集成电路与应用精选(九篇)

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第1篇：集成电路与应用范文

1　概述

电子标签是时下最为先进的非接触感应技术。RI－R6C－001A芯片是美国德州仪器（TI）和荷兰飞利浦公司（Philips）开发出的一种廉价的非接触感应芯片。这种芯片的无源最大读写距离可达1．2米以上。它与条形码相比，无须直线对准扫描，而且读写速度快，可多目标识别和运动识别，每秒最多可同时识别50个，频率为13．56MHz ±7kHz（国际通用）的目标。它采用国际统一且不重复的8字节（64bit）唯一识别内码（Unique identifier，简称UID），其中第1～48bit共6字节为生产厂商的产品编码，第49～56bit 1个字节为厂商代码（ISO／IEC7816－6／AM1），最高字节固定为“EO”。其使用寿命大于10年或读写10万次，无机械磨损、机械故障，可在恶劣环境下使用，工作温度为－25～＋70℃?可反复读写且扇区可以独立一次锁定，并能根据用户需要锁定重要信息；现有的产品一般采用4字节扇区，内存从512bit～2048bit不等。

RI－R6C－001A芯片采用柔性封装，它的超薄和多种大小不一的外型，使它可封装在纸张和塑胶制品（PVC、PET）中，既可应用于不同安防场合，也可再层压制卡。国际标准化组织已把这种非接触感应芯片写入国际标准ISO15693中。其主要原因是因为该芯片具有封装任意、内存量大、可读可写、防冲撞等独特的功能。

2　引脚排列与功能

图1所示为（RI－RRC－001A芯片和引脚排列）。

3　内部结构

收发器需要5V外加电源，在实际操作中最小电压为3V，最大电压为5．5V，典型电压为5V。电损耗取决于天线阻抗和输出网络的配置。由于电源纹波和噪声会严重影响整个系统的性能，因此，德州仪器推荐使用标准电源。

射频收发器内部的输出晶体管是一个低阻场效应管，电耗直接在TX＿OUT脚消耗，推荐用5V电源供电，最好驱动50Ω天线。在输出端连接一个简单的谐振电路或者匹配网络可以降低谐波抑制，用选通方波驱动输出晶体管能达到100％的调制度。调整连接输出晶体管的电阻（典型电路中的R2）能获得10％的调制度，增大这个电阻，调制度也随之增加。通过发射编码器变换的数据可按照事先选择好的射频协议进行传输，通信速率应为5～120kB，而且至少要有一个速率满足已选择感应器协议的要求。

接收器通过外部电阻连接到天线后可将来自电子标签的调制信号通过二极管包络检波进行解调，接收解码器输出到控制器的数据是二进制数据格式，通信速率和射频协议由已选择的模式确定。在输出数据时，接收的数据串中已检测并标志了启动、停止、错误位。

    该系统的正常时钟频率为13．56MHz，但是振荡器的工作频率范围为4MHz～16MHz。

在电源被重新启动后，设备为默认配置。RI－R6C－001A系统有三个有效电源模式。主要模式是满载模式，而空载模式仅出现在与电路有关的标准振荡器和最小系统工作中的标准振荡器停振时，掉电模式则完全关断设备内部的偏置系统。当SCLOCK保持高电平时，可在DIN端的输出脉冲上升沿唤醒电路。

RI－R6C－001A芯片的串行通信接口通常使用三根线，其中的SCLOCK为串行双向时钟；DIN为数据输入，DOUT为数据输出。参见图2所示的RI－R6C－001A内部结构图。

4　典型电路应用

图3所示是RI－R6C－001A的典型应用电路，该电路可驱动50Ω的天线，当电源电压为5V时，输出射频的功率为200mW，而当电源电压为3V时，输出射频功率为80mW。

图3

    由于电路中的发射器一直工作，因此，应增大集成电路散热片的尺寸以增加散热面积。设计电路时，应避免过大的分布电容，当电路板分布电容过高时，可配合晶振调整电容C5的值，以减少时钟的不稳定性。推荐C5值为22pF。通过软件处理可使收发器的调制度在100％～10％范围内调整。ISO15693协议规定标签允许执行10％～30％之间的调制度（除100％之外），通过改变电阻R2的值可以达到这个要求。

第2篇：集成电路与应用范文

关键词：物联网工程;翻转课堂;教学改革

电路基础课程是应用型本科专业物联网工程的一门专业基础课，是该专业一系列后续课程的前导。目前，应用型本科学生普遍有理论基础较薄弱，不喜欢枯燥的理论，不能主动进行思考等缺点，使得教学效果收效甚微。为了解决以上问题，学校课程组进行了一些教学改革，在一定程度上提高学生学习积极性和动手探索的能力。

一、明确课程学习目标

学期初，从学生的角度出发明确课程学习的目标。学生最感兴趣的是一门课程能学会什么，如果只是记住一个公式、一个定律，到期末考试的时候突击就可以过关，那么根本就不需要平时认真听讲课、做作业，学生也就没有了持续学习的积极性。所以，本课程组成员在学期初第一节课就给以“四会”概括该课程的教学目标，即一会应用理论进行简单电路原理分析;二会使用常用仪器、仪表进行电路参数测量;三会使用焊接工具进行电子制作;四会与同学、教师一起解决问题。

二、多种教学方法的融合

笔者从事职业教育十多年，教育教学时有新法，但就某一门课程，对特定的学生究竟用什么方法最有效，要根据学及时调整，以适应学生不同学习阶段的特点。

本课程组主要采用“半翻转课堂”教学方法实施教学，“半翻转课堂”的实施过程参见图1（以“节点电位法”教学内容为例）。

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图1 节点电位法半翻转课堂实施流程图

任何一种教学方法的实施都是以学生主动参与学习为目的，所以及时、积极的肯定学生的表现是每一种方法能够获得较好效果的保证。

三、多种实验条件的有效利用

目前，辅助教学的工具非常丰富，教师既能用动画软件制作一些电路的信号流向，也可以用仿真软件验证理论分析结果。本课程组在实际教学过程中除了教师用动画软件制作内容丰富的课件以增强课堂教学的吸引力外，在实验课时还要求学生应用multisim软件进行仿真实验，一方面学习如何应用计算机手段辅助解决专业问题，另一方面通过电路设计建立实际工作规范。

四、调动课外制作的积极性

为了调动学生课后应用理论知识解决问题的积极性，本课程组除了给学生随堂布置适量的理论练习题以外，学期初还给学生布置了与课程内容相关的课外小制作。该制作在课程结束前三周验收评分，制作过程分制作项目选择、项目申报、项目中期检查和项目作品展示四个阶段。四阶段主要帮助学生选择合理的制作项目，及时解决制作过程中学生出现的问题，督促学生进行成果汇报，引导学生课后钻研专业理论知识，训练职业技能。特别是在作品展示环节，充分肯定学生在实践过程中所取得的成绩，激励他们克服困难的决心，为后续课程教学起到了很好的启蒙作用。

表1 电路基础课程考核说明简表

[考核项目＼&考核目的＼&考核形式＼&考核比例＼&备 注＼&理论知识考核＼&以教学大纲为基础，对该课程的理论知识掌握情况进行考核＼&理论试卷＼&60%＼&期末集中考核＼&实践性考核＼&要求学生掌握基本实验方法和简单电子电路制作方法＼&实验操作;作品展示＼&20%＼&实验操作及时考核;作品展示在学院集中进行＼&课堂表现及作业＼&促进学生按时、积极参与课堂内外作业活动，提高知识总结归纳能力＼&出勤、作业、相关文档等＼&20%＼&随堂即时考核＼&]

五、科学、及时地进行考核评价，促进学生规范化发展

考核的目的是促进学生掌握课程的重要知识点。电路基础课程是传统的专业理论课程，采用理论考核方法能够反映学生理论知识掌握情况。但是，纯粹的理论考核给学生学习带来了很大心理负担，特别是应用型本科院校的学生具有理论基础较差、动手能力强的特点，所以，平衡的考核比例能够给学生在心理上带来积极的暗示，促进学生通过动手制作中的问题来理解理论知识。因此，该课程组教师在制定电路基础考核体系时主要按照表1说明实施考核。

结合以上几个方面，经过一学期的教学，无论是理论分析和实践能力，对于物联网工程专业的学生来说，都有了较大提升。随着实际情况发生变化，教学改革也应该随之而变化，在后续课程教学中，我们将不断探索、不断前进。

基金项目：重庆工程学院创新团队建设项目，项目编号：2014x

第3篇：集成电路与应用范文

关键词：高职 电子设计 电子线路CAD技术 应用

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)12-0186-01

对于高职学生而言，要学习的不仅仅是专业知识，动手能力是在学好专业知识的基础上更高的一个层次，也是他们必须拥有的一种能力。在高职院校中，电子信息工程技术专业的学生经常会遇到电子设计等问题，因此，在进行电子设计的时候需要用到的很多专业知识他们是必须掌握的。而电子线路CAD技术在电路板的制作方面的应用就必不可少了。下面我们将对电子线路CAD技术在电子设计中的应用进行研究与探索，说明电子线路CAD技术与电子设计的关系以及在电子设计中发挥的作用。

1、电子线路CAD技术与电子设计的关系

随着电子技术的广泛发展以及新型元器件和集成电路的广泛应用，电路在设计方面也越来越复杂与集成化，因此，对电路的要求也越来越精密。而为了达到电路在复杂与集成化方面的要求，在制作电路的时候单靠手工的操作已经不能完成设计的目的了。所以，就产生了现在我们所用到的电子线路CAD技术。我们在电子设计过程中利用它就能达到电路所要求的精密度。

2、电子线路CAD技术在电子设计中的应用

电子线路CAD技术是使用当前被广泛应用的计算机辅助绘图和设计软件，然后结合学过的专业知识进行设计，以加快设计进程、缩短设计周期、提高设计质量等。电子线路CAD技术在电子设计中的应用主要是一下几个方面：

2.1 绘制电路图

在进行电子设计的过程中，要实现电路的功能最重要的就是编程，但是只有编程并不能完善整个设计，还需要有一个完善的电路来承载这个程序，让它实现它本该实现的功能。在电子设计中，我们一般运用的软件是PROTEL,绘制电路原理图的时候就会用到PROTEL的原理图输入功能。该绘图软件在电路原理图输入方面有着非常丰富的电子器件库，能够为我们电子设计的绘图提供所需的各种电子器件。利用该软件进行电子设计确保了电路原理图的精密度，并且绘制过程也更为方便。比如：我们在画好一个元器件后，觉得它应该放在其他的位置，则只要将它拖动到我们想要放置的位置即可。

2.2 计算机仿真

电子线路CAD技术在电子设计的应用过程中还具备运用其仿真的功能，检查电路的功能是否达到了我们所预期的功能，并且能够对一些数据进行仿真，可进一步对电路进行分析。对于PROTEL软件而言，在它的MULTISIM中有很多种仿真功能，这些仿真功能可以进行直流工作电的分析、瞬态分析、温度扫描分析、参数扫描分析、灵敏度分析、零极点分析、傅里叶变换分析、噪声和失真度分析、最坏情况分析以及蒙特卡罗分析等。在进行仿真的时候，我们首先要进行一个功能仿真，大致了解一下该电路的功能是否达到了预期的功能，然后进行数据仿真，对该电路进行具体的分析，并改正错误的地方。在进行仿真过后，分析结果一般都是以数值或波形的方式显示出来。

2.3 PCB板的设计

PCB板是PROTEL软件将电路原理图进行布线后的一种电路板。在进行PCB板的设计之前，首先要将电路原理图导入，而导入的电路原理图必须是通过仿真的，而且电路原理图中各元器件的电器特性必须与PCB板相同元器件的电器特性相同。最后，设计者就可以利用PCB板自动布线以及手动布线的功能对其进行布线。采用该软件对电路图进行布线，设计者可以先采用自动布线功能对电路进行大致的布线，然后用手动布线功能对其进行美化。这样的过程能够让电路的布线更加美观。

2.4 三维视图

在将PCB板设计好之后，在这样的绘图软件上都有三维视图的菜单，只要点击三维视图的菜单就可以观看设计电路板的三维视图。

3、让学生更好地掌握电子线路CAD技术

如上所述，掌握了电子线路CAD技术对于学生而言，可以更好地进行电子线路方面的设计工作。但在学习这一项技术的过程中，我们往往会发现学生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL软件为蓝本，介绍软件的功能、菜单等，辅以一些应用的例子。学生学习后多呈现一种临时性的记忆，即在课程中会用，考核结束后在不长的时间后就不再掌握的现象。

解决这一问题的方法以，通过实践我们认为采用类似德国职业教育所推行的以行动为导向的项目教学法为好。其基本的思路是：

(1)先整体后具体：在学习CAD技术时，先期进行总体介绍，让学生有全局的认识，打消畏难的情绪；而后开始进入各项目的的学习实践。

(2)先低频后高频：总体而言学生进入学习后应从简而繁，低频的一些电子产品其电路较之高频的简单，学习应从其中入手。

(3)先规范后异型：突出异型电路板的设计制做，其目的是让学生今后在实际工作中具有变通的能力，在CAD技术中也手工调整电路布局的精华所在。

(4)先单层后多层，先分立后贴片。此处不再缀言。

最后一点是，对于各个CAD制作的电路，不应仅停留于电脑的设计，在教学的过程中应让学生的设计成为成品。这样可使学习更为直观，并更有成就感，随之的效果是学生对学习到的技术弥久常新。当然，这种做法也会使教学的成本大幅上扬，但从人才培养的角度看，这样的投入是值得的。

4、结语

在电子设计中运用电子线路CAD技术，不仅解决了电子设计中电路原理图绘制以及功能分析和布线方面的苦难。同时，让学生通过在自主地进行一些电子设计，并在的过程中运用该技术，适于锻炼他们使用电子线路CAD技术的实际能力并有助于其真正了解和掌握这一技术。

参考文献

[1]朱洁.电子线路CAD技术在高职电子信息工程专业毕业设计中的应用[J].中国现代教育装备,2010,(15):55～57.

第4篇：集成电路与应用范文

一、设定目标

在数字电路教学中，教师发现“兴趣”是最关键的问题，从这个角度考虑，第一次数电课，首先给学生介绍数字信号的特点、数字系统的组成、数字电路在电子系统中的作用，使学生建立一个对数字逻辑电路的系统的概念。然后是详细讲解各章节内容在数字逻辑电路系统中所处的位置和作用，通过前面的工作，学生基本上了解了这门课要干什么，学完后有什么用处。教师在这种情况下要引导学生设定目标，例如做一个多功能流水灯、多路抢答器、出租汽车里程计价表等等，尽量让每一个学生都有一个目标。让学生感到自己受到尊重，可以有自己的想法，从而对这门课有自信。然后对每个学生的目标进行分析，告诉学生，要实现这个目标，需要掌握哪些章节的内容，教师可以更加详细的介绍某个章节在这个目标实现中起了多大作用，让学生带着目标来上课，目标驱动学生产生学习知识的动力，使学生感觉到数电这门课有意思，不无聊，逐渐也就产生了兴趣。[2]

二、实现目标

有了目标，学生就可以参与其中，带着问题来听课，课堂也就有了活力，教师要不断的鼓励和引导学生，以学生为中心，进行答疑解惑，同时授课教师要在充分了解学生的基础上，依托自己所授课程，结合学生的目标，开阔学生的思维，从而培养学生的学习能力和创造力，增强学生的学习信心和兴趣。例如有些学生的目标是设计一个多功能流水灯，其主要部分时实现定时功能，即在预定的时间到来时，产生一个控制信号来控制彩灯的流向、间歇等，可用可逆计数器和译码器来实现正、逆流水功能，利用组合电路实现自控、手控、流向控制等功能。学习了理论知识后，教师可以通过让学生自己设计电路原理图，实验室提供器材搭接组装电路，在教师的指导下让学生按单元电路分块调试，并最终按照设计整体调试实现结果，观察彩灯工作情况并记录。让学生充分体验到动手、动脑、动口的过程，享受设计成功的快乐，从而激发学生的学习兴趣。同时鼓励学生大胆猜想和独立思考，创新设计理念，并通过实验否定错误或修正猜想，使学生拥有解决问题的勇气和决心。[3]

三、目标总结

经过学生的努力，一个个目标实现了，也就意味着一个个知识点被掌握了，这时候，教师再回归到理论课上，让学生进行总结。总的来说，每一章节的内容要点是什么，都有什么用，相信通过不同学生的思维加工，数字电路这门课程将会掌握的淋漓尽致。当然每门专业基础课程固然有自己的学科特点，但学习方法和研究思路有其共通之处。对于专业课教学，要非常注意在教学的时候，要做到授之以渔而非授之以鱼。社会在进步和发展，学生的眼界和思想远远超过了以往各个时期，教师要传递给学生新的理念和科学的方法。[4]

结论

第5篇：集成电路与应用范文

关键词：翻模技术；高墩施工；施工方案；质量控制

中图分类号：O213.1文献标识码：A 文章编号：

目前在我国的桥梁高墩施工中，滑膜施工和翻模施工是两种最主要的施工技术。但是翻模的施工技术更加优于滑膜，因为滑膜施工不能应用在不变形的方形高墩上而且其施工技术易于控制，浇筑完的混凝土外观美观。再加上近几年我国高速公路建设的迅速发展，跨径大、桥墩高的桥梁在公路工程中显现出越来越大的比例，所以高墩施工的翻模技术得到了广泛的应用。

一.高墩施工翻模技术的施工过程

①翻模技术施工前的准备：首先进行混凝土表面清理，将浇筑完的拟进行与上部连接的光滑混凝土表面进行人工的凿毛，使混凝土表面变得粗糙，然后将混凝土表面的杂物用空气压缩机吹干净，确保下步施工中二次浇注混凝土施工缝间有效固结。其次，加工钢筋，用镦粗的直螺纹连接主筋，绑扎构造钢筋及防裂钢筋网片；在主筋镦粗时要防止由于压力过大和钢筋端头不平而导致的钢筋头部镦斜、镦裂等。第三，安装模板，在安装模板前应该先在地面上进行试安装，在这个时候对模板的平整度、接缝紧密程度及模板的尺寸进行检测，再对要捆绑的钢筋进行除锈处理。为了加快施工的工作进度，工作人员一般经常在地面上进行防裂钢筋网片的吊装绑扎，构造钢筋大多数情况下采用点焊进行固定从而确保施工人员在施工过程中的安全。

②搭设内部工作平台：使用支撑梁、维护装置、立柱等拼装成内部施工的操作平台，利用螺栓将各个构件紧密的联系在一起，施工的操作平台高度一般情况下是可以变动的，它可以不断地提升和下降，通常情况下平台的高度可根据浇筑混凝土的高度而定。

③钢筋工程：主筋采用机械接头进行连接，一般情况下进行现场挤压套筒连接。连接构件所能承受的抗拉应力和屈服应力都不能小于相应标准值的1.10倍。进行连接的时候应该把施工安全放在首位。

④架设模板：在模板架设时我们通常采用汽车起重机或者塔式起重机进行模板的支设工作。通常先支内膜然后再支外膜，然后按照桥墩的尺寸和它的弧度进行模板的支设。

二.高墩施工翻模技术的特点

翻模施工技术采取了在主筋上切割后采用挤压套筒连接的施工方法，这样可以大大加快钢筋的配置安装速度。在翻模施工中塔吊是必不可少的一项工具，在高墩桥梁施工中它体现出了巨大的优点，例如操作简单方便而且投入设备少，大大降低了成本。同时针对墩身施工过程中错台和工作缝的问题采取装模前限位，装模后对模板进行及时观测，方便对墩身的角点坐标、模板的几何尺寸、轴线位置进行及时的监控和控制，确保桥墩能够满足实际工程中所需要的目标。除此之外高墩翻模施工的施工方法有效的解决了其它施工方法中施工平台难搭设的问题。在施工过程中自然将模板和施工作业平台分开，翻模施工方法也克服了滑膜施工过程中混凝土外观难以控制的问题。通过对比我们可以明确得知翻模技术吸纳了滑膜技术的优点同时也完善了滑膜自身的缺点。在经济成本和工作进度方面也有很大的优势，翻模的施工方案不但大大减少了施工时间而且在造价方面相对来说是比较廉价的。在施工作业的安全方面也是很保险的，采用工字钢平台，工字钢的受力明确而且抗拉性能非常可靠，但是刚管支架很难一次性铺设到位，在高空作业中存在很大的安全隐患，翻模的施工技术就可以解决。因此可见高墩施工翻模技术在实际工程中将会备受欢迎。

三.高墩施工翻模技术的应用

如上图所示，该图则为翻模结构的示意图。在实际很多工程中都用到了这种施工方法。例如和平木门河大桥的方墩施工、双罗大桥的高墩施工、十堰至慢川高速公路巷子口大桥的高墩施工方案等等。下面以十堰至慢川高速公路巷子口大桥为例来讲述一下高墩翻模技术的实际应用。

巷子口大桥采用的是按照先施工空心墩再来施工十字墩的顺序对高墩进行翻模施工改造。翻模用塔吊进行提升，对墩身上下部分同时施工。施工时在墩底承台上预埋塔吊钢筋，浇筑完塔吊基础后再预埋必要的塔吊固件，进一步保证塔吊工作过程中的稳定。用每节9m长的钢筋制作该高速公路巷子口大桥的墩身长，主筋采用套筒连接，内外径、长度分别为32mm、48mm、78mm，箍筋和水平撑筋用电焊进行焊接。主筋安装时，要确保相邻的钢筋能够错开，且距离不小于120cm。主筋进行套筒连接之后，根据控制点和控制线对钢筋的位置进行调整。因为该高墩比较高，因此塔吊在长期的工作中将会产生较大的扭转变形，我们要防止变形，目前工程中最有效的方法就是增设预埋件，进而保证塔吊工作时的稳定，排除安全隐患。

四.高墩施工翻模技术的质量控制

在利用翻模技术进行施工的过程中，工程的质量为重中之重。浇筑混凝土的过程中当上下相连混凝土间的强度达到10 MPa～15 MPa时方可在上面混凝土的模板上支模，在墩柱施工前要先加工钢模板，并将每节的模板拼装好，各个模板间用螺栓进行连接。制作出来的翻转模板要按照图纸的要求来做并且要具有足够的刚度和强度。同时模板的自重不要太大，模板的安装和加工一定要满足工程设计的相关规范，施工时要保持墩身的竖直精准度，以避免桥墩的顶面出现偏心的现象。在使用模板前要进行试拼，将模板的接缝处进行打磨处理保证表面的光滑和平整，以防渗漏水泥的浆液，从而保证高墩柱的外观质量。

浇筑墩身的时候要先均匀的浇筑20 mm～30 mm的砂浆作为连接层，为了保证浇筑过程中混凝土供应的连续性通常采用泵送运输的方法，混凝土运送的同时要仔细观察是否出现漏浆或跑模的现象，混凝土的配合比和搅拌方法要按照国家公路施工的相关规范进行施工操作。

浇筑完的混凝土同时也要做好养生，怎样才能更好的养生也是高墩施工的一个重中之重的地方。若是在非严寒的条件下施工我们可以采取间断的对桥墩进行通水的养生方法，也可以采用养护液进行养护；若是在严寒的条件下，在混凝土拌合时先对各项材料进行预热，同时掺加一定比例的抗冻剂，混凝土的养护宜采用包裹塑料膜和无纺布的方式，进而保证工程的质量。总之在施工的过程中我们要注意每个细节千万不可疏忽，施工人员要尽职尽责保证工程的顺利完成。

模板在高墩翻模技术的施工过程中起到核心的作用，模板强度、刚度的好坏将会直接影响工程的质量，模板在设计时一定要充分考虑它在风力作用下的刚度和稳定性，要是在风荷载的作用下导致了变形那么就会使施工中的高墩轴线进行了偏移，从而不能精确的控制模板的尺寸。在实际施工过程中模板将会被多次的扭转从而导致变形，所以在设计时要适当的增加模板的刚度。

五.结语

通过本篇文章的讲述，我们可以得知在高桥墩的公路桥梁施工中，利用翻模技术能够很好的解决桥墩高、跨径大的施工问题。通过对各个施工过程的有效控制，可以实现桥墩外观质量好、墩身平整度好的工程目标。在确定施工方案时，我们要把施工的进展速度、技术质量、经济效益、安全管理等有机的结合起来进行多方面的比较，从而确定出高墩桥梁施工的最佳方案。

参考文献：

[1]赵海.浅谈高速公路桥梁建设施工中的高墩施工技术[J].城市建设，2010(34)：181

[2]余天庆，朱宁.翻模技术在桥梁高墩施工中的应用[J]．桥梁建设，2009(01)：181

[3] 张 华．桥梁高墩施工方案研究[J]．山西建筑，2009，35(5)：330-331

[4] 范立础．桥梁工程[M]．北京：人民交通出版社，1996

[5] 付天正．翻模法施工技术在石公庄高架桥中的应用[J]．交通科技，2010(1)：89-90

第6篇：集成电路与应用范文

航空微电子及关键技术

以集成电路为核心的微电子技术，在军事通信、军事指挥、军事侦察、电子干扰和反干扰、无人机、军用飞机、导弹，雷达、自动化武器系统等方面得到广泛应用，覆盖了军事信息领域的方方面面。因此，现代信息化战争又被称为“芯片之战”。出于国防装备的需要，世界军事强国不仅重视通用微电子技术发展，也十分重视专用微电子技术的发展。这是因为专用微电子产品不仅在国防装备中应用广泛，而且对国防装备的作战效能起着关键作用。美国提出，在其防务的技术优势中，集成电路是最重要的因素。20世纪80年代美国就将集成电路列为战略性产业。决定航空电子系统成本和技术的关键和核心，是以航空关键集成电路和元器件为核心的航空微电子技术和产品。

当前微电子科学技术一个重要的发展方向，就是由集成电路（IC）向集成系统（IS）转变，并由此产生了微系统。微系统有两重含义：一是将电子信息系统集成到硅芯片上，即信息系统的芯片集成——片上系统或System on-a-Chip（SoC）。另一含义就是微电子机械系统（MEMS）和微光机电系统。

SoC将一个基于PCB上实现的系统功能尽可能的转化为基于功能、性能高度集成的基于硅的系统级芯片实现。因此，SoC尽可能多的集成系统的功能，可以减小系统体积重量，提高系统的性能，提高系统的可靠性，并能降低系统的制造成本。

MCM（Multi-Chip Module）是利用先进的微组装技术将多个（2个或以上)集成电路管芯及其他微型元器件组装在单一封装外壳内，形成具有一定部件或系统功能的高密度微电子组件。基于MCM基础上发展起来的系统级封装SIP（System in Package），是将整个应用系统中所有的电路管芯和其他微型元器件组装在单一封装外壳内的技术。MCM/SIP技术的开发应用将是突破传统封装固有瓶颈的一种有效途径，实现信息技术的发展对集成电路的封装密度、处理速度、体积、重量及可靠性等方面提出新的应用要求。

上世纪90年代，美国NASA为实现太空飞船小型和微型化提出先进飞行计算机计划（AFC），将MCM 作为在微电子领域保持领先地位的重要技术加以发展，并确定其为2010年前重点发展的十大军民两用高新技术之一。 日本一直以来都是MCM 技术的推崇者，他们建立的MCM技术协会进一步促进多芯片组件的发展与应用。

虽然SoC可以集成多种功能IP，但多工艺混合的IP难以采用SoC在单一硅片上实现, 因此虽然SoC发展迅速，但并不能取代MCM/SIP技术，一定程度上来讲，MCM/SIP技术是对SoC实现小型化的重要补充。因此，SoC/MCM（SIP）技术固有的技术优点，是航空电子系统低功耗、高性能、高可靠、超小型化的发展的永恒追求，也是航空电子系统发展迫切需要的核心技术之一。

航空微电子产业的国内外现状

航空电子系统所用关键集成电路与元器件的基本上可以分为四大类别：通用高端芯片、航空专用集成电路、机载任务子系统专用处理芯片、航空核心元器件。

1、通用高端芯片，主要是指处理类、存储类、电源类、A/D、D/A、OP等类别的集成电路。高端通用芯片决定航空电子系统的整体性能，是航空系统中不可缺少的一类重要器件。由于武器装备发展的需求超前于我国集成电路的研制和国产化，各项主战装备进入设计定型时，国内出现无“芯”可用的状况，导致定型装备的高端通用芯片基本依赖于进口，在重点型号中几款用量大的CPU芯片大都要依靠进口，只有少数是国产化的CPU芯片，而且性能都比较低。

2、航空专用集成电路，主要包是指总线网络及相关标准协议，以及使用MCM、SIP设计的模块。航空专用集成电路一般分为两种：第一种是满足航空标准、协议和规范的专用电路，如支持ARINC429协议、1553B协议、光纤通道FC-AE协议等的电路，它决定了航空电子系统的体系结构。这类芯片主要是总线协议处理类芯片，是航空电子系统的“中枢神经”，遍布飞机的各个部件和角落。第二种是满足飞机应用环境要求的专用集成电路。这类芯片是面向航空电子系统的应用需求特点开发的芯片。欧美新一代飞机研制中，广泛使用了SoC/MCM(SIP)技术手段，实现低功耗、高性能、高可靠性、超小型化的最终目标。为了达到F-22等新一代飞机综合核心处理机（ICP）对“性能/体积”方面的要求，美国“宝石台”计划中定义了多达12种MCM。

3、机载任务子系统专用处理电路，主要包括弹载计算机小型化核心芯片、头显定位处理系统芯片、头/平显畸变校正芯片、机载专用远程激光测距芯片以及机载防撞系统综合信号处理芯片等。机载任务子系统专用处理电路是决定航电任务子系统或设备某些特定性能的专用集成电路，如弹载计算机、头显定位处理系统芯片、头/平显畸变校正芯片、机载专用远程激光测距芯片和机载防撞系统综合信号处理芯片。目前国内该类任务子系统多采用专用电路板卡实现，缺点主要在于体积大、功耗高、集成度低、数据处理时间长等。

第7篇：集成电路与应用范文

关键词：版图设计；集成电路；教学与实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）06-0153-02

目前，集成电路设计公司在招聘新版图设计员工时，都希望找到已经具备一定工作经验的，并且熟悉本行业规范的设计师。但是，IC设计这个行业圈并不大，招聘人才难觅，不得不从其他同行业挖人才或通过猎头公司。企业不得不付出很高的薪资，设计师才会考虑跳槽，于是一些企业将招聘新员工目标转向了应届毕业生或在校生，以提供较低薪酬聘用员工或实习方式来培养适合本公司的版图师。一些具备版图设计知识的即将毕业学生就进入了IC设计行业。但是，企业通常在招聘时或是毕业生进入企业一段时间后发现，即使是懂点版图知识的新员工，电路和工艺的知识差强人意，再就是行业术语与设计软件使用不够熟练、甚至不懂。这就要求我们在版图教学时渗入电路与工艺等知识，使学生明确其中紧密关联关系，树立电路、工艺以及设计软件为版图设计服务的理念。

一、企业对IC版图设计的要求分析

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

1.数字版图。数字集成电路版图在教学时，一是掌握自动布局布线工具的使用，还需要对UNIX或LINUX系统熟悉，尤其是一些常用的基本指令；二是数字逻辑单元版图的设计，目前数字集成电路设计大都采用CMOS工艺，因此，必须深入学习CMOS工艺流程。在教学时，可以做个形象的PPT，空间立体感要强，使学生更容易理解CMOS工艺的层次、空间感。逻辑单元版图具体教学方法应当采用上机操作并配备投影仪，教师一边讲解电路和绘制版图，一边讲解软件的操作、设计规则、画版图步骤、注意事项，学生跟着一步一步紧随教师演示学习如何画版图，同时教师可适当调整教学速度，适时停下来检查学生的学习情况，若有错加以纠正。这样，教师一个单元版图讲解完毕，学生亦完成一个单元版图。亦步亦趋、步步跟随，学生的注意力更容易集中，掌握速度更快。课堂讲解完成后，安排学生实验以巩固所学。逻辑单元版图教学内容安排应当采用目前常用的单元，并具有代表性、扩展性，使学生可以举一反三，扩展到整个单元库。具体单元内容安排如反相器、与非门/或非门、选择器、异或门/同或门、D触发器与SRAM等。在教授时一定要注意符合行业规范，比如单元的高度、宽度的确定要符合自动布局布线的要求；单元版图一定要最小化，如异或门与触发器等常使用传输门实现，绘制版图时注意晶体管源漏区的合并；大尺寸晶体管的串并联安排合理等。

2.模拟版图。模拟集成电路版图设计更注重电路的性能实现，经常需要与前端电路设计工程师交流。因此，版图教学时教师须要求学生掌握模拟集成电路的基本原理，学生能识CMOS模拟电路，与前端电路工程师交流无障碍。同时也要求学生掌握工艺对模拟版图的影响，熟练运用模拟版图的晶体管匹配、保护环、Dummy晶体管等关键技术。在教学方法上，依然采用数字集成电路版图的教学过程，实现教与学的同步。在内容安排上，一是以运算放大器为例，深入讲解差分对管、电流镜、电容的匹配机理，版图匹配时结构采用一维还是二维，具体是如何布局的，以及保护环与dummy管版图绘制技术。二是以带隙基准电压源为例，深入讲解N阱CMOS工艺下双极晶体管PNP与电阻匹配的版图绘制技术。在教学时需注意晶体管与电阻并联拆分的合理性、电阻与电容的类型与计算方法以及布线的规范性。

3.逆向版图设计。逆向集成电路版图设计需要学生掌握数字标准单元的命名规范、所有标准单元电路结构、常用模拟电路的结构以及芯片的工艺，要求学生熟悉模拟和数字集成单元电路。这样才可以在逆向提取电路与版图时，做到准确无误。教学方法同样还是采用数字集成电路版图教学流程，达到学以致用。教学内容当以一个既含数字电路又含模拟电路的芯片为例。为了提取数字单元电路，需讲解foundry提供的标准单元库里的单元电路与命名规范。在提取单元电路教学时，说明数字电路需要归并同类图形，例如与非门、或非门、触发器等，同样的图形不要分析多次。强调学生注意电路的共性、版图布局与布线的规律性，做到熟能生巧。模拟电路的提取与版图绘制教学要求学生掌握模拟集成电路常用电路结构与工作原理，因为逆向设计软件提出的元器件符号应该按照易于理解的电路整理，使其他人员也能看出你提取电路的功能，做到准确通用规范性。

集成电路版图设计教学应面向企业，按照企业对设计工程师的要求来安排教学，做到教学与实践的紧密结合。从教学开始就向学生灌输IC行业知识，定位准确，学生明确自己应该掌握哪些相关知识。本文从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨，安排教学有针对性。在教学方法与内容上做了分析探讨，力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。

参考文献：

[1]王静霞，余菲，赵杰.面向职业岗位构建高职微电子技术专业人才培养模式[J].职业技术教育，2010，31（14）：5-8.

[2]刘俐，赵杰.针对职业岗位需求？摇探索集成电路设计技术课程教学新模式[J].中国职业技术教育，2012，（2）：5-8.

[3]鞠家欣，鲍嘉明，杨兵.探索微电子专业实践教学新方法-以“集成电路版图设计”课程为例[J].实验技术与管理，2012，29（3）：280-282.

[4]李淑萍，史小波，金曦.微电子技术专业服务地方经济培养高技能人才的探索[J].职业技术教育，2010，13（11）：13-16.

第8篇：集成电路与应用范文

【关键词】数字信号；数字电路；数字电子技术

自然界存在着各种各样奇妙的变化，在时间和数值上断续变化的信号，习惯上被叫做数字信号。数字信号不具有持续性，常常会反映很多时间片段中的信号状态，数字电子信号在我国的各个科技领域都得到了广泛应用。与数字信号相对的是模拟信号，模拟信号指的是在时间和数值上持续变化的信号。

1数字信号与数字电路的概念

数字信号是由断断续续的物理量组成，它们在时间和数值上不具有连续性，是比较分散的。比如公路上车辆的数目、操场上学生的数目，这些数字的变化都是以1为单位增加或减少，并不会存在数字增减上的持续性。通常情况下，把这种数字化的物理量叫做数字量，把该数字量代表的信号叫做数字信号，最典型的数字信号就是方波信号。数字信号又叫做离散信号、脉冲信号，数字信号具有电位型和脉冲型两种形式，在这两种形式之间做阶跃变化。电位型数字信号中，用“1”和“0”两个数字表示电位信号的高低。而在脉冲数字信号中，则用“1”和“0”表示脉冲信号的有无。能够传送、处理、变换、存储数字信号的电路叫做数字电路，数字电路包括数字电路和脉冲电路两大部分。数字信号作为一种电信号，电压的幅度将会在高电压和低电压之间变化。一般情况下，我们会将高电压规定为与电路电压相同，而将低电压则表示为0。如果一个电路的信号满足这种要求，那么就可以认定该电路为数字电路。

2数字电路的不同种类

2.1分立电路与集成电路

按照数字电路的结构来分，数字电路可以分为分立元件和集成电路两种。电阻、电容、二极管、三极管、场效应管等组成的电路为分立元件电路。而将许多基本元器件都固定在一个基板上，把元器件的外部管脚进行连接，使许多元器件集成为一个整体的电路则为集成电路[1]。按照每个基板上元器件的数目，集成电路又可以分为小规模集成电路、中等规模集成电路、大规模集成电路几种。每块基板上有10~100个基本元器件的集成电路，则为小规模集成电路，比如各种逻辑门电路、集成触发器等；每块基板上含有100~1000个元器件的电路，则成为中等规模的集成电路，比如各种编码器、计数器、寄存器等等；而每块基板上含有1000~10000个元器件的电路，就是大规模集成电路，比如许多存储器、串行并行接口电路、中央控制器等。

2.2单极性电路和双极性电路

根据数字电路中半导体元器件的构成情况，可以将数字电路分为单极性电路和双极性电路两种。在电路的工作状态时，电路内部具有两种载流子的二极管和三极管的电路，就是双极性电路，也被称之为双极性半导体器件电路[2]；而根据导电沟道工作的场效应管，则为单极性半导体器件，也称为单极性电路。双极性电路包括TTL电路、FCL电路、I2L电路等，单极性电路包括NMOS电路、PMOS电路、CMOS电路。

2.3时序逻辑电路和组合逻辑电路

按照数字电路的记忆功能来划分，可以分为时序逻辑电路和组合逻辑电路两种。时序逻辑电路的输出和电路的当前输入状态、过去输入状态有关，比如触发器、寄存器、计数器等。这些集成电路为时序电路，他们能够对过去的状态进行“记忆”，以此来完成信号的输出。而组合逻辑电路的输出信号只和当前的输入有关，比如各种译码器、编码器、全加器等。

3数字电路的特点

数字电路不但能够完成简单的加、减、乘、除计算，而且还可以进行较为复杂的“与”、“或”、“非”逻辑运算，具有很好的系统控制能力，所以数字电路也常常被称为数字逻辑电路。数字电路中，因为只有“0”和“1”两种信号变化状态，所以数字电路的逻辑运算和数字运算都比较简单。数字电路的基本结构单元简单，能够进行大批量的生产。由于数字电路一般都只有高电平和低电平两种信号，数字电路的导通、闭合性能良好，抗干扰能力强、稳定性好。如果对数字电路进行加密，那么在信号的传输过程中信号就很难被窃取，具有很强的保密性。

4结语

随着数字技术的不断发展，我国的数字电路在各个领域得到了广泛应用。在数字信号中，常采用“1”和“0”两种信号表示电平信号和脉冲信号。按照数字电路的结构来分，数字电路可以分为分立电路和集成电路。按照数字电路的半导体器件来分，可以将数字电路分为单极性单路和双极性电路。按照记忆功能来分，可以将数字电路分为时序逻辑电路和组合逻辑电路。数字电路具有稳定性高、保密性好等优势，能够进行大批量生产。

参考文献

[1]金鑫.数字电子技术中的数字信号和数字电路[J].现代工业经济和信息化，2015（08）.

第9篇：集成电路与应用范文

关键词：ESD保护；双极集成电路

概述

集成电路需要抗静电保护电路，一些保护电路是内置的，一些保护措施则来自具体的应用电路。为了正确保护IC，需要考虑以下内容：

・对IC造成ESD的传递模式

・IC内部的ESD保护电路

・应用电路与IC内部ESD保护的相互配合

・修改应用电路提高IC的ESD保护能力

IC内部的ESD保护可以阻止传递到芯片内部敏感电路的较高能量，内部钳位二极管用于保护IC免受过压冲击。应用电路的外部去耦电容可将ESD电压限制在安全水平。然而，小容量的去耦电容可能影响IC的保护电路。如果使用小去耦电容，通常需要外部ESD电压钳位二极管。

ESD传递模式

ESD电平用电压描述，这个电压源于与IC相连的电容上的储存电荷。一般不会考虑有上千伏的电压作用于IC。为了评估传递给IC的能量，需要一个模拟放电模型的测试装置。

ESD测试中一般使用两种充电模式，人体模式(HBM)下将电荷储存在人体模型(100pF等效电容)中，通过人体皮肤放电(1.5kΩ等效电阻)。机器模式(MM)下将电荷储存在金属物体，机器模式中的放电只受内部连接电感的限制。

以下概念对于评估集成电路内部的ESD传递非常有用：

1、对于高于标称电源的电压来说，IC阻抗较低。

IESD=VESD/Z　ZHBM=1.5Ω

2、在机器模式下，电流受特征阻抗(约50Ω)的限制。

ZMM=V/I=L/C0

低阻能量损耗：

E=1/2C0×V2和E=1/2L×I2

3、如果ESD电流主要流入电源去耦电容，施加到IC的电压由固定电荷量决定：

Q=c×V和QFinat=QInitial

V1(C0+C1)=VESD×CO

4、能够在瞬间导致IC损坏的能量相当于微焦级，有外部去耦电容时，这一考虑非常重要：

E=1/2C1×V12

5、耗散功率会产生一定热量，假设能量经过一段较长的时间释放掉，随之降低热量。

P=E/t

ESD能量传递到低阻时可以考虑其电流(点1和2)；对于高阻而言，能量以电压形式传递，为IC的去耦电容充电(3)。对IC造成损坏的典型能量是在不到一个毫秒的时间内将微焦级能量释放到IC(4和5)。

IC内部保护电路

标准保护方案是限制到达IC核心电路的电压和电流。图1所示保护器件包括：