集成電路的設計精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的集成電路的設計主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：集成電路的設計范文

[關鍵詞]集成電路布圖設計，法律保護，知識產權

一、引言：保護的意義

集成電路，按照《簡明大不列顛百科全書》的解釋，是指利用不同的加工工藝，在一塊連續不斷的襯底材料上同時做出大量的晶體管、電阻和二極管等電路元件，并將它們進行互聯。[1]1958年，世界上第一塊集成電路誕生，引發出一場新的工業革命。集成電路的發明和發展，導致了現代電子信息技術的興起。在當代世界新科技革命發展進程中，以集成電路為基礎、以計算機和通訊技術為主體的電子信息是最活躍的先導技術，同時又是一種嶄新的具有巨大潛力的生產力。而從生產的規模和市場的效應來看，2000年世界上集成電路的銷售額約為2000億美元，目前世界集成電路的人均消費量大約為20-30塊。[2]中國的集成電路產業起步于60年代，雖然在發展速度上滯后于發達國家，但也已經初具規模并在不斷壯大之中。有人認為，“集成電路工業不僅是現代國際技術經濟競爭的制高點，而且是影響各國未來‘球籍’的基本因素。如果把石油比作近現代工業的血液的話，那么完全可以把小小的芯片（集成電路）比作先導和超現代工業和生活的某種‘母體’，它是一個國家高附加值收益的富源，也是其綜合國力的基石。”[3]因此，從國家的產業政策導向來看，我們需要為集成電路工業的發展提供制度上的激勵，而最根本的促進措施就是在集成電路的最初開發完成（形成布圖設計）的時候賦予開發者一定的權利，使相關保護可以延及于其后的生產過程。

而從動態的市場交易層面來考察，我們也可以發現對集成電路布圖設計進行保護的意義。依照科斯定理，技術發展與創新的背后是巨大而復雜的創造性勞動投入與資本投入，這需要仰仗市場來收回成本與獲取收益，而一個重要的前提是解決市場交易雙方的產權問題。[4]這一點不僅對含有集成電路的最終產品是重要的，對作為中間產品的集成電路布圖設計同樣重要。因為在社會化大生產的條件下，專業的分工越來越細致，交易不只是在產品最終完成之后才發生，而是與生產的過程相交織。例如一個手機的生產廠商可能只進行各個部件的組裝，而核心的芯片以及其他的外殼等可能都是由別的開發商完成的。因此在這里明確集成電路布圖設計的知識產權就是非常重要的，實際上這也是任何涉及基礎性技術的生產領域必然要首先解決的問題。

對集成電路布圖設計進行保護的另一個基本考慮是維護投資者的利益。這也是當代知識產權立法的一個漸變的趨勢，在數據庫保護和藥品專利授予等方面也有所體現。集成電路布圖設計的創造是一個以大量資金為依托、以相當的智力投入為主導、以豐富的相關技術來支撐，并仍然有失敗風險的研發過程。[5]而新產品一旦上市，不法廠商利用先進的設備和技術，對該芯片進行解剖、顯微拍照、逐層腐蝕和分析，或者利用激光技術逐層掃描、拍照，將芯片的布圖設計復制出來，很快就能仿制出該芯片并大量生產，并以較低的價格占領原開發者的市場。[6]在這種情況下，知識產權法應當為付出大量投資和智力勞動并最早生產出有益的集成電路產品的主體提供恰當的保護。

對集成電路布圖設計進行法律保護的意義還在于通過國際貿易學習和研究國外先進的集成電路技術，減少我國產業發展的成本。如何在落后的高新技術領域實現突破，真正利用好后發優勢，是每一個發展中國家都必須審慎考慮的問題。筆者個人以為，在集成電路技術領域我們可以采用“欲擒故縱”的策略。首先明確我們保護集成電路布圖設計知識產權的立場，然后利用“反向工程”進行我們自己的創新。當然，這種創新的實行以及其后對創新產品的布圖設計保護還需要我們的企業加強法律意識投資，與外國廠商合作時簽訂明確的合同，避免不必要的利益糾紛。在這方面，國家專用集成電路系統工程研究中心的實踐已經提供了較好的可資借鑒的經驗。[7

第2篇：集成電路的設計范文

關鍵詞:PC機;C語言;單片機;硬件;集成塊;數字集成電路測試儀

中圖分類號:TN431文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)20-0035-02

在數字電路實驗室,集成塊是常見的,由于它的體積較小,性能的好壞很難判斷。因此,這里提出運用了單片機原理、C語言、通信原理、低頻電路、數字電路等基本知識,設計了一臺基于PC機的數字集成電路通用測試儀。這里主要探討硬件電路構思與設計。

該測試儀主要是運用單片機的接口與顯示程序和C語言的串行通訊程序來測試14管腳、16管腳的74Ls系列的集成塊好壞。主要用到單片機CPU集成塊89C51、驅動器集成塊164、通信集成塊232。該測試儀運用發光二極管實測燈與標準燈的發光情況相比較,來判斷其好壞。該方法簡單方便,是實驗室不可缺少的工具之一。

一、想法的來源

一塊小小的集成塊,如何才能判斷它的好壞呢?當然,有一些集成塊在工作時是可以用萬用表測量其管腳電壓來判斷它的好壞,但是比較麻煩。

“數字集成電路通用測試儀”,目的是能夠簡單而且方便地測試集成塊的好壞。它主要是運用單片機的匯編語言和C語言來編程,還要用到通信原理、數字電路等知識。

該測試儀可以單拍測試,也可以連續測試,通過串行通訊送過來的數據,用發光二極管的發光情況來判斷。用實測燈(綠色二極管)與標準燈(紅色二極管)的亮暗來比較,如果兩者發光情況一致,則表示通過,說明集成塊是好的;如果不一致,則表示通不過,說明有管腳壞了。

有了這種測試儀,我們可以很方便地判斷集成塊的好壞,減少了實驗室人員的工作量,具有很強的實用性。

二、總體設計

(一)技術指標

1.測試管腳數≤16PIN;

2.測試速度

3.測試品種可任意更換。

(二)技術要求

1.能對各種數字集成電路進行功能測試。

2.可連續測試,連續測試時,每按一次按鈕,可全部測完,發光二極管上給出合格(失敗)判斷,并將測試結果在PC機上顯示。

3.也可單拍測試,單拍測試時,每按一次按鈕,進行一個節拍的測試并在顯示器顯示節拍號。

4.通過鍵盤操作,可將盤上的品種程序調入測試儀,測試結果通過串口回送PC機,PC機在屏幕上能顯示合格管腳圖形及實測管腳圖形。

(三)硬件設計

對于生活在現代科技發達的社會技術人員來說,軟件已經成為一種時尚,有了軟件,提高了現代人生存的速度,但是,有些軟件的應用必須在硬件的基礎上才能夠使用。對硬件電路的設計不但要熟練掌握低頻電路原理、高頻電路原理、數字電路原理、還得熟練掌握電子設計自動化(EDA)的技術。

(四)軟件設計

軟件設計和硬件設計必須結合進行。在本次課題設計中,主要是運用LCAW軟件和C語言進行編程,用PROTEL軟件畫原理圖。

基于PC機的數字集成電路通用測試儀設計時所用到的元件比較多,設計時必須根據原理圖仔細安裝,熟練掌握有關軟件的使用,并且特別要注意軟、硬件的結合使用。

三、硬件電路的設計

如一般的計算機系統一樣,單片機的應用系統由硬件和軟件所組成。硬件由單片機、擴展的存儲器、輸入/輸出設備等硬部件組成的機器,軟件是各種工作程序的總稱。硬件和軟件只有緊密結合、協調一致,才能組成高性能的單片機應用系統。在系統的研制過程中,軟硬件的功能總是不斷地調整,以便于相互適應。硬件設計的任務是根據總體設計要求,在所選擇的機型的基礎上,具體確定系統中所要使用的元器件,設計出系統的電路原理圖,必要時做一些部件實驗,以驗證電路圖的正確性,以及工藝加工的設計加工、印制板的制作、樣機的組裝。

(一)硬件設計要點

一個設計確定后,經過詳細調研,可能產生多種設計方案,在眾多的設計方案中怎樣選擇?為使硬件設計盡可能合理,應重點考慮以下幾點:

1.盡可能選擇功能強的芯片,以簡化電路。

2.留有余地。在設計硬件電路時,要考慮到將來修改、擴展的方便。ROM空間、RAM空間、I/O端口,在樣機研制出來后進行現場試用時,往往會發現一些被忽略的問題,而這些問題是不能單靠軟件措施來解決的。如有些新的信號需要采集,就必須增加輸入檢測端,有些物理量需要控制,就必須增加輸出端。如果在硬件設計之初就多設計出一些I/O端口,這個問題就會迎刃而解;A/D和D/A通道和I/O端口同樣的原因留出一些A/D和D/A通道,將來可能會解決大問題。

3.以軟代硬。單片機和數字電路本質的區別就是它具有軟件系統。很多硬件電路能做到的,軟件也能做到。原則上,只要軟件能做到的就不用硬件。硬件多了不但增加成本,而且系統故障率也提高了。以軟代硬的實質是以時間代空間,軟件執行過程需要消耗時間,因此,這種代替帶來的不足就是實時性下降,在實時性不高的場合,以軟代硬是很合算的。

4.工藝設計。包括機箱、面板、配線、接插件等。必須考慮到安裝、調試、維修的方便。另外,硬件抗干擾措施也必須在硬件設計時一并考慮進去。

(二)所用芯片介紹

硬件設計的步驟中的第一步就是查找可能涉及的芯片的資料。這是一步非常重要的步驟。它是硬件電路設計正確性和可靠性的基礎。

1.89C51芯片的簡介。AT89C51是一種低功耗、高性能內含4K字節閃電存儲(Flash memory)的8位CMOS微控制器。片內閃電存儲器的程序代碼或數據可在線寫入,亦可通過常規的編程器編程。AT89C51芯片內部具有下列硬件資源:4K字節閃電存儲器,128字節RAM ,32條I/O線,兩個16位定時/計數器,五源兩級中斷結構,全雙工串行口,片內震蕩器及時鐘電路等。AT89C51片內含三個封鎖位,若封鎖位LB1已被編程,則EA引腳上的邏輯電平在芯片復位時被采樣并鎖存。但如果該器件上電時無復位,那么相應鎖存器便被初始化為隨機值,此值將保持到復位時止。片內閃電存儲器的編程,AT89C51片內存儲器售后通常處于擦除狀態,即每一地址單元內容均為FFH,人們隨時可對其編程,編程電壓有高壓12V的,也有低壓5V的低壓編程方式為在用戶系統內對AT89C51進行編程提供了方便;而高壓編程方式則與常規的閃電存儲器或EPROM編程器相兼容。

2.RS-232芯片的簡介。RS-232是美國電氣工業協會推廣使用的一種串行通信總線標準,是DCE(數據通信設備,如微機)和DTE(數據終端設備,如CRT)間傳輸串行數據的總線。TC232內部有兩個發送器和兩個接受器,還有一個電源變換器,是一種廉價RS232電平轉換器, RS232C雖共有25根信號線,但在近程通信不需要調制解調器的情況下,一般只用少量信號線。若采用直接通信,則通常只用TXD和RXD及地信號線。

3.164芯片的簡介。方式0是外接移位寄存器的工作方式,用以擴展I/O接口。輸出時將發送數據緩沖器中的內容串行地址到外部的移位寄存器,輸入時將外部移位寄存器內容移入內部的移位寄存器,然后寫入內部的接受數據緩沖器。在以方式0工作時,數據由RXD串行地輸入/輸出,TXD輸出移位脈沖,使外部的移位寄存器移位。方式0輸出時,串行口上外接74LS164串行輸入并行輸出移位寄存器的接口。TXD端輸出的移位脈沖將RXD端輸出的數據移入74LS164。CPU發送數據緩沖器SPUF寫入一個數據,就啟動串行口發送,對SBUF的寫信號在S6P2時把1寫入輸出移位寄存器的第9位,并使發送控制電路開始發送。內部的定時邏輯在對SBUF寫和SEND被激活(高電平)之間有一個完整的機器周期。在SEND有效時,輸出移位寄存器中輸出位內容送RXD端輸出,移位脈沖由TXD端輸出,它使RXD端的輸出數據移入到外部的移位寄存器。

(三)硬件電路的設計

硬件電路的設計如下圖所示:

參考文獻

[1]張友德,趙志英,涂時亮.單片微型機原理/應用與實驗[M].上海:復旦大學出版社,1996.

[2]周仲.國內外常用集成電路互換手冊[M].上海:上海科學技術文獻出版社,2001.

第3篇：集成電路的設計范文

01專項“最”符合重，大，專

在評估03專項中，我們印象最深刻的是：03專項碰到的最大瓶頸是終端(芯片)和軟件。華為、中興現在已經是國際知名企業，他們要想做大做強，一定要在軟件和服務上下功夫，而所有這些都跟01專項密切相關。01專項不僅是國家七大新興戰略性產業的基礎，是實現國家現代化的“螺絲釘”，而且她在當好這個“螺絲釘”時，還要打造自己的“螺絲釘”，做好IP(知識產權)模塊和平臺技術。集成電路設計不僅要熟悉自己的設計知識和電路實現的物理知識，還要深入了解電子整機系統的軟硬件知識和要求，并在自己的工作中，建立應用服務平臺。這些特點說明，01專項應對的是基礎的基礎，而當前我們在這方面又比較落后，處于國際競爭劣勢環境中。這就要求我們必須在市場經濟條件下，發揮社會主義的優勢，舉全國之力，攻克之，重大專項呼應了這個要求。

01專頂也是“最”有希望的

最重要的原因是：“時運”已到。最近聽說中央政策研究室寫了一個關于蘋果公司成為全球最大科技公司的簡報，國務院領導批給了科技部和教育部。我沒有看到這個簡報和批示，但可以體會到其中的涵義。

我們常講“彎道超車”。蘋果公司就是在lCT(信息和通信技術)產業由桌面互聯網向移動互聯網時代過渡中，實現了創新超越，使自己從上世紀九十年代瀕臨倒閉、需要微軟注資的困境中，一舉超越微軟成為全球科技品牌價值第一和全球股票市值第二(僅次于石油大王埃克森美孚)的耀眼明星。

這個時代對我們半導體界來說，有一個很大的挑戰。過去按摩爾理念，提高性能的辦法是通過縮小器件尺寸來實現的，而云計算則是通過擴大(而非縮小)計算機集群來提高體系的性能：與此相對應的是，過去通過提升集成度(增加功能)和頻率來提高器件或終端單位時間內的辦事效率，而云計算則是通過虛擬化提高體系的效率。這是兩種完全不同的理念。這樣一來，就出現了一個很值得重視的變化：過去，要求終端無比強大，不斷提高終端本地的應用效率，即做得更快、更強、更好；而現在，在大多數情況下，終端成了一個“好瀏覽器”，導致了終端模式的多樣化和智能化，并成為網絡服務的一個組成部分，主要用于信息的消費，而不是信息的生產。這也是我們信息板塊監督評估組的共識。

第4篇：集成電路的設計范文

【關鍵詞】 集成電路 設計 乘法器 低功耗算法 實現技術

一、引言

低功耗設計一般可以分成兩種：動態和靜態技術。靜態化技術一般是從系統的構造與工作原理出發，使系統的功耗得到降低，比如選擇低功耗的器件；動態化技術主要是使系統運行得到改變來降低功耗，比如按照實際運行情況對器件的工作狀態進行調節。

二、定點乘法運算優化

目前，集成電路的設計中，定點乘法運算一般都使用移位相加算法邏輯，具有方便理解、簡單和直接的優點，但是缺陷也很明顯，運算的效率比較低，需要數量很多的硬件設備，占用的資源也比較多。在普通的移位相加算法內，每位乘數都會出現積，運算量比較大，事實上，如果某位乘數是0，就不需要開展累加性的運算，所以累加器完成次數要和乘數中值是1的位數有明確關系，如果可以降低中值是1的位數，就能夠降低需要運算的累加次數。

1、BOOTH算法思想。就是使乘數和某一較大整數相近，然后借助這一整數和被乘數之積，減去對應數值補碼和被乘數乘積來計算，能夠提升運算的效率。BOOTH算法被稱作補碼移位算法，符號位是參與到運算的，運算數都借助補碼進行表示。乘數的末位會增加附加位，初值是0。對乘數的最末兩位進行觀察，00對部分積進行向右移動移位的操作，01則對部分積的被乘數相加然后取其補碼，結果向右移動一位，10則對部分積的被乘數相減，取其補碼，結果向右移動一位，11則直接額對部分積執行向右移動一位的操作。根據上述算法，對n+1步進行操作，那么第n+1不就不用在位移，最終的結果就是運算的結果。

2、定點乘法運算中乘法系數優化的算法。以BOOTH算法那為基礎，還有一種更先進的算法，屬于三元數值系統，能夠降低硬件結構的復雜性，如果乘數系數是2的整數次冪時，乘法能夠借助移位實現，這就使占用的硬件資源得到降低。為了降低系數二進制表示內非零位個數，通常使用帶符號的二進制對整數進行表示。這一方法的優點如下：只利用了加法和位移，整個算法過程是以非零位不同的位置為基礎，和其他的算法比較起來，更加準確，有限的字長也沒有對程度有太大的影響。

3、數字濾波器編碼的優化。設計芯片時，為了使類型不同的數字濾波器能夠盡量降低面積，并加快速度，發展出一些優秀數乘與編碼算法。先對信號進行處理時，首先會從模數轉換器內輸出，然后把信號由高頻率載波信號降低到基帶信號并解調，要想得到理想的信號需要不同階段濾波。包括把較高采樣率降低到降低采樣率，然后借助解調轉換至基帶的頻率，基帶信號的頻率比采樣的頻率范圍低，因此借助抽取濾波器進一步抽取信號，進而得出有用信號。

三、集成電路設計中乘法器低功耗實現技術

1、編碼優化算法實現技術。首先，可以把編碼優化算法實現成一個VHDL函數，然后存進庫中和乘法器進行分離。接著，對乘法器的木塊進行設計和優化，最后算出乘法運算的結果并輸出。在模塊的內部，對編碼優化函數進行調用，將優化乘法器類屬參數當做這一函數的輸入，輸出的結果中，三個變量分別表示三個常數。優化的結果使用常數來表示，原因為在乘法器的綜合初期，上述三個常數能夠按照優化函數的計算而得出，進行綜合之后，乘法器按照這三個常數就能夠轉化成對應移位加的結構，而且對加法的結果進行計算，這是優化算法的邏輯單元是在庫中保存的，不會算進優化之后的乘法器。為了對這一技術優化的效果進行驗證，可以將相同射頻的模塊當做測試的平臺，在模塊內全部乘法器都被優化乘法器的模塊替代后，導入RTL的代碼，對功耗結果進行分析，發現總功耗和邏輯單元都有所下降，面積也有所降低。在對硬件進行測試時，使用編碼優化算法對射頻模塊進行匹配開展測試，結果顯示邏輯占用率是4.5%，產生寄存器的總數是13559，存儲單元的占用率是4.6%。

2、缺省優化算法實現技術研究。根據缺省優化算法模式，用VHDL函數的形式和小數乘法器相分x并存進庫中。對優化乘法器的模塊進行設計，在進行綜合的初期，常數是由優化算法經過計算而得出的，在進行綜合之后，乘法器按照常數就能夠轉化成對應移位加結構，并開展右移缺省操作，計算的結果在小數化處理之后從模塊的輸出端內輸出。經過實驗，發現總功耗有所降低，面積也有降低。

結語：綜上所述，集成電路設計中乘法器的低功耗算法與實現技術具有重要意義，需要引起相關人員的重視，不斷對這一技術進行改進與完善，切實發揮出低功耗算法的作用，進而促進集成電路設計技術的發展。

參 考 文 獻

第5篇：集成電路的設計范文

關鍵詞：集成電路；畢業論文指導；實踐教學

本科畢業論文是目前高校考察學生專業基礎和基本技能的一個綜合性實踐課程，目的在于提高學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。通過本科畢業論文將大學生四年的學習進行深化和升華，最終為社會輸送具有創新精神和實踐能力的人才 。

作為一名工作多年的高校教師，指導了多屆集成電路設計與集成系統專業本科畢業論文工作。在實際的教學指導實踐過程中，結合工科類專業特點以及畢業論文工作的各個環節，對于如何提高工科類本科畢業生的畢業論文質量，鍛煉學生的實踐能力，做出如下的一些思考和探討。

一、 論文選題與資料查閱

論文題目選定是整個論文工作開始的第一步，也是至關重要的一步。指導教師應根據集成電路專業特點，結合相關學科前沿、熱點問題、實際教學情況及軟硬件的實踐條件，制定出具有一定科學性、創新性、實用性的課題，使得學生在論文工作中體會到研究工作的重要意義和樂趣，使學生的創新精神和實踐能力得到充分的發揮和提高。同時，指導教師可結合自己的科研工作，將所承擔的科研課題提出相應的子課題供學生選擇，對于即將讀研的學生則是今后學習和科研工作的一個簡單借鑒和延續。我校集成電路設計與集成系統專業本科生人數眾多，指導教師在模擬、數字、射頻集成電路設計等多個領域制定題目的同時，需考慮選擇制定不同難易程度的畢業課題，滿足不同層次的學生選題需求，保證每個學生都能夠最大限度地發揮個人能力，順利完成畢業論文工作。

其次，學生應通過查閱大量的文獻資料，在充分理解論文題目的實際意義和課題內容的基礎上，判斷是否可以按時地獨立完成。因此，文獻查閱的準備工作顯得尤為重要，不容忽視。而一些學生意識不到其重要性，盲目草率地進行選擇，致使超出個人理解和實踐的能力范圍，無法保證畢業論文的順利進行和論文質量。還有一些學生，文獻檢索能力不強，不知道如何利用科技文獻檢索工具來獲得自己需要的文獻。因此，指導教師應有意識地培養學生此方面的能力，指導學生選擇正確的檢索工具，學習掌握檢索技巧，提高工作效率。

所以，通過查閱大量文獻資料進行合理選題，是確保論文質量及論文工作順利完成的首要步驟。

二、 論文開題

學生圍繞選定的論文課題，借助圖書館、網絡信息庫、教科書及參考書籍等多方途徑查閱理解國內外的相關文獻資料，獨立擬定合理的工作方案及工作進度安排，與指導教師討論開展畢業論文工作的可行性和合理性，為開題做好充分的準備。

本專業的論文開題工作是由多名專業指導教師參與完成的。通過聽取每位學生的開題匯報，了解學生對論文課題理解掌握情況、工作內容的難易程度和飽滿程度、工作進度安排情況、論文成果的檢驗形式等情況，給出合理意見，避免出現理解偏頗或不符合畢業論文要求的情形。所以，論文開題也是非常重要的環節，不可只是走走形式過場，而忽略該環節對于論文把關的重要性以及各位指導教師給出寶貴意見的機會。

三、 論文工作開展過程

論文工作的開展過程是整個論文工作的主體部分，也是歷時最長的一個階段。指導教師要指導學生根據工作進度及擬定的工作方案，按期完成每一階段的工作任務；同時，指導學生做好實驗數據、實驗圖片等的記錄與存儲，并正確處理實驗數據和分析相關數據反映的問題；通過數據對比，引導學生去探索存在的問題和解決的方法，真正地將所學知識運用到實踐中，為論文撰寫及答辯做好準備。

指導過程中應因材施教，對于能力稍弱的學生，幫助學生掌握和理解相關的理論知識，培養和鍛煉學生獨立思考和實踐操作能力；對于能力較強的學生，則以“學生為主，教師為輔”的原則，用討論提問的方式，鼓勵和培養學生創新能力，并在過程中不斷拋出技術要點和難點，激發學生積極思考，鍛煉學生獨立發現問題、解決問題的能力。讓不同層次的學生都能夠通過畢業論文工作得到適當的鍛煉和提高，最大限度地激發學生的個人潛能，為今后的就業和科研工作等積累良好的經驗和基礎。

某些學生在畢業論文過程中，也會存在著因修補學分、找工作、實習、考研或其他原因而出現論文工作遲滯或停頓的情況。因此，在指導畢業論文工作的同時，也需要完善指導教師對于學生的管理制度。除經常組織小組會議，進行工作進展匯報外，還可充分利用網絡平臺資源實時交流；在實現靈活管理的同時，能夠有效進行師生溝通，及時解決各階段遇到的問題并修正偏差，確保論文工作按時完成。近兩年，本專業的本科生畢業論文開展過程中，我們實施了畢業論文師生見面記錄工作，督促教師和學生順利開展畢業論文工作，效果較好。

四、 畢業論文撰寫

畢業論文的撰寫工作是讓學生對課題的背景意義、工作原理、實驗內容及方法、實驗數據及結論等各個方面進行整理和撰寫，并為答辯做準備。指導教師須在此階段進行嚴格把關，對論文結構的合理性、論文內容的豐富性、論文格式排版的規范性等方面給予合理的指導，同時對于寫作語言的表達、專業詞匯的合理運用、數據結果詳細準確的分析說明、圖表表格的清晰表達等多方面進行審核監督，以幫助學生達到畢業論文的撰寫要求。在論文撰寫過程中，引導學生實事求是、嚴謹務實，堅決杜絕偽造數據、編造結果等虛假投機的行為，讓學生明白誠實的重要性。良好的誠信度將是他們今后走入社會、走上工作崗位后需要具備的非常貴重的品質。

近兩年，我們在本專業的本科生畢業論文工作中實施了“導師互審”環節。在答辯前，將不同指導教師的學生論文送至其他指導教師處進行審核批閱，在進行相互監督的同時為學生從不同角度更全面地提出合理指導意見，幫助學生更好地完成畢業論文工作和提高論文的質量，取得了較好的效果。

五、 畢業論文答辯

論文答辯是整個畢業論文工作的最后一個環節，關系到最終的論文成績，須引起學生的足夠重視。答辯前，學生應與指導教師溝通答辯重點和要點，以便答辯過程簡潔扼要、突出重點。論文答辯不是演講比賽也不是辯論賽，在這一過程中每個學生的情況各有不同。答辯委員會將通過學生答辯過程中提出的問題，判斷學生是否掌握原理知識、是否獨立完成實驗方案、是否采取有效的方法獲得正確結果、是否具有創新性或實用性。鑒于以上諸多方面的判斷，結合論文撰寫質量，再根據課題難易程度進行綜合評定，給予合理成績。因此，學生在答辯前須要做好充分的答辯準備。

六、 結論

為確保本科畢業論文工作的順利進行，須加強本科生對畢業論文的重視，同時強調指導教師的關鍵作用，教師在以身作則的同時科學引導學生，達到提高本科生論文質量的目的。

參考文獻：

[1]徐華棟，沈美華.指導本科畢業論文的思考[J].高教論壇，2013，9：64-65.

[2]周桂林，謝紅梅.指導教師在提高本科畢業論文質量中的作用―以理工科學生為例[J]. 重慶工商大學學報（自然科學版）， 2013，2（30）： 60-63.

第6篇：集成電路的設計范文

關鍵詞：數字電路 故障分析 檢測 思考

中圖分類號：TN407 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)07-0238-01

1、引言

在當前，在我國從事數字電路設計的研究人員越來越多，在數字電路的設計過程中，難免會出現這樣那樣的問題，要見解決這些問題，就必須完成數字電路的故障檢測，這樣才能夠保證數字電路的設計的進行。

2、數字電路故障概述

熟悉數字電路開發的工作人員都知道，數字電路主要分為時序邏輯電路以及組合邏輯電路兩種。如果說按照數字電路中有沒有集成元器件來看的話，數字電路就分為集成數字電路以及元件數字電路兩大類。數字電路主要是依靠算術運算以及邏輯運算兩種運算來實現處理的，數字電路的實現過程比較簡單，能夠充分保證系統的可靠性。此外，隨著硅電子技術的發展，數字電路的集成程度越來越高，在功能的實現方面更容易。

隨著數字電路使用的普及，而數字電路本身的種類很多，而且功能的實現頗為繁雜，給數字電路的設計帶來了很多的麻煩，很容易出現各種各樣的故障。在數字電路故障的檢測過程中，我們通常是將數字電路的故障隔離到電路板級，然后再對故障電路板進行逐一測試。在測試的過程中，向電路輸入一定的測試信號，然后在電路的輸出端，測試電路的輸出信號，再將輸出信號和預期信號進行比對，如果和預期信號不像符合，則可斷定電路出現故障。

3、數字電路故障的特點

3.1 競爭冒險

所謂競爭冒險，就是指電路諸多輸入信號量中，有一個門電路的輸入發生改變時，導致輸出端的狀態響應發生時間上的改變，這種現象就是我們所說的競爭。競爭導致的直接故障就是冒險以及現象的發生。

3.2 電平方面出現的故障

在數字電路中，由于電平輸入不當也會導致電路的故障。在數字電路中，對于電壓值的判定都是依賴于高低兩個電平信號，也就是說，高電壓（高電平）表示正邏輯，低電壓（低電平）表示負邏輯。但是數字電路中各個期間對于高低電平的判斷又各不相同，也就是說，可以規定一個數字電路器件的高電平是3V、低電平是-3V，我們也可以規定高電平是5V、低電平是-5V,這就導致在信號輸入的過程中，各個器件對于相同的電平值會有不同的邏輯判斷，從而導致設計人員想輸入高電平時，出現的是低電平效果。

此外，由于電平方面因素，在數字電路的測試過程中還會出現介于0和1之間的邏輯值，出現這種效果顯然不能為電路設計者所接受，而出現這樣一種現象的原因在于：第一，扇出系數過小，導致負載能力較差；第二，電磁的干擾，數字電路的高度集成性決定了數字電路中各種高頻信號線、接插件以及集成電路的引腳在工作過程中會體現出一定的電磁特性，形成輻射干擾源，進而影響其他元器件的工作。

4、數字電路故障分析

數字電路的故障分析過程中，我們會針對競爭冒險和電平方面兩種情況討論，不同情況，不同對待。

4.1 競爭冒險方面

我們在對待競爭風險時，主要分為如下幾個步驟：

首先，我們使用代數法對電路的靜態功能冒險進行相應的分析。在電路的組合邏輯中，如果有一個輸入量發生了變化，而且在電路變化的前后過程中都較為穩定，那么我們就要進行相應的卡諾圖分析，等那個卡諾圖中有P個以上的量發生改變的時候，我們就判定有發生冒險的可能。

然后，我們對電路加上選通脈沖信號，對電路進行相應邏輯的修改，并且根據邏輯的修改情況，分析出電路的輸出函數。并判斷輸出函數中組成元素的邏輯發生變化時，能否產生負向過渡干擾脈沖，對電路進行分析。

緊接著，我們對電路進行加修改邏輯設計操作，這一方法也被稱為增加乘積項法，可以對電路的邏輯進行適當的修改，從而消除電路中存在的冒險現象，在進行邏輯的修改過程中，要保證電路函數關系的不變。

要是還是不能分析出電路的故障所在，我們就要對電路進行輸出端并聯電容法，改方法又被成為電容濾出發，主要是面對電路在較慢速度的環境下工作時，在電路的輸出端并聯上相應的電容，將競爭冒險過濾掉，在操作的過程中，要避免輸出端邏輯的錯誤。

4.2 電磁干擾的解決

電磁干擾是數字電路設計過程中的大問題，我們要充分保證印刷板表面的絕緣，并將電路中低阻抗部分接上屏蔽層。在接入屏蔽層的環節中，我們可以將電壓跟隨器的同相以及反相端要和系統當中的接地相連。

4.3 電平方面的故障

設計人員在設計過程中要對各種數字元器件，特別是集成電路的輸入輸出特性做到心中有數，在設計過程中一定要充分考慮相連兩個元器件的輸入輸出特性，在必要時可以再元器件中間加入適當期間，以保證電路邏輯的正確。

5、結語

數字電路設計過程中經常會出現各種故障，本文對這一方面展開了分析和討論，并結合古箏的成因，提出了針對競爭冒險方面、電磁干擾方面以及電平方面故障的解決方法，得出相關結論。

參考文獻

[1]張蘭,徐紅兵.一種新的數字電路故障定位算法研究[J].電子科技大學學報,2004.

第7篇：集成電路的設計范文

【關鍵詞】印制電路板，設計，布線，技巧

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

一、前言

近年來隨著科技的發展，電子產業迅速興起。在電子產品中，PCB的布局布線是最重要的。本文主要探討的就是印制電路板設計過程中的布線技巧及一般布線的注意事項。

二、印制電路板的整體布局

整體布局是PCB設計的第一步，合理的布局不但可以增加PCB的視覺美感，

還可以提高產品的電磁兼容水平，一般來說，器件的整體布局應遵循以下原則：

1、圍繞各功能電路的核心元件進行布局，保證各元器件沿同一方向整齊、緊湊排列，易受干擾的元器件不能相鄰布置，以防止信號間耦合；

2、處理敏感信號的元件要遠離電源、大功率器件等，并且不允許敏感信號線穿過大功率器件，熱敏元件應遠離發熱元件，溫度敏感元件宜置于溫度最低的區域；

3、加大具有高電位差元器件之間的距離，防止它們放電而引發短路,并可在無鉛時代減少CAF (Conductive Anodic Filament)發生的可能性。同時，高電壓元器件應盡量布設在調試時手不易觸及的地方，并加以絕緣保護；

4、對于高頻電路，推薦采用鏈布線或星形布線，并且高速數字信號應布置在與地線相鄰的信號層,并且信號線盡可能短；

5、一個過孔會帶來約0.5pF的分布電容,因此,減少過孔數量可顯著提高運行速度。

三、印制電路板設計的布線原則

1、輸入輸出端用的導線應盡量避免相鄰平行。最好加線間地線，以免生反饋藕合。

2、印制導線的最小寬度主要由導線與絕緣基扳間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當銅箔厚度為0.05mm、寬度為1～15mm時.通過2A的電流，溫度不會高于3℃，因此導線寬度為1.5mm可滿足要求。對于集成電路，尤其是數字電路，通常選O.02～0.3mm導線寬度。當然，只要允許，還是盡可能用寬線，尤其是電源線和地線。導線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對于集成電路，尤其是數字電路，只要工藝允許，可使間距小至5～8mm。

3、印制導線拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則長時間受熱時，易發生銅箔膨脹和脫落現象。必須用大面積銅箔時，最好用柵格狀，這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熟產生的揮發性氣體。

四、印制電路板的布線技巧分析

PCB的布線是整個設計流程中最為關鍵的環節，布線的是否合理科學，布線時間的長短，線路的是否合理等多方面的因素都會對整個電路的運行狀況有著是否嚴重的影響，因此，做好布線工作，有著重要的經濟意義和安全效益。

1、確定PCB的層數

電路板尺寸和布線層數需要在設計初期確定。布線層的數量以及層疊(stack-up)方式會直接影響到印制線的布線和阻抗。板的大小有助于確定層疊方式和印制線寬度，實現期望的設計效果。目前多層板之間的成本差別很小，在開始設計時最好采用較多的電路層并使敷銅均勻分布。

2、組件的布局

組件的布局是布線中比較關鍵的環節，布局會受到可制造性設計規則的限制，在裝配單位要求可以元件的移動時候，便于電路的優化組合，便于實施布線的自動化。一般而言，組件的布局要重點關注幾個關鍵點，首先，在電源線的布置過程，在PCB布局中要把電源的退耦電路安排在相關電路附近，避免和電源相近，其次，電路內部的電流方向安排，要堅持按照優先級來進行供電，比如從最后一級到最前面一級的開始供電，一般而言，電源的濾波電容會設計在最后最末尾的一級，最后是對主流電流通道的設計，要在印制導線上設計電流的缺口，方便后續調試和監測。

在組件的布局中，要把穩壓電源安排在單獨的印制板上，當不得不合用時候，要盡力讓電路中的各種元件的布置分開，且不能讓電源和電路的地線相互重合或者是發生共用。

3、扇出設計

在扇出設計階段，表面貼裝器件的每一個引腳至少應有一個過孔，以便在需要更多的連接時，電路板能夠進行內層連接、在線測試和電路再處理。為了使自動布線工具效率最高，一定要盡可能使用最大的過孔尺寸和印制線，間隔設置為50mil較為理想。要采用使布線路徑數最大的過孔類型。經過慎重考慮和預測，電路在線測試的設計可在設計初期進行，在生產過程后期實現。根據布線路徑和電路在線測試來確定過孔扇出類型，電源和接地也會影響到布線和扇出設計。

4、手動布線以及關鍵信號的處理

手動布線是在整個印制板電路設計布線中的重要環節之一。通過手動布線可以讓自動布線工具能更方便更順利的實施自動布線過程，在手動布線中，手動選出網絡，并加以固定，有利于形成自動布線的可靠布線路徑。

在手動布線過程中，要科學對關鍵信號實施布線設計，實施手動布線為主，并采用自動布線工具輔助，在關鍵信號布線完成后，必須要有專業人員進行質量檢測，看各種標準是否符合國家要求。在檢測完成后，可以把已經布置好的線路固定，再實施對剩下的信號布線。

在手動布線中，地線中存在阻抗，使得電路中存在一定的阻抗干擾，故在布線過程中，要謹慎連接帶有地線符號點的連接，否則會產生耦合壞損，電路難以正常運行。

5、自動布線技術

對關鍵信號的布線需要考慮在布線時控制一些電參數，比如減小分布電感等，在了解自動布線工具有哪些輸入參數以及輸入參數對布線的影響后，自動布線的質量在一定程度上得到保證。

在對信號進行自動布線時應該采用通用規則。通過設置限制條件和禁止布線區來限定給定信號所使用的層以及所用到的過孔數量，布線工具就能按照工程師的設計思想來自動布線。在設置好約束條件和應用所創建的規則后，自動布線將會達到與預期相近的結果，在一部分設計完成以后，將其固定下來，以防止受到后邊布線過程的影響。布線次數取決于電路的復雜性和所定義的通用規則的多少。現在的自動布線工具功能非常強大，通常可完成100%的布線。但是，當自動布線工具未完成全部信號布線時，就需對余下的信號進行手動布線。

五、走線的注意事項

1、印刷電路板導線線走線時拐彎一般取斜45度線,直角或尖角在高頻電路和布線密度高的情況下會影響電氣性能。在雙面布線時,兩面的導線應該相互垂直、斜交或彎曲走線,避免相互平行,以減少寄生電容。

2、導線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定,一般要求2000V電位差之間線距離應該大于2mm。在布線密度低的情況下,間距應該盡可能的大,通常線間距最好不要低于0.3mm。

3、當使用過孔完成走線的換層時,注意過孔的位置不能放在數字芯片下方。因為這樣會引入不必要的電磁干擾,使元件工作不穩定。

4、元件的排列方位盡可能保持與原理圖相一致,布線方向最好與電路圖走線方向相一致,因為焊接過程中通常需要在焊接面進行各種參數的檢測,故這樣做便于生產中的檢查,調試及檢修。

5、同一級電路的接地點應盡量靠近,并且本級電路的電源濾波電容也應接在該級接地點上。特別是本級晶體管基極、發射極的接地點不能離得太遠,否則因兩個接地點間的銅箔太長會引起干擾與自激,采用這樣“一點接地法”的電路,工作較穩定,不易自激。

六、結束語

以上是對印制電路板設計過程中的布線技巧的分析與探討，在實際操作中，布線是否合理嚴重影響的電子產品的功效，因此施工人員應該本著嚴謹的施工態度、科學的布線技巧進行印制電路板的布線，這樣才能顯示自己的職業素養和專業技能，切實可行地提高人民的生活品質。

參考文獻：

[1]周斌 趙肖運 印制電路板的電磁兼容性設計 中國集成電路-2010年5期

[2]賀寧 印刷電路板設計中的布線布局技巧 科技與生活-2010年11期

第8篇：集成電路的設計范文

關鍵詞：Multism；仿真；數字電路；課程設計

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 (2011) 23-0000-01

Implementation of Multism-based Digital Alarm in Digital Circuits Curriculum Design

Li Yan1,Zhang Yiyang2

(1. Information Engineering School of Jilin Business and Technology College,Changchun 130062,China;2.Armored Force Institute of Technology, Changchun 130031,China)

Abstract:In this paper,digital teaching specific content,for example,specify Multism simulation software in teaching digital circuit applications.

Keywords:Multism;Simulation;Digital circuit;Curriculum design

一、引言

數字電路課程設計作為一門理論與實踐并重課程，重點培養學生在數字電子綜合設計過程中，對實際問題進行分析和解決的能力，以提高學生在數字電子領域的知識、經驗、方法等綜合技能。由于條件限制，目前數字電路課程設計以理論分析為主，缺少相應實踐環節。本文針對學校實驗設備配置和學生實際情況，提出基于multisim虛擬課程設計教學方法，以進一步增強學自主性，充分激發和挖崛學生創新潛力。

二、Multism簡介

Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎的仿真工具，它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有很廣泛的仿真分析能力。適用于板級的模擬/數字電路板的設計工作。工程師們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真。Multisim提煉了SPICE仿真的復雜內容，這樣工程師無需懂得深入的SPICE技術就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設計，這也使其更適合電子學教育。通過Multisim和虛擬儀器技術，PCB設計工程師和電子學教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設計和測試這樣一個完整的綜合設計流程。

三、基于Multisim的計數報警器設計

（一）任務分析

1.總體方案確定。根據系統的邏輯關系將系統分解，畫出系統的原理框圖，確定框圖間各種信號的邏輯關系與時序關系。

2.課題分析與研究。。了解以上設計要求后，確定設計系統的全部功能，要求及計數指標，熟悉控制對象和處理信號的各種參數，特點和關系。

3.單元電路繪制與仿真。選擇合適的數字電路器件，用Multism仿真，并繪制各單元的邏輯電路圖。

4.分析電路。充分分析單元電路，尤其對控制信號要從邏輯關系，正反極性，時序幾個方面進行深入考慮，確保不發生沖突，在深入分析的基礎上通過對原設計電路的不斷修改，最后獲得最佳的設計方案。

（二）方案論證

1.555定時器的連接。555定時器是一種功能強大的模擬數字混合集成電路，有二個比較器A1和A2，有一個RS觸發器，R和S高電平有效。三極管VT1對清零起跟隨作用，起緩沖作用。三極管VT2是放電管，將對外電路的元件提供放電通路。比較器的輸入端有一個由三個5kW電阻組成的分壓器，由此可以獲得和兩個分壓值，一般稱為閾值。555定時器的1腳是接地端GND，2腳是低觸發端TL，3腳是輸出端OUT，4腳是清除端Rd，5腳是電壓控制端CV，6腳是高觸發端TH，7腳是放電端DIS，8腳是電源端VCC。555定時器的輸出端電流可以達到200mA，因此可以直接驅動與這個電流數值相當的負載，如揚聲器、發光二極管等。

2.發光二極管的連接。LED產品的種類繁多，有共陰極電路，還有共陽極電路。本次設計采用共陽極電路。

3.74ls192和74ls247。74ls192異步十進制計數器這個計數器是十進制的，在設計時電路比較簡單，我們在學習進制設計時已經使用過，基本了解它的各項功能。對于六進制的設計不是很大的問題，同時由于RST清零，L`D`的保持功能可以很方便的實現清零開始，暫停繼續這兩個功能。因此我選用這種方案。

四、具體方案實施

1.利用數字電子技術基礎知識設計一個計數報警器，該計數報警器的設計采用的元件主要有譯碼器74LS247、十進制計數器74LS192、555組成的單穩態觸發器。該計數報警器計數最大值是99，當計數溢出時放出聲光報警，報警時間為10秒，計數脈沖由按鈕和555組成的單穩態觸發器產生。數字電路系統一般包括輸入電路、控制電路、輸出電路、時鐘電路和電源等。輸入電路主要作用是將被控信號轉換成數字信號，其形式包括各種輸入接口電路。比如數字頻率計中，通過輸入電路對微弱信號進行放大、整形，得到數字電路可以處理的數字信號。模擬信號則需要通過模數轉換電路轉換成數字信號再進行處理。在設計輸入電路時，必須首先了解輸入信號的性質，接口的條件，以設計合適的輸入接口電路。

2.選擇74ls192兩片、74ls247兩片、74ls04一片、數碼管兩枚、電阻若干、電容若干、開關一個。首先根據74ls192的功能表的功能，將兩片74ls192連成十進制計數器，是輸出的數字為從1到99，然后清零。用相應電阻和電容以及555組成單諧振蕩器，和74ls192相連，根據74ls247的功能，分別將兩片74ls247連接到兩片74ls192的相應端，然后將共陽極數碼管兩枚分別于兩片74ls247相連，中間加100歐電阻，先在草稿紙上繪制實現功能的草圖，經過反復的修改論證，以期達到最理想的狀態。然后用multism軟件根據原先繪制的電路圖繪制各單元的相應邏輯電路圖，進行仿真。

3.用multism軟件根據原先繪制的電路圖繪制各單元的相應邏輯電路圖后，進行仿真，期間可能會出現不能正常實現原先所設定的功能，但經過思考與修改，設計出能正常實現所要求的功能的電路圖，用multism進行仿真，得出所要的結果。在各單元電路設計的基礎上，用multism軟件把各單元電路連接起來，繪制出符合軟件要求的系統整體邏輯電路圖。系統整體電路設計完成后，對系統整體進行仿真，驗證設計的正確性。

五、結論

針對學校實驗設備配置和學生實際情況，并通過基于multisim虛擬課程設計教學方法，使學生對數電這門課有了更深的了解，鍛煉了學生的動手操作能力，以及把所學知識運用到實際的生活當中去的能力，并進一步增強學自主性，充分激發和挖崛學生創新潛力。

參考文獻：

第9篇：集成電路的設計范文

摘要：文章指出了靜電的危害，并說明了靜電的防護機理，電路設計中的靜電防護措施，并探討了電子工廠生產過程中是如何進行有效的防靜電管理。

靜電防護就是通過有效的控制手段來預防靜電對靜電敏感元器件造成傷害，它需要從電路設計、元器件選擇、生產制造、搬運與存儲以及使用等等全過程的方方面面加以防護和控制，才能達到有效預防靜電對電子產品造成傷害。

一、靜電的危害

隨著科技的進步和工業的高速發展，一方面，許多高分子材料被迅速推廣應用，一些電阻率很高的高分子材料（如塑料、橡膠等）制品的廣泛應用以及現代生產過程的高速化，使得靜電能積累到很高的程度；另一方面，靜電敏感材料的生產和使用（如輕質油品、火藥、VMOS/CMOS電路芯片等），工礦企業受靜電的危害越來越突出，靜電危害造成了的后果和損失也就相當嚴重。

人們的日常活動即可產生高達幾萬伏的靜電，而人手的神經可感覺到靜電的最低電壓也在3000V以上，但卻只需要10V的靜電釋放就可毀壞某些對靜電極度敏感的電路芯片。如果不加以防護，電子產品即可在不知不覺的過程中就被靜電釋放造成傷害，釀成無法彌補的損失。據統計分析有 59%的電子元器件損壞是由于靜電釋放造成的，這種損壞有兩種形式，一種是災難性的損壞，它造成元器件功能喪失，這種情況約占靜電對元器件造成的總損壞的10%；另一種是潛在性損壞，這種損壞雖然沒有喪失元器件應有功能，但卻使元器件的性能下降，或降低元器件使用壽命，這種情況約占靜電對元器件造成的總損壞的90%。據統計美國電子工業一年的靜電損失就超過100億美元，日本超過80億美元，中國目前還沒有這方面的權威統計數據，估計會更高。因此，在電子制造行業內保護電子元器件免受靜電釋放的損壞是非常重要的。

二、靜電的防護機理

病毒對人體的感染必須具備三要素：感染源、感染途徑、易感人群。同樣地，靜電對電子元器件的損壞也必須具備三要素：靜電電勢、釋放途徑、敏感元器件，三者缺一不可。因此，我們在進行靜電防護時，只需要消除三個因素中的一個因素即可起到靜電防護的作用。但靜電無處不在，我們要想消除靜電電勢幾乎是不可能，唯一的辦法是削弱靜電電勢，靜電電勢與空氣濕度有關（如表1所示），空氣濕度越大，靜電電勢就越低，但我們又不能無限制地增加空氣濕度，因為空氣濕度越大，濕敏元器件就越容易受潮，元器件一旦受潮，通過高溫焊接就極易損壞元器件（這就是所謂的“爆米花”現象），因此，我們需要將環境濕度控制在一定的范圍內（一般在40%RH～70%RH）。

靜電產生的方法 靜電電壓（V）

10%RH 40%RH 55%RH

人在地毯上行走 35000 15000 7500

人在塑料地板上行走 12000 5000 3000

坐在椅子上的工人 12000 5000 3000

從包裝箱上拿出泡沫 26000 20000 7000

無接地措施時人體的運動 6000 800 400

穿著合適的腳帶在靜電地板上行走 ＜15

表1各種動作產生靜電電壓

其二，是保護靜電敏感元器件，部分電子元器件的靜電擊穿電壓如表2所示，我們在進行電路設計時，在這些容易被靜電擊穿的電子元器件設計一些保護電路，就可以起到保護靜電敏感元器件的作用。

再者，就是控制靜電釋放途徑，這是電子產品生產制造過程中普遍采取的措施，讓產生的靜電安全釋放。那么，在電子制造業究竟如何保護電子元器件才能使電子元器件免受靜電釋放的損壞呢？一提及該問題，人們往往只想到在生產制造過程中的靜電防護，常常會忽略如何在電路設計過程中通過設計一些保護電路來達到靜電防護的目的。本文就從電路設計和生產制造兩個方面來淺析靜電防護措施。

器材類型 ESD最小敏感電壓（V）

VMOS 30～1800

MOSFET 100～200

砷化鎵FET 100～300

EPROM 100以上

JFET 140～7000

SAW(聲表面濾波器) 150～500

運算放大器 190～2500

CMOS 250～3000

靜電對部分肖特基二極管的擊穿電壓 300～2500

SMD薄膜電阻器 300～3000

雙極性晶體管 380～7800

射極耦合邏輯電路 500～1500

可控硅 680～1000

肖特基TTL 100～2500

表2部分電子元器件的靜電擊穿電壓

三、電路設計中的靜電防護措施

在進行電路設計時，盡可能選用靜電敏感度電壓伏值高的電子元器件。特別是接口電路，應盡可能選用靜電敏感度為3級（靜電損傷閾值電壓大于4000V）或對靜電不敏感的電子元器件。否則應在輸入輸出接口電路上應采取保護措施。保護電路的放置位置，對于布置在PCB板周邊或靠近連接器的接口電路，其保護電路應緊靠地線或連接器放置，其余的保護電路應緊靠被保護的芯片放置。

對于容易受到靜電損傷的電子元器件，如NMOS、CMOS類電子器件或其它一些靜電敏感度為1、2級的電子元器件，應該盡量遠離易受靜電沖擊的區域，且每一個電路應盡可能緊靠。容易受到靜電干擾的信號線（如時鐘線、復位線等）應盡可能短而寬，多層板中的時鐘線、復位線應在兩地平面之間走線。

圖1基本控制電路

在PCB的電路周圍設置一個環形地，如圖1所示。環形地線寬應大于 3mm，分別鋪設于 PCB 板的兩個表層（頂層Toplayer 和底層Bottomlayer）上，內層上可以不鋪設環形地，并每間隔13mm 用過孔將各層的環形地連接在一起。兩個表層的環形地銅皮上不要覆蓋阻焊層（綠油），而采用裸銅或同焊盤一樣做噴錫處理，以保證兩個表層環形地表面良好的導電性能。環形地與PCB板內部線路應保證3mm 以上的間距，工作地匯聚后可最終與環形地相連，環形地可通過安裝孔用螺釘與金屬機殼相連。盡可能使用多層PCB，將電源層和地線層獨立鋪設在PCB板的內層，這樣可以有效減小信號線與地線之間共模阻抗和感性耦合，并且盡量地將每一個信號層都緊靠一個電源層或地線層。對于較復雜的電路板或高密度電路板，還可以考慮使用內層信號線層，但兩信號層之間應用電源層或底線層來隔開。對于雙面PCB來說，要采用緊密交織的電源和地柵格，電源線緊靠地線，在垂直和水平線或填充區之間，要盡可能多地連接。

CMOS器件及其它重要IC芯片所不用的輸入輸出引腳最好不要獨立懸空，應視引腳不同功能將其單獨或相連后分別接到地線、電源的Vcc、Vss、VDD上，CMOS器件的輸入端如果接的是高阻源，則應設計上拉或下拉電阻。兩塊或兩塊以上電路板的接地線通過連接器進行連接時，最好有多個插針接地，以保證靜電泄放地回路的通暢。電源輸入端應加入瞬態過壓抑制器件（TVS），PCB板上電源走線過長時，應每隔50mm 在電源線與地線之間安裝一個0.1uF的陶瓷濾波電容器。信號線過長時，應與信號線平行布一條地線。

安裝在印制板上或安裝在機殼與操作面板上容易被人體接觸的部件（如復位按鈕、撥碼開關、小面板、按鈕、鍵盤、旋鈕等）應采用絕緣物，如帶有金屬外殼，其金屬外殼應盡可能有良好的接地，優先接靜電保護地形環，如沒有設置靜電保護地形環，則接工作地。

四、電子工廠生產過程中如何進行有效的防靜電管理

1、 EPA區域的靜電防護等級確定

為了全面的產品靜電防護等級靜電防護小組應收集公司產品的類型、靜電敏感器件的類型、靜電敏感器件的防護等級、每種產品占總產品的比重;同時靜電防護小組應該關注不同客戶的需要確定EPA區域的靜電防護等級;第三，對于目前電子企業特別是國內企業領導層的意見往往起著關鍵作用，因為每個公司即使相同的器件，由于用途不一樣對于器件失效的比例接受度不一樣。領導層對于器件失效的比例接受度有很大的決定作用，因此充分了解領導層的期望是項目組在靜電防護區域等級分類確定時必須考慮的一個環節。

2、建立靜電防護規范體系

首先，為了便于電子企業能快速制定出靜電防護規范體系，并且規范出完全滿足電子產品生產的防靜電要求，項目經理應組織對相關國際、國內靜電防護標準學習特別是對于最新的國際標準。為了使靜電防護體系能夠有效運行在建立靜電防護體系基本框架結構之后，需要對各個過程及所涉及的相關活動進行描述。因此，應高度重視靜電防護體系規范文件編制這一環節。規范的內容應體現協調性、可操作性和可檢查性編制規范應特別注意保持完整性、系統性和層次性規范的內容應當具有完整性和可行性，因為靜電防護體系是有關人員從事靜電防護活動的依據所在。

3、靜電防護區域建設

首先是環境建設，要依照靜電防護區域的具體要求和防護等級制定相應防靜電環境。我們可以用魚骨圖分析法來定義靜電防護環境建設的影響因素，并從中挖掘出主要因素環境建設一般包含以下幾個方面：防靜電的標識、防靜電地板、環境的溫濕度、EPA區域接地、環境離子濃度、防靜電工作臺其次是設備控制，由于靜電敏感器件在生產過程中接觸最多的就是電子工廠的生產設備，因此設備的漏電將對靜電敏感器件造成巨大的影響，且這種影響是以批量單位計算的，因此，在EPA建設中設備的控制也是一項重要的環節。一般我們從設備中與靜電敏感器件接觸材料方面、設備的接地等方面來考慮設備控制問題找出引起器件失效的設備是設備控制的關鍵所在，我們還是可以采用魚骨圖分析法來進行設備控制分析。第三是人員控制主要應從人員的操作過程、人員的穿著以及人員靜電防護規范的遵守等方面來考慮。第四是材料控制主要從電子產品的使用環境以及靜電敏感器件的包裝方式入手。一般來說，直接接觸比間接接觸要求要高，靜電防護區域外部比靜電防護區域要求較高。

結束語

靜電防護是電子工業永恒的話題，也是電子設計與制造工程師們不斷探索和研究的課題。大量的事實告訴我們，在設計、制造以及使用電子產品時，必須高度關注靜電防護，只有加強了靜電防護，才能減少靜電對電子產品造成的傷害。

參考文獻

[1]許繆編.電機與電氣控制[M].機械工業出版社，2009（07）：182.

[2]麥崇裔編著.電氣控制與技能練[M].電子工業出版社，2010（01）：71.