CMOS数字集成电路分析与设计：关键物理参数详解

《CMOS数字集成电路分析与设计》(第三版)是一本专著，由 Sung-Mo (Steve) Ang 和 Yusuf Leblebici 联合撰写，两位作者分别来自美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校、伍斯特理工学院和瑞士联邦理工学院洛桑分校。本书专注于CMOS数字集成电路的设计和分析，是该领域的经典教材。 在电路分析中，物理和材料常数起着关键作用。首先，提到的是玻尔兹曼常数（k），它是热力学的基本参数，衡量了每摩尔粒子的平均能量与温度的关系，其值约为1.38x10^-23 J/K。电子电荷（q）为基本电荷单位，即1.6x10^-19库仑（C）。对于硅这种常见的半导体材料，重要的物理特性包括热电压（kT/q），在300K时大约为0.026伏特（V），这是由于温度和玻尔兹曼常数与电子电荷的乘积决定的。 硅的能量带隙（Eg）表示在绝对零度下能隙两侧的电子从价带跃迁到导带所需的最小能量，硅在300K下的能隙约为1.12电子伏特(eV)。硅的本征载流子浓度（ni），即没有外部电场时自由电子和空穴的数量，在300K时大约为1.45x10^10/cm^3。绝缘体如真空的介电常数（ε₀）为8.85x10^-14 F/cm，而硅氧化物（SiO2）的介电常数通常比硅更高，具体数值未给出。 书中还介绍了常用的单位前缀，如吉咖(G)、兆(M)、千(k)、毫(m)、微(μ)等，以及一些重要的物理量单位，如电子伏特(eV)、厘米立方(cm³)、法拉(F)、电容的单位转换系数，如F/cm、F/cm等。此外，书中提到的"RC电路"是指由电阻（R）和电容（C）组成的简单电路模型，常用于模拟和分析信号在电路中的传输和衰减。 作为第二版的后续，本书可能包含了许多针对新知识和新技术的更新，如更高效的CMOS工艺、新型器件设计方法以及更深入的噪声分析等。版权信息表明该书由McGraw-Hill出版，属于高等教育分部，并在全球范围内发行，覆盖了多个主要城市。 《CMOS数字集成电路分析与设计》提供了理论基础和实践经验，帮助读者理解并掌握CMOS技术在现代电子设计中的核心应用。通过学习这些物理和材料参数，学生和工程师能够更好地设计和优化集成电路，以满足日益增长的数字化需求。