電路複雜性

電路複雜性

現代電路不但規模大,而且複雜。現代電路的複雜性表現在以下幾個方面:(1)現代電路含有大量有源器件。(2)現代電路大量是數字電路和模擬電路混合組成的電路,即所謂數模混合電路。(3)現代電路的多功能性質。

現代電路的複雜性給電路的計算機模擬、分析和設計帶來很大困難。由於含多種功能的電路很難採用普遍性的方法求解。

基本介紹

  • 中文名:電路複雜性
  • 外文名:circuit complexity
  • 定    義:現代電路不但規模大,而且複雜
  • 套用學科:計算機原理術語
概念,工作原理,

概念

現代電路不但規模大,而且複雜。現代電路的複雜性表現在以下幾個方面:
(1)現代電路含有大量有源器件。由於積體電路的工藝原因,現代電子電路採用了有源電路技術和開關電容技術來代替一些元件如電阻和電感等。同時,為了改善電路性能,也要求採用比普通電路更多的有源器件。
(2)現代電路大量是數字電路模擬電路混合組成的電路,即所謂數模混合電路。這種電路一部分是模擬電路,另一部分是數字電路。眾所周知,數字電路的作用是{0,1}二級離散性質的,模擬電路的作用是無窮級連續性質的。一般說,它們具有不同的數學模型,採用不同的分析方法。
(3)現代電路的多功能性質。由於積體電路規模的增大,可以將整個設備或系統做在一個晶片上。因此,現代電路將多種電路功能集合在一個電路里,作為一個整體。
現代電路的複雜性給電路的計算機模擬、分析和設計帶來很大困難。由於含多種功能的電路很難採用普遍性的方法求解。

工作原理

對提高電路複雜性起作用的幾個因素:(1)更小的圖形尺寸;(2)增加晶片尺寸;(3)提高設計技巧。晶片尺寸的增加和圖像尺寸的縮小對增加晶片上元件數起主要作用。所以,半導體製造者的任務是要很好地理解Moore定律在製造技術上的含義並獲得大量生產圖形越來越小、晶片越來越大、功能越來越複雜的電路的能力。在促進積體電路向超大規模集成方向發展的進程中,可以預料這些趨勢是不會停止的。
為了使製造VLSI在成本上合算,要求電路設計要合理,採用的工藝技術要先進。如果電路和工藝設計合理,電路參數設計在製造工藝容許的公差範圍之內,那么缺陷的多少就成為VLSI能不能製造得出來的限制因素,積體電路這種受缺陷限制的成品率與晶片尺寸的大小關係極大。因為VLSI晶片的面積越來越大,必須將製造電路時用的設備、環境和其他條件引起的缺陷密度大大地減少才行。
圖形的大小,以往一般是指矽片表面上水平方向的尺寸大小,進一步減小圖形尺寸的主要注意力應放在提高光刻工藝的水平上。為了滿足VLSI對圖形尺寸的要求,圖形的成形技術上將出現根本性的變化。因為圖形尺寸進一步縮小勢必要求減少薄膜的厚度,這就不得不考慮矽片在深度方向的尺寸了,這不單是為了能達到所要求的物理尺寸,而且也是為了能達到合適的電學參數。
因此,VLSI的製造技術會出現下列幾方面的變化:
(1)光刻技術方面的改進;(2)更多的採用乾法刻蝕工藝;(3)採用低溫工藝;(4)採用更複雜的工藝過程;(5)採用更大直徑的矽片;(6)採用更優良的設備和其他條件;(7)採用質量更好的材料。

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