2025年宁波大学普通招考博士研究生集成电路科学与工程专业基础考核笔试科目与考试大纲
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科目名称: |
集成电路基础 |
一、考试形式与试卷结构
（一）试卷满分值及考试时间
本试卷满分为100分，考试时间为120分钟。
（二）答题方式
答题方式为闭卷、笔试。试卷由试题和答题纸组成；答案必须写在答题纸相应的位置上。
（三）试卷内容结构
考试内容包括模拟集成电路和数字集成电路。
（四）试卷题型结构
1. 概念题
2. 简答题
3. 计算题
二、考查目标
课程考试的目的在于测试考生对于模拟集成电路和数字集成电路相关的基本概念、基本理论、基础知识的掌握情况，以及综合运用分析和解决集成电路科学与工程领域相关问题的能力。
三、考查范围或考试内容概要
（一）模拟集成电路
1、半导体器件基础
掌握pn结的基本结构、耗尽区、I-V特性、正偏、反偏、结击穿等基础知识以及功能用途；掌握双极性晶体管的基本结构、I-V特性、线性区、放大区、饱和区等基础知识以及功能用途；掌握MOS场效应晶体管的基本结构、I-V特性、跨导、体效应、沟道长度调制效应、亚阈值导电性、器件版图结构、MOS器件电容、小信号模型、长沟道器件、短沟道器件等基础知识以及功能用途。
2、单级放大器
掌握采用电阻作负载的共源级、采用二极管连接型器件作负载的共源级、采用电流源作负载的共源级、有源负载的共源级、工作在线性区的MOS为负载的共源级、带源极负反馈的共源级、源跟随器、共栅级、共源共栅级、折叠式共源共栅等单级放大器的电路结构、大信号分析、小信号分析、跨导、增益、输入电阻、输出电阻计算及其典型应用。
3、差动放大器
理解单端放大、差动放大、共模信号、差模信号、共模抑制比等基本概念；掌握基本差动对、带源极负反馈的差动对以及MOS为负载的差动对的电路结构、定性分析（输入-输出特性）、定量分析（大信号分析、小信号分析）等；理解参数失配对差动对性能的影响，能够对差动对的共模响应进行分析；熟悉吉尔伯特单元的电路结构、功能用途。
4、放大器的频率特性
理解MOS寄生参数对放大器的频率响应的影响作用；掌握密勒定理及应用；理解电路传递函数的极点与电路的结点之间的关联性，能够近似估算放大器的传递函数；掌握共源级、源跟随器、共栅级、共源共栅级、差动对、无源负载的差动对以及有源负载的差动对的传递函数列写、频率响应分析、增益及带宽等；熟悉增益-带宽的折中、单极点电路和多极点电路。
5、运算放大器
理解运算放大器的增益、小信号带宽、大信号特性、输入范围限制、输出摆幅、线性度、噪声与失调、电源抑制等典型参数的具体含义；掌握一级运放的基本结构、设计步骤和线性缩放；掌握折叠式共源共栅运放的电路结构、基本特性和设计步骤；掌握两级运放的电路结构和设计步骤；掌握高增益运算放大器的基本设计思想、电路实现和频率响应分析；能够对套筒式共源共栅运放、折叠式共源共栅运放、两级运放和增益提高运放的增益、输出摆幅、速度、功耗和噪声等性能进行比较；掌握共模反馈的基本概念、共模检测技术、共模反馈技术以及两级运放中的共模反馈机制。
（二）数字集成电路
1、制造工艺
熟悉CMOS集成电路的制造过程与工艺；理解硅圆片、光刻、扩散、离子注入、淀积、刻蚀、平坦化以及简化的CMOS工艺流程；了解集成电路的设计规则、工艺层的表示、层内限制规则、层间限制规则和版图验证等；熟悉集成电路的封装、封装材料、互连层、封装中的热学问题等；了解集成电路制造工艺技术的发展趋势、近期进展和远期展望。
2、CMOS组合逻辑门的设计
掌握静态CMOS设计、互补CMOS、有比逻辑、传输管逻辑；掌握动态CMOS设计、动态逻辑基本原理、动态逻辑的速度和功耗、动态设计中的信号完整性问题、串联动态门；掌握逻辑类型的选择、低电源电压的逻辑设计。
3、时序逻辑电路设计
理解时序逻辑电路中时间参数的含义，掌握不同类型存储单元的分类、原理及功能用途；理解静态锁存器和寄存器的基本概念，掌握双稳态原理、多路开关型锁存器、从边沿触发寄存器、低电压静态锁存器、静态SR触发器（用强信号直接写数据）的电路结构、工作原理、时序特性等；理解动态锁存器和寄存器的基本概念，掌握动态传输门边沿触发寄存器、对时钟偏差不敏感的寄存器（C2MOS）、真单相钟控寄存器（TSPCR）的电路结构、工作原理、时序特性等；理解时序逻辑电路中锁存型流水线与寄存型流水线的概念和原理，以及流水线结构的逻辑形式（NORA-CMOS）；掌握施密特触发器、单稳时序电路、不稳电路等典型的非双稳时序电路。
4、设计运算功能块
掌握加法器（二进制加法器、全加器）的基本定义、工作原理、电路设计等；掌握乘法器的基本定义、工作原理、电路设计等；熟悉移位器（桶形移位器、对数移位器）的基本原理；熟悉数据通路结构中功耗和速度的问题、功耗降低技术等。
四、参考教材或主要参考书：
1. 《模拟CMOS集成电路设计》（第2版），毕查德·拉扎维 著，陈贵灿、程军、张瑞智、张鸿 译，西安交通大学出版社，2018.
2. 《数字集成电路——电路、系统与设计》（第2版）Jan M.Rabaey 等著，周润德 等译，电子工业出版社，2017.
3. 《模拟电子技术基础》（第5版），童诗白、华成英 主编，高等教育出版社，2015.
4. 《数字电子技术基础》（第5版），阎石 主编，高等教育出版社，2005.
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