期二授课时数2授课单元名称3.3MOS加法器3.4MOS译码器授课设计主要教学知识或能力要求了解加法器和译码器的功能，逻辑和电路结构主要教学方法启发法：通过提示的方法，发挥同学的主动性去理解问题。承上启下法：根据上次课内容的知识迁移到本次课要展开的内容。主要教学互动点讨论如何由半加器构成全加器采用教辅手段多媒体教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课通过复习RS触发器引入新课教学内容及主要板书1.组合逻辑半加器单元SS=AB+AB=(A+B)ABC=AB=ABABSC2.组合逻辑全加器单元CCi=AB+BC+AC=AB+C(A+B)Si=ABC+ABC+ABC+ABC=ABC+(A+B+C)CiABCCiCiSi教学小结全加器和半加器的不同课后作业P1103.5课后总结课号19授课班级微电073授课时间5星期一授课时数2授课单元名称第四章MOS存贮器4.1存贮器的基本概念4.2随机存取存贮器授课设计主要教学知识或能力要求了解存贮器的功能，结构和作用了解静态MOS单元的电路结构和工作原理主要教学方法比较法：过比较两个相近知识的异同，加深对知识的理解。主要教学互动点复习提问采用教辅手段无教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课教师直接引入所讲的内容教学内容及主要板书存贮器：ROMRAM二、SRAM写入：首先W=1，选中单元，通过D线写入读出：首先W=1，选中单元，通过D线读出教学小结重点了解存贮器的分类，静态CMOS存贮单元的电路结构和工作原理课后作业P1274.2课后总结课号20授课班级微电073授课时间5星期二授课时数2授课单元名称4.3只读存贮器第二、三、四章小结授课设计主要教学知识或能力要求小结数字电路部分主要教学方法讲授法主要教学互动点做题，提问，复习采用教辅手段无教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课教师直接引入所讲的内容教学内容及主要板书一、只读存贮器掩膜编制程序ROM可编程序ROMEPROMEAROM二、小结组合电路：RMOS倒相器E/EMOS倒相器CMOS倒相器基本门电路传输门时序电路：触发器：R-S触发器，D触发器加法器：半加器，全加器译码器存贮器教学小结总结数字集成电路部分重点掌握CMOS倒相器电路结构和特性，基本门电路结构，电路分析方法课后作业完成讲义课后总结课号21授课班级微电073授课时间6星期一授课时数2授课单元名称第五章MOS模拟集成电路基础5．1饱和MOS晶体管的小信号模型授课设计主要教学知识或能力要求基本的饱和MOS管的小信号模型考虑受沟道调制应及衬底偏置效应影响的小信号模型主要教学方法承上启下法：根据上次课内容的知识迁移到本次课要展开的内容。比较法：过比较两个相近知识的异同，加深对知识的理解。主要教学互动点复习相关ＭＯＳ基础知识，如漏源电流表达式采用教辅手段无教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课通过复习ＭＯＳ管的漏源电流表达式引入新课教学内容及主要板书５.１１、饱和ＭＯＳ的漏源电流表达式2.、沟道调制效应当MOS管工作在饱和区后，随着VDS的增大，被夹断区域越来越大，有效沟道长大不断减小，使得沟道区中的电场强度越来越大，沟道中载流子速度增高，最终使得沟道中的电流也略有上升考虑沟道调制效应后的漏源电流表达式饱和MOS管的小信号模型教学小结重点掌握沟道调制效应的含义及其对MOS管会产生的影响，掌握MOS的小信号模型画法课后作业无课后总结课号22授课班级微电073授课时间6星期二授课时数2授课单元名称5、2有源负载单级放大器授课设计主要教学知识或能力要求了解熟悉几种单级放大电路的电路结构，学会画电路的交流小信号模型并计算相应电路的电压增益主要教学方法承上启下法：根据上次课内容的知识迁移到本次课要展开的内容。比较法：过比较两个相近知识的异同，加深对知识的理解。图形法：通过图示来讲解物理知识。主要教学互动点让学生自己来画电路的小信号模型采用教辅手段无教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课根据上次课内容的知识迁移到本次课要展开的内容教学内容及主要板书一、增强型负载共源放大器1、当Vi<Vt时，M1管截止2、当Vi>Vt时，M1管导通，在Vo>=Vi-Vt的情况下，M1工作在饱和区3、当Vo<Vi-Vt时，M1工作在非饱和区二、CMOS放大器三、源极跟随器教学小结掌握一些基本的单级放大电路的结构，学会基础的分析方法课后作业P1455.4课后总结课号23授课班级微电073授课时间6星期一授课时数2授课单元名称5.3电流源及偏置电路授课设计主要教学知识或能力要求了解电流源在电路中的作用，及基本的MOS电流源的结构以及相关的计算主要教学方法启发法：通过提示的方法，发挥同学的主动性去理解问题。承上启下法主要教学互动点无采用教辅手段无教学内容处理本次课内容依据教学计划,按照教学大纲编写。授课环节引入新课由CMOS放大器电路中的电流源负载引入教学内容及主要板书电流源结构二、计算公式三、例题分