任杰
江苏金陵机械制造总厂 211000
摘要：技术创新和产业结构不断进步推动我国集成电路复杂度提高，产量年均增长率远超全球整体水平，领先企业持续释放经济价值优势与顾客价值优势，具备引领我国集成电路产业与先发国家产业新兴赛道换道超车的核心竞争力。本文对CMOS数字集成电路构成的电子电位器进行分析，以供参考。
关键词：CMOS 数字集成电路；电子电位器；电路设计
引言
数字化时代的到来，集成电路测试系统中开始慢慢的融入了数字化优势，并且在有效实施过程中发挥了非常重要的作用，成为了当前集成电路中支柱型的技术支撑。特别是最近几年，信息技术的快速发展，更是为数字集成电路测试系统的不断完善与优化提供了条件，带来了机遇，提高了产品质量的同时，降低了生产成本，借助数字化技术贯穿于生产的各个流程中，进而实现了高效管控。
1数字集成电路中的复用技术
复用技术基于综合多路信道，在传输路径上通过恢复原机制或解除终端各信道。复用技术在数据传输过程中使得信道传输效率不断提高，且应用广泛。数字集成电路诞生之日起，复用技术就与之有着千丝万缕的紧密关联。集成电路规模的的变革都受到复用技术的深刻影响。在数字继承电路设计过程中，复用技术推进从全定制向半定制化转变。与此同时，重复使用各种存储模块RAM、ROM等存储单元，最大限度满足不同规模的存储模块。在数字集成电路开发过程中，门电路、FPGA等重复使用各种等LE(logicElements)，价格昂贵的流片且漫长的周期都可以避免，而且能够准确地验证设计思想是否可行。总而言之，在数字集成电路的研发过程中，复用技术的应用将推进集成电路设计实现根本性的革新。随着SOC、SOPC、ASIP技术推陈出新，给数字继承电路的设计思想带来全新活力。技术变革的同时，复用技术也得以更加彻底应用。技术革新满足不同领域对的MCU差异性与多样化需求。当数据汇总中发现，某几条特定的指令被重复使用的频率高，则可实现对相应的指令进行融合，化为一条，并确保硬件相匹配。与此同时对未使用的指令进行裁剪，使得形成专用指令集处理器（ASIP）来满足数字继承电路设计与开发。
2 MOS的特性分析
MOS的场效应晶体管是由金属氧化物制造而成的，属于一种利用电压控制型的电子元器件，根据导电沟道的极性，可以将其划分为PMOS以及NMOS管。不同的管子均有栅极，即G，源极S以及漏极D，以NMOS管为例，当栅源偏压在零时，晶体管处于截止的状态，而当栅源偏压大于电压开启时的电压，则晶体管就会处于导通的状态。而对于PMOS管而言，当栅源偏压为零时，管子就会截止，而当其绝对值大于开启的电压时，电压的绝对值就会令晶体管处于导通的状态。总之，CMOS数字集成电路是利用增强型的PMOS晶体管以及NMOS晶体管相互连接而成的。
3数字技术创新轨迹
人工智能、物联网、大数据等新一代数字技术，具有通用性与更高技术极限，为我国集成电路产业技术范式根本性变革打开机会窗口。数字技术创新是由领先企业针对产业核心技术自主开发与重新设计的新数字技术体系，将核心技术与人工智能、物联网、大数据等新一代数字技术分门别类融合，为前沿领域产品或服务创新关键问题提供丰富的核心技术解决方案。非均衡条件下不同门类技术性能协同演化是探索新数字技术体系的大难题，研发团队成立了“工程师前沿技术小分队”专攻基础原理“二次开发”，跨技术轨道多次多元探索技术融合可能性，技术知识深度融合锁定数字技术创新方向并不断自我强化，保证新数字技术体系成为产业主导技术范式的核心子范式。
技术融合本质上是一个有待时间验证的复杂科学现象，包括单个数字技术相对重要性及技术融合整体性能，为技术轨道整合新数字技术体系实现两者知识内容耦合，加速颠覆性技术开发，努力创造数字化生态。例如，“通过ESP-AT指令可快速加入无线网络、连接至云平台、实现远程传输数据和功能控制，保持所有设备无线互连。”
4优化CMOS数字集成电路提升电子电位器性能的方式分析
4.1改进的基本原则分析
以卫星通信仓的电子电位器为例子，在对其进行调查研究后发现，该电子电位器中的某一处输电通道发生了故障，导致电源发生短路，致使其输出属于恒高的电压水平。在对故障进行分析后发现，在故障引发后，该电子电位器下发了错误的命令。因此，必须要对其进行改进。在优化的过程中，必须要坚持以下几点基本原则，首先是要尽可能使用现有的较为成熟的铝栅工艺，尽可能不要改变工艺生产条件，避免引入其他干扰因素。其次，最大限度保持电子电位器整体结构、系统参数以及工作电压等保持一致，防止由于产品设计改变影响用户的使用。最后，优化后的电路结构，要具备可以批量生产的能力，才能满足消费者对于持续稳定供货的需求。
4.2优化CMOS电路的栅氧化层
由于电子电位器的输出前端与前极属于相反的机构，在电子管导通的状态下，电阻较小，仅为100至200，远小于输出级的电阻，因此，如果输出级出现栅漏，就会导致漏穿，必须要对其进行改进。通过采取有效措施，令该电路结构即使产生了栅穿，也不会引发恒高电平发生故障。具体的优化措施如下，可以在输出极设计P1、P2、P3、P4等四个较为独立的晶体管，利用其形成两并联再两串联的结构，将P1与P3进行并联，然后再将其与将P2与P4进行串联。此种设计方式虽然较为复杂，但是却能够有效避免电子电位器出现故障。例如，串联结构可以避免由于晶体管短路而导致的电路结构失效，而且还可以起着预防单点失效的作用，充分保证电子元器件的稳定性。
5数字集成电路测试系统的应用
二者的互融互通慢慢的形成了一种良性的循环模式，而且应用的价值也越来越突出。测试技术逐渐朝着更加先进的水平发展，而在具体的应用过程中同样也应该紧跟时代发展步伐，进行不断革新，若只是停留在理论研究基础之上很难将其作用充分发挥出来，所以应该以理论研究为基础，不断将数字集成电路测试系统的技术进行推广与使用，以实践来检验理论。例如当前应用最为广泛的半导体自动测试系统，不仅仅具备了模拟、混合信号等特点，而且同时也具有储存、VLSI器件测试的功能，所涉及到的领域范围较广，而且设备相对较为先进，同时性能较高，成本较低，主要运用的是Windows常用的操作软件，人机界面简单且友好；以板卡硬件架构为依据，具有较好的维护性功能；与MSO有效的结合在一起，使SOC涉及到的测试需求得到了满足，测试性价比非常高。例如由HILEVEL生产的ETS770其最大的优势就在于器件能够借助测试小板和测试的系统方便快捷的连接在一起，同时能够达到迅速对芯片逻辑功能给予检测，而处于测试的各个系统编程界面始终处于窗口状态之下，既方便又快捷，操作简单。
结束语
在新的技术更新背景下，要实现集成电路规律性提取的自动化，就需要有效降低搜索空间和提高算法的搜索效率。今后，要努力在搜索速度提升与结果质量之间达成一种平衡，推进复用技术在数字集成电路设计中有突破性进展。
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