MOS集成電路

A. MOS集成電路的生產條件

除了集成電路技術本身之外，半導體車間對我國集成電路生產基礎條件的發展也起了重要的推動作用。為了滿足大規模集成電路生產對於設備的高精度和自動化要求，有很多關鍵設備都是自製的，例如高精度初縮機、擴散爐和三氯乙烯氧化系統、高速勻膠機、等離子刻蝕機等。有些設備是由半導體車間提出性能要求並進行試用改進，與其它單位協作生產，例如高精度分步重復精縮機就是與我校無線電系、精儀系協作定型生產的，這一精縮機成了當時國內集成電路廠普遍採用的設備。
為了滿足大規模集成電路製造對減少灰塵沾污的要求，半導體車間自己設計、自己采購材料、聯系施工，對原來的800平方米實驗室進行了凈化改造，於1975年建成了350平方米、凈化級別達到1000級和10000級的超凈車間。這是當時國內集成電路生產用的第一個超凈車間，它滿足了大規模集成電路研製的需要，一直使用到1993年。

B. MOS集成電路的介紹

MOS集成電路是以金屬-氧化物-半導體（MOS）場效應晶體管為主要元件構成的集成電路 。簡稱MOSIC 。1964年研究出絕緣柵場效應晶體管。直到1968年解決了MOS器件的穩定。

C. 集成電路mos型和ttl型有什麼區別

CMOS在集成度方面的優勢太大，現在基本只有74這種簡單的分立邏輯晶元還在用TTL，其他除非特殊應用，都會採用CMOS來完成。

D. MOS集成電路的類型

按晶體管的溝道導電類型，可分為P溝MOSIC、N溝MOSIC以及將P溝和N溝MOS晶體管結合成一個電路單元的互補MOSIC，分別稱為PMOS 、NMOS和CMOS集成電路。隨著工藝技術的發展，CMOS集成電路已成為集成電路的主流，工藝也日趨完善和復雜 ，由P阱或N阱CMOS發展到雙阱CMOS工藝。80年代又出現了集雙極型電路和互補金 屬-氧化物-半導體（CMOS）電路優點的BiCMOS集成電路結構。按柵極材料可分為鉛柵、硅柵、硅化物柵和難熔金屬（如鉬、鎢）柵等MOSIC，柵極尺寸已由微米進入亞微米（0.5～1微米）和強亞微米（0.5微米以下）量級 。此外，還發展了不同的MOS集成電路結構的MOSIC：如浮柵雪崩注入MOS（FAMOS）結構，用於可擦寫只讀存貯器；擴散自對准MOS（DMOS）結構和V型槽MOS結構等，可滿足高速、高電壓要求。近年來發展了以藍寶石為絕緣襯底的CMOS結構，具有抗輻照、功耗低和速度快等優點。MOSIC廣泛用於計算機、通信、機電儀器、家電自動化、航空航天等領域，可使整機體積縮小、工作速度快、功能復雜、可靠性高、功耗低和成本便宜等。

E. MOS集成電路的使用操作準則

1 不要超過手冊上所列出的極限工作條件的限制。
2 器件上所有空閑的輸入端必須接 VDD 或 VSS，並且要接觸良好。
3 所有低阻抗設備（例如脈沖信號發生器等）在接到 CMOS 或 NMOS 集成電路輸入端以前必然讓器件先接通電源，同樣設備與器件斷開後器件才能斷開電源。
4 包含有 CMOS 和 NMOS 集成電路的印刷電路板僅僅是一個器件的延伸，同樣需要遵守操作準則。從印刷電路板邊緣的接插件直接聯線到器件也能引起器件損傷，必須避免一般的塑料包裝，印刷電路板接插件上的 CMOS 或 NMOS 集成電路的地址輸入端或輸出端應當串聯一個電阻，由於這些串聯電阻和輸入電容的時間常數增加了延遲時間。這個電阻將會限制由於印刷電路板移動或與易產生靜電的材料接觸所產生的靜電高壓損傷。
5 所有 CMOS 和 NMOS 集成電路的儲存和運輸過程必須採用抗靜電材料做成的容器，而不能按常規將器件插入塑料或放在普通塑料的托盤內，直到准備使用時才能從抗靜電材料容器中取出來。
6 所有 CMOS 和 NMOS 集成電路應當放置在接地良好的工作台上，鑒於工作人員也能對工作台產出靜電放電，所以工作人員在操作器件之前自身必須先接地，為此建議工作人員要用牢固的導電帶將手腕或肘部與工作台表面連接良好。
7 尼龍或其它易產生靜電的材料不允許與 CMOS 和 NMOS 集成電路接觸。
8 在自動化操作過程中，由於器件的運動，傳送帶的運動和印刷電路板的運動可能會產生很高的靜電壓，因此要在車間內使用電離空氣鼓風機和增濕機使室內相對濕度在 35% 以上，凡是能和集成電路接觸的設備的頂蓋、底部、側面部分均要採用接地的金屬或其它導電材料。
9 冷凍室要用二氧化碳製冷，並且要放置隔板，而器件必須放在導電材料的容器內。
10 需要扳直外引線和用手工焊接時，要採用手腕接地的措施，焊料罐也要接地。
11 波峰焊時要採用下面措施：
a 、波峰焊機的焊料罐和傳送帶系統必須接真地。
b 、工作台採用導電的頂蓋遮蓋，要接真地。
c 、工作人員必須按照預防准則執行。
d 、完成的工件要放到抗靜電容器中，優先送到下一道工序去。
12 清洗印刷電路板要採用下列措施：
a 、蒸氣去油劑和籃筐必須接真地，工作人員同樣要接地。
b 、不準使用刷子和噴霧器清洗印數電路板。
c 、從清洗籃中拿出來的工件要立即放入蒸汽去油劑中。
d 、只有在工件接地良好或在工件上採用靜電消除器後才允許使用高速空氣和溶劑。
13 必須有生產線監督者的允許才能使用靜電監測儀。
14 在通電狀態時不準插入或拔出集成電路，絕對應當按下列程序操作：
a 、插上集成電路或印刷電路板後才通電。
b 、斷電後才能拔出集成電路或印刷電路板。
15 告誡使用 MOS 集成電路的人員，決不能讓操作人員直接與電氣地相連，為了安全的原因，操作人員與地氣之間的電阻至少應有 100K。
16 操作人員使用棉織品手套而不要用尼龍手套或橡膠手套。
17 在工作區，禁止使用地毯。
18 除非絕對必要外，都不準工作人員觸摸 CMOS 或 NMOS 器件的引線端子。

F. MOS集成電路的優點

①製造結構簡單，隔離方便。
②電路尺寸小、功耗低適於高密度集成。
③MOS管為雙向器件，設計靈活性高。
④具有動態工作獨特的能力。
⑤溫度特性好。其缺點是速度較低、驅動能力較弱。一般認為MOS集成電路功耗低、集成度高，宜用作數字集成電路；雙極型集成電路則適用作高速數字和模擬電路。

G. 誰有《mos集成電路分析》的試卷，最好包括數字和模擬部分。記住是，mos集成電路。。。

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H. 1為什麼過去許多MOS集成電路非常容易損壞

很簡單。
2、MOS的體積小，輸入電阻大，雜訊低，功耗低，易於集成。這些性能遠比三極體要好，三極體的關鍵問題在於管子損耗太大，效率低。
3、虛地、虛短、虛斷的意思都類似，看後面那個字即可，虛地就是實際上沒有接地，而性能上類似接地，虛短就是表面上沒有短路，但性能類似短路，虛斷就是實際上沒有斷路，但性能類似斷路。虛短虛斷在運放電路中的應用條件是，運放工作在線性區，分析的時候可以看運放是否引入了電壓負反饋，有電壓負反饋的就是線性區了。
4、微變等效電路是研究三極體低頻動態特性的模型，具體很復雜，大量的微分方程，網路上不可能說清楚，要看書。
利用這個模型，可以分析放大電路的動態參數，比如動態電阻rbe，輸入電阻輸出電阻，放大倍數等等。

I. 如何正確使用MOS 集成電路

標簽：(36)集成電路(762)所有MOS 集成電路 （包括P溝道MOS， N溝道MOS， 互補MOS — CMOS 集成電路） 都有一層絕緣柵，以防止電壓擊穿。一般器件的絕緣柵氧化層的厚度大約是 25nm 50nm 80nm 三種。在集成電路高阻抗柵前面還有電阻——二極體網路進行保護，雖然如此，器件內的保護網路還不足以免除對器件的靜電損害（ESD），實驗指出，在高電壓放電時器件會失效，器件也可能為多次較低電壓放電的累積而失效。 按損傷的嚴重程度靜電損害有多種形式，最嚴重的也是最容易發生的是輸入端或輸出端的完全破壞以至於與電源端 VDD GND 短路或開路，器件完全喪失了原有的功能。稍次一等嚴重的損害是出現斷續的失效或者是性能的退化，那就更難察覺。還有一些靜電損害會使泄漏電流增加導致器件性能變壞。 由於不可避免的短時間操作引起的高靜電電壓放電現像，例如人在打臘地板上走動時會引起高達 4KV - 15KV 的靜電高壓，此高壓與環境濕度和表面的條件有關，因而在使用 CMOS 、NMOS 器件時必須遵守下列預防准則： 1 不要超過手冊上所列出的極限工作條件的限制。 2 器件上所有空閑的輸入端必須接 VDD 或 VSS，並且要接觸良好。 3 所有低阻抗設備（例如脈沖信號發生器等）在接到 CMOS 或 NMOS 集成電路輸入端以前必然讓器件先接通電源，同樣設備與器件斷開後器件才能斷開電源。 4 包含有 CMOS 和 NMOS 集成電路的印刷電路板僅僅是一個器件的延伸，同樣需要遵守操作準則。從印刷電路板邊緣的接插件直接聯線到器件也能引起器件損傷，必須避免一般的塑料包裝，印刷電路板接插件上的 CMOS 或 NMOS 集成電路的地址輸入端或輸出端應當串聯一個電阻，由於這些串聯電阻和輸入電容的時間常數增加了延遲時間。這個電阻將會限制由於印刷電路板移動或與易產生靜電的材料接觸所產生的靜電高壓損傷。 5 所有 CMOS 和 NMOS 集成電路的儲存和運輸過程必須採用抗靜電材料做成的容器，而不能按常規將器件插入塑料或放在普通塑料的托盤內，直到准備使用時才能從抗靜電材料容器中取出來。 6 所有 CMOS 和 NMOS 集成電路應當放置在接地良好的工作台上，鑒於工作人員也能對工作台產出靜電放電，所以工作人員在操作器件之前自身必須先接地，為此建議工作人員要用牢固的導電帶將手腕或肘部與工作台表面連接良好。 7 尼龍或其它易產生靜電的材料不允許與 CMOS 和 NMOS 集成電路接觸。 8 在自動化操作過程中，由於器件的運動，傳送帶的運動和印刷電路板的運動可能會產生很高的靜電壓，因此要在車間內使用電離空氣鼓風機和增濕機使室內相對濕度在 35% 以上，凡是能和集成電路接觸的設備的頂蓋、底部、側面部分均要採用接地的金屬或其它導電材料。 9 冷凍室要用二氧化碳製冷，並且要放置隔板，而器件必須放在導電材料的容器內。 10 需要扳直外引線和用手工焊接時，要採用手腕接地的措施，焊料罐也要接地。 11 波峰焊時要採用下面措施： a 、波峰焊機的焊料罐和傳送帶系統必須接真地。 b 、工作台採用導電的頂蓋遮蓋，要接真地。 c 、工作人員必須按照預防准則執行。 d 、完成的工件要放到抗靜電容器中，優先送到下一道工序去。 12 清洗印刷電路板要採用下列措施： a 、蒸氣去油劑和籃筐必須接真地，工作人員同樣要接地。 b 、不準使用刷子和噴霧器清洗印數電路板。 c 、從清洗籃中拿出來的工件要立即放入蒸汽去油劑中。 d 、只有在工件接地良好或在工件上採用靜電消除器後才允許使用高速空氣和溶劑。 13 必須有生產線監督者的允許才能使用靜電監測儀。 14 在通電狀態時不準插入或拔出集成電路，絕對應當按下列程序操作： a 、插上集成電路或印刷電路板後才通電。 b 、斷電後才能拔出集成電路或印刷電路板。 15 告誡使用 MOS 集成電路的人員，決不能讓操作人員直接與電氣地相連，為了安全的原因，操作人員與地氣之間的電阻至少應有 100K。 16 操作人員使用棉織品手套而不要用尼龍手套或橡膠手套。 17 在工作區，禁止使用地毯。 18 除非絕對必要外，都不準工作人員觸摸 CMOS 或 NMOS 器件的引線端子。

J. TTL與MOS集成電路的優缺點， 以及各項評判的標准

TTL的意思是transistor-transistor logic，是用BJT和電阻來實現的邏輯電路。
首先，BJT的最大優點就是響應速度快，通常傳輸延時在5~10ns，這是因為BJT是電流放大，晶體管工作受寄生電容的影響非常小，因此對於很多高速邏輯運算的應用非常適合；
其次，另外由於TTL的輸入輸出信號是電流，因此其介面電路非常簡單，不需要過分考慮電平匹配的問題；
最後，BJT器件的ESD性能遠遠好於CMOS。
TTL的缺點，首先是晶元面積，相比起CMOS工藝，單個器件的尺寸會達到幾倍甚至十幾倍以上，這就限制了晶元的集成度；其次是功耗，BJT工作是有靜態功耗的。
CMOS電路是互補型金屬氧化物場效應管電路，它的物理模型是一個跨導(gm)，也就是說輸入信號是電壓，輸出信號是電流，因此CMOS邏輯電路的靜態功耗幾乎為零，它的功耗主要來自動態功耗，也就是各個邏輯門翻轉時產生的動態電流，以及輸入電壓翻轉時，對寄生的輸入電容充放電的動態電流；CMOS邏輯電路不需要電阻，集成度能夠輕松達到百萬，千萬門級。
CMOS的缺點是ESD性能比較差，還需要專門的介面電路。但是總體來說，CMOS在集成度方面的優勢太大，現在基本只有74這種簡單的分立邏輯晶元還在用TTL，其他除非特殊應用，都會採用CMOS來完成。