集成电路原理及应用范文

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Abstract: Introduces the basic principle of phase-locked loop and NE564 PLL circuit structure and properties, and the use of phase-locked NE564 demodulating circuit and phase-locked frequency circuit.

关键词:锁相环;NE564;解调;倍频

Key words: phase lock loop;NE564;demodulation;octave

中图分类号:TN492 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)20-0115-01

1锁相环路的基本组成

锁相环是一种以消除频率误差为目的的反馈控制电路。它的基本原理是利用相位误差电压去消除频率误差,当电路达到平衡状态之后,虽然有剩余相位误差存在,但频率误差可以降低到零,实现了无频差的频率跟踪和相位跟踪。

2集成锁相环NE564介绍及应用

NE564 (L564)是超高频通用单片集成锁相环路,在通信及电子技术领域中有着广泛的用途,可用作高速调制解调器、数字频移键控(FSK)信号的产生与接收、锁相频率合成与锁相倍频等。它突破了以往集成锁相环存在的某些局限性,如电源电压偏高(L562是+10～+18 V)、工作频率不够高、接口困难、需增加大量外部电路等。针对这些缺点,在NE564 中作了若干改进:在鉴频器前增加限幅器,可改善调幅抑制;在输入输出处采用肖特基PNP型嵌位晶体管,使这种器件能与π电路兼容;对压控振荡器作了重大改进,使工作频率提高到50 MHz;整个电路采用单一的5 V电源电压工作,简化了电源供给。

2.1 NE564锁相环内部框图和引脚功能如图2所示。如图2(a)所示,A1(LIMITER)为限幅放大器;鉴相器PD(PHASE COMPARATOR)采用双差分模拟相乘器。由压控振荡器反馈的信号从外部由③脚端输入,另外由②脚端去改变双差分电路的偏置电流,控制鉴相器增益,实现了控制环路增益;压控振荡器VCO;输出放大器A2(AMPLIFIER)与直流恢复电路;施密特触发器(POST DETECTION PROCESSOR)

锁相环NE564的主要参数如下:

NE564的最高工作频率为50 MHz,最大锁定范围达±12%fo,输入阻抗大于50 kΩ,电源工作电压5～12V,典型工作电压为5V,典型工作电流为60 mA,最大允许功耗为40 mV,在频偏为±10%、中心频率为5 MHz时,输出的解调电压达140 mVP-P。输入信号为有效值大于或等于200 mVRms。

2.2 NE564基本应用电路――锁相解调电路在锁相解调电路中,信号从第6脚经交流耦合输入,2脚作为压控振荡器增益控制端,12脚和13脚外接定时电容,使振荡在10.7 MHz上,从14脚输出调制信号经过运算放大器IC72放大后输出。

锁相解调原理电路如图3设计所示。按下电源开关K71,用10.7 MHz的调频信号进行锁相解调电路实验。从IN71处输入调频信号(调频信号由高频信号源单元提供,调制信号由低频信号源提供,载波信号大小为Vp-p=2V,调制信号频率为1kHz、VΩP-P=1.5V)。从TT71可以得到输出波形,微调CC70使VCO锁定在10.7MHz,调节W71使输出波形幅度最大且不失真。

实验结果:IN71输入10.7 MHz的FM信号;TT71输出锁相解调信号(调制信号)的频率为1KHz, Vp-p=130MV的正弦波波形信号。

参考文献:

[1]沈伟慈.高频电路[M].西安:西安电子科技大学出版社,2000.

[2]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,1996.

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关键词： 启发式教学 学习能力 《半导体集体电路原理与实践》课程教学

《半导体集成电路原理与实践》是微电子技术专业的一门重要的专业课程，与前后课程联系紧密。学好这门课程对于学生掌握专业知识来说非常重要。

从学生的情况来说，有些学生的专业基础比较薄弱，特别是理科方面的基础。对于基础的数学计算和电路分析方法有一定的了解，却不能熟练掌握应用。

从课程来说，这门课程本身有一定的难度，理论性比较强，包含了很多分析。这就使得学生在理解和掌握上往往存在困难。传统教学方法是教师单向地讲授，这种单向的讲授只是枯燥地向学生灌输，重点在于老师而不是学生，缺乏让学生自己思考研究的过程，最终获得的学习效果肯定不是很理想。

因此在目前的授课过程中，普遍采用启发式的教学方法，这种教学方法更注重教与学的双向沟通，重点在于学生。在教学中，通过老师开其意，实现学生达其辞的目的，重视学生受启而发的过程。教学中，通过启发让学生展开研讨，使学生在教学的过程中能更多地发表自己的观点，更多地提出疑问。让学生能够主动思考，反复思考，加深理解。

课程中每个单元的教学过程都可以分为以下几个步骤。

（1）明确教学目的。

（2）教师讲授（启）。

（3）学生讨论，并自己完成相应的练习。（发）

（4）总结练习过程中存在的问题，并让学生再次通过讨论完成更深入的练习。（加深）

（5）最终由学生自己得出相应的结论，总结出适合自己的分析方法。

如在讲授COMS逻辑门电路这个单元的时候，首先明确这个单元的学习目标：掌握CMOS逻辑门电路的一般电路结构和设计分析方法。然后教师先讲授关于CMOS逻辑门电路的一些理论知识。如复习已经学过的关于CMOS互补对的知识，并根据CMOS互补对的特点提出CMOS逻辑门设计的一般方法。

图1 MOS逻辑规则

*对每个输入使用一个NMOS/PMOS互补对

*将输出节点通过PMOS与电源VDD相连

*将输出节点通过NMOS与地（0V）相连

*确保输出总是一个正确定义的高电平或低电平

根据这个方法，给学生演示常用的二输入与非门电路基本结构是如何得到的，并根据电路中器件的工作状态分析电路的功能与器件间连接方式之间的关系，进行验证。

图2 CMOS与非门

针对CMOS与非门电路，除了讨论其电路工作原理外，另外还在简单地讨论其开关特性。结合已经学过的CMOS反相器，引导学生发现为了保证良好的开关特性，二输入与非门中NMOS的尺寸应该对应CMOS反相器中NMOS尺寸的两倍。并进一步得到结论：为保证开关特性，多个晶体管串联时，晶体管的尺寸变大，芯片占用面积增加，因此电路设计中应尽量避免多个晶体管串联，特别是多个PMOS管串联。

教师对二输入与非门电路进行设计，分析过程的演示，让学生自己设计分析一些其他的CMOS逻辑门。

图3 CMOS或非门

这个可让学生自己画图得到，可以叫一个同学在黑板上演示，并让大家一起分析得到的电路有没有错误。并根据巡查的结果，由教师总结存在的问题。

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>> “射频集成电路设计”课程教学改革初探 应用于相控阵收发组件的射频微波集成电路设计探讨 纳米尺度互连线寄生参数的仿真及应用于CMOS射频集成电路设计 模拟集成电路设计教学探讨 《集成电路设计》课程教学改革与探索 集成电路设计本科教学改革探索 集成电路设计与集成系统专业人才培养模式的探究 集成电路设计与集成系统专业CDIO培养模式的研究与实践 集成电路设计专业课程体系改革与实践 《数字集成电路设计原理》课程教学探索 集成电路设计作为专业核心课程设置的探讨 集成电路设计方法及IP设计技术的探讨 集成电路设计的本科教学现状及探索 模拟集成电路设计教学方法探讨 《专用集成电路设计》教学方法初探 结合集成电路设计大赛谈创新能力的培养 同步数字集成电路设计中的时钟偏移分析 《2012中国集成电路设计业发展报告》的统计及结论 模拟集成电路设计的自动化综合流程研究 以工程需求为导向的集成电路设计闭环教育研究 常见问题解答 当前所在位置：l.

[3]http：//.cn/Info/html/n14730_1.htm.

[4]http：///info/20121026/227691.shtml.

[5]冯卫东.美科学家证实电路世界第四种基本元件存在[N/OL].科技日报，2008-05-06.

[6]李九生.“微波与射频技术”课程新式教学理念应用[J].科技信息，2010，（6）.

[7]李金凤，王健，刘欢.“射频集成电路设计”课程教学改革初探[J].考试周刊，2012，(15).

[8]张银蒲.基于射频方向课程群的教学改革与创新[J].唐山学院学报，2013，（1）.

[9]王立华.虚拟网络分析仪在射频电路设计中的应用[J].电子测量技术，2012，（4）.

收稿日期：2013-09-10

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[关键词]555时基集成电路；水塔水箱自动抽水控制系统

中图分类号：TN911 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0050-01

引言

555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。本文应用555时基集成电路芯片设计水塔水箱自动抽水控制系统，工作性能可靠、电路简单、经济实用，操作方便。

一、 电路的组成

由555时基集成电路芯片设计的水塔水箱自动抽水控制系统的电路图如图2，它主要由555时基集成电路芯片，抽水系统，继电器组成。在本文设计的水塔水池自动抽水控制系统中555时基集成电路芯片构成施密特触发器电路，水箱中的a、c、b，分别是低、中、高的水位电极。继电器J控制水泵工作的开关。

二、工作原理

1、555定时器的内部结构及引脚功能：

555的内部结构可等效成23个晶体三极管.17个电阻.两个二极管.组成了比较器.RS触发器.等多组单元电路.特别是由三只精度较高5k电阻构成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.所以称之为555。

图1

1脚：地，2脚：触发输入端，3脚：输出端，4脚：复位端，5脚：电压控制端，6脚：阀值输入端，7脚：放电端，8脚：电源。

555的真值如表1：

2、电路工作原理

555时基集成电路芯片设计的水塔水箱自动抽水控制系统的电路图如图2，通常在水箱中均使用上下限水位控制，即当水位升到上限时，停止抽水；当水箱中水位降至下限水位时，

开始抽水。

（1）、抽水过程

当水箱中水位低于c’ 时，触发端被R1接地，其电平为“0”， 555输出端③为“1”，继电器驱动。此时接到常开触点上的红色发光二极管亮，则表示启动水泵抽水。当水箱水位浸没c’后，高电平经水体电阻接到c’，使其电位高于1/3Vcc ，但这仍使R-S触发器保持，水泵继续抽水。

（2）、水满情况，水泵停止抽水

当水箱中水位上升到b’时，阈值电平端⑥通过水体电阻接到a’， 使其电位高于2/3Vcc，555输出端③输出为“0”，继电器释放，常开触点断开，常闭触点闭合，此时接到常闭触点上的绿色发光二极管亮，表示水泵停止抽水。

（3）、水箱正常供水，水泵不工作

当水位重新下降脱离b’时，尽管阈值电平端被R2置为“0”，但②脚电平仍高于1/3Vcc，所以R-S触发器不变，水泵不抽水。只有当水位降至c’以下后，才会重新启动水泵抽水。

三、结束语

由555时基集成电路芯片设计的水塔水箱自动抽水控制系统具有工作性能可靠、电路简单、经济实用，同时本供水系统自动控制，不用人工操作，使用方便等特点。

参考文献

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集成电路设计公司在招聘版图设计员工时，除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外，大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求：熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺；熟悉集成电路（数字、模拟）设计，了解电路原理，设计关键点；熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则；掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具；完成手工版图设计和工艺验证[1，2]。另外，公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识，还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广，而国内学校开设这方面专业比较晚，IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大，所以拥有一定工作经验的设计工程师，就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4，5]。

二、针对企业要求的版图设计教学规划

1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件，它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时，一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等，鉴于很少有学校开设这门课程，可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计，可以由Foundry厂提供，也可由公司自定制标准单元版图库，因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中，无论是CMOS还是双极型电路，主要目标并不是芯片的尺寸，而是优化电路的性能，匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者，更关心的是电路的性能，了解电压和电流以及它们之间的相互关系，应当知道为什么差分对需要匹配，应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的，面积在某种程度上说仍然是一个问题，但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中，性能比尺寸更重要。另外，模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手，经常需要与前端工程师交流，看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等，这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理，实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此，对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高，版图设计工作还涵盖了电路提取与整理，这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程；而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。

三、教学实现

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关键词：电子科学与技术；集成电路设计；平台建设；IC产业

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）08-0270-03

国家教育部于2007年正式启动了高等学校本科教学质量与教学改革工程（简称“质量工程”），其建设的重要内容之一就是使高校培养的理工科学生具有较强的实践动手能力，更好地适应社会和市场的需求[1]。为此，我校作为全国独立学院理事单位于2007年6月通过了ISO2000：9001质量管理体系认证[2]，同时确立了“质量立校、人才强校、文化兴校”三大核心战略，深入推进内涵式发展，全面提高人才培养质量。对于质量工程采取了多方面多角度的措施：加强教学改革项目工程；鼓励参加校内学生创新项目立项，（大学生创新基金项目）；积极参加国家、省级等电子设计大赛；有针对性地对人才培养方案进行大幅度的调整，增大课程实验学时，实验学时占课程的比例从原来的15%提高到25%以上，并且对实验项目作了改进，提高综合性和设计性实验的比重；同时增加专业实践课程，强调学生的应用能力和创新能力；课程和毕业设计更注重选题来源，题目比以前具有更强的针对性，面向专业，面向本地就业市场。不仅如此，学院还建立了创业孵化中心、建立了实验中心等。通过这些有效的措施，努力提高学生的综合素质、创新和应用能力。除了学校对电子信息类专业整体进行统筹规划和建设外，各个二级学院都以“质量工程”建设为出发点和立足点，从专业工程的角度出发，努力探索各个专业新的发展思路和方向。由于集成电路设计是高校电子科学与技术、微电子学等相关专业的主要方向，因此与之相关的课程和平台建设成为该专业工程探索的重点。通过对当前国内外高校该专业方向培养方案分析，设置的课程主要强调模拟/数字电路方向，相应的课程体系为此服务，人才培养方案设置与之相对应的理论和实践教学体系；同时建立相应的实习、实践教学平台。由此，依据电子科学与技术专业的特点，结合本专业学生的层次和专业面向，同时依据本地的人才需求深度和广度，对以往的人才培养方案进行革新，建立面向中山IC产业的集成电路设计专业应用型的设计平台。另外，从课程体系出发，强化IC设计的模拟集成电路后端版图设计和验证，使学生在实践教学环节中得到实际的训练。通过这些改革既可有效地帮助学生迅速融入IC设计业，也为进入IC制造行业提高层次到新高度。

一、软件设计平台在集成电路设计业的重要性

自从1998年高等学校扩大招生以来，高校规模发展很快，在校大学生的人数比十五年前增长了10倍。高校的基础设施和设备的投入呈现不断增长的趋势，学校的办学条件不断改善，同时，各个高校对实验室的建设也在持续增大，然而在实验室建设的过程中，尽管投入的资金量在不断增大，但出现的现象是重视专业仪器和设备的投入，忽视专业设计软件的购置，这可能是由于长期以来形成的重有形实体、轻无形设计软件，然而这种意识给专业发展必将带来不利影响。对于IC专业来说，该专业主要面向集成电路的生产、测试和设计，其中集成电路设计业是最具活力、最有增长效率的一块，即使是在国际金融危机的2009年，中国的IC设计业不仅没有像半导体行业那样同比下降10%，反而逆势增长9.1%；在2010年，国际金融危机刚刚缓和，中国IC设计业的同比增速又快速攀升到45%；2011年全行业销售额为624.37亿元，2012年比2012年增长8.98%达到680.45亿元，集成电路行业不仅增长速度快，发展前景好，而且可以满足更多的高校学生就业和创业。为了满足IC设计行业的要求，必须建设该行业需求的集成电路软件设计平台。众所周知集成电路行业制造成本相对较高，这就要求设计人员在设计电路产品时尽量做到一次流片成功，而要实现这种目标需要建设电路设计验证的平台，即集成电路设计专业软件设计平台。通过软件平台可以实现：电路原理拓扑图的构建及参数仿真和优化、针对具体集成电路工艺尺寸生产线的版图设计和验证、对版图设计的实际性能进行仿真并与电路原理图仿真对照、提供给制造厂商具体的GDSII版图文件。软件平台实际上已经达到验证的目的，因此，对于集成电路设计专业的学生或工作人员来说，软件设计平台的建设特别重要，如果没有软件设计平台也就无法培养出真正的IC设计人才。因此，在培养具有专业特色的应用型人才的号召下，学院不断加大实验室建设[3]，从电子科学与技术专业角度出发，建设IC软件设计平台，为本地区域发展和行业发展服务。

二、建设面向中山本地市场IC应用平台

近年来，学校从自身建设的实际情况出发，减少因实验经费紧张带来的困境，积极推动学院集成电路设计专业方向的人才培养。教学单位根据集成电路设计的模块特点确定合适的软件设计平台，原理拓扑图的前端电路仿真采用PSPICE软件工具，熟悉电路仿真优化过程；后端采用L-EDIT版图软件工具，应用实际生产厂家的双极或CMOS工艺线来设计电路的版图，并进行版图验证。这种处理方法虽然暂时性解决前端和后端电路及版图仿真的问题，但与真正的系统设计集成电路相对出入较大，不利于形成IC的系统设计能力。2010年12月国家集成电路设计深圳产业化基地中山园区成立，该园区对集成电路设计人才的要求变得非常迫切，客观上推进了学院对IC产业的人才培养力度，建立面向中山IC产业的专业应用型设计平台变得刻不容缓[4]，同时，新的人才培养方案也应声出台，促进了具有一定深度的教学改革。

1.软件平台建设。从目前集成电路设计软件使用的广泛性和系统性来看，建设面向市场的应用平台，应该是学校所使用的与实际设计公司或其他单位的软件一致，使得所培养的IC设计人才能与将来的就业工作实现无缝对接，从而提高市场对所培养的集成电路设计人才的认可度，同时也可大大提高学生对专业设计的能力和信心[5]。遵循这个原则，选择Cadence软件作为建设平台设计软件，这不仅因为该公司是全球最大的电子设计技术、程序方案服务和设计服务供应商，EDA软件产品涵盖了电子设计的整个流程，包括系统级设计，功能验证，IC综合及布局布线，模拟、混合信号及射频IC设计，全定制集成电路设计，IC物理验证，PCB设计和硬件仿真建模，而且通过大学计划合作，可以大幅度的降低购置软件所需资金，从而从根本上解决学校实验室建设软件费用昂贵的问题。另外，从中山乃至珠三角其他城市的IC行业中，各个单位都普遍采用该系统设计软件，而且选用该软件更有利于刚刚起步的中山集成电路设计，也更加有利于该产业的标准化和专业化，乃至进一步的发展和壮大。

2.针对中山IC产业设计。定位于面向本地产业的IC应用型人才，就必须以中山IC产业为培养特色人才的出发点。中山目前有一批集成电路代工生产和设计的公司，主要有中山市奥泰普微电子有限公司、芯成微电子公司、深电微电子科技有限公司、木林森股份有限公司等，能进行IC设计、工艺制造和测试封装，主要生产功率半导体器件和IC、应用于家电等消费电子、节能照明等。日前奥泰普公司的0.35微米先进工艺生产线预计快速投产，该单位的发展对本地IC人才需求有极大的推动力，推动学生学习微电子专业的积极性，而这些也有力地支持本地IC企业的长远发展。因此，建立面向本地集成电路产业的软件设计平台，有利于专业人才的培养、准确定位，并形成了本地优势和特色。

3.教学实践改革。为了提高人才培养质量，形成专业特色，必须对人才培养方案进行修改。在人才培养方案中通过增加实践教学环节的比例，实验项目中除了原有验证性的实验外、还增加了综合性或设计性的实验，这种变化将有助于学生从被动实验学习到主动实验的综合和设计，提高学生对知识的灵活运用和动手能力，从而为培养应用型的人才打下良好的基础。除此之外，与集成电路代工企业及芯片应用公司建立合作关系。学生在学习期间到这些单位进行在岗实习和培训，可以将所学的专业理论知识应用于实际生产当中去，形成无缝对接；而从单位招聘人才角度上来说，可以节约人力资源培训成本，招到单位真正需要的岗位人才。因此，合作双方在找到相互需求的基础上，形成有效的合作机制。①课程改革。针对独立学院培养应用型人才的特点，除了培养方案上增加多元化教育课程之外，主要是强调实践教学的改革，增加综合实验课程，如：《现代电子技术综合设计》计32学时、《微电子学综合实验》计40学时、《EDA综合实验》为32学时、《集成电路设计实验》为40学时，其相应的课程学时数从以验证性实验为主的16个学时，增加到现在32学时以上的带有综合性或设计性实验的综合实践课程。这种变化不仅是实践教学环节的课时加大，而且是实验项目的改进，也是实践综合能力的增强，有利于学生形成专业应用能力。②与单位联合的IC设计基地。IC设计基地主要立足于两个方面：一是立足于本地IC企业或设计公司；二是立足于IC代工和集成电路设计应用。前者主要利用本地资源就近的优势，学生参观、实习都比较方便，同时也有利于学校与用人单位之间的良好沟通，提高双方的认可度和赞同感。如：中山市奥泰普微电子有限公司、木林森股份有限公司等。后者从生产角度和设计应用出发，带领学生到IC代工企业参观，初步了解集成电路的生产过程，企业的架构、规划和发展远景。也可根据公司的人才需要，选派部分学生到公司在岗实习[6]。如：深圳方正微电子有限公司、广州南科集成电子有限公司等。通过这些方式不仅可以增强学生对专业知识的应用能力，而且有利于学生对IC单位的深入了解，为本校专业应用型人才找到一种行之有效的就业之路。

三、集成电路设计平台的实效性

从2002年创办电子科学与技术专业以来，学校特别重视集成电路相关的实验室建设。从初期的晶体管器件和集成块性能测量，硅片的少子寿命、C-V特性、方阻等测量，发展到探针台的芯片级的性能测试，在此期间为了满足更多的学生实验、兴趣小组和毕业设计的要求，微电子实验室的已经过三次扩张和升级，其建设规模和实验水平得到了大幅度的提升。另外，为培养本科学生集成电路的设计能力，提高应用性能力，学校还建立了集成电路CAD实验室，以电路原理图仿真设计为重点，着重应用L-Edit版图软件工具，进行基本的集成电路版图设计及验证，对提升学生集成电路设计应用能力取得了一定的效果。目前，为了大力提高本科教学质量，提升办学水平，重点对实践课程和IC软件设计平台进行了改革。学校开设了专门实践训练课程，如：集成电路设计实验。从以前的16学时课内验证设计实验提升为32学时独立的集成电路设计实验实践课程，内容从以验证为主的实验转变为以设计和综合为主的实验，整体应用设计水平进行了大幅度的提升，有利于培养学生的应用和动手能力。不仅如此，对集成电路的设计软件也进行了升级，从最初的用Pspice和Hspice软件进行电路图仿真，L-Edit软件工具的后端版图设计，升级为应用系统的专业软件平台设计工具Cadence进行前后端的设计仿真验证等，并采用开放实验室模式，使得学生的系统设计能力得到一定程度的提升，提高了系统认识和项目设计能力。通过IC系统设计软件平台的建设和实践教学课程改革，使得学生对电子科学与技术专业的性质和内容了解更加全面，对专业知识学习的深度和广度也得到进一步提高，从而增强了专业学习的兴趣，提高了自信心。此外，其他专业的学生也开始转到本专业，从事集成电路设计学习，并对集成电路流片产生浓厚的兴趣。除此之外，学生利用自己在外实践实习的机会给学校引进研究性的开发项目，这些都为本专业的发展形成很好的良性循环。在IC设计平台的影响下，本专业继续报考硕士研究生的学生特别多，约占学生比例的45%左右。经过这几年的努力，2003、2004、2005、2006级都有学生在硕士毕业后分别被保送或考上电子科技大学、华南理工大学、复旦大学、香港城市大学的博士。从这些学生的反馈意见了解到，他们对学校在IC设计平台建设评价很高，对他们进一步深造起到了很好的帮助作用。不仅如此，已经毕业在本行业工作的学生也对IC设计平台有很好的评价：通过该软件设计平台不仅熟悉了集成电路设计的工艺库、集成电路工艺流程和相应的工艺参数，而且也熟悉版图的设计，这对于从事IC代工工作起到很好的帮助作用。现在已经有多届毕业的学生在深圳方正微电子公司、中山奥泰普微电子有限公司工作。另外，还有许多学生从事集成电路应用设计工作，主要分布于中山LED照明产业等。

通过IC软件设计平台建设，配合以实践教学改革，使得学生所学理论知识和实际能力直接与市场实现无缝对接，培养了学生的创新意识和实践动手能力，增强了学生的自信心。另外，利用与企业合作的生产实习，可以使得学生得到更好的工作锻炼，为将来的工作打下良好的基础。实践证明，建设面向中山IC产业的集成电路设计实践教学平台，寻求高校与公司更紧密的新的合作模式，符合我校人才培养发展模式方向，对IC设计专业教学改革，培养满足本地区乃至整个社会的高素质应用型人才，具有特别重要的作用。

参考文献：

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[2]胡志武，金永兴，陈伟平，等.上海海事大学质量管理体系运行的回顾与思考[J].航海教育研究，2009，（1）：16-20.

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[4]鞠晨鸣，徐建成.“未来工程师”能力的集中培养大平台建设[J].实验室研究与探索，2010，29（4）：158-161.

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[6]王瑛.中低技术产业集群中企业产学研合作行为研究[J].中国科技论坛，2011，（9）：56-61.

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【关键词】数字钟；振荡器；分频器；CD4060；LM8560

引言

数字钟是用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，以显示直观、精确、制作方便而受到电子爱好者们的青睐。数字钟电路系统由振荡器、分频器、时分秒计数器、LED显示电路和定时报警电路部分组成，其设计与制作，有利于加强学生运用数字集成电路进行设计电路的能力，提高学生分析解决问题的能力。

1.基本组成及工作原理

该数字钟主要由CD4060对晶振产生30720Hz的频率进行分频，为大规模集成电路LM8560提供60Hz的基准时钟源。电源由220V市电经变压、整流、滤波后获得，其电路框图如图1所示。

2.功能模块设计

2.1 振荡器和分频器

振荡器用来产生时间的基准信号，是数字钟的核心，它的准确度直接关系到电子钟的精度，因而一般选用石英晶体构成振荡器电路作为时基信号源，经过分频可得到一时间脉冲信号，从而保证了走时的精度。本电路使用了30720Hz晶体振荡器，送到CD4060的9脚和11脚进行分频，从CD4060的13（Q9）引脚输出，其输出振荡频率为：fQ9=f/29=30720/512=60Hz，送到LM8560的25脚作为输入时间计数器的时基频率，其电路如图2所示。

另外，由于CD4060内含振荡器和一个14位的二进制异步计数器，所以其振荡器的结构也可以是RC电路，其振荡器的振荡频率公式为：f=1/(2.2RC)，通过调整电路中R和C的参数也可得到30720Hz的振荡频率。计数器位均为主从触发器，在CP1(和CP0)的下降沿计数器以二进制进行计数，当清零信号CR（12引脚）为高电平时，计数器全部置零且振荡器使用无效，当CR为低电平时，允许计数并对振荡器解除封锁。同时，在其内部还设有施密特整形电路。

在制作过程中我们选用了频率为30720HZ的晶体振荡器，产生信号送到CD4060进行分频处理，CD4060的工作电压通常为4.5V

-18V，如上图2电路所示，电阻R2为1MΩ，电容C2使用20pF的瓷介电容。这样，晶体振荡器产生的信号经过CD4060经9分频后从13（Q9）脚输出60Hz的信号送到LM8560的25脚。

2.2 LM8560数字钟集成电路

LM 8560是一种大规模50或60Hz的时基24小时专用数字钟集成电路，内含分频器、校时器、12进制计数器、六十进制计数器、译码器、显示驱动器等，可与双阴极显示屏组合制成数字钟钟控电路，其引脚功能如图3所示。LM8560共有28引脚，1-14引脚是显示笔划输出，与4位显示屏LED FTTL-655SB的5-30引脚依次相连接，15脚为正电源输入端，20脚接地，27脚为内部振荡器RC输入端，16脚为报警输出端，经VT1（8050）连接到蜂鸣器进行报警输出，其电路如图4所示。

如图5所示，LM8560是28引脚双列直插封装形式，CD4060是16引脚，也为双列直插封装，为了焊接与调试的方便，在制作中，通常只需将管座焊接在PCB上，而将集成电路安装在相应的管座上即可。

2.3 电源电路

该数字钟电源电路可以用交流经过整流滤波后转换为直流供电，也可以直接用电池来供电。如图6数字钟电路的整体电原理图所示，其电源部分电路由220V交流电经变压器T1降压，再经VD6、VD7、VD8、VD9组成的桥式整流电路整流，形成脉动的直流，经电解电容C3、C4滤波给LED显示屏和主电路供电。如果在交流供电不方便的情况下，还可以用四节1.5V的电池串联为6V的直流电通过VD5给整个电路供电。

此外，在T1变压器的输入端接入一个三相插座，用于定时输出，可以对大功率电器进行定时。

3.组装与调试

数字钟时间的显示由LED FTTL-655G显示屏来显示，由图6可以分析出，晶振(30720Hz)通过CD4060的分频为LM8560提供了60Hz的基准频率，并通过两个三极管VT2（9012）、VT3(9013)来实现对双阴极显示屏的两阴极(26、29脚)的控制，驱动显示屏冒号闪烁。

在安装过程中，最容易出错的部分是显示屏与LM8560引脚的连接顺序，如果顺序有误则显示出的时间不正确，应用排线准确将LM8560的笔划输出焊接到显示屏给出的焊盘上，如图7排线连接所示。若装配无误，通电显示的时间如图8所示为“12:00”。在屏幕上有定时控制开关，调时控制开关，以及闹铃（报警）开关等，操作方便，简单易用，例如，按下“调时键”的同时，再按下“小时键”，可以调整具体的小时显示；按下“调时键”的同时，再按下“分钟键”，可以调整具体的分钟显示，如图9所示，把时间校对为“5:10”。同理，按下“定时键”的同时，再按下“小时键”和“分钟键”可以调整定时输出或闹铃报警的时间。

4.结束语

数字钟是一种采用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置，其电路是一种对标准频率进行计数的电路。该制作主要运用CD4060分频器对晶体振荡器的频率进行分频处理和LM8560数字钟集成电路对笔划显示进行输出，送到四位LED显示屏进行显示时间。同时，该数字钟电路除了可实现计时功能还具有报警和定时控制交流电源开启的扩展功能。

参考文献

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[6]方明安.实验石英数字钟[J],电子制作,2000(04):

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[7]数码显示电子钟[EB/OL].2010-04-03..

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【关键词】油田企业；仪器仪表；维修维护

当前，石油企业的自动化水平在不断提高，GLZ型高压流量自控仪、井站RTU、功图计量仪、机泵变频调速仪、抽油机远程启停仪、原油长输管线泄漏监测仪等专用仪器仪表逐渐投入使用，给仪器仪表的维护管理提出了一系列问题，如何准确诊断仪表的故障，是保证其生产平稳运行的关键。本文阐述了油田常用仪器仪表的故障诊断方法，以便对现场操作人员进行指导。

1.常用仪器仪表的故障诊断方法

1.1询问观察触摸法。石油企业大功率机泵多、电压电流起伏大，造成电路故障频繁，观察触摸询问法是仪器仪表故障检查的常用有效方法。当仪表发生故障时，维修人员首先应尽可能多地询问仪表发生故障前后的工作情况，然后，在断电情况下，观察仪表上各有关儿器件及接线端子是否有烧焦、脱落、相碰及变形等现象。依次检查有关集成电路和接插件，确认是否有松动、接触不良的部位。最后，再给仪表送电，并用手触摸电源变压器、散热器、集成电路等部位是否有过热现象。当发现异常时，应立即断电，把有异常现象的部位或儿器件作为重点检查对象，进一步仔细查找原因，即可查出发生故障的确切部位。

1.2替代法。仪器仪表的故障，多数是由于单个器件损坏或某连接件接触不良造成的。因此，利用替代法检查仪表故障，有时会收到既快又准的效果。此法最适合有相同型号仪表或仪表电路有备用板、备用芯片的情况。当仪表发生故障时，首先应确认仪表电源是否正常，在仪表电源无问题的情况下，再用正常仪表上的有关电路板或芯片替代故障仪表上对应的电路板或芯片，当换上某电路板或芯片后，仪表故障消失了，说明仪表上原线路板或芯片有问题，应做进一步检查和确认。

1.3测量信号法。若维修人员手中没有精密仪器，只有万用表时，可借助万用表测试仪表电源及各有关部件的电压是否适当，测试各有关器件是否完好，测试各接插件、接线端子和有关线路的通断是否正常等。当测得某部分异常时，被测部分就可能是发生该故障的原因，应做重点检查，直至查出故障发生的确切部位和原因。

在用万用表判断TTL和COM集成电路时，应满足以下要求：CMO S电路用电源供电，其电路的工作电平很宽，在特定电源电压下，输入输出电平如表1：

TTL电路以74LSXX系列为例，其输入/输出电平关系如表2所示：

对于手中有示波器和带测量点原理图的维修人员，可结合有关资料，利用示波器测试各测量点的电压、波形和脉冲时间，并进行认真分析，以此确定出故障发生的大概部位和原因。例如，井站RTU出现输出数据无法显示的故障，用示波器测量井站RTU上数据线、地址线或选片线上的时钟脉冲波形，如果测不出，则可能是晶振或CPU损坏；也可能是有关辅助电路中某元器件损坏造成故障。

1.4工作原理分析法。工作原理分析法适用于配备有工作原理图的仪器仪表。该法最适用于排除较复杂的仪表故障，是仪器仪表维修人员常用的方法之一。前提是仪表维修人员必须熟悉仪表的工作原理和结构，了解各部分的作用和性能。当仪表发生故障时，通过分析仪表的工作原理和结构，并借助测试线路板上各有关测试点的电压、波形和脉冲信号，即可将故障点落实到其中某一单元，再将有故障的单元分成若干小部分，利用这一单元的工作原理，再进一步分析，即可将故障点缩小到这一单元中的更小部分上，使故障范围迅速缩小这种故障判断法既迅速又准确，若发生判断失误，再重复上述查找方法，就可立即纠正，直至查出故障发生的确切部位和原因。

1.5自测试判断法。油田现在使用的雷达液位计、综合测试仪、变频调速器等智能仪器仪表均以单片机为基础，其自身都有自测试功能，即仪器自我诊断故障功能。一般情况下，是在仪器加电瞬间进行的。当仪器发生故障时。发出报警声或给出错误代码，如变频调速器上FLULE公司生产的8806A型数字电压表，当发生故障时，显示“77”错误代码，即IEEE-488接口自测试错误；显示“52”错误代码，即此时命令无效；显示“l4”错误代码，即200KΩ电阻测量档过量程。根据错误代码，参照原理方框图和说明书中有关情况的说明，即可粗略判断出故障的大概部位和产生的原因。需要注意的是不同的仪器仪表其错误的代码的形式和含义是不尽相同的，此方法在仪器仪表电源电压及CPU运行正常的情况下检测A/D、D/A等故障部位。

2.检查仪表故障应注意的问题

2.1当怀疑或测得某集成电路插座接触不良时，千万不能用镊子挤压，否则将使插座中弹簧片永久变形，使集成电路和插座间造成更多处的接触不良。一般处理方法是：先用无水乙醇棉纱球擦拭，待凉干后，再将集成电路的管脚一起向内压少许，然后再插入其插座中。

2.2当查得某集成电路的某管脚电压波形或脉冲信号不对时，要分析连接的元器件是否工作正常。

2.3由于某些仪表没有原理图和故障检查资料，因此，检查故障时，难免要拆卸某一部分或替换某电路板、芯片，拆卸或更换某一部分时，要做好标记，不论仪表的故障能否查出，都应保证被拆卸的仪表部件物归原位。

2.4焊接仪表上的集成电路管脚时，不能选用大瓦数电烙铁（一般应小于45W），另外，烙铁外壳应尽量接地，焊接时间应尽量短；必要时，还可以把烙铁的电源插头拔下来进行焊接，否则，由于过热或静电感应等现象，有可能使新换集成电路在焊接时又被损坏。

2.5在仪器仪表检修过程中，难免要拆卸或更换可疑的元器件，拆卸更换前，维修人员必须要做到心中有数，吃透被拆卸或更换元器件的原理、结构和用途，否则，很可能将小故障酿成大故障，这是仪表维修人员一定要注意的问题。

3.结束语

石油企业仪器仪表的维护和故障诊断是一项细致复杂的工作，影响因素多，涉及面广，技术升级快。除应做好故障判断外，还要加大新技术知识的学习，才能有效保证油田在用仪器仪表检测的质量，促进油田生产技术水平的提高，为数字化油田建设奠定基础。

参考文献

[1]乐嘉谦，刘哲，陈逢阳.仪表工手册[M].北京：化学工业出版社，2003.

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【关键词】电子技术 电路原理图 技校 识读教学

【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2012）24-0178-02

一 针对技校学生学习现状，激发学识图兴趣

技校学生入学时，多数学习基础差，理论学习能力较低，缺乏学习动力，对理论知识的学习有一种抵触和畏难情绪，尤其是遇到电子技术中的电路图更是无从下手。针对这一现状和这门课的实际教学情况，在教学中可以选择一些生活中常见的电路图实例，如扩音器、直流稳压电源、助听器、简易数字钟、门铃、收音机等，通过展示这些产品和相应的电路图，告诉学生：通过学习，掌握基本电子元件和电路原理图的识读，弄清原理，这些产品都可以通过自己动手制作出来。从而激发学生的学习兴趣，使他们从开始的厌学到想学再到主动去学。

二 采用模块式教学，让学生容易接受

电子技术基础一体化教学主要有模拟电子和数字电子两大模块。在电子制作项目中学生对识读电路原理图有困难，因此，有必要提高他们在识图技巧方面的能力。可以安排一定的课时对其进行电路原理图识读技能训练。根据一体化教学课程安排的特点，本文对电路原理图识读教学分以下三部分进行探讨。

1.模拟电路原理图的识读

电子产品制作课题中元器件较多，教学中一般不要求学生进行定量计算，而是要求学生进行定性分析。从这一点看，教学上要让学生了解交流信号的传输线路，知道交流信号经过的具体元器件及受到的处理，明白经过一个单元电路后信号幅度是增大还是减小。识读电路原理图应从以下几方面来进行教学安排。

第一，分析放大器类型。单级放大器类型有三种，分别是共射极放大器、共基极放大器和共集电极放大器。共射极放大器能放大电流和电压，这种放大器应用最广泛；共集电极放大器只能放大电流不能放大电压，应用也很广泛；共基极放大器的频宽很大，通常用来做高频放大器。放大器类型的判别方法简单，以共射极放大器为例，基极是信号输入电极，集电极是信号输出电极，而共用发射极的，就是共射极放大器。

第二，分析直流电路。有源电路需要直流电压才能工作，振荡器也需要能量的补充，如放大器和变频器。由于电容器具有隔直特性，将电路图中的所有电容器看成开路；由于电感器具有通直特性，将所有电感器看成短路。直流电路的识图方向从右到左，再从上向下。

第三，分析信号传输过程。信号传输过程分析就是信号在该单元电路中如何从输入端传输到输出端，信号在这一传输过程中受到怎样的处理，是放大还是衰减。信号传输的识图方向一般是从左到右。

第四，分析元器件作用。元器件作用分析就是电路中各元器件各起什么作用，有时不必对各个元器件进行详细分析，比如掌握耦合电容的作用后，在进行元器件作用分析时只要判断出某些电容是耦合电容即可。

第五，分析耦合电路。一级放大器的放大量是有限的，实用电路往往采用多级放大器，级间用耦合电路来连接。耦合电路不仅用于两级放大器之间，还用于信号源与第一级放大器之间、最后一级放大器与负载之间的耦合。耦合电路有RC耦合电路、直接耦合电路、LC耦合电路和变压器耦合电路等。

第六，分析电路故障。电路故障分析就是假设电路中元器件出现开路、短路、性能变劣后，对整个电路工作造成的不良影响，使输出信号出现故障现象，比如没有输出信号、输出信号小、信号失真、有噪声等。掌握电路工作原理后，元器件的故障分析将会变得简单。

2.数字电路原理图的识读

中职技校的数字电子技术一体化教学涉及门电路、编码器、译码器、触发器、分频器、计数器、比较器和555定时器等。电子制作中，它们一般以集成块的形式出现，一个集成块里有一个或多个完整的单元电路。数字电路的识图是电路原理图分析中的一个重点。识图方法可以从以下几个方面来分析：

第一，分析集成块特点。一般情况下集成块的内电路不需要分析，它具有规律性，在掌握了它们的共性后，可以方便地分析许多功能相同而型号不同的集成块。一个集成块在电路原理图里通常是一个方框加多个引脚，许多学生初学时觉得原理图大而繁，比起分析分立元器件的电路来更困难而不敢下手。实际上识图也好、检修也好，集成电路比分立元器件电路更为简单。

第二，分析集成块引脚类型。集成块引脚一般有以下几种类型：一是电源引脚。通常电源引脚只有两个，一个接电源的正极，用VCC来表示，一个接电源的负极，用GND来表示。大部分集成电路的电源正极引脚编号最大，电源负极引脚编号是电源正极引脚编号的一半。电源引脚接直流电源为内电路提供工作能量，电子制作中一定不能漏接。二是输入输出引脚。电路原理图中一般输入引脚在集成电路的左侧，输出引脚在集成电路的右侧。三是控制类引脚。控制类引脚的作用是控制集成电路的工作状态，影响输出信号，比如使能、清零、灭灯引脚等。此外，还有一种没用到的引脚，符号一般记为NC。

第三，分析集成电路引脚小圆圈表示的功能。电路原理图中集成电路输入端有小圆圈，输出端也有小圆圈，许多学生几个电路做下来对此更是迷惑不解，因此有必要进行分析。左侧的小圆圈表示的功能为：输入端的小圆圈表示低电平有效，高电平时无效（不起作用）；控制端的小圆圈表示低电平有效，执行控制功能，高电平时无效。右侧的小圆圈表示的功能为：互补输出时表示两个输出反相；单端输出时表示输出与输入反相；译码器中表示低电平输出有效。

第四，数字电路原理图的分析。数字电路原理图主要是信号传输过程的分析。与模拟电路原理图信号传输过程一样，要掌握信号在电路中如何从一个单元电路传输到下一个单元电路，了解经过一个单元电路后信号波形的变化。信号传输的识图方向也是从左到右。

3.复杂电路原理图的识读

电子制作中往往会遇到元器件较多的项目，给学生理解及分析造成极大的不便，通常把复杂电路原理图简化成原理方框图来表示。原理方框图是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概况的电路图。讲解和分析原理方框图要让学生了解以下几个方面：

第一，原理方框图表示了电路原理图各单元电路之间的信号传输方向，包含了各单元电路之间的传输次序。

第二，根据原理方框图中所标出的电路名称可以知道信号在这一单元电路中的处理过程。

第三，方框图粗略地表达了电路的组成，通常给出复杂电路的主要单元电路名称、位置，以及各部分单元电路之间的连接关系。

参考文献

[1]胡斌.图表细说电子技术识图[M].北京：电子工业出版社，2006

[2]李萍.电子电路识图[M].北京：化学工业出版社，2011

篇10

关键词： 微电子学专业微电子技术课程教学改革

在当今的信息时代，微电子学的应用已经深入国民经济的各个领域。微电子技术的发展需要大量的多种多样的人才，既需要设计和制造的人才，又需要科研和教学的人才，也需要管理和市场开发等方面的人才。因此，微电子学专业与其他专业一样要培养高素质的专门人才，在业务素质方面，要培养出既具有扎实的理论基础又具有很强的技术意识和技术能力的人才，培养出具有微电子背景的理工科复合型专业人才，以适应现代化建设和社会发展的需求。

一、课程现状

由于受传统办学模式的影响很深，学生的学习能力、适应环境的能力还不强。

1.课程设置和教学内容在一定程度上脱离实际需要。许多课程的内容和实施计划与其他本科专业有相当的雷同，这对基础相对薄弱的学校学生来说可谓是难上加难，导致掌握的基础知识不坚实。

2.工程教育的非工程化现象严重，学生能力的培养与当前电子技术实际需要的技能结合不紧密；教学内容重复，层次不分明，衔接不科学，注重每门课程理论体系的完整性，但轻视课程之间的横向联系。

3.重视教材的编写，轻视专业建设和课程的开发。

4.授课方式单一，重视教师的主导作用，轻视学生学习的主动性、自主性，实施“以讲为主”的教学方法仍然偏重，不利于学生能力的培养。

5.实践性教学环节薄弱，许多学校对许多课程的教学实施手段与要求相距甚远。

二、教学内容的改革

1.微电子学专业的学生必须掌握电子线路的基本概念理论和方法，必须系统地学习电路分析基础、模拟电子技术基础和数字电子技术基础等电子线路的基础知识。但是这些基础课程与微电子专业课程的内容有许多重复之处，比如：《电子线路》教材中的内容与微电子学专业的《集成电路设计原理》等课程中的内容有许多重复。为了避免重复，需要有合理的开课时间安排，如《电子线路》课程应安排在《集成电路设计原理》之前，这样有利于合并课程中相互重叠的部分，既节约课时，又保证学生的系统学习。随着大规模集成电路和电子计算机的迅速发展，电子电路分析与设计方法发生了重大的变革，以电子计算机辅助分析与设计为基础的电子设计自动化技术已广泛应用于电子电路、集成电路与系统的设计之中，它改变了以定量估算和电路实验为基础的传统设计方法，成为现代电子系统设计中的关键技术之一，是必不可少的工具与手段。因此，微电子技术专业课程内容应该增加计算机辅助分析与设计，可以与集成电路课程紧密结合起来，以适应教学改革的需要。

2.加强计算机的训练与应用，EDA设计技术是微电子技术的重要技术之一，集成电路的整个设计过程都普遍使用计算机辅助或电子自动化设计技术的工具，以计算机为基础，因此培养的学生必须具有很强的计算机应用和电路开发能力。学生在本科四年学习过程中要结合不同时期的学习内容，不断地进行计算机训练。不仅在硬件方面，而且在软件方面，都要进行严格的训练。在学习《计算机基础》、《B语言》、《微机原理及应用》、《算法与数据结构》等计算机基础课程期间，要结合上机训练和编写基本的程序，使学生熟悉计算机的基本原理和基本软件的使用。同时，要不断地更新和补充教学内容，把最新的技术内容引入教学中，对学生进行培养训练。

三、教学方法的改革

工程性、系统性和适用性强是该课程的显著特点。大部分学生在学完这门课程后，只是了解了一些专业术语，掌握了一些基本原理及方法，但理论知识运用不够灵活，稍微复杂的电路图就看不懂了，也不会分析和调试电路，更谈不上设计和制作电路。长期以来，学生对这门课程的学习普遍感到比较吃力，甚至一些学生由于在学习该课程时产生了畏惧感，在以后的学习中凡是遇到跟模拟电路有关联的课程都不自觉地带有畏难情绪，从而影响了后续相关专业课程的学习，许多老师反映难教，教学效果比较差。所以必须对传统的教学手段进行改进。

1.授课。学生注意力的高低，是评判教学成功与否的一个重要指标。微电子技术课程知识点多、内容抽象，学习过程中困难大。传统的教学手段以板书和理论分析讲授为主。这样的教学过程，学生在学习时听起来、看起来枯燥乏味，注意力常常不集中，对于该课程中很多抽象的概念难以理解，讲课效率低下。而多媒体课件融图、文、声为一体，动静结合，把看、听、说、写、想结合在一起，图文并茂、视听结合，富有吸引力，能引起学生的无意注意，使学生的注意力稳定集中，可以更好地增强听课效果。教师交替使用几种授课方法可有效引导学生将注意力集中到教学中来，从而保证教学质量。

2.开展课堂讨论。把时间留给学生，充分调动学生的学习自主性在教学过程中，专门抽出时间留作课堂讨论，以学生独立自主学习为前提，以课外文献阅读为讨论内容，通过科研专题讨论的形式，为学生提供充分自由的表达、质疑、探究、讨论问题的机会，将自己所学知识应用于解决实际问题。这样可调动学生的积极性，促使他们自己去获取知识以及发现问题、提出问题、分析问题、解决问题，从而开发学生的智力，培养自学能力及创新能力。

3.实验和仿真。在集成电路设计及CAD技术教学内容中加入实践环节，在讲授理论知识的基础上增加VHDL模拟、电路模拟、器件模拟、工艺模拟的实验教学内容，充分利用学校的EDA实验资源，在实验中利用可视化的技术使原本抽象、实验难度大、成本高或无法演示的内容形象化、可视化，使复杂、枯燥的内容变得直观、有趣、容易理解，从而充分调动学生的积极性，增强实验效果，适时进行简练清晰的解说，给学生留下深刻的印象，使学习变得轻松而愉快，提高学生的学习兴趣，深化理论学习，为后续课程的学习和走上工作岗位打下坚实的基础。在集成电路制造工艺讲授过程中，尽可能地组织学生参观各类先进的半导体制作工艺相关实验室，提高学生对制作工艺的感性认识，培养学生以后从事微电子行业的兴趣。

随着计算机硬件的飞速进步和软件技术的迅猛发展，虚拟仿真技术成为当前流行的新型教学手段。传统的实验教学手段，由于实验室购置的设备和仪器，特别是微电子专业的实验设备价格高昂、操作复杂、容易损伤，同学们很难得到上机锻炼的机会。而使用基于虚拟仿真技术的教学方式，过程简单灵活，交互方式多样，结果直观明了，既能培养学生的动手能力和分析、综合能力，又能提高学习兴趣，激发学生的创造性。虚拟仿真技术在微电子专业教学中的应用主要体现在两个方面：一是在电路设计方面，基于电子设计自动化EDA技术实现对电子线路（包括集成电路与版图）的模拟仿真；二是在微电子工艺与器件方面，基于半导体工艺和器件的计算机辅助技术TCAD实现对微电子制造工艺和半导体器件结构及工作过程的仿真与演示。使用仿真软件所提供的强大功能，包括软件所具有的可升级性，在课堂和实验中通过软件设计微电子电路、工艺和器件，在屏幕上模拟其功能，可使教学概念清晰，内容生动，过程可视，还能够大幅节省实验设备的购置和维护费用，经济高效。

4.课程设计。课程设计可以培养学生综合分析、实际动手能力，同时能够培养学生独立解决问题、探索创新能力及组织所学知识的能力，更为重要的是这些设计能增加学生学习的趣味性。教师要组织带有研制产品意义的综合性应用课题，指导学生小组做设计。学生可以事先对自己的设计方案进行仿真研究，然后实施，从而节省设计时间，节约体力和精力。课程设计应激发学生的科研兴趣，活跃学生的思维，开阔学生的知识面，促进学生对所学知识的综合运用，培养学生独研究的能力，提升实验教学的整体质量和水平。例如以研制有新技术指标要求的集成温度传感器为课题，让学生首先利用计算机做电路综合、模拟调整、仿真、版图设计与验证并制备出掩模版，然后投片到芯片测试，根据测试结果分析问题，必要时返回进行第二次、第三次设计和投片。这个阶段要增加工艺制备实践的环节，注意工艺技术的培养。当然，要在毕业设计的有限时间中成功地研制出一个新的微电子产品是不大可能的，但是，把这种有创新意义的课题让学生去实践，对培养学生的创新能力会起很大的作用。

四、结语

目前，我国人才供求结构中存在着严重的“所供非所求，所教非所需”的不对称现象：一方面，我国对集成电路设计师的需求达几十万，人才缺口很大，另一方面，我国每年却有大批的大学生毕业后找不到工作，造成巨大的就业压力。要解决这一问题，高校教育要针对我国集成电路制造和设计人才缺乏的现状探索新型的高水平、复合型的集成电路人才培养模式，面向市场，及时了解微电子产业的人才需求情况，根据市场需要，及时调整教学体系，确定人才培养方向，探索新的教学模式，有效提高教学质量，培养适合时展需要的人才。

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