复旦大学：《模拟集成电路设计原理 Principle of Analog Integrated Circuit Design》课程教学资源（电子教案课件讲稿）Chapter 01 集成电路器件和模型（唐长文）

版权©2014，版权保留，侵犯必究 集成电路器件和模型 pn结模型 BJT型晶体管模型 ·MOS型晶体管模型 ·MOS型与BJT型晶体管的比较 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -012- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权保留，侵犯必究 -012- 集成电路器件和模型  pn结模型  BJT型晶体管模型  MOS型晶体管模型  MOS型与BJT型晶体管的比较

版权©2014，版权保留，侵犯必究 从双极型到MOS晶体管 300 GHz GaAs 10~40GHz 10~150GHz GaAs 2~10 GHz BiCMOS Bipolar 1~2 GHz 1~2 GHz BiCOMS 200 MHz CMOS CMOS 1994 2009 Ref.:Toshiba ISSCC2009 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -013- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权保留，侵犯必究 -013- 从双极型到MOS晶体管 Ref.: Toshiba & ISSCC2009 200 MHz 1~2 GHz 10~40 GHz 2~10 GHz CMOS BiCOMS Bipolar CMOS GaAs BiCMOS 1~2 GHz 10~150 GHz 300 GHz GaAs 1994 2009

版权©2014，版权保留，侵犯必究 SIA线路图 Year Lmin Bits/chip Trans/chip Clock Wiring um Gb/chip r millions/chip MHz 1995 0.35 0.064 4 300 4-5 1998 0.25 0.256 7 450 5 2001 0.18 1 13 600 5-6 2004 0.13 4 25 800 6 2007 0.09 16 50 1000 6-7 2010 0.065 64 90 1100 7-8 2013 0.045 2016 0.032 Semiconductor Industry Association 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -014- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权保留，侵犯必究 -014- SIA线路图 Year Lmin Bits/chip Trans/chip Clock Wiring µm Gb/chip millions/chip MHz 1995 0.35 0.064 4 300 4-5 1998 0.25 0.256 7 450 5 2001 0.18 1 13 600 5-6 2004 0.13 4 25 800 6 2007 0.09 16 50 1000 6-7 2010 0.065 64 90 1100 7-8 2013 0.045 2016 0.032 Semiconductor Industry Association

版权©2014，版权保留，侵犯必究 摩尔定律(The law of Moore) 10 um 0.1 0.01 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 year 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -015- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权保留，侵犯必究 -015- 摩尔定律(The law of Moore) 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 0.1 1 10 um 0.01 year

版权©2014，版权保留，侵犯必究 使用不同特征尺寸的MPW价格 Cost MPW 10000 $/sq.mm 1000 1000 180 100 50 nm 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -016- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权保留，侵犯必究 -016- 使用不同特征尺寸的MPW价格 1000 100 50 nm 1000 10000 $/sq.mm 180 Cost MPW

版权©2014，版权保留，侵犯必究 在深亚微米工艺下模拟设计的挑战 Technology Technology Supply voltage Analog 600 Think.. Designer Digital Designers Substrate CROSS-TALK DIGITAL Ref.:SNUG2004,San Jose 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -017- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权保留，侵犯必究 -017- 在深亚微米工艺下模拟设计的挑战 Ref.: SNUG2004, San Jose

版权©2014，版权保留，侵犯必究 1SSCC2009论文分布情况 30 ■Analog/RF 25 ▣Digital 20 15 10 ≥350 250 180 130 90 65 4532 nm Lmin 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -018- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权保留，侵犯必究 -018- ISSCC 2009论文分布情况 0 5 10 15 20 25 30 ≥350 250 180 130 90 65 45 32 Analog/RF Digital nm Lmin

版权©2014，版权保留，侵犯必究 混合信号“蛋壳” Analog High speed digital (PLL,DLL) Real World Storage Sensors Digital Comms Audio (Wireline/RF) Video Ref.:SNUG2004,San Jose 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -019- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权保留，侵犯必究 -019- 混合信号“蛋壳” Ref.: SNUG2004, San Jose Digital Video Audio Sensors Comms (Wireline/RF) Storage High speed digital (PLL,DLL) Analog Real World

版权©2014，版权保留，侵犯必究 符号说明 ioUT total instantaneous value lOUT DC or average value lout amplitude of AC value lout instantaneous value of AC component iouT lout lout loUT lOUT t 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -0110- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权保留，侵犯必究 -0110- 符号说明 iout t IOUT iOUT iOUT Iout iOUT total instantaneous value IOUT DC or average value Iout amplitude of AC value iout instantaneous value of AC component

版权©2014，版权保留，侵犯必究 目录 ●pn结模型 口耗尽区宽度 口耗尽区电容 口击穿电压 口-V关系曲线 口扩散电容 口小信号模型 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -0111- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权保留，侵犯必究 -0111-  pn结模型 耗尽区宽度 耗尽区电容 击穿电压 I-V关系曲线 扩散电容 小信号模型 目录