电路设计行业分析范文

导语：如何才能写好一篇电路设计行业分析，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：计算机应用；电子技术；高速数字；电路设计

由于近代科学技术发展的不断深入，高新技术层出不穷，电子技术行业也得到了前所未有的改革，开始进入了一个崭新的电气时代。高速数字电路通过电子技术和计算机技术的巧妙结合，能够集成高速变化信号在电路中所产生的电感、电熔等模拟特性的电路，对整个电路的各项参数进行调整和优化，让计算机高速数字电路系统保持一个理想的运行状态。计算机高速数字电路设计的过程中，最需要注意的还是各个元器件的搭配，否则会对电路信号甚至是电路元器件的正常运行造成影响。但是，在实际的应用中，计算机高速数字电路设计技术却受到一些因素的影响，例如，信号线间距离的影响、阻抗不匹配的问题、电源平面间电阻和电感的影响等，都会对计算机高速数字电路技术的运行效率产生影响，这也是要提升计算机高速数字技术的应用效率的重中之重。作者结合自身多年工作经验，以及自身对计算机高速数字电路技术的了解，通过对计算机高速数字电路设计技术的分析，找出了主要对影响计算机高速数字电路设计技术的关键因素，同时也提出了几点改进建议，希望对提升计算机高速数字电路系统的运行效率有所帮助，进一步促进电子产品行业的快速发展。

一、影响计算机高速数字电路设计技术的关键因素

1.1 信号线间距离

计算机高速数字电路设计技术的出现，给电子设计领域带来了新的突破，对计算机电子技术的发展有着极大的作用。由于各方面原因及计算机高速数字电路设计技术自身的特点，现阶段的计算机高速数字电路设计技术在应用过程中却存在着许多问题。其中信号线间距离对计算机高速数字电路设计有着明显的影响，一般情况下，信号线间的距离会随着印刷版电路密集度的增大而变化，越来越狭小，而在这个过程中，也会导致信号之间的电磁耦合增大，这样就不会对其进行忽略处理，会引发信号间的串扰现象，而且随着时间的推移会越来越严重。

1.2 阻抗不匹配

在计算机高速数字电路设计技术应用过程中，阻抗是影响其信号传输的关键因素，由于设计的不合理，造成阻抗增大，从而影响信号的传输。在现阶段计算机高速数字电路设计的过程中经常发现信号传输位置上的阻抗不相匹配的现象，这样极易引发反射噪声，而反射噪声将会对信号造成一定的破坏，使得信号的完整性受到极大的影响。

1.3 电源平面间电阻和电感不稳定

目前计算机高速数字化电路设计技术在诸多领域都得到广泛的应用，根据实际情况，利用先进的电子技术进行设计，从而让电子设备达到更好的运行效果。现阶段计算机高速数字电路设计中，由于电源平面间存在电阻和电感，使得大量电路输出同时动作时，就会使整个电路产生较大的瞬态电流，这将会对极端级高速数字电路地线以及电源线上的电压造成极大的影响，甚至会产生波动的现象。

二、优化计算机高速数字电路技术的有效措施

2.1 优化电路信号设计，确保电路信号的完整性

为了确保计算机高速数字电路信号的完整性，要对计算机高速数字电路技术进行合理的设计，现阶段计算机高速数字电路设计技术中，由于受到阻抗不匹配的影响，对电路信号的完整性也造成一定的影响，针对这点主要分为两方面研究：一方面是对不同电路之间电路信号网的传输信号干扰情况进行研究，也就是以上所提到的反射和干扰的问题；另一方面，要对不同信号在传输的过程中，对电路信号网产生的干扰情况进行分析。计算机高速数字电路在运行的过程中，会受到阻抗不相匹配的因素而影响到电路信号的传输效率，而且，现阶段计算机高速数字电路运行的过程中，阻抗很难控制，经常会出现阻抗过大或过小的现象，都会对电路信号传播的波形产生一定的干扰，从而对计算机高速电路传输信号的完整性产生直接的影响。为了避免这类情况的发生，要对计算机高速数字电路设计技术展开研究，从正常理论来看，高速数字电路设计难以使电路与临街阻抗的状态相互符合，可以对计算机高速数字电路设计技术进行改进，保持系统处于过阻抗状态，这样就能保证计算机高速数字电路设计不会受到阻抗不等的状态而影响到计算机高速数字电路信息传输的完整性。

2.2 优化电路电源设计，减少电源系统阻抗

从理论上来看，如果高速数字电路设计中，电源系统中不存在阻抗的话是电路设计最理想的状态，这样整个信号的回路也不会存在阻抗耗损的问题，系统中的各个点的点位就会保持恒定的状态。电源是计算机高速数字电路技术的重要组成元件，通过以上的分析得知，计算机高速数字电路设计中，由于受到电源平面间电阻和电感的影响，使得电源运行过程中会出现过电压的故障，也就是电源的波形质量受到影响，严重影响到计算机高速数字电路运行的可靠性。计算机高速数字电路系统运行的过程中，就必须要考虑到电源的电阻和电感因素，而要减少电源面的电阻和电感对电源系统的影响，就必须对其采取降低的处理措施。从当今计算机高速数字电路系统电源材质的分析了解到，电路系统中大多数都是采用大面积铜质材料，如果结合电源系统要求来分析的话，这些材料远远达不到计算机高速数字电路电源的标准要求，这样在系统正常运行的过程中势必会受到一定的影响，对此，要将所有影响因素进行综合性的考虑和研究，可以采用楼电容应用到电路中，这样可以有效的避免或降低电源面电阻和电感对系统的影响，从而有效的提高计算机高速数字电路系统运行的可靠性。

三、总结

综上所述，由于现代社会信息化、科技化、电气化进程的不断加深，也不断促进电子设计行业快速发展，电子设计技术将在实践中不断创新进步，在社会经济快速发展的过程中以满足新时期的电气时代需求。通过对高速数字电路设计问题进行有效合理的解决，对高速数字电路设计技术进行完善和创新，更进一步的促进了现代化技术和电子设计行业的发展，为我们国民经济可持续发展带来了有力保障。■

参考文献

[1] 李琳琳. 高速数字电路设计中电源完整性分析[J]. 火控雷达技术. 2010（02）

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关键词：电子电路设计教学；软件实际应用

随着计算机技术的发展进步，计算机软件的开发应用发展空间也越来越广阔。计算机软件对于电子线路设计而言，其重要性不言而喻，可提供给电路设计更合理的参数方案，无论是教学应用中亦或社会应用中，均占有极高的比重和地位。目前，已有诸多设计者在设计和研究电路的过程中，利用电脑仿真技术来分析调试电路设计，充分证实计算机软件是实现电子电路设计的关键工具。

一、电子电路设计教学和计算机软件的发展现状

在计算机技术迅猛发展的当前，几乎任何行业的发展都离不开计算机软件的开发利用，特别是电子电路设计领域，应用各类计算机软件进行电路设计既快捷便利，又能有效验证电子线路的功能及连接。而随着计算机软件的普及应用，其类型功能等越来越完善，也得到了广泛的认可。在实际的电路设计中，无论设计亦或搭建线路，都需要电路图绘制、结构调动、电路及元件设计等电子领域共同参与，这就表明需要用到的计算机类型也不尽相同，也是促进计算机软件完善发展的内在动力。

目前，我国大多数高校开设的电子电路设计课程主要以“理论+实践”为主，这种课程模式提供给学生学习电路设计更广阔的发展空间。而使用计算机软件辅助教学，让学生掌握软件使用方法，可利于学生通过软件工具设计电子电阻，搭建和调试其线路。在电路设计教学中应用辅助软件，最具有代表性的实例即模拟电子技术实验教学，其不但能使学生获得基础性知识，通过课堂的实践练习更加深入认知电路设计和仿真软件应用，也可在课程后期实践中，更进一步融合电子电路知识与软件知识。从这个角度来看，进行电子电路教学，对电路设计结合计算机软件意义非凡，也是我国电子电路技术发展的基础前提。

二、电子电路设计教学中辅助软件的应用

（一）Portues软件的应用

目前，在电子电路设计的教学中，Portues软件的应用较为普遍，此软件具有强大的辅助设计功能，作为仿真教学软件之一，在科技水平大幅度提高的今天，逐渐受到电子电路专业师生的青睐。Portues软件的应用需通过在界定页面演示后，根据仿真实验结果所得结论制定或优化相关解决方案。这种仿真模式能提高软件利用效率，得出一系列仿真波形和图像，实现更深入的修改。通常来说，在传统的设计过程中，设计者需要将初始的原理图做成实际测试版进行调试，发现问题后，需要进行电路板的修改和完善。使用该软件则可避免这一环节，只要通过该软件就能分析原始电子电路设计，并自动生成其研究结果。从这个角度来说，该软件具有操作便利、功能全面的优势，并及时调整电子电路设计过程中产生的数据，在学生实训实验的过程中，也有利于解决电子电路设计教学中的问题。同时，该软件的检测手段更科学，可完全取代传统落后检测模式，且能够大大降低实验成本，对提高教学效率减少设计时间作用巨大。

（二）CAD软件的应用

CAD软件在电子电路设计教学中的应用，与其他软件相比具有研究不同图像的特点，在教学中应用相对广泛。而在电子电路教学不断发展的今天，该软件不但有利于电路制图，也有益于核算相关数据和绘制几何图形。教师在利用该软件进行电子电路设计教学时，可根据电子电路设计类型的不同，展示不同设计的方案及措施。而且，学生利用该软件进行实践，可了解到电子电路设计中的各种问题，并更便捷快速地解决面临的问题，使学生在实践中不断累积经验，提高自身动手能力及解决问题的能力，进而避免这些问题对教学的干扰。另外，CAD软件本身拥有元件整理库，故能在教学中设置电子电路设计的相关元件，还能直接及时地给出解决电路设计中所存问题的方案。在教学中利用该软件辅助，可有效减少制作原理图像的时间，使学生深刻记忆制作设计的图像。但需要注意一点，即教师要详细说明模拟元件与真实元件的区别，以免学生在实践操作中受到不安全因素的威胁。

（三）EWB软件的应用

EWB软件是技术型仿真软件，其中涉及大量高科技元件与电路模型。从仿真软件角度来说，EWB软件的使用功能十分强大，能够进行整体的电子电路分析，并可提出相关问题。该软件与其他软件相比，更具适用性，可以实现不同的电子电路设计。因此，当教师利用该软件辅助教学时，应注重强调其不同所在，既要让学生充分利用软件主要功能，也要了解相关拓展功能。例如，系统的扫描分析电子电路形式时，该软件在仿真各种函数的同时，也可模拟电路生成。另外，在学生利用软件中涉及的高科技元件和功能完善原始电子电路设计的过程中，教师应详细地向学生介绍并解释相关软件的生成，以确保学生能够全面掌握软件使用方法，进而开展高效的学习。在电子电路设计中只有不断了解EWB软件，将其全面融入其中才能展现其精准程度与时效性。

三、结束语

通过上文分析可知，辅助软件应用于电子电路设计教学中，无疑是对电路设计和功能检测教学方法的最佳补充。教师在备课期间，应对各种辅助软件运用特点进行合理比较，以便择取更具备教学价值的软件进行教学，实现对电路参数的全面讲解，培养学生独到电力工程设计见地，进而为其将来就业发展奠定良好基础。

参考文献：

[1]李叶明.浅析Multisim仿真软件在电子电路实验教学中的运用[J].都市家教（上半月），2015，（4）：268-268.

[2]顾玲芙.各类软件在电子电路设计教学中的运用[J].电子制作，2013，（20）：132-132.

[3]顾学俊.分析各类软件在电子电路设计教学中的应用[J].电子测试，2015，（7）：130-131，122.

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【关键词】电子电路设计；调试方法；步骤

当前，随着社会经济的不断发展和科学技术的不断进步，我国的电子行业已在市场经济领域中得到了大规模的发展，同时也得到了广泛的应用。其中，对于电子设备来说，电子电路的设计是其中的一个关键性内容，为了有效地满足社会对电子行业的需求，人们对电子电路的设计质量也提出了更高的要求，而电力的调试工作作为电子电路设计中的一个核心内容，重视和完善电路的调试工作便显得尤为重要，其对优化电子电路的设计质量具有非常重要的影响。

1电子电路设计常用的调试方法

电子电路设计常用的调试方法主要有两种，即分别为分块调试法和整体调试法。下面主要对此两种方法进行了一定的分析。

1.1分块调试法

在进行电子电路设计时，分块调试法的应用主要是将整个电子电路按照一定的规律分成不同类型的模块，然后再对每个模块进行调试。通常情况下，其主要是按照电路的不同功能进行划分的，由此则可以对不同电路部分的性能进行单独地调试。其中，在实际调试作业过程中，为了保障电子电路分块的科学合理性以及调试工作的正常开展，相关工作人员应首先对电子电路的工作方式、工作原理进行具体地掌握，然后在实际的调试过程中应严格按照电路的信号流通线路进行具体地划分，从而便可以将电子电路划分成多个级别。在此前提下，工作人员则可以对电子电路进行一级一级地作业，以更加有效地完成对电子电路的调试。此外，分块调试法还适用于边安装边调试的情况下，即在整个电子电路中每安装完一个模块就可以对其进行相应的调试工作。与在电子电路安装完毕之后再进行分块调试的模式相比较的话，虽然该调试方式会在一定程度上增加调试工作的难度，但是该工作的效果却是比较理想的，其不仅可以在电力电路安装的过程中立即发现其间可能存在的故障模块，且当电子电路安装完毕之后，与之相对应的调试作业也便同时完成了。在实际作业过程中，分块调试法常被普遍应用于较小的电路中。

1.2整体调试法

与分块调试法不同，整体调试法主要是在整个电子电路都安装完毕之后再对其进行一次性地总调试，而并不对每一模块进行单独地调试。一般情况下，整体调试法常被应用于结构简单的电子电路中，但其也可以取得良好的调试效果，尤其是对于一些无法分块调试的产品来说，整体调试法的应用在其中具有着极其重要的意义。

2电子电路设计常用的调试步骤

在对整个电子电路进行调试的作业时，相关工作人员需掌握具体的调试方法和调试步骤，以保证调试工作的正常开展。其中，在进行电子电路调试工作之前，其需做好相应的准备工作。①工作人员需准备好相关性的技术文件，这是保证调试工作正常运行的首要内容，如准备好电子电路的线路图、电力系统的设计原理、设计说明书等文件，这些重要的文件都可以为调试工作提供良好的理论依据。②在进行调试工作时，其也需要借助相应的仪器设备，因此工作人员需准备好相应的使用仪器。一般情况下，调试工作的开展需要的仪器工具主要有万用表、示波器、信号发生器等，因此在进行电路调试的时候，工作人员还需掌握仪器的性能和使用，以更加有效地完成调试工作。除此之外，在准备好相应的仪器设备后，工作人员还需检查仪器是否完好。③调试场地的准备也是调试工作中的一个重要内容，工作人员需做好调试场地的准备工作，如保证场地的清洁、无漏电风险等。在做好相应的电子电路调试前的准备工作之后，则需开始进行具体的调试步骤。一般情况下，电子电路设计常用的调试步骤主要有四步，则分别为线路检查、通电检查、功能检测以及指标检测。下面主要对此步骤进行了具体地分析。

2.1线路检查

在电子电路设计调试作业中，开展线路检查的内容主要包括两个方面。①线路检查即为直观性的检查，在该作业过程中，其主要是检查电子电路的线路连接是否正确，看是否存在错线、少线、多线的情况。此时，为了保障检查工作的质量，相关检查人员可根据电路的设计图纸进行一定的对比，并可在检查的过程中在图纸进行相应的标记，以此不仅可以保障检查工作的思路清晰性，且还能全面地提升线路检查的效果，避免出现漏查的现象。②线路检查还需对元器件的连接方式进行相应的检查，此时在作业过程中则需要借助一定的仪表检查元件的连接是否正确、元件的连接是否到位等。例如，在实际检查作业中，工作人员可以运用数字万用表进行测试，其主要需观察连线两端连接的元件引脚位置是否与设计图纸的相对应，而通过观察则可及时发现引脚与连线接触不良的故障等。

2.2通电检查

通电检查主要是对接入电源的电子电路进行通电性的检查，以保障整个电路的安全性能。其中，在实际检查作业中，通电检查是不接入任何信号源的，其主要是在接入电源之后观察整个电子电路是否存在冒烟、冒火、出现异味等一些异常的情况，且只有首先进行最初的观察与判断才利于后续的进一步检查。对于正常运行的电子电路来说，其在通电之后并不会出现发热、发烫的情况，因此当观察到通电检查中存在任何的异常情况时，相关人员也无需太过紧张，其首先需要做的事便是立即切断电源，然后根据实际发生故障的位置进行相应的处理，如可将发生故障的元器件拔出，待排除其存在的故障之后再对其进行电源测试。此时，在接入元器件时，其需认真检查元器件的引脚连接是否正确以及检查电源电压是否处于正常状态下，待确定电子电路所处的状态为正常状态时，其可再一次接通电源实行通电检查。

2.3功能检测

通常情况下，功能检测也是不需要接入信号源的。在电子电路设计调试中，功能检测的主要内容是检测电路在静态工作下的参数值，即主要是测试电路静态的工作状态，看其所显示的相关数据是否合理。例如，在实际作业过程中检测放大功能的元器件的工作状态是否处于正常的放大区域内；检测数字电子电路中的各个电路输入端、输出端的电瓶电压值是否合理，以及检测其内部的逻辑关系是否正常等；对于运算放大器来说，工作人员在检查电路中的正、负电源之外，还需进一步检查调零电路是否存在零点漂移的情况，以此保障整个电子电路的正常运行。此外，为了在一定程度上实现全面化的电子电路功能检测，在进行功能检测作业时还需在电路输入端接入一定的幅度、频率的信号源，与此同时可通过双踪示波器的运用来进一步观察输入、输出信号的波形形状、信号幅值、相位关系、频率等相应的参数值，而检测人员即可逐级对此进行全面地检测。

2.4指标检测

在经过前面几个步骤的检测作业之后，则可以基本上确定电子电路的正常运行状况。其中，指标检测是整个调试作业中的最后一个步骤，其主要是在前面三个步骤的基础上对电子电路的应用效果进行一定的检测。对于整个电子电路的设计来说，其首先便会具备一定的设计要求，而指标检测作业的开展则是根据设计的实际需求对其中的相关性技术指标进行测试。在实际作业过程中，其可以通过准确地记录测试数据来进行全面地分析与研究，以通过确定电子电路中的技术参数是否合格来实现指标检测的目标。其中，如若相关参数标准存在不合格的现象，则相关人员需对整个电子电路设计图纸进行再一次地分析与研究，以通过不断开展调试作业来实现设计图纸的合理性。

3结束语

综上所述，在电子电路的设计过程中，人们应对电路的调试工作给予高度的重视，并需在实际作业过程中加强对电路的调试管理，以根据实际情况采取有效的调试方法，从而通过对电子电路进行有效性的调试管理来优化电子电路的设计质量，以在一定程度上实现电子电路的真正实效性设计。

参考文献

[1]张泓.电子电路设计常用调试方法与步骤[J].电子技术与软件工程，2016，24：124.

[2]王向东.浅谈常用电子电路的设计和调试方法[J].科技与企业，2012，22：304.

[3]电子电路设计、安装与调试完全指导[J].现代电子技术，2013，22：34.

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关键词:专用集成电路设计;创新;教学;探讨

中图分类号:G424文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)04-0920-02

Discussing about How to Teach the "Design of Application-Specific Integrated Circuit" Course

WU Yu-hua

(Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100070, China)

Abstract: "Design of Application-Specific Integrated Circuit" is an important specialty course. In this paper, we will discuss the teaching technique about this course of non-micro-electronics specialty. Combining the teaching practice, several teaching experiences about "Design of Application-Specific Integrated Circuit" course are summarized.

Key words: design of application-specific integrated circuit; innovate; teaching; discuss

《专用集成电路设计》是电气信息类专业开设的一门比较重要的专业课。为了培养宽口径、基础扎实的集成电路设计人才,满足IC行业对人才的大量需求,无论是在微电子专业,还是在相关的其他电气信息类专业,不少重点高等院校都已经开设了本门课程。在学生已经掌握了模拟电子技术、数字电子技术和一定的晶体管原理知识的基础上,通过学习《专用集成电路设计》课,进行ASIC设计理论的学习和实践的强化,进一步掌握集成电路和电路系统的设计知识,提高集成电路设计能力,增长集成电路设计经验;通过理论教学和实践教学,来加强电气信息类专业学生的电路设计基础、版图设计基础以及集成电路设计各环节的验证知识等,培养学生在集成电路设计方面的研究兴趣,为后续课程的学习和进一步的深造打好基础。

由于专业建设和人才培养的需要,北京电子科技学院同样开设了《专用集成电路设计》的专业选修课,授课对象是电子信息工程专业的本科生,由于非微电子的专业背景原因,他们并不具备足够的半导体物理、晶体管原理等知识,因此在本课程的教学过程中,必然要针对具体对象,调整教学内容,创新教学思路,加强教学研究,找到一种适合于非微电子专业本科生的教学思想和教学方法。通过教学实践,学生对于课程组在这一课程中的创新、探索和具体的教学方法比较认可。这里把我们在《专用集成电路设计》课教学实践中的初步探索做一些总结,希望与大家分享。

1 结合实际合理设置授课内容,以学生能够接受为目标

电子信息工程专业的学生在学习《专用集成电路设计》课程之前,已经系统地学习了《电路分析》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《EDA技术》等有关电子技术和电路系统的课程,对于电路系统的设计已经有了一定的理解,并进行过比较系统的动手实践训练,为进一步学习《专用集成电路设计》课程打下了比较坚实的知识基础和实践基础。但是由于专业背景的原因,该专业不太可能只是为了《专用集成电路设计》课而专门开设《半导体物理》、《晶体管原理》等这些在微电子专业才有的课程,因此,与微电子专业相比,电子信息工程专业的本科生欠缺有关晶体管原理和半导体工艺等方面的必要知识。在设置授课内容时,必然要考虑到这一点,总的原则应当是以学生能够接受、但又不应该过于轻松接受为目标,而且要尽量避免与《EDA技术》等课程的知识重复。

根据我们的课程内容设置原则,将《专用集成电路设计》课的讲授内容分为以下几章:第一章:ASIC设计概述;第二章:CMOS逻辑;第三章:ASIC库设计;第四章:ASIC的前端设计;第五章:ASIC的后端设计;第六章:可测性设计技术;第七章:SOC设计技术简介。在各章的讲授中,占用课时较多的分别是第二章、第三章和第五章。在讲授时强调培养学生的系统设计能力,使学生对专用集成电路的设计、制造、测试等一整套流程有一般性、整体性的了解,建立专用集成电路的基本概念和方法,了解IC领域的最新发展趋势,激发学生潜在的对集成电路前、后端设计的兴趣。为了配合理论教学,提升教学效果,还设置了合适的实验教学内容。

2 注重实验教学效果,以培养动手实践能力为目标

集成电路设计类课程除了理论教学以外,实验教学尤为重要,因为这类课程对学生的训练重点正是在于动手实验,提前接触到未来在进一步的研究和工作中可能会应用到的一些软件工具、设计流程以及设计技巧等,这样才能促进学生理论与实践相结合,真正帮助学生掌握ASIC设计技术。因此本课程要更加注重实验教学效果,着力培养学生的动手实践能力,进而使学生能够更加准确、具体和形象地掌握在课堂上学到的理论知识。根据这一原则,经过试用修订,我们专门编印了《专用集成电路设计实验指导书》,根据大纲的变化,使用工具版本的提高,目前已经编印了2007版和2009版的实验指导书,共设计了五个实验,具体是:实验一:IC设计工具的使用;实验二:单元电路的前端设计;实验三:标准单元的版图绘制与验证;实验四:四位加法器和减法器ASIC的设计;实验五:计数器ASIC的设计。每个实验3学时,其中实验二、实验四和实验五为综合性、设计性实验。

选用一种合适的集成电路设计工具是顺利进行实践教学的关键。我们选用了美国Tanner Research公司开发的一种优秀集成电路设计工具――Tanner Tools Pro,它虽然在功能上不如Cadence、Synopsys等大型工具强大,但它的最大优点是成本低,可以在PC机上使用,而且图形处理速度快,编辑功能强,便于学习,使用方便,特别适用于高校进行相关的教学和科研工作。Tanner Pro工具在美国和台湾的很多大学中早已被广泛应用,台湾不少IC设计企业也在使用Tanner Pro工具。该工具较新版本为Tanner Tools Pro 13.0,主要包含了S-EDIT(原理图编辑)、L-EDIT(版图编辑)、T-SPICE(电路仿真)、W-EDIT(波形观察)和LVS(版图与原理图比对)等几个功能不同的子工具,满足了集成电路设计从前端到后端、设计验证的一系列过程的需要,完全可以适用于《专用集成电路设计》课程的实践教学。通过我们在课程实验、毕业设计等实践教学环节的使用,发现学生对这个工具上手快、掌握熟,对于以后使用其他的IC设计工具也有一定的帮助,而且培养了他们将来涉足IC设计领域的兴趣和信心。图1是学生在实践教学中得到的一个版图设计结果。

3 适当讲授最新技术进展,以让学生跟上行业发展脚步为目标

我们都知道,集成电路设计技术、制造工艺等的发展速度飞快,遵循着集成电路最小特征尺寸以每三年减小70%的速度下降、集成度每年翻一番和价格每两年下降一半的著名的摩尔定律,集成电路的设计和制造技术发展日新月异。因此,在《专用集成电路设计》的教学过程中,必须要根据教学大纲的要求,在系统讲授已经设置好的教学内容的前提下,结合具体授课内容,适当讲授最新技术进展,以期让学生跟上集成电路设计行业发展的脚步,并不断将这些新技术、新进展、新方法、新工具、新工艺融入到授课内容中,做到授课内容常讲常新。其实这除了让学生可以接受到最新的知识和了解到该领域最新进展之外,同时也是一个教学相长的过程,对于教师的教学和相关科研也是一种无形的促进,可以督促教师不断地跟踪与IC设计、制造相关的最新研究成果,并进行精心的组织,将这些成果有机融入到课程教学中,做到授课内容的不断更新,而且这样也才能够避免一份讲稿多年重复使用,保证教师在教学中的激情,增强教学效果。

在这里仅仅举一个具体例子。在一次讲授到集成电路工艺的内容时,作者为同学们讲授了不断发展的集成电路工艺水平,以及所遇到的工艺发展瓶颈对于摩尔定律的挑战,还具体讲到了Intel公司新推出的0.45nm工艺的CPU,它采用了大大不同于以往的工艺方法,这次工艺变革可以称得上是“拯救摩尔定律”的一大技术进展。本次课后,不少同学纷纷通过互联网等来查阅这一最新工艺的具体情形,表现出了浓厚的学习兴趣。

4 创新课程考查方式,以激发学生进一步的研究兴趣为目标

一门课程的考查方式如何,对于这门课程能不能按照教师的预想,达到既定的最终教学目的,有着比较重要的作用。传统的一张试卷去“考”出学生学习效果的方式虽然比较简单省事,但却过于单调,虽然从某种程度上能够考查出学生对这门课程知识的掌握程度,但是对于激发学生在学完这门课程之后,对本学科、本领域进行进一步研究的兴趣却作用不大。由于自从接受学校教育以来经历了无数次的考试,不少学生厌烦考试的情绪比较严重,恨不得考完后把教材、作业、笔记等都马上丢弃,这是现实存在的、我们必须得承认的事实。从某种意义上说,通过考试来考查学生的学习,有时对最终教学目标的实现会起到一定的反作用。而且单纯考试的方式也很难发现学生对于这门课、这个领域、这个行业的独特想法和创新思路。

作者在《专用集成电路设计》教学过程中,结合课程的专业特点,积极探索并实践了采用提交论文和现场答辩相结合的课程考查方式,即在课程讲授到二分之一左右时,布置给学生论文题目,对于论文的范围、参考文献的篇数、论文的格式和字数等做出明确而具体的规范,要求学生在最后一次课之前提交自己的论文,做好答辩ppt,并利用专门的时间集中进行答辩,每位学生对自己准备的论文,进行5分钟左右的讲解,并接受教师和其他学生的提问。通过创新课程考查方式,提交论文和现场答辩相结合,让学生在准备论文和答辩材料的过程中对专用集成电路设计的有关内容和工艺、方法等有了更加深刻的理解,并有了一个系统的知识梳理过程,现场答辩的方式也更能够展现学生对于集成电路设计的一些独特的思路和创新性的理解,学生在经历这一过程时,也促使自己积极思考,主动研究,努力去探索和集成电路、微电子学有关的一些研究方法和最新进展,激发自己在完成本门课程的学习后、甚至是大学毕业后进行进一步研究的兴趣和信心;另外还在这个过程中提升了学生的论文写作能力、科学研究能力。

5 结束语

《专用集成电路设计》课(或者其他名称的类似课程)在不少设有微电子学专业的重点大学中开设较为普遍,但在没有微电子学专业的高校特别是非重点高校中开设并不多,对于该课程教学实践中的一些具体的方法研究和探讨需要更加深入。作者在教学实践中,紧密围绕本校、本专业的培养目标,以授课对象为主体,遵循课程的教学规律和科学研究规律,选择合适的授课内容和教学方法,并且不断地对此进行探索和研究,收到了初步的教学效果。当然,教学创新永无止境,教学方法的研究和探讨不能止步,作为一名年轻教师,在今后的教学实践中,作者将在加强学习以及与同行交流的前提下,进一步拓宽和创新教学思路,探索和完善教学模式,研究和更新教学内容,学习和探讨教学技巧,敢于创新,善于创新,真正做到教好书,育好人。

参考文献:

[1] Michael John Sebastian Smith.专用集成电路[M].虞惠华,等,译.北京:电子工业出版社,2004.

[2] 路而红.专用集成电路设计与电子设计自动化[M].北京:清华大学出版社,2004.

[3] 廖裕评,陆瑞强.集成电路设计与布局实战指导[M].北京:科学出版社,2004.

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一、“电子设计自动化”课程教学的特点

电子设计自动化是一个较为宽泛的概念，它涵盖了电路设计、电路测试与验证、版图设计、PCB板开发等各个不同的应用范围。而当前“电子设计自动化”课程设置多数侧重电路设计部分，即采用硬件描述语言设计数字电路。因此，该课程的教学具非常突出的特点。

1.既要有广度，又要有深度有广度即在教学过程中需要把电子设计自动化所包含的各个不同的应用环节都要让学生了解，从而使学生从整个产业链的角度出发，把握电子设计自动化的真正含义，以便于他们建立起一个全局概念。有深度即在教学过程中紧抓电路设计这个重点，着重讲解如何使用硬件描述语言设计硬件电路，使学生具备电路设计的具体技能，并能够应用于实践和工作当中。

2.突出硬件电路设计的概念在众多高校开设的“电子设计自动化”课程中，多数是以硬件描述语言VHDL作为学习重点的。而VHDL语言是一门比较特殊的语言，与C语言、汇编语言等存在很大的不同。因此，在教学过程中首先要让学生明白这门语言与前期所学的其他语言的区别，并通过实例，如CPU的设计及制造过程，让学生明白VHDL等硬件描述语言的真正用途，并将硬件电路设计的概念贯穿整个教学过程。

3.理论与实践并重“电子设计自动化”是一门理论性与实践性都很强的课程，必须两者并重，才能收到良好的教学效果。在理论学习中要突显语法要点和电路设计思想，[2]并通过实践将这些语法与设计思想得以加强和巩固，同时在实践中锻炼学生的创新能力。

二、“电子设计自动化”课程教学方法总结

良好的教学方法能起到事半功倍的效果。因此，针对“电子设计自动化”课程的教学特点，笔者根据近几年的教学经验总结了一些行之有效的教学方法。

1.以生动的形式带领学生进入电子设计自动化的世界电子设计自动化对学生来说是一个全新的概念。如何让他们能够快速地进入到这个世界中，并了解这个世界的大概，从而对这个领域产生兴趣，是每个老师在这门课授课之前必须要做的一件事情。教师可以采用一些现代化的多媒体授课技术，让学生更直观地了解电子设计自动化。由于电子设计自动化是一个很抽象的概念，因此，可以通过播放视频、图片等一些比较直观的内容来让学生了解这个领域。从学生最熟悉的电脑CPU引入，通过一段“CPU从设计到制造过程”的视频，让学生了解集成电路设计与制造的流程与方法，并引出集成电路这个概念。通过早期的集成电路与现在的集成电路的图片对比，引出EDA的概念，并详细讲解EDA对于集成电路行业的发展所作的巨大贡献。在教学过程中，通过向学生介绍一些使用EDA技术实现的当前比较主流的产品及其应用，提高学生对EDA的具体认识。这些方法不仅使学生对EDA相关的产业有了相应的了解，更激发了学生的学习兴趣，使学生能够踊跃地投入到“电子设计自动化”的学习中。

2.以实例展开理论教学“电子设计自动化”的学习内容包含三大部分：[3]硬件描述语言（以VHDL语言为学习对象）、开发软件（以QUARTUSII为学习对象）和实验用开发板（以FPGA开发板为学习对象）。硬件描述语言的学习属于理论学习部分，是重中之重。对于一门编程语言的学习来说，语法和编程思想是学习要点。在传统的编程语言学习的过程中，通常都是将语法作为主线，结合语法实例逐渐形成编程思想。这种学习方法会使学生陷入到学编程语言就是学习语法的误区中，不仅不能学到精髓，还会因为枯燥乏味而产生厌倦感。如何能使学生既能掌握电路设计的方法，又轻松掌握语法规则是一个教学难题。笔者改变传统观念，将编程思想的学习作为教学主线，在理论学习过程中，以具体电路实例为基础，引导学生从分析电路的功能入手，熟悉将电路功能转换为相应的程序语句的过程，并掌握如何将这些语句按照规则组织成一个完整无误的程序。在此过程中，不断引入新的语法规则。由于整个过程中学生的思考重点都放在电路功能的实现上，而语法的学习就显得不那么突兀，也不会产生厌倦感。由于语法时刻都需要用到且容易忘记，因此在后期的实例讲解过程中需要不断地巩固之前所学过的语法现象，以避免学生遗忘，以此让学生明白，学习编程语言的真正目的是为了应用于电路设计。通过一些实践，学生体会到语言学习的成就感，进一步提高了学习兴趣，此方法收到了良好的教学效果。

3.将硬件电路设计的概念贯穿始终硬件描述语言与软件语言有本质区别。很多学生由于不了解硬件描述语言的特点，在学习过程中很容易将之前所学的C语言等软件编程语言的思维惯性的应用于VHDL语言的学习过程中，这对于掌握硬件电路设计的实质有非常大的阻碍。因此，在教学过程中，从最初引入到最后设计电路，都要始终将硬件电路设计的概念和思维方式贯穿其中。在讲述应用实例时，需要向学生分析该例中的语句和硬件电路的关系，并强调这些语句与软件语言的区别。以if语句为例，在VHDL语言中，if语句的不同应用可以产生不同的电路结构。完整的if语句产生纯组合电路，不完整的if语句将产生时序电路，如果应用不当，会在电路中引入不必要的存储单元，增加电路模块，耗费资源。[4]而对于软件语言，并没有完整if语句与不完整if语句之分。为了让学生更深刻地理解不同的if语句对应的硬件电路结构特性，可以通过一个小实例综合之后的电路结构图来说明。如以下两个程序：（1）entitymuxabisport（a，b：inbit；y：outbit）；end；architecturebehaveofmuxabisbeginprocess（a，b）beginifa>btheny<=''''1''''；elsifa<btheny<=''''0''''；endif；endprocess；end；（2）entitymuxabisport（a，b：inbit；y：outbit）；end；architecturebehaveofmuxabisbeginprocess（a，b）beginifa>btheny<=''''1''''；elsey<=''''0''''；endif；endprocess；end；（1）（2）两个程序唯一的不同点在于：程序（1）中使用的是elsif语句，是一个不完整的if语句描述，而程序（2）使用的是else语句，是一个完整的if语句描述。这一条语句的区别却决定了两个程序的电路结构有很大的不同。（1）综合的结果是一个时序电路，电路结构复杂，如图1所示。而（2）综合的结果是一个纯组合电路，电路结构非常简单，如图2所示。通过综合后的电路图比较，学生更深刻理解这两类语句的区别。强化硬件电路设计的思想，可以促使学生逐渐形成一种规范、高效、资源节约的设计风格，培养一个优秀的硬件电路设计工程师。

4.通过实践拓展强化学生动手能力“电子设计自动化”是一门实用性很强的课程，学生在学完该课程后必须具备一定的硬件电路设计和调试的能力，因此在教学中需要不断地用实践训练来强化学生在课堂所学习的理论知识，并使他们达到能够独立设计较复杂硬件电路的能力。笔者在教学过程中鼓励学生将课程实践和毕业设计内容相结合的方法，让学生强化实践能力，收到了良好的效果。学习“电子设计自动化”课程的学生基本上都是即将进入大四，此时他们的毕业设计已经开始进入选题，开始了初步设计的过程。笔者先在实验课堂向学生布置一些常用硬件电路设计的题目，比如交通灯、自动售货机、电梯控制器等，让学生体会电子设计自动化课程的实用性，激发他们的思考和学习兴趣。在此基础上分组组建实践小团队，让每组学生共同完成一个较复杂的电路系统，比如遥控小车、温度测控系统等，鼓励他们将所做的内容与毕业设计对接。其中大部分同学通过这些训练都可以掌握硬件电路设计的基本方法和流程，有一部分同学还能设计出比较出色的作品。此过程不仅让学生体会到了学习知识的快乐，也培养了他们的团队协作精神，为他们以后的继续深造和工作做了铺垫。

篇6

 

集成电路(IntegratedCircuit)产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业，是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业，是新一代信息技术产业发展的核心和关键，对其他产业的发展具有巨大的支撑作用。经过30多年的发展，我国集成电路产业已初步形成了设计、芯片制造和封测三业并举的发展格局，产业链基本形成。但与国际先进水平相比，我国集成电路产业还存在发展基础较为薄弱、企业科技创新和自我发展能力不强、应用开发水平急待提高、产业链有待完善等问题。在集成电路产业中，集成电路设计是整个产业的龙头和灵魂。而我国集成电路设计产业的发展远滞后于计算机与通信产业，集成电路设计人才严重匮乏，已成为制约行业发展的瓶颈。因此，培养大量高水平的集成电路设计人才，是当前集成电路产业发展中一个亟待解决的问题，也是高校微电子等相关专业改革和发展的机遇和挑战。[1_4]

 

一、集成电路版图设计软件平台

 

为了满足新形势下集成电路人才培养和科学研究的需要，合肥工业大学(以下简称"我校”从2005年起借助于大学计划。我校相继开设了与集成电路设计密切相关的本科课程，如集成电路设计基础、模拟集成电路设计、集成电路版图设计与验证、超大规模集成电路设计 、 ASIC设计方法、硬件描述语言等。同时对课程体系进行了修订，注意相关课程之间相互衔接，关键内容不遗漏，突出集成电路设计能力的培养，通过对课程内容的精选、重组和充实，结合实验教学环节的开展，构成了系统的集成电路设计教学过程。56]

 

集成电路设计从实现方法上可以分为三种：全定制(fullcustom)、半定制(Semi-custom)和基于FPGA/CPLD可编程器件设计。全定制集成电路设计，特别是其后端的版图设计,涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论，这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向，目的是给本科专业学生打下坚实的设计理论基础。

 

在集成电路版图设计的教学中，采用的是中电华大电子设计公司设计开发的九天EDA软件系统(ZeniEDASystem),这是中国唯1的具有自主知识产权的EDA工具软件。该软件与国际上流行的EDA系统兼容，支持百万门级的集成电路设计规模，可进行国际通用的标准数据格式转换，它的某些功能如版图编辑、验证等已经与国际产品相当甚至更优，已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用，特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了强大的功能，并成功开发出了许多实用的集成电路芯片。

 

九天EDA软件系统包括设计管理器，原理图编辑器，版图编辑工具，版图验证工具，层次版图设计规则检查工具，寄生参数提取工具，信号完整性分析工具等几个主要模块，实现了从集成电路电路原理图到版图的整个设计流程。

 

二、集成电路版图设计的教学目标

 

根据培养目标结合九天EDA软件的功能特点，在本科生三年级下半学期开设了为期一周的以九天EDA软件为工具的集成电路版图设计课程。

 

在集成电路版图设计的教学中，首先对集成电路设计的_些相关知识进行回顾，介绍版图设计的基础知识，如集成电路设计流程，CMOS基本工艺过程，版图的基本概念，版图的相关物理知识及物理结构，版图设计的基本流程，版图的总体设计，布局规划以及标准单元的版图设计等。然后结合上机实验，讲解Unix和Linux操作系统的常用命令，详细阐述基于标准单元库的版图设计流程，指导学生使用ZeniSE绘制电路原理图，使用ZeniPDT进行NMOS/PMOS以及反相器的简单版图设计。在此基础上，让学生自主选择_些较为复杂的单元电路进行设计，如数据选择器、MOS差分放大器电路、二四译码器、基本RS触发器、六管MOS静态存储单元等，使学生能深入理解集成电路版图设计的概念原理和设计方法。最后介绍版图验证的基本思想及实现，包括设计规则的检查(DRC),电路参数的检查(ERC),网表一致性检查(LVS),指导学生使用ZeniVERI等工具进行版图验证、查错和修改。7]

 

集成电路版图设计的教学目标是：

 

第熟练掌握华大EDA软件的原理图编辑器ZeniSE、版图编辑模块ZeniPDT以及版图验证模块ZeniVER丨等工具的使用;了解工艺库的概念以及工艺库文件technology的设置，能识别基本单元的版图，根据版图信息初步提取出相应的逻辑图并修改，利用EDA工具ZSE画出电路图并说明其功能，能够根据版图提取单元电路的原理图。

 

第二，能够编写设计版图验证命令文件(commandfile)。版图验证需要四个文件(DRC文件、ERC文件、NE文件和LVS文件)来支持，要求学生能够利用ZeniVER丨进行设计规则检查DRC验证并修改版图、电学规则检查(ERC)、版图网表提取(NE)、利用LDC工具进行LVS验证，利用LDX工具进行LVS的查错及修改等。

 

第三，能够基本读懂和理解版图设计规则文件的含义。版图设计规则规定了集成电路生产中可以接受的几何尺寸要求和可以达到的电学性能，这些规则是电路设计师和工艺工程师之间的_种互相制约的联系手段，版图设计规则的目的是使集成电路设计规范化，并在取得最佳成品率和确保电路可靠性的前提下利用这些规则使版图面积尽可能做到最小。

 

第四，了解版图库的概念。采用半定制标准单元方式设计版图，需要有统一高度的基本电路单元版图的版图库来支持，这些基本单元可以是不同类型的各种门电路，也可以是触发器、全加器、寄存器等功能电路，因此，理解并学会版图库的建立也是版图设计教学的一个重要内容。

 

三、CMOS反相器的版图设计的教学实例介绍

 

下面以一个标准CMOS反相器来简单介绍一下集成电路版图设计的一般流程。

 

1.内容和要求

 

根据CMOS反相器的原理图和剖面图，初步确定其版图;使用EDA工具PDT打开版图编辑器;在版图编辑器上依次画出P管和N管的有源区、多晶硅及接触孔等;完成必要的连线并标注输入输出端。

 

2.设计步骤

 

根据CMOS反相器的原理图和剖面图，在草稿纸上初步确定其版图结构及构成;打开终端，进入pdt文件夹，键入pdt,进入ZeniPDT版图编辑器;读懂版图的层次定义的文件，确定不同层次颜色的对应，熟悉版图编辑器各个命令及其快捷键的使用;在版图编辑器上初步画出反相器的P管和N管;检查画出的P管和N管的正确性，并作必要的修改，然后按照原理图上的连接关系作相应的连线，最后检查修改整个版图。

 

3.版图验证

 

打开终端，进入zse文件夹，键入zse,进入ZeniSE原理图编辑器，正确画出CMOS反相器的原理图并导出其网表文件;调出版图设计的设计规则文件，阅读和理解其基本语句的含义，对其作相应的路径和文件名的修改以满足物理验证的要求;打开终端，进入pdt文件夹，键入pdt，进入ZeniPDT版图编辑器，调出CMOS反相器的版图，在线进行DRC验证并修改版图;对网表一致性检查文件进行路径和文件名的修改，利用LDC工具进行LVS验证;如果LVS验证有错，贝懦要调用LDX工具，对版图上的错误进行修改。

 

4.设计提示

 

要很好的理解版图设计的过程和意义，应对MOS结构有一个深刻的认识;需要对器件做衬底接触，版图实现上衬底接触直接做在电源线上;接触孔的大小应该是一致的，在不违反设计规则的前提下,接触孔应尽可能的多，金属的宽度应尽可能宽;绘制图形时可以多使用〃复制"操作，这样可以大大缩小工作量，且设计的图形满足要求并且精确;注意P管和N管有源区的大小，一般在版图设计上，P管和N管大小之比是2:1;注意整个版图的整体尺寸的合理分配，不要太大也不要太小;注意不同的层次之间应该保持一定的距离，层次本身的宽度的大小要适当，以满足设计规则的要求。四、基本MOS差分放大器版图设计的设计实例介绍在基本MOS差分放大器的版图设计中，要求学生理解构成差分式输入结构的原理和组成结构，画出相应的电路原理图，进行ERC检查，然后根据电路原理图用PDT工具上绘制与之对应的版图。当将基本的版图绘制好之后，对版图里的输入、输出端口以及电源线和地线进行标注，然后利用几何设计规则文件进行在线DRC验证，利用版图与电路图的网表文件进行LVS检查，修改其中的错误并优化版图，最后全部通过检查，设计完成。

 

五、结束语

 

集成电路版图设计的教学环节使学生巩固了集成电路设计方面的理论知识，提高了学生在集成电路设计过程中分析问题和解决问题的能力，为今后的职业生涯和研究工作打下坚实的基础。因此，在今后的教学改革工作中，除了要继续提高教师的理论教学水平外，还必须高度重视以EDA工具和设计流程为核心的实践教学环节，努力把课堂教学和实际设计应用紧密结合在一起，培养学生的实际设计能力，开阔学生的视野，在实验项目和实验内容上进行新的探索和实践。

 

参考文献：

 

[1]孙玲.关于培养集成电路专业应用型人才的思考[J].中国集成电路,2007,(4):19-22.

 

[2]段智勇，弓巧侠，罗荣辉，等.集成电路设计人才培养课程体系改革[J].电气电子教学学报,2010,(5):25-26.

 

[3]唐俊龙，唐立军，文勇军，等.完善集成电路设计应用型人才培养实践教学的探讨J].中国电力教育,2011,(34):35-36.

 

[4]肖功利，杨宏艳.微电子学专业丨C设计人才培养主干课程设置[J].桂林电子科技大学学报,2009,(4):338-340.

 

[5]窦建华，毛剑波，易茂祥九天”EDA软件在"中国芯片工程〃中的作用[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2008,(6):154-156.

 

[6]易茂祥，毛剑波，杨明武，等.基于华大EDA软件的实验教学研究[J].实验科学与技术，2006,(5):71-73.

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【关键词】数字电路;传统方式;VHDL

1.引言

随着计算机以及大规模集成电路应用的普及，电子行业正在迅速的发展。目前采用小中规模的数字电路逻辑设计已经不能满足数字电子技术发展的需要。例如传统的TTL电路或者COMS电路设计任务繁琐，设计效率低，所以迫切的需要我们做出调整，适应社会对数字电子技术发展的要求。伴随着集成电子工艺的发展，新型的逻辑器件也应运而生，到目前为止，市场上的逻辑器件大致可分为三类：第一是标准的逻辑芯片如COMS/TTL等系列芯片;第二是微型计算机芯片和各种微处理器;第三种就是应用规格芯片ASIC，其中ASIC芯片中就有我们接下来介绍的可编程逻辑器件（PLD）[1]。而使用可编程逻辑芯片就必须要求我们掌握编写VHDL语言的技术。这种设计数字电路实验的方法大大克服了传统数字电路设计出现的缺点，更加适应现在社会的发展。

2.传统数字电路设计优缺点

传统的数字电路设计过程大致经过以下几个步骤：一是分析问题画出状态转换图以及状态转换表，二是进行状态化简，三是状态编码，四是写出输入方程、驱动方程以及输出方程，五是画出逻辑电路图，经过这一系列步骤之后，还要在电路板上焊接电路，或者在面包板上拼接电路。传统的设计方法是数字电路设计的基础，它的优点是能够反映了数字电路的基本工作原理，系统内部构成的各个细节也能够很直观的反映出来，各部分之间的联系显而易见。因此，通过对设计的原理图的观察我们可以验证系统的合理性，同时也奠定了数字电路设计的基础。它的缺点是设计步骤复杂，在整个过程中需要用到大量的芯片和连线。而且传统的方法出错率高而且不易修复，在焊接电路板的时候如果不注意就会导致接触不良或者出现某个芯片损坏的情况，这就导致整个电路板都不起作用。

3.PLD器件芯片的出现

PLD又称可编程逻辑器件，PLD芯片上的金属引线和电路都是厂家做好的，但是器件的逻辑功能在出厂时是没有确定的，用户可以根据自己的需要合理的编程设计确定想要的功能。而编程用到的语言就是我们接下来要介绍的VHDL语言。目前PLD器件芯片具有微处理器灵活等优点，芯片的引脚也从一开始的20多个引脚发展到现在的200引脚[2]。可编程逻辑器件的出现从很大程度上使得数字电路设计发生了根本性变革。采用PLD设计电路不再是对电路板设计，而是对芯片设计，使之实现我们预想的功能。一般的PLD的集成度很高，可以满足一般的数字系统的需要。设计人员只需要自己编程到一块PLD上，而不用去供应商那儿买特定功能的芯片。我们可以对芯片内部的逻辑和外部的引脚进行设计。这样就克服了传统方式中对电路板进行焊接所花费的大量时间，克服了工作量大，难以调试等缺点，用户只需要编写适当合理的程序就可以实现预想的功能。如此大大简化了设计步骤，更加适应社会发展的需要。

4.VHDL简介

VHDL语言是一种应用于描述数字系统的功能、结构和接口的语言。VHDL含有许多具有硬件特征的语句而且语言的描述也更类似于一般计算机的高级语言。在编程上简单可行性高。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体。分成外部和内部，在对一个设计实体定义了外部界面后，当其内部开发完成后，其他的设计也能够直接调用这个实体。VHDL系统设计的基本点是将设计实体分成内外部分。VHDL语言之所以能够成为标准化的硬件描述语言并且获得广泛应用，正是因为它本身具有其他硬件描述语言不具有的优点。归纳起来，VHDL语言主要具有以下优点：

（1）VHDL语言设计多样：VHDL语言结构很强大，而且设计方法多样，既支持层次化设计也支持模块化设计，既可以采用自顶向下设计方式，也可以采用自底向上的设计方法。

（2）VHDL语言的设计是针对于芯片而并非器件，传统的硬件拼接的方法针对的是器件，但是VHDL语言是直接对芯片而言的，在设计电路时，用户可以不必考虑所选用的器件。设计者也可以不必考虑系统硬件结构，而进行独立的设计。

（3）VHDL语言可移植性强，对于同一个硬件的VHDL语言来说，它可以从一个工作平台移植到另一个工作平台上。

（4）VHDL语言有非常丰富的库函数和仿真语句，用户可以随时对系统进行仿真。

由此可见传统方式与应用VHDL的区别有以下几点：第一，传统的方法采用自上至下的设计方式，而应用VHDL语言则采用自下至上的设计方法;第二，传统方式采用的是通用的逻辑元器件，系统硬件的后期进行调试和仿真，而应用VHDL语言采用的芯片则是PLD（可编程逻辑器件），系统的设计早期进行调试与仿真;第三，传统的设计方式主要采用电路原理图的方式设计，而本文提出的设计方式主要则以VHDL语言描述为主，从而降低了硬件设计电路的难度。

5.VHDL语言结构及语言设计步骤

VHDL语言结构由library（库）定义区，entity（实体）定义区，architecture（构造体）定义区package（包集合）configuration（配置）组成，其中library，entity和architecture也是一个VHDL语言所必有的。

VHDL语言设计步骤大致可以分为以下三步：第一，分析系统结构并划分模块;第二，输入VHDL语言的代码，编写程序，并且将其编译，在此过程中如果有错误要及时修正;第三，对编译的后的VHDL文件进行仿真。

6.VHDL举例

下面介绍一个简单分频器的例子：

Library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

use ieee.std_logic_unsigned.all;

entity fenpin is

port（clk，clear：in std_logic;

q：out_std_logic）;

end fenpin;

architecture behave of fenpin is

signal m：interge range 0 to11

begin

p1：process（clear，clk）

begin

if clear =’0’then m<=’0’;

elsif “clk event and clk=’1’”then

if m=11 then m<=’0’;

else m<=m+1;

end if;

end if;

end process p1;

p2：process（m）

begin

if temp<6 then q<=’0’;

else q<=’1’;

end if;

end process p2;

end behave;

由例题可以看出，在设计分频器是可以不用硬件搭连的方式，用VHDL语言进行编程更简单易行。

7.小结

本文针对目前传统数字电路设计中存在的若干弊端，提出用VHDL语言编写适当合理程序来设计数字电路实验的方法，避免了硬件电路中若干繁琐的问题，使得系统简单明了，可维护性强，芯片也可以反复使用。传统的硬件设计方法已不能满足现代电子工业的发展，在数字电路的应用中，VHDL语言必将会被广泛的使用。

参考文献

[1]张有志.可编程逻辑器件PLD原理与应用[M].北京：中国铁道出版社，1996：1-3，91

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行动导向教学法Protel DXP教学方法教学模式《Protel DXP与计算机辅助设计》是借助于计算机完成电子线路的设计与制作，是电气自动化技术、电力工程、城市轨道交通控制等专业的必修专业课，具有很强的技术性、专业性、实践性和综合性。该课程以电路的分析、应用为基础，遵循国际和行业规范，培养学生电路原理图的绘制和PCB板设计能力，以及利用电路设计软件产生、输出技术资料的能力。课程不仅为学生学习相关理论知识和技能训练起到承前启后的作用，而且为今后从事印制电路板工作起到增强适应能力和开发创新能力的作用。

一、课程教学目标

知识目标：软件的安装与卸载；电路原理图的绘制、原理图元件的创建和原理图库的建立；PCB板的布局/布线；元件封装库的创建；设计文件的输出；PCB板的制作。

能力目标：独立完成Protel DXP 2004安装和配置；能够熟练绘制简单原理图、复杂原理图和层次原理图；能够将电路原理图转化成PCB板，合理布局并布线；能够制作元器件原理图库及PCB封装库；能够完成PCB板装配图的输出、打印；能够根据输出的装配图制作PCB板；通过学习Protel DXP 2004，提高软件应用能力及学习能力。

素质目标：培养学生爱岗敬业、爱护设备、具有高度的责任心、团结合作的职业操守；培养学生的标准意识、规范意识、成本意识、环保意识、质量意识。在教学中融入企业的6S管理及行业规范，6S就是整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全。

二、课程设计理念与思路

课程的建设、改革遵循 “任务驱动、项目导向”的设计理念。

以自动化制造类职业岗位需求为导向，以职业能力培养为核心，以“能力递进和适度循环反复”为原理，校企共同参与课程建设，融入行业标准和规范，用三个项目8个真实工作任务为载体。将知识和技能融入各个任务中，学生通过完成任务探索吸收知识、练好技能，同时培养自主学习能力，强化团队精神，为后续课程学习和适应工作岗位奠定良好基础。

三、教学内容分析

本课程针对电子设计及安装员、印刷线路板制作工艺员岗位要求，将教学内容进行序化、整合，设置了三个项目，8个核心任务。

在项目一基本放大器PCB板的制作中设计了Protel DXP 2004软件的安装与卸载、基本放大器原理图的绘制、基本放大器PCB板的制作3个工作任务，通过设计实物激发学生学习兴趣，使掌握PCB板设计的基础知识及基本操作，培养学生对电路设计步骤及工艺流程的初步认识。

项目二中信号发生器PCB板的制作设计了数据采集电路原理图的绘制、信号发生器电路原理图绘制、信号发生器PCB板的制作3个工作任务，使学生掌握大中规模电路系统涉及的复杂电路原理图、层次电路原理图及PCB板布线的处理方法及技巧，掌握DXP库中未收录元件的原理图元件和PCB封装的制作，培养学生团队合作完成中等复杂程度电路板设计与制作的能力。

项目三以完成 “单片机开发系统的印制电路板”这个具有实用价值的产品为目标成果进行训练，使学生在完成电路板设计、装配过程中，综合应用原理图制作、PCB板制作、综合布局布线、焊接调试等完整工艺流程，以训练学生职业态度、操作规范及工艺要求为主，注重职业素养的养成。

通过完成任务，使学生掌握典型电路板绘制、设计原理与方法，并且能够拓展到其它电路板的设计与制作。课程强调基本技能、操作规范与工艺，为学生的可持续发展奠定良好的基础。

四、能力递进的三阶段教学模式

紧密依托企业，选取三个典型项目作为案例，项目按照从简单到复杂，从相对单一到综合应用的递进关系排序。教学模式注重能力递进，适度循环往复，逐渐培养学生对Protel DXP这一电路设计工具运用熟练程度，熟练电路设计流程。

项目一是简单入门级项目，学生初步掌握工艺流程，初步培养起标准意识、规范意识、质量意识。

项目二是技能训练型项目。学生通过小组合作的方式，在教师引导下，完成中等复杂程度电路板的设计与制作。对工艺方法、工艺标准的理解更加深刻，职业素养进一步养成。

项目三是综合提高实训项目。小组独立完成整个项目的分析、实施，成品的检测工作。整个过程完全以学生为主体，在学生遇到难以解决的问题时，教师给予恰当提示。

五、灵活、多样的教学方法

根据三个项目不同的教学内容及每个阶段学生认知的不同特点，采用了灵活、形式多样的教学方法。

案例教学法：例如项目一中以Protel DXP为例介绍Protel系列软件的安装与卸载方法，以基本放大器PCB板的制作为例，介绍原理图设计基本基础， PCB板设计基础等知识。

“行动导向教学法”：学生以小组的形式，分工合作，按照咨询、计划、决策、实施、检查、评价六个步骤完成任务。项目二和项目三的任务均采用行动导向教学法。

在每个项目中根据具体内容、步骤不同又融入多种教学方法，例如在任务开始采用引导文法。小组制定计划时可用头脑风暴法；检查任务完成情况时采用演示法。

六、多种教学手段

综合运用多种教学手段优化教学过程，提高教学质量和效率。

多媒体教学：将抽象的教学内容，采用图片、录像、动画等方式形象的演示。

实物教学：以真实的元器件和电路板为载体进行教学

网络教学：推荐相关网站和设计案例。

现场教学：让学生经历项目全过程，亲自操作、设计与加工制作电路板。

七、教学过程

根据教学内容的不同，三个项目采用不同的教学方法和教学过程。项目一以教师讲解、演示为主，教学环节分为引入、讲授、练习、小结、作业。项目二和项目三中的任务，学生均以小组形式，按照六步法完成任务。

资讯：教师通过视频资料、课件或引导文，进行问题引领，导入任务，下达任务书，学生查找搜集资料，学习相关知识，教师给予辅导答疑。

计划：在教师指导下，学生分组讨论，并制定计划。

决策：通过黑板或张贴版讨论方案合理性、可行性，进行决策并确定实施方案，分配好每个人的任务。

实施：在实施过程中，学生进一步掌握并学会运用相关知识解决问题。

检查：小组自检，互检、教师检查。

评价：各小组自评、互评，教师评价任务完成情况并总结任务中的知识能力要点。

通过实施行动导向教学法，在教学中重视“案例”教学，重视“解决实际问题”及“自我管理式的学习”，使学生在学习过程中，不仅掌握相应的知识和技能，而且各种行为能力亦可以得到充分提高。

参考文献：

[1]马福军.行动导向教学法在职业教育中的应用.职业技术教育，2007 ，（23）.

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【关键词】电工教学；EDA技术；应用

1.EDA技术简介

EDA技术的全称是Electronic Design Automation，即电子设计自动化。这是一类在原先的CAD技术上发展和成熟起来的计算机辅助设计系统。它将计算机技术和信息智能处理分析技术融为一体，是进行电路设计和分析的理想平台。借助这一工具，可以将相关的概念、协议和算法等在计算机上完成，并实现从设计、模拟分析计算到PCB版图的流程的自动化。按照EDA所面向的范围不同，可分为三大类的EDA设计，即：系统级的EDA设计、物理实现级的EDA设计和电路级的EDA设计。

2.EDA常用软件介绍

2.1 Multisim系列软件

Multisim是美国国家仪器公司开发的一款以Windows为基础的电路设计和模拟的仿真工具。Multisim的前身是建安大EWB公司，后该公司被美国国家仪器有限公司所收购。由于这一软件利用交互式的原理构建复杂的电路和进行仿真，尤其是融合了SPICE技术后为工程师在设计电路时无需在SPICE方面具有良好的专业基础便可进行相关的设计。这一特点特别适合与对电工方向的学生进行模拟教学。因此这一软件在国内的电工教学中有着广泛的应用，可以进行器件建模及仿真、电路的构建及仿真、系统的组成及仿真和仪表仪器原理及制造仿真等，还可以模拟一些电路元件，如二极管、三极管、功率管等。

2.2 PSPICE软件

PSPICE（Personal Simulation Program with IC Emphasis）是在Spice基础上发展起来的，主要应用在微机系列的通用电路分析当中。这是一类经典的电路设计自动化软件，能进行模拟电路分析数字电路分析和模拟数字混合电路分析。这一软件主要的构成部分包括6个大的板块：电路输入程序、激励源编辑、结果输出仿真、提取模型参数和电器元件库。除了可以进行经典的电路相关分析外，对蒙特卡洛随机模拟、电路的优化设计，以及数模仿真等方面都表现优异。

由于该款软件在模拟电路设计和电路元器件方面的模拟分析功能强大，因此在电工方向的教学中也得到了广泛的使用。

2.3 OrCAD

OrCAD也是一套EDA仿真软件系统，在电路分析和设计中也有比较广泛的应用。这套软件系统能够主要包括三个大的组成部分：内置元器件信息系统的原理图输入器、模拟和混合信号仿真和印制电路板设计。这一软件最大的优点在于具有完备的支持数据库，可自动进行集成元件的信息搜索，从已安装的元件库中自动查找和选择电器元件，并生成元件匹配信息的电子表格。在对外接口和设计管理方面也有独到的优势，可以建立用户自定义的功能模块，并可转换为菜单中的系统专用功能模块。对外接口中最强大的功能在于可提供超过40种的增行和层次格式，包括epif，vhdl，verilog spice，pads和pcad/protel/tango等。

2.4 Protel

PROTEL是PORTEL公司在上世纪80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高。这款软件一直都在不断的升级和完善，设计流程、集成化PCB设计、可编程器件（如FPGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品，一种同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计的解决方案，具有将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。Protel系列软件一般都包含5个模块：原理图设计、PCB设计自动布线器、原理图混合信号仿真和PLD设计。这款软件已经有多个较新的版本，如Altium Designer等。

2.5 MATLAB/Simulink

MATLAB/Simulink是一类通用的仿真平台，通过利用软件框架内所提供的工具来搭建仿真模型，这类模拟思路在科研领域有非常广泛的应用。在电工教学领域，使用的版本多为Simulink5.1，其中主要是利用SimPowerSystems这一仿真模块库。在这个模块库中包含了电路设计和仿真中涉及的基本电器元件和分析算法。利用这一工具可方便展开的对电路的设计和分析。因此在教学中，这类软件也有被应用。

3.电工教学中EDA技术的应用

上述几类常用的EDA技术各有其优势和特色。在电工教学中具体使用哪一类软件作为教学的首选，取决于各院校在课程的设置和培养目标，各自所侧重点的不同而选择不同的EDA软件。就笔者统计的资料来看，在各类设置有数字电子技术这门课程的学校为了便于教学，大多会采用操作更为简便、界面更加直观的EDA软件，比如MATLAB、Multisim系列、Altium Designer等。结合实际应用的需要，笔者推荐选用Protel系列软件作为电工电子技术课堂教学的首选。因该系列软件企业中具有非常广泛的应用，让学生在校期间就熟练掌握该软件的模拟仿真和分析的技巧对于学生毕业后的实际工作更加有利。在本节中，将简介Protel系列中Altium Designer Winter 09在电工电子技术课堂教学中的应用。

电工电子技术课程包含的内容涉及面非常广泛，其中既有实验性质的内容也有非常抽象的概念。利用Altium Designer Winter 09来作为课堂教学软件能够很直观的将一些难以理解的抽象概念感性化，对于提高学生的学习积极性和锻炼动手能力都大有裨益。本节中将举出一个应用的例子。

正弦波振荡电路的虚拟仿真：

在这一实验中，需要观察和计算的内容有基波频率，并模拟正弦波。实验电路图如图1所示。

实施步骤：1调用仿真库中Texas InstrumentsTI Operational Amplifier IntLib，电路中各节点和元件的参数设置按图1所示进行；2选择分析类型，分别选取瞬时分析和傅立叶分析；3分析参数设置，瞬时分析起始时间设置为0，终止时间设置为6毫秒，步长100ns，最大步长设置为1us，傅立叶基波频率分析时谐波次数设置为6次；4模拟分析。实验结果如图2和图3所示。

在课堂教学中那个，可通过改变电路中电阻和电容数值的方法改变该电路的模拟仿真结果。教师在示范了基本的操作后，可将这些参数的更改和模拟作为课后作业，让学生课后练习熟练使用Altium Designer Winter 09之用。

4.结语

在教学中遇到的其他抽象概念教师可以自行设计实验，让一些抽象的概念能够在仿真平台上以直观的方式让学生理解，总之利用Altium Designer Winter 09是可以满足课堂教学的仿真和模拟需要的。在电工教学过程利用Altium Designer Winter 09可以让课程不那么枯燥，对以后学生步入工作岗位也是良好的过度。因此建议使用这一软件作为电工课程教学的首选平台。

参考文献

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摘要：随着近几年CMOS集成电路的快速发展，COMS电路芯片的尺寸越来越小，单位面积芯片上集成的晶体管也逐渐增加，这有效提高了集成电路的运算速度，同时大大降低了单个芯片的制造成本。然而在集成电路快速发展的同时，ESD问题也日益凸现出来，ESD保护电路能够有效保护COMS电路芯片，对内部电路的保护具有重要意义。笔者就以ESD保护原理为集成，对CMOS电路芯片ESD保护电路设计技术的发展进行了分析。

关键词：COMS电路芯片；ESD保护电路；集成电路

静电放电（ESD）对集成电路芯片的干扰程度最大，一般的，ESD通过干燥环境的人体带电，以电荷脉冲形式出现在电路端口，进而影响内部电路。由于COMS锁定效应的存在，当端口处缺乏有效保护措施时，很容易引发固有的锁定效应，使得整个芯片的PNPN通道导通，如果外电路也缺少防护措施，那么电路就会烧毁。因此，CMOS电路芯片ESD保护电路的设计是极为重要的，需要给予充分的重视。 1 ESD原理和保护器件 1.1 ESD原理 所谓ESD保护电路，即为了防止静电放电对电路芯片产生危害而设计的电路，目的是在放电事件发生的过程中，在芯片内部提供一个低电阻的支路，使得静电放电产生的能量得到有效释放，阻止静电放出的能量对电路芯片产生危害，把静电放电的危害降低到最小，保障整个电路的安全。当然，作为ESD保护电路，除了作为支路释放静电产生的能量以外，还要确保能量释放伴随产生的热量分布均匀，若热量分布不均，容易导致局部过热，同样会导致芯片或者电路的其他部分遭受损害。另外，ESD保护电路在发挥作用释放能量的同时，要做到不影响主功能电路的正常工作，这就对ESD保护电路的设计提出了更高的要求。 1.2 静电的产生和危害 一般来说，所有电路在正常工作的过程中，都容易受静电放电的影响，静电放电主要包括摩擦起电，感应生电以及离子轰击三种方式，电子产品从生产到使用的过程中（包括运输过程）都容易因为与带电物体接触从而产生静电，对电路芯片或者其他部分产生危害。电子产品在生产的过程中，首先会容易发生在制造产品内部器件一晶元的过程中，车间里有很多制造器件的合成材料容易产生静电，这时产生的静电主要是对生产模板造成影响，如模板形状变型、歧形等。另外，产生的静电还可能直接对硅片造成影响，破坏电路的内部结构。在电路器件组装的过程中同样会产生静电，被单独切割的芯片与四周绕线容易产生静电。芯片生产出来以后，印刷电路板的制作过程、设备制造过程、设备使用过程、设备维修过程都容易受到静电的影响，从而对电子产品的电路产生影响，可以说，静电放电已经成为危害电子行业的一个重要影响因素，在一定程度上影响了电子行业的发展，因此，要做好ESD保护电路的设计工作，把静电放电产生的能量危害降低到最小。 1.3 ESD保护器件 静电放电事件可能发生在电子产品从生产到使用的每一个过程，因此，ESD保护电路设计需要考虑多方面的因素，其中，保护器件的选择是至关重要的一个环节，一般来说，保护器件的选择需要遵循以下原则。为静电产生的能量提供释放渠道，这时保护电路最重要的功能，产生静电时，保护电路应该充分发挥泄放通路的作用，使得静电产生的能量得到有效释放；通过正常的I/O信号时不工作，ESD保护电路还应该具备正常的识别功能，当I/O信号通过时，ESD保护电路不工作；引入较低的电容、电阻，静电放电虽然会对电路产生危害，但与正常电路相比，静电产生的能量相对较小，因此，引入小电阻、小电容器足够的释放静电能量；除了上述要求以外，ESD保护电路的设计除了应该考虑到以上的要求以外，还应该对锁闭（latchup）有较高的免疫，同时具备较高的耐压能力。 2 ESD放电模式与设计方案 2.1 I/O引出端与VDD ESD放电的情况类型比较复杂，主要包括I/O到电源的正负静电、I/O之间的正负静电、电源到地的正负静电、I/O到地的正负静电、不同类型电源之间以及不同类型地之间的正负静电五种类型，也就是说，产生静电的方式有很多种，保护电路的设计方案需要尽可能考虑到所有的静电产生方式，确保在每一种可能静电放电的过程中能量得到有效释放。设计ESD保护电路时需要进行有效的ESD测试，首先是I/O引出端，需要对引出端依次打三次正电、三次负电（顺序不能反，每两次之间间隔一秒），VDD端与I/O引出端类型相同，测试方式一样，需要注意的是，若电路存在多个电源的情况，需要对各个类型的电源进行I/O引出端到电源的ESD测试，VDD端也一样。 2.2 I/O引出端与I/O引出端 I/O引出端与I/O引出端之间同样需要进行ESD测试，具体的测试方法为在I/O引出端之间互打ESD，同样是三次正电、三次负电，间隔时间为一秒。ESD电流泄放路径 上图为ESD电流泻放路径，如图所示，图中的虚线部分表示PAD1对PAD2之间打正电时，静电电流的泄放路径，电流首先经过的保护电路，在保护电路中释放一部分能量，剩余的能量流经电源到底之间的钳位电路，最后经过过地线到达PAD2。 2.3 VDD引出端与GND引出端 对电源到地之间进行ESD进行放电测试时，采用同样的方法依次打正电和负电，两种情况下静电电流的泄放路径不同，打正电时，静电电流从不同类型的电源到地，中间电流流经Power Clamp电路；打负电的情况则完全不同，静电电流由反向二极管流向电源，即静电电流产生的能量由反向二极管作为释放器件，图中的VCC到VCCPath和VSS到VSSPath就是典型的电源与地之间静电电流产生能量的泄放路径。 3 CMOS电路芯片ESD保护电路设计技术发展 近年来，CMOS电路芯片ESD保护电路设计发展经历了相当漫长的阶段，但经过业内人员的努力，已经取得了长足的进步，从最开始的二极管和电阻的双层保护结构到三层结构器件的ESD保护网络，再到寄生的PNPN四层结构以及后来的双寄生横向的PNPN四层结构ESD保护电路，ESD保护电路一直在逐渐完善。 3.1 二极管和电阻的双层保护结构 二极管和电阻的双层保护结构，其主要原理是通过二极管以及小电阻的作用，拦截通过的静电电流，使得静电产生的电流得到有效释放，达到保护电路的作用，其是MOS电路普遍采用的一种保护电路设计方式，上图中即为典型的二极管、电阻双层保护结构。二极管和电阻的双层保护结构是早期电子器件中经常采用的保护电路设计方式，其原理比较简单，制造工序也不复杂，但二极管和小电阻占用的体积大，不符合电路集成化的发展趋势，且对电路起不到完全的保护作用，很快就在业内被逐渐淘汰。 3.2 三层结构器件的ESD保护网络 三层结构器件的ESD保护网络是以二极管、小电阻双层保护结构为基础发展起来的一种ESD保护电路方式，设计者在MOS电路增添场氧MOS晶体管、栅氧MOS晶体管等三层结构器件。其能更有效地发挥对电路起到保护作用。 3.3 寄生的PNPN四层结构ESD保护电路 随着三层结构器件的ESD保护网络逐渐发展，三层结构器件在密度，以及能量的释放速度上都有了很大的提升。随后业内从业者以“微米级”CMOS工艺中寄生的四层结构PNPN器件（SCR）作为释放静电能量的工作器件，微米级器件的出现标志着ESD保护电路的工作器件在密度上达到了一个新的高度，其能为电路提供瞬时保护。随着技术的不断进步，后来出现了双寄生横向的SCR的ESD保护电路，结束了早期单一的SCR结构时代，其具有高电流沉陷（或者源出），低的接通阻抗，大的热耗散体积等优点，为电路提供最有效的电路保护。 4 结语 综上所述，ESD保护电路的设计需要多方面的因素，设计者需要了解所有的放电方式，针对电子产品的具体情况选择适当的保护器件，制定恰当的保护电路设计方案，对电路芯片以及其他部分提供全方位的保护。近年来，ESD保护电路的发展已经取得了长足的进步，相信未来还会往更完善的方向发展。 参考文献： [1]向洵，刘凡，杨伟，徐佳丽.基于CMOS工艺的全芯片ESD保护电路设计[J].微电子学，2010，03：396-399. [2]周子昂，姚遥，徐坤，张利红.基于CMOS多功能数字芯片的ESD保护电路设计[J].电子科技，2012，04：57-59.