最新8-类比法教学讲义ppt课件.ppt

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1、8-类比法什么是类比法在自然现象中可以看到许许多多类似的现象，如电路振荡系统与机械振荡系统、简谐运动与L-C振荡等。类比法就是在两类不同的事物或者事物的不同发展阶段之间进行对比，找出若干相同或相似点之后，推测在其他方面也可能存在相同或相似之处的一种思维方式。这方法的特点就它的逻辑过程来说，是从特殊到特殊，即把两个特殊事物进行类比；从思维方式的类型上说，是把抽象思维与形象思维相结合。它适用于那些目前尚缺乏足够的资料或研究基础，或者是事例太少无法进行归纳或演绎，因而无法遵循“从特殊到一般，再从一般到特殊”的完整逻辑过程的研究课题。例如，关于火星上有无生命的问题，人们曾根据

2、火星与地球之间有关生命形成的环境条件的某些相似来提出假说，就是运用类比法的一例。类比法的优点在于它的“触类旁通”的思维方法。无论在创造的理论方面还是在创制新的实验工具方面，类比法都能给我们很大的启发，为创造新的科学假说或实验设备提供重要的依据。就创立新理论而言，在科学史上有许多著名的假说就是运用此法而提出来的。类比是从人们已经掌握了的事物的属性，推测被正在研究中的事物的属性，所以类比的结果是猜测性的，不一定可靠。这是类比法的缺点，但也是它的优点。正因为这个特点，使它具有发现的功能，成为创造性思维的重要方法。请看下面的例子：例1热力学第一定律十八世纪蒸汽机的发明为人类提

3、供了驱动机器的巨大动力，导致了欧洲的工业革命。然而，蒸汽机需要大量的煤作燃料。当时有不少人幻想发明一种不消耗燃料的机器—（第一类）永动机，但是所有制造永动机的企图都失败了。为什么第一类永动机制造不出来？为什么只有对机器提供热量，它才能对外作功？与力学中的动能和势能相类比，人们开始猜想功和热可能有某种共同的性质，它们的总数不能无中生有，而是要满足一个类似与机械能守恒那样的定律。经过长时间的实验，英国科学家焦耳精确地测定了热功当量，证明了功和热都是能量变化的表现形式。在此基础上建立起了一般的能量守恒定律，即热力学第一定律。例2控制论的创立第二次世界大战期间，数学家诺伯特·

4、维纳在美国军事科研机构中研究预测理论以及防空火力控制系统的预测装置，他把火炮自动打飞机的动作与人追动物的狩猎行为进行了类比。通过认真分析，他发现在人追动物的狩猎过程中，人能够根据动物的逃跑信息不断地调整自己的追捕行为，从而得到了重要的“反馈”概念，为他创立控制论奠定了基础。移植与类比在科学研究中，往往能够将一个或几个学科领域中的理论和行之有效的研究方法、研究手段移用到其他领域当中去，为解决其他学科领域中存在的疑难问题提供启发和帮助。这是由于自然界各种运动形式之间的相互联系与相互统一，决定了各门自然科学之间的相互影响与相互渗透。移植的特点是把问题的关键与已有的规律和原理

5、联系起来，与既存的事实联系起来，从而构成一个新的模型或深掘其本质的概念与思想。类比法就是一种典型的移植方法。第7章外围器件及阻容元件设计主要内容7.1特殊尺寸器件的版图设计7.2电阻、电容及二极管的版图设计7.3CMOS集成电路的静电放电保护电路7.4压焊块的版图设计7.5电源和地线的设计7.1特殊尺寸器件的版图设计特殊尺寸器件是指：①大尺寸——MOS管宽长比（W/L）很大；②小尺寸——W/L＜1（倒比管）。7.1.1大尺寸器件1.CMOS电路的缓冲输出缓冲输出是指在内部电路输出端串联二级反相器，改善输出驱动能力。各级器件尺寸（W/L）：I0为小尺寸，I1为中等尺寸，

6、I2为大尺寸。I2的尺寸根据输出电流的大小和输出波形参数的要求进行设计。CMOS集成电路的缓冲输出2.大尺寸器件反相器I2的版图布局：通过改变MOS管的图形形状进行设计。(1）分段──大尺寸MOS管分段成若干小尺寸MOS管。(a)MOS管的W/L=200/1(b)截成4段（W/L=50/1）（2）源漏共享──合并源/漏区，4个小MOS管并联成大尺寸MOS管(a)形成S-G-D、S-G-D…排列(b)左起第二个和第四个的源和漏互(c)变成S-D-D-S-S-D-D-S的排列并联管数为N，并联管的宽长比等于大尺寸管宽长比的1/N。并联后连接源和漏的金属线形成“叉指”结构。

7、3.隔离环及其作用1)寄生MOS管当金属线通过场氧化层时,金属线和场氧化层及下面的硅衬底形成一个MOS管。如果金属线的电压足够高,会使场区的硅表面反型,在场区形成导电沟道,这就是场反型或场开启。寄生MOS管接通不该连通的两个区域，破坏电路的正常工作。(a)金属导线跨过两个扩散区(b)场反型形成场区寄生MOS管寄生MOS管示意图2)场开启电压影响场开启电压的因素：①场氧化层厚度——场氧化层越厚，场开启电压就越高。②衬底掺杂浓度——衬底浓度越高，场开启电压也越高。要求场开启电压足够高，至少应大于电路的电源电压，使每个MOS管之间具有良好的隔离特性版图设计