CMOS 디지털 집적회로 설계 기본 이론부터 실습까지

신경욱

저자신경욱은한국항공대학교전자공학과에서공학사(1984)를취득하고,연세대학교에서공학석사(1986)와공학박사(1990)학위를취득하였다.이후,한국전자통신연구원(ETRI)반도체연구단에서근무하였으며,1991년7월부터현재까지금오공과대학교전자공학부교수로재직중이다.일리노이주립대학교전기및컴퓨터공학과(1995)와캘리포니아주립대학교전기및컴퓨터공학과(2003),조지아공대전기및컴퓨터공학과(2013)에서방문연구를수행하였으며,연구분야는반도체회로설계,통신및신호처리용SoC설계,정보보호SoC설계,반도체IP설계등이다..
[저서및역서]
-핵심이보이는전자회로(2013,한빛미디어)
-VerilogHDL을이용한디지털시스템설계및실습(2013,카오스북)
-전자회로：핵심개념부터응용까지(2010,한빛미디어)
-VHDL과FPGA실습기초부터따라하기(2010,아진)
-CMOS집적회로설계(2004,청문각)
-기초전기회로실험(번역서,2000,한국맥그로힐)

목차
Chapter01집적회로개요
1.1집적회로의역사
1.1.1진공관에서트랜지스터의발명까지
1.1.2트랜지스터관련기술의발전과정
1.1.3집적회로의발명과기술의발전과정
1.1.4마이크로프로세서의발전과정
1.1.5반도체메모리의발전과정

1.2집적회로설계과정
1.3집적회로제조과정
1.3.1웨이퍼가공공정
1.3.2조립및패키징공정
1.3.3검사공정
핵심요약
Chapter02반도체제조공정및레이아웃
2.1단결정실리콘제조
2.1.1고순도폴리실리콘제조
2.1.2단결정실리콘잉곳성장과웨이퍼가공
2.2MOS단위공정
2.2.1에피택시공정
2.2.2열산화공정
2.2.3식각공정
2.2.4이온주입공정
2.2.5열확산공정
2.2.6증착공정
2.2.7리소그래피공정
2.3CMOS일괄공정
2.4레이아웃설계
2.4.1레이아웃
2.4.2스틱다이어그램
2.4.3레이아웃설계규칙
2.5레이아웃설계실습
핵심요약
연습문제
Chapter03MOSFET및기생RC의영향
3.1MOS구조
3.2증가형MOSFET의구조및특성
3.2.1증가형MOSFET의구조
3.2.2증가형MOSFET의문턱전압
3.2.3증가형MOSFET의전압－전류특성
3.2.4증가형MOSFET의누설전류
3.3공핍형MOSFET의구조및특성
3.4MOSFET의기생커패시턴스
3.4.1게이트커패시턴스
3.4.2소오스/드레인접합커패시턴스
3.5기생RC의영향
3.5.1도체의저항
3.5.2금속배선의커패시턴스성분
3.5.3RC지연모델
3.6PSPICE시뮬레이션실습
핵심요약
연습문제
Chapter04CMOS인버터
4.1MOS인버터의구조및특성파라미터
4.1.1MOS인버터의일반적인구조
4.1.2MOS인버터의DC특성
4.1.3MOS인버터의스위칭특성
4.2CMOS인버터
4.2.1CMOS인버터의DC특성
4.2.2CMOS인버터의스위칭특성
4.2.3CMOS인버터의전력소모특성
4.2.4다단CMOS인버터버퍼
4.3nMOS및pseudonMOS인버터
4.3.1nMOS인버터
4.3.2pseudonMOS인버터
4.4시뮬레이션및레이아웃설계실습
핵심요약
연습문제
Chapter05MOSFET스위치및전달게이트
5.1MOSFET스위치
5.1.1nMOS및pMOS스위치
5.1.2통과트랜지스터논리회로
5.2CMOS전달게이트
5.2.1CMOS전달게이트
5.2.2CMOS전달게이트응용회로
5.2.3CMOS전달게이트의스위칭특성
5.3시뮬레이션및레이아웃설계실습
핵심요약
연습문제
Chapter06정적논리회로
6.1CMOS정적논리회로
6.1.1CMOS정적논리회로의구조및동작
6.1.2부울함수의CMOS정적논리회로구현
6.2CMOS정적논리회로의스위칭특성
6.2.1NAND게이트의스위칭특성
6.2.2NOR게이트의스위칭특성
6.2.3팬－인과팬－아웃에따른논리게이트의스위칭특성
6.2.4복합논리게이트의스위칭특성
6.3논리회로의지연모델링
6.3.1논리게이트의지연시간모델링
6.3.2다단논리회로의지연모델링
6.4비율논리회로
6.4.1nMOS논리회로
6.4.2pseudonMOS논리회로
6.5차동캐스코드전압스위치논리회로
6.6시뮬레이션및레이아웃설계실습
핵심요약
연습문제
Chapter07동적논리회로
7.1CMOS동적논리회로
7.1.1동적논리회로의구조및동작
7.1.2동적논리회로의동작특성
7.1.3동적논리회로의직렬접속
7.1.4pseudo정적논리회로
7.2도미노동적논리회로
7.3np－CMOS동적논리회로
7.4시뮬레이션및레이아웃설계실습
핵심요약
연습문제
Chapter08순차회로
8.1래치회로
8.1.1정적래치회로
8.1.2동적래치회로
8.1.3TSPC래치
8.1.4래치의타이밍파라미터
8.2플립플롭회로
8.2.1정적플립플롭회로
8.2.2동적플립플롭회로
8.2.3TSPC플립플롭회로
8.2.4플립플롭의타이밍파라미터
8.3순차회로의동작타이밍
8.3.1플립플롭기반순차회로의동작타이밍
8.3.2래치기반순차회로의동작타이밍
8.4클록스큐와클록지터의영향
8.5시뮬레이션및레이아웃설계실습
핵심요약
연습문제
Chapter09메모리회로
9.1반도체메모리개요
9.1.1반도체메모리의종류
9.1.2반도체메모리의구조
9.2ROM회로
9.2.1ROM의구조
9.2.2마스크ROM
9.2.3PROM
9.2.4EPROM셀의동작원리
9.2.5EEPROM셀의동작원리
9.3플래시메모리회로
9.3.1플래시메모리셀의구조및동작원리
9.3.2NAND형플래시메모리
9.3.3NOR형플래시메모리
9.3.4NAND형과NOR형의비교
9.4SRAM회로
9.4.1SRAM구조
9.4.2SRAM셀회로
9.4.3SRAM셀의읽기와쓰기동작
9.4.4감지증폭기회로
9.4.5주소디코딩회로
9.5DRAM회로
9.5.1메모리구조
9.5.2DRAM셀회로
9.5.3DRAM셀의읽기와쓰기동작
핵심요약
연습문제

참고문헌
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출판사서평
도서장점
①디지털집적회로설계입문자를위한핵심이론선별
②실무지식을기를수있는[시뮬레이션및레이아웃실습]제공
③풍부한객관식/주관식연습문제수록
④본문의주요개념은[핵심포인트]로정리
도서특징
실무형인재를위한첫걸음,
디지털집적회로설계의기본이론부터실무지식까지담았다!
【누구를위한책인가?】
이책은디지털집적회로설계를배우려는전기/전자공학관련학생들과실무자를대상으로한다.크게집적회로기초,MOS기본회로(CMOS인버터,M...
도서장점
①디지털집적회로설계입문자를위한핵심이론선별
②실무지식을기를수있는[시뮬레이션및레이아웃실습]제공
③풍부한객관식/주관식연습문제수록
④본문의주요개념은[핵심포인트]로정리
도서특징
실무형인재를위한첫걸음,
디지털집적회로설계의기본이론부터실무지식까지담았다!
【누구를위한책인가?】
이책은디지털집적회로설계를배우려는전기/전자공학관련학생들과실무자를대상으로한다.크게집적회로기초,MOS기본회로(CMOS인버터,MOSFET스위치및전달게이트),CMOS디지털회로(정적논리회로,동적논리회로,순차회로),메모리회로를다룬다.전반적으로디지털집적회로의설계및해석에꼭필요한핵심이론을설명했으며,이를제대로이해했는지확인할수있는객관식/주관식연습문제를수록하였다.또한,각장의마지막절에는‘시뮬레이션및레이아웃실습’을구성하여,회로에대한응용력을높이고실무능력까지향상시킬수있도록하였다.
【주요실습내용】
-CMOS논리게이트의레이아웃설계및검증
-MOSFET특성시뮬레이션
-CMOS인버터의DC특성과스위칭특성시뮬레이션및레이아웃설계
-여러가지CMOS논리게이트와전달게이트의스위칭특성시뮬레이션및레이아웃설계
-다양한동적/정적래치와플립플롭회로의시뮬레이션및레이아웃설계
부/장별내용요약
1장_집적회로개요
반도체집적회로가발전해온과정을간략히소개하고,디지털집적회로의설계과정과웨이퍼가공에서부터조립과검사를거쳐최종제품으로출하되기까지의반도체IC제조과정을소개한다.
2장_반도체제조공정및레이아웃
실리콘웨이퍼를만들기위한단결정실리콘잉곳형성과정,반도체IC제조에사용되는단위공정과CMOS일괄공정,그리고반도체레이아웃의구성과레이아웃설계규칙에대해설명한다.
3장_MOSFET및기생RC의영향
증가형및공핍형MOSFET의구조와문턱전압,전압-전류특성에대해설명한다.또한,MOSFET의기생커패시턴스성분,금속배선의기생저항및커패시턴스성분과이들이MOS회로의동작속도에미
치는영향을설명한다.
4장_CMOS인버터
CMOS,nMOS및pseudonMOS인버터의구조와DC특성,스위칭특성,전력소모특성등을설명하고,회로설계시에고려해야하는요소들을알아본다.또한,다단CMOS인버터버퍼의지연시간모델링과최적설계조건에대해설명한다.
5장_MOSFET스위치및전달게이트
디지털스위치로사용되는통과트랜지스터와CMOS전달게이트의특성을설명하고,이들을이용한회로에대해소개한다.
6장_정적논리회로
CMOS및nMOS정적논리회로의구조와DC특성,스위칭특성등에대해설명한다.또한,논리적에포트와전기적에포트개념을기반으로한선형지연모델을소개하고,이를이용한논리게이트및다단논리회로의지연시간모델링을설명한다.
7장_동적논리회로
CMOS동적논리회로의구조,동작원리및특성을설명하고,도미노및np-CMOS동적논리회로의구조와동작을설명한다.
8장_순차회로
디지털회로에서데이터저장소자로사용되는래치와플립플롭의회로구성과동작방식,타이밍파라미터를설명하고,순차회로의동작타이밍조건에대해설명한다.또한,클록스큐와클록지터가순차회로의동작에미치는영향을설명한다.
9장_메모리회로
반도체메모리의종류와기본구조를소개하고,비휘발성기억소자인ROM과플래시메모리셀회로,구조및동작원리를설명한다.또한,SRAM과DRAM의구조와메모리셀회로,메모리의읽기와쓰기동작,그리고DRAM의리프래시동작에대해설명한다.