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1．1 微电子是社会信息化的基础1

第一章 概论1

1．2 微电子是兵器信息化的核心2

1．3 认识微电子、使用微电子4

第二章 揭开半导体的秘密6

2．1 五彩缤纷的固体世界7

2．1．1 石器时代、铜器和铁器时代7

2．1．2 绝缘体、导体和半导体7

2．1．3 半导体的怪脾气7

2．3 微观世界的奥秘8

2．3．1 微观世界的量子特性8

2．2 经典的固体导电理论8

2．2．2 经典物理的困惑8

2．2．1 德鲁特的自由电子导电模型8

2．3．2 波粒二象性和测不准原理9

2．3．3 波动性和量子力学10

2．3．4 本征态和量子数10

2．3．5 不相容原理和费米-狄拉克分布11

2．4 晶体电子的能带和导电性能12

2．4．1 晶体的周期性和电子能带的形成12

6．9．2 另辟蹊径13

2．4．2 导带、满带，电子、空穴13

2．4．3 固体电子的导电模型14

2．4．4 半导体能带中载流子的准经典运动14

7．6．2 积木式与嵌入式15

2．4．5 半导体中的光跃迁16

2．6 微电子的基础材料——取之不尽用之不竭的硅17

2．5 半导体中的杂质17

2．7．1 化合物半导体18

2．7 多种多样的半导体18

2．7．2 半导体混晶19

2．7．3 耐高温半导体19

2．8．1 PN结的平衡能带图20

2．8 PN结和异质结20

2．7．5 非晶半导体20

2．7．4 超晶格半导体和纳米半导体20

2．8．3 重掺杂PN结中的隧道电流22

2．8．2 PN结的伏安特性22

2．8．4 PN结的电容24

2．8．5 半导体异质结24

2．9 金属-半导体接触和MOS结构24

2．9．1 金属-半导体接触势垒和伏安特性24

2．9．2 欧姆接触25

2．9．3 MOS结构中的积累层、耗尽层和反型层25

参考文献26

2．9．4 MOS结构的电容26

3．1 20世纪最重要的发明之一——晶体管27

第三章 晶体管的发明和集成电路的出现27

3．1．1 晶体管的诞生27

3．1．2 晶体管的基本特性29

3．1．3 后来居上的场效应晶体管33

3．1．4 功能各异的二极管35

3．2 第一块集成电路的出现36

3．2．1 20世纪最具影响的发明36

3．2．2 集成电路优于晶体管的特点38

3．3 集成电路从SSI、MSI、VLSI到GLSI38

3．3．1 大规模和超大规模集成电路的诞生38

3．3．2 集成电路的发展阶段与摩尔定律39

3．3．3 大规模和超大规模集成电路使微电子技术进入新阶段40

3．3．4 集成电路的发展趋势及其特点41

3．4 集成电路的分类42

3．4．1 形形色色的集成电路42

3．4．2 数字集成电路44

3．4．3 摸拟集成电路44

3．4．4 微波集成电路45

3．4．5 半导体集成电路、膜集成电路和混合集成电路46

4．1 表示“0”和“1”的半导体集成电路47

第四章 存储百科全书的芯片47

4．2．1 什么是逻辑代数?50

4．2 机器思维的逻辑方法及基本逻辑电路50

4．2．2 逻辑函数的常用表示方法51

4．2．3 “与”、“或”、“非”是最基本的逻辑运算52

4．2．4 最简单的逻辑门电路53

4．2．5 复合门电路举例55

4．3 组合逻辑电路与肘序逻辑电路56

4．3．1 什么是组合逻辑电路?56

4．3．2 主要的组合逻辑电路57

4．3．3 什么是时序逻辑电路?58

4．3．4 时序电路举例58

4．3．5 形形色色的触发器61

4．4 能藏万卷书的半导体存储器电路64

4．4．2 半导体存储器的主要指标和类型65

4．4．1 什么是存储器65

4．4．3 存储器的基本组成66

4．5 半导体存储器大家族中的主要成员67

4．5．1 随机存取存储器(RAM)67

4．5．2 只读存储器(ROM)70

4．5．3 闪烁只读存储器(Flash ROM)72

4．5．4 铁电存储器(FRAM)73

4．6 可存储万卷书的芯片74

4．7 21世纪的存储器75

4．7．1 飞速发展的半导体存储器75

4．7．2 新原理、新材料微电子存储器举例76

第五章 千变万化的信息处理电路78

5．1 模拟信号与模拟电路79

5．1．1 种类繁多的模拟集成电路80

5．1．2 模拟集成电路的特点和基本单元电路81

5．2 常用模拟集成电路83

5．2．1 线性模拟集成电路83

5．2．2 非线性模拟集成电路85

5．2．3 集成稳压器与集成基准源88

5．3．1 A/D、D/A转换器在现代电子信息技术中的地位和作用91

5．3 模拟和数字转换电路91

5．3．2 集成A/D、D/A转换器的发展和应用简介92

5．4 多种多样的A/D、D/A转换器93

5．4．1 D/A转换器93

5．4．2 A/D转换器95

5．5 数字信号处理电路99

5．5．1 数字信号处理99

5．5．2 数字信号处理器100

5．5．3 数字信号处理技术的应用101

5．6 神经网络芯片102

5．6．1 人脑与人工神经网络103

5．6．2 人工神经网络芯片104

5．6．3 人工神经网络的用途及其发展104

参考文献105

6．1 没有集成电路就没有微型计算机106

6．1．1 计算机迅猛发展的50年106

第六章 将计算机做在小硅片上106

6．1．2 没有集成电路就没有微型计算机107

6．1．3 与微电子技术比翼齐飞的微型机108

6．2 微型计算机的基本结构及其基础微电路110

6．2．1 运算数据的几种基础电路110

6．2．2 构成微型计算机的“五大件”112

6．2．3 微型计算机用的其他微电路举要115

6．3 微型机之核心是微处理器117

6．3．1 绚丽多姿的微处理器117

6．3．2 从4位到64位微处理器芯片117

6．4 精简指令微型机芯片121

6．5 带MMX功能的MPU122

6．6 形形色色的微控制器(MCU)123

6．7．1 无处不在的微器件124

6．7 信息革命大潮中的微处理器124

6．7．2 伴您走遍天下的微处理器——IC卡125

6．8 仿脑神经网络的计算机芯片127

6．8．1 为什么要研究人工神经网络计算机127

6．8．2 能模仿人脑的人工神经网络计算机129

6．9 21世纪的微电脑电路芯片131

6．9．1 沿着现代微电子技术继续攀高131

第七章 特殊用途的集成电路134

7．1 特殊用途的IC就在你身边134

7．2 电子产品竞争的关键——ASIC136

7．3 专用集成电路分类138

7．4 全定制ASIC和半定制ASIC139

7．5 门阵列和门海142

7．5．1 门阵列与结构单元143

7．5．2 门阵列与母片结构144

7．5．4 我国军用门阵列产品的研制开发简介146

7．5．3 门阵列的设计与ASIC的定制146

7．5．5 门阵列发展趋势展望147

7．6 标准单元148

7．6．1 标准单元及标准单元设计法148

7．6．3 我国采用标准单元设计技术研制的ASIC简介151

7．7 可编程逻辑器件151

7．7．1 PLD及其编程152

7．7．2 各类PLD简介153

7．7．3 现场可编程逻辑器件153

7．7．4 专用逻辑集成电路155

7．8 模拟ASIC和模-数ASIC155

7．8．1 模拟集成电路的特点及其与模拟ASIC和模-数ASIC的关系156

7．8．2 模拟ASIC和模-数ASIC设计方法简介157

7．9 特别用途的专用集成电路159

7．9．1 抗核辐射专用集成电路159

7．9．2 武器信息化促成特别用途的集成电路异彩纷呈162

参考文献163

第八章 现代兵器的灵巧耳目——砷化镓单片微波集成电路164

8．1 单片微波集成电路(MMIC)历史演义164

8．1．1 难识庐山真面目164

8．1．2 微波技术的三次变革165

8．1．3 MMIC的技术经济双重优势166

8．1．4 MMIC技术的发展前沿167

8．2 MMIC技术概览168

8．2．1 巧夺天工的有源器件171

8．2．2 玲珑剔透的无源元件174

8．2．3 独具匠心的设计考虑176

8．2．4 险象环生的工艺流程177

8．3 MMIC军用要求178

8．3．1 有源阵应用需求180

8．3．2 电子战应用需求181

8．3．3 灵巧武器应用需求183

8．3．4 军事通信应用需求184

8．4 MMIC民用前景186

8．5 MMIC发展动向189

参考文献191

第九章 半导体中的节能功臣192

9．1 三个阶段，三代产品193

9．1．1 电力电子器件的三个发展阶段和三代产品193

9．1．2 电力电子器件的分类194

9．2 在节能中起重要作用的电力电子技术和第二代电力电子器件195

9．2．1 电力电子技术是机电一体化的关键接口195

9．2．2 第二代电力电子器件开创了节能新局面195

9．3 各种电力电子器件的基本结构、特点和功能196

9．3．1 BJT(GTR)196

9．3．2 功率MOSFET196

9．3．3 IGBT198

9．3．4 SIT、BSIT和SITH200

9．3．5 SCR和GTO201

9．3．6 MCT203

9．4 智能功率技术204

9．4．1 SPIC204

9．4．2 IPM206

9．5 电力电子器件的典型应用207

9．5．1 采用高频电子镇流器的节能灯207

9．5．2 轻小节能的开关电源209

9．5．3 能实现安全、环保和节能的汽车电子装置211

第十章 日益兴旺的微电子家族216

10．1 方兴未艾的混合集成电路218

10．1．1 厚膜混合电路218

10．1．2 薄膜混合电路221

10．1．3 混合电路的市场概况222

10．1．4 薄膜和厚膜工艺的比较223

10．1．5 混合集成电路在现代技术武器中的重要作用224

10．2 电子组装业的一场革命——表面安装技术225

10．2．1 表面安装技术的历史背景225

10．2．2 表面安装技术的基本概念以及在微电子领域中的重要地位225

10．2．3 表面安装技术的未来发展趋势228

10．3 阻碍半导体集成电路发展的主要障碍230

10．3．1 现代电子产业对封装的要求230

10．3．2 封装技术发展的各个阶段232

10．3．3 电子封装技术的现状233

10．4 微电子技术的一颗新星——多芯片模块237

10．4．1 MCM的特点、起源与定义237

10．4．2 MCM的现状238

10．4．3 MCM的典型应用及关键技术239

10．4．4 MCM的发展趋势240

10．4．5 MCM在军事上的应用242

11．1 集成电路是怎样制造出来的243

11．1．1 1C制造工艺概述243

第十一章 从5、3、1到0.5、0.3、0.1——看集成电路的发展243

11．1．2 数字IC和模拟IC的功能及工艺特点244

11．1．3 制造IC实例245

11．2 一代设备、一代工艺、一代产品249

11．3 IC生产线250

11．3．1 IC生产线模式250

11．3．2 标准加工线用户251

11．3．3 模拟工厂252

11．4 集成电路设计252

11．4．1 设计流程253

11．4．2 正向设计与逆向设计255

11．5 制造工艺255

11．5．1 外延256

11．5．2 掺杂257

11．5．3 本征氧化259

11．5．4 淀积260

11．5．5 腐蚀262

11．5．6 光刻264

11．5．7 组装和封装267

11．5．8 测试270

11．6 微电子制造技术发展趋势272

参考文献273

第十二章 信息化高潮期的微电子274

12．1 21世纪将是信息化高潮期274

12．2 集成电路将持续发展276

12．2．1 集成电路进入技术进步新时代276

12．2．2 新产品不断涌现277

12．2．3 微电子产业全球增长278

12．3 微电子技术新领域280

12．3．1 微电子机械系统280

12．3．2 纳米电子技术282

12．3．3 超导微电子技术285

12．3．4 有机微电子技术286