关键词:低噪声放大器;CMOS;射频IC;Cadence
中图分类号:TP368.1文献标识码:B
文章编号:1004-373X(2009)10-008-03
CMOSLNADesignUsingCadence
XIAOBen1,YINWei2
(1.HunanInstituteofHumanities,ScienceandTechnology,Loudi,417000,China;
2.YueyangVocationalTechnicalCollege,Yueyang,414000,China)
Abstract:Withanexampleof2.4GHzCMOSLowNoiseAmplifier(LNA),itisintroducedthathowtodesigntheCMOSLNAusingIC5.1.41ofCadence.First,exampleincludescalculationofcircuitparameters.Andthen,withthehelpofthiscalculationresults,theschematicsimulation,circuitlayoutandthepost-layoutsimulationarecompleted.Thesimulationresultsshowthattheinputandoutputnetworksmatchedwell,butthenoiseperformancedecreased3dBbecauseoftheparasiticparameters.ItisusefultothedesignofCMOSRFICusingCadence,especiallytheCMOSLNAdesign.
Keywords:lownoiseamplifier;CMOS;radiofrequencyIC;Cadence
0引言
CadenceDesignSystemsInc.是全球最大的电子设计技术、程序方案服务和设计服务供应商。它的解决方案旨在提升和监控半导体、计算机系统、网络工程和电信设备、消费电子产品以及其他各类型电子产品的设计。Cadence公司的电子设计自动化产品涵盖了电子设计的整个流程,包括系统级设计、功能验证、IC综合及布局布线、模拟和混合信号及射频IC设计、全定制集成电路设计、IC物理验证、PCB设计和硬件仿真建模等。Cadence软件支持自顶向下(Top-down)的芯片设计,是业界广泛采用的设计工具。该软件通过LibraryCellView三级目录辅助芯片设计[1]:
(1)设计者为自己要完成的系统任务建立新的Library;
(2)分析系统及其指标来确定系统的各个模块,每个模块对应于Library中的一个Cell;
(3)每个模块的设计包括电路(Schematic)设计和版图(Layout)设计,两者密不可分,电路图与版图都是模块中的View。
同时,Cadence公司还提供设计方法教学服务,帮助客户优化其设计流程;提供设计外包服务,协助客户进入新的市场领域。垂直解决方案是Cadence为帮助IC设计公司迅速建立设计架构,并获得更短、可预测性更高的设计周期而推出的独具特色的整套解决方案,其目标是为了推动不同领域产品的开发步伐,设计锦囊(ProcessDesignKit,PDK)是其重要组成部分。“锦囊”通过将验证方式和流程与IP相结合的方式,更好地应对无线、网络和消费电子等不同领域在设计方面的挑战。通过采用“锦囊”,用户可将其宝贵的资源投入在差异化设
计而不是基础设计方面。
1低噪声放大器电路设计
(1)电路结构。
图1是此次实验中所用电路的完整电路原理图[2]。图中共源管M1作为主放大管,给电路提供足够的增益;共栅管M2用来减小M1的Cgd1引起的密勒效应以及增强整个电路的反向隔离性能;M3,Rref,Rbias构成偏置电路,以实现M1所需的直流偏置。对于输入/输出匹配电路,可以利用Smith圆图完成初步设计;然后利用Cadence软件套件中用于集成电路仿真的组件IC5.1进行更加精确的电路参数调试。
图1完整的电路原理图
(2)电路设计。
设计中采用新加坡特许(CHRT)的0.35μmRFCMOS工艺。电路工作在2.4GHz,信号源电阻为50Ω,M1的偏置电流取为5mA。根据文献[3],通过计算可得CHRT0.35μmCOMS工艺Cox的值约为4.6mF/m2,根据文献[4,5]可以得到最优栅宽公式:Wopt1/3ωLCoxRS,计算得M1的最优宽度约为240μm。根据公式RS=ωTLS,可得LS的值约为0.54nH。根据公式CgS=(2/3)WoptLCox,得到CgS的值约为150fF。将LS和CgS的值代入公式ωRF=1/(Lg+LS)CgS(其中ωRF为输入信号角频率),可以得到Lg的值约为16.2nH。偏置电路中M3的尺寸和电流选为M1的1/2。
2仿真与调试
(1)电路原理图仿真。
IC5.1.41中用到的原理图编辑器是VirtuosoSchematicEditor。首先,在编辑器中输入图1所示的低噪声放大器完整的电路原理图。接着,为了完成电路仿真,得到所需的电路参数,还需要在模拟环境(AnalogDesignEnvironment)进行必要的设置,比如电路中用到的各个变量取值、S参数仿真(SP仿真)或者直流(DC)仿真的参数等。这些在软件的用户手册(Cdsdoc)以及一些相关的使用教程里面都有详细的说明,在此不再重复。
在必要的软件设置都完成之后,便可以顺利地将电路原理图转换成网表并仿真(NetlistandRun),从而得到感兴趣的电路参数,软件默认启动的仿真器是spectre。在此次的低噪声放大器设计过程中,主要关注电路的S参数、噪声系数FN。
为了将输出阻抗匹配到50Ω,首先可以利用Smith圆图来完成输出匹配的初步设计。通过计算,本次设计需要在负载电路端并联一个电容Cout1,然后串联一个电容Cout2。通过调试,确定Cout1和Cout2的值分别约为180fF和450fF。
【关键词】AltiumDesigner9；仿真；定时控制系统
SimulationApplicationofAltiumDesigner9inProject
YouPengZhaiIXiao-dongHuMing
(XuHaiCollege,ChinaUniversityofMiningandTechnologyJiangsuXuzhou221008)
【Abstract】Inordertoadapttochangingelectronicdesigntechnology,improveuserproductivityandreducedifficultyoftheworkofPCBdesign,studythesimulationapplicationofAltiumDesigner9inproject.DesignofavarietyofspecificfunctionsPCBoccupiedaveryimportantpositioninengineeringpractice.UsingAltiumDesigner9todesignprincipleandsimulatecangreatlyshortentheprojectcompletiontime,improvethesuccessrateandefficiencyofdesign.Studythetimingcontrolsystemofmine,designschematicoftimingdisplayandsimulate,resultreflecteddesignideatruly.ResearchshowsthatusingthesimulationcanverifythedesignresultduringthedesignofPCB,improvethesuccessrateofdesign.
【Keywords】altiumdesigner9;simulate;timingcontrolsystem
1煤矿井下定时控制系统计时显示电路方案的选择
煤矿井下定时控制系统是采矿作业中非常重要的组成部分，关系到各部分协同工作的一致性。计时显示电路是定时控制系统中最基础的部分。实现方案采用脉冲电路、计数电路和显示电路的组合。利用AltiumDesigner9对设计电路进行原理图设计，通过仿真功能验证设计结果。
1.1脉冲电路
定时控制系统计时准确的基础是脉冲电路。方案中选用的是晶振分频实现秒脉冲。
1.2计数电路
计数电路由计数器组成，方案选用74ls290实现计数电路，将74ls290接成十进制计数器，计数脉冲从外部接入，计时电路分为小时、分钟、秒三部分。
1.3显示电路
方案选用CD4511译码器和数码管实验显示电路。
2电路仿真及印刷电路板设计
电路实现方案确定好后就要进行印刷电路板设计及电路仿真。
2.1AltiumDesigner9介绍
Altium于2009年7月推出了Protel系列的最新高端版本AltiumDesigner9。AltiumDesigner9，它是完全一体化电子产品开发系统的一个新版本，也是业界第一款也是唯一一种完整的板级设计解决方案。
AltiumDesigner是业界首例将设计流程、电路仿真、集成化PCB设计、可编程器件（如FPGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品，一种同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计的解决方案，具有将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。
这款最新高端版本AltiumDesigner9除了全面继承包括99SE，Protel2004在内的先前一系列版本的功能和优点以外，还增加了许多改进和很多高端功能。AltiumDesigner9拓宽了板级设计的传统界限，全面集成了FPGA设计功能和SOPC设计实现功能，从而允许工程师能将系统设计中的FPGA与PCB设计以及嵌入式设计集成在一起。
关键词：电子线路辅助设计；Protel；项目化改造
中图分类号：G712文献标识码：B文章编号：1006-5962（2013）02-0047-01
下面我将本门课程的具体课程设计过程进行介绍：
1课程定位
我院电子专业培养的学生所面向的岗位主要是电子产品装接工、制版工或者是调试工，他们的后续晋升岗位主要是电子产品生产技术员、质检员以及电子产品设计初级助理工程师或助理工程师。《电子线路辅助设计》是为设计制作电子产品培养电路板的设计、生产、加工和检验调试等先期相关能力的课程。由于本学院依托大庆油田，所以本着“以大庆精神和铁人精神育人”的原则更注重增强学生克服困难的意识，培养学生分析、解决问题的能力，继承发扬老一辈的光荣传统。
2课程设计
2.1课程标准的制定。电子信息专业课程标准是依据行业、企业专家对本专业所对应的职业岗位群进行的职业能力分析来制定的，我们紧密结合《计算机辅助设计绘图员（电子类）》和《无线电调试工》职业资格中的相关考核要求，确定了本课程的教学内容。
2.2课程拓展。本课程所涉及的知识和能力在学生参加各级各类电子技能大赛中也占有重要地位。我们还依据本门课程申请相关的职业资格鉴定（即计算机辅助设计绘图员（电子类）职业资格证书）。目前我们已经具备了该鉴定的考评资质。
3内容组织
3.1内容设置。
结合学情分析根据课程标准我对课程内容进行了科学的排序，分别针对电子专业和电气专业制定了不同的学习情境，并制定了详细的教学目标和能力要求。针对电子专业本课程的总学时为78学时，每周6学时，设置了两个项目共10个任务，每个任务都设计了教学情境。根据项目任务的内容和进程，选择在多媒体教室和实训机房穿插结合共同完成。多媒体教学部分由教师布置任务、分析任务和演示举例为主，由学生制定实施方案和操作流程并进行汇报；项目实践操作部分，学生在老师的辅助指导下完成操作练习和项目任务，对于学生遇到的困难和问题给予适当引导，尽量由学生独立自主完成任务。
电子专业《电子线路辅助设计课程》教学项目和学时安排：
项目一绘制电路原理图（38学时）：任务1安装卸载Protel99SE软件（2学时）；任务2创建数据库和保存管理文档（2学时）；任务3绘制振荡器和积分器原理图（8学时）；任务4绘制甲乙类放大电路原理图（8学时）；任务5创建与绘制原理图元件符号（6学时）；任务6绘制A/D转换电路原理图（12学时）。项目二绘制电路PCB（40学时）：任务1绘制振荡器和积分器PCB（10学时）；任务2绘制单管放大电路的PCB（制作单面板）（12学时）；任务3绘制波形发生器电路的PCB（制作双面板）（12学时）；任务4绘制存储器扩展电路（6学时）。区别于电子专业，电气专业本课程的总学时为56学时，每周4学时，设置了四个教学情境，每个学习情境又设计了具体的操作任务。课程也是在多媒体教室和实训机房穿插结合共同完成。
电气专业《电子线路辅助设计》学习情境和学时规划：
情境一振荡器和积分器的设计（12学时）：任务1安装卸载Protel99SE软件（2学时）；任务2创建数据库和保存管理文档（2学时）；任务3绘制振荡器和积分器原理图（6学时）；任务4进行电气规则检查和报表文件的生成（2学时）。情境二继电器控制电路的设计（16学时）：任务1制定原理图设计流程和实施工艺（2学时）；任务2创建管理原理图元件库并熟练绘制元件（4学时）；任务3绘制两级放大电路原理图（2学时）；任务4继电器控制电路的设计（6学时）；任务5创建网络表与电路原理图的输出（2学时）。情境三A/D转换电路的设计（8学时）：任务1分析总线原理图和层次原理图设计方法（2学时）；任务2绘制A/D转换电路的原理图（6学时）。情境四波形发生器电路的设计（20学时）：任务1创建和管理封装库并绘制元件封装（6学时）；任务2绘制振荡器和积分器电路的PCB（4学时）；任务3绘制波形发生器的原理图（4学时）；任务4制作波形发生器电路的PCB（6学时）
3.2教学目标。
根据本课程的教学基本要求，根据教学内容的特点和高职学生的总体认知水平和思维发展水平，制定了知识、能力、情感三位一体的教学目标。（1）知识目标：①掌握Protel软件的使用和操作；②掌握Protel原理图和PCB图的设计和绘制方法；③学会制作各种报表文件的生成和管理；④掌握元件和封装库的绘制与管理。（2）能力目标：①能够学会规范化的绘制电路原理图和PCB图；②养成严谨的科学作风；③培养学生整体设计能力和操作流程的制定、修改调整和协调操作的能力；④学习新知识、新技术的能力和自主学习、独立学习的能力。（3）情感目标：①培养学生健康积极乐观的学生风貌；②培养学生类比思维，理论联系实际的能力；③培养学生克服困难的精神和解决困难的能力，树立主人翁和独立自主的意识；④培养类比思维，理论联系实际的能力；⑤按照“7S”活动标准要求学生，培养安全环保的意识。
我们采用的教材是高教版的教材另配一本实践指导书。为了保证教学效果，依据理论与实践结合、教材与实际结合、操作与管理结合，教学内容符合现场生产
管理要求等原则，我们也自己编写了适合本专业学生的情境教学教材和学材。教学过程中我们充分利用各种教学资源，包括工艺文件、教学课件、练习题、企业生产视频、国家应用电子资源库等网络资源，可以共享全国关于本门课程和本专业的各种教学资源与前沿资讯。
4教学评价
为更好的考察学生的操作能力和知识运用的情况，考核评价方式我也进行了改革。考试成绩：平时成绩50%（过程考核）+期末考核成绩50%（上机操作）。平时成绩：由各项目任务的评价单总评成绩组成，主要考察任务完成质量，课堂出勤，综合作业，职业操守，学习态度和合作精神等方面。上机考核：设置几个具有中等难度功能全面的电路，设置相应的考核要求，由学生抽签选择自己的考核任务，在规定时间内依照操作规范完成考核任务，教师根据完成情况评分。
参考文献
[1]戴仕弘.职业教育课程教学改革[M].北京：清华大学出版社，2007
关键词：电气；原理图；设计
中图分类号：TM文献标识码：A文章编号：1673-9671-(2012)042-0223-01
电器原理图是用来表明设备的基础原理、各电器元件间的相互工作关系的作用，一般由主电路进行控制、并且执行电路检测与保护电路等组成，这种电气原理是直接体现在电路结构上，并以其相互间的逻辑关系相互作用进行工作，一般在设计电路中会进行详细的分解，电路时通过识别图纸上体现出的各种电路元件以及相互作用的方式是了解电路工作的详细情况的依据。电原理图又可分为整机原理图单元部分电路原理图整机原理图是指所有电路集合在一起的分部电路图。当电力拖动方案和控制方案确定后，就可以进行电气控制原理图的设计。电气控制原理图的设计是电力拖动方案和控制方案的具体化。电气控制原理图的设计没有固定的方法和模式，作为设计人员，应开阔思路，不断总结经验，丰富自己的知识，设计出合理的、性价比高的电气控制原
理图。
1应最大限度地实现生产机械和工艺对控制电路的要求
生产机械和工艺对电气控制系统的要求是电气原理图设计的主要依据，这些要求常常以工作循环图、各部件之间的关系表、检测元件状态表等形式提供，对于有调速要求的场合，把具体的技术指标明确到位。其他元件的起动、转向、制动、照明、保护等要求，应具体问题具体考虑。出现事故时需要有必要的保护及信号预报以及各部分运动要求有一定的配合和联锁关系等。如果已经有类似设备，还应了解现有控制电路的特点以及操作者对它们的反映。这些都是在设计之前应该调查清楚的。
生产工艺要求一般是由机械设计人员提供，可能有时所提供的仅是一般性原则和意见，这时电气设计人员就需要对同类或接近产品进行调查、分析、综合，然后提出具体、详细的要求，征求机械设计人员意见后，作为设计电气控制原理图的依据。
另外，在科学技术飞速发展的今天，对电气控制系统的要求越来越高，而新的电器元件和电气装置，新的控制方法层出不穷，如智能式的断路器、软启动器、变频器等。电气控制系统的先进性是大部分元件发展的体现、更新紧密地联系在一起的，电气设计人员应不断密切关心电机、电器元件、电子技术的新发展，不断收集新产品资料，更新自己的知识，以便更及时应用于控制系统的设计中，使控制系统在技术指标、稳定性、可靠性等方面得到进一步提高。
2在满足控制要求的前提下，控制方案应力求简单、经济
1）尽量选用标准的、常用的或经过实际考验过的电路和环节。2）尽量缩减连接导线的数量和长度。设计电气控制原理图时，应考虑到各元件之间的实际接线特别要注意电气柜、操作台和限位开关之间的连接线，接线是不合理的。3）尽量缩减电器元件的品种、规格和数量。尽可能采用性能优良、价格便宜的新型器件和标准件，同一用途尽可能选用相同型号。
3保证控制电路工作的可靠和安全
为了保证控制电路工作可靠，最主要的是选用可靠的元件，如尽量选用机械和电气寿命长、结构坚实、动作可靠、抗干扰性能好的电器。同时在具体电路设计时应注意以下几点。
3.1正确连接电器元件及触头位置
对一个串联回路，各电器元件或触头位置互换，并不影响其工作原理，但从实际连线上却影响到安全、节省导线等方面的问题。两者工作原理相同，但是采用接法既不安全而且浪费导线。因为同一电器限位开关SQ的常开和常闭辅助触头靠得很近，开关根据不同的情况接在电源的不同位置，限位开关SQ的常开触头和常闭触头是不一样的，在不同的情况下当触头断开产生电弧时很可能在两触头间形成飞弧而造成电源短路。
3.2正确连接电器线圈
在交流控制电路中电压线圈通常不串联使用，即使是两个同型号电压线圈也不能将其进行串联使用，而每个线圈上所分配到的电压与线圈阻抗成正比，两个电器动作是不一致的，这就会出现不能同时吸合的现象。如交流接触器KM1先吸合，由于KM1的磁路闭合，线圈的电感显著增加，因而在该线圈上的电压降也相应增大，从而使另一个接触器KM2的线圈电压达不到规定的要求，因此，多个电器并联连接可以避免这一问题。
3.3在控制电路中应避免出现寄生电路
电路控制过程是一个循环的过程，那种意外接通的电路叫寄生电路（或叫假回路）。是一个具有指示灯和热保护的正反向电路。正常工作时，能完成正反向起动、停止和信号指示。但当热继电器FR动作时，电路就出现了寄生电路如图中虚线所示，使正向接触器KMl不能释放，起不了保护作用。
3.4防止电路出现触头竞争现象
电器元件动作时间配合不良会引起冲突，一个复杂的控制电路如果遇到某个不匹配的信号，会将电路从一种状态转换到另一种状态，几个元件在不同的的状态下，电器元件的操作过程是不一样的，总有一定的动作时间，对时序电路来说，就会得到几个不同的输出状态。这种现象称为电路的“竞争”。另外，对于开关电路，由于部分元件会出现延时作用，并且会因开关元件要求，出现逻辑功能输出的可能性，这就为我们称这种现象为“冒险”。“竞争”与“冒险”现象都将造成控制回路不能按要求动作，引起控制失灵。
3.5设计的电路应能适应所在电网情况
根据电网容量的大小，电压、频率的波动范围以及允许的冲击电流数值等决定电动机采用直接起动还是间接起动方式。
4应尽量使操作和维修方便
电路设计要考虑操作、使用、调试与维修的方便。能迅速、方便地由一种控制形式转换到另一种控制形式。电控设备应力求维修方便。使用安全，并有隔离电器，以免带电维修。例如设置必要的显示，随时反映系统的运行状态与关键参数，考虑到刀具调整与运动机构修理必要的单机点动、单步及单循环动作，还要考虑必要的照明、易损触头及电器元件的备用等等。
参考文献
[1]电机工程手册编委会.电气工程师手册[K].北京:机械工业出版社,1987.
1．元件的选择．电学实验中，元件的选择十分重要，它关乎着电路是否能设计成功．首先应该选择合适的电源，在选择时一定要考虑符合电路设计的电流值，其次还要对电表进行选择，尽量选择更贴近自己需要的量程，保证设计的精确性．还要选择适合电路的元件的型号等，将这些问题都进行全面考虑才能保证实验的进行．2．了解元件的使用方法．电路设计中存在许多电路元件，要想电学实验能顺利的进行，就必须了解各种电路元件的使用方法和使用规则．例如电表，电表上显示两个数值，如果不提前进行了解很容易将数值弄混．造成实验结果的错误．因此电学实验中电路设计时一定要先弄清电路元件的使用方法，才能保障实验的进行．3．熟悉电路构成，加强对特殊电路的记忆与理解电学实验中有许多特殊的电路，如果内心没有一个完整的电路构成图，在遇到这些特殊电路时，就没有办法将实验顺利开展下去．因此在实验前一定要加强对电路构成的设计．
二、电路设计的原则
1、整体性原则．在电路设计时不能将每一部分分开设计，电路的各个部分的关联性都很强，必须以整体性的原则进行设计，电流、电压的选择等都是根据电路的整体方案进行选择的．2、优化原则．电路设计不是一个简单的电学实验，它有庞大的系统性，在这个系统里又有许多小系统，这样才能形成一个完整的电路，电路设计时或多或少都会有一定的问题存在，出现这些问题不能视而不见，要将问题进行整合，拿出一套合理的改进方案，将电路设计达到最佳的设计效果．3、功能性原则．电学实验电路设计不是让学生完成一个简单的实验，目的是为了让学生通过电路设计来掌握一定的学习技能，这才是进行电路设计最终要完成的目标，所以在电路设计上一定要考虑它的功能性．
三、电路设计的方法
1．明确实验目的．所有的实验设计都有一个设计目的，为了达到这个目的才来进行实验操作，电路设计前也应该如此，首先要设定一个实验的目标，然后再进行实验，实验结束后来看看自己的实验结果是否达到了设计目的，才能从中分析思路找到设计的缺陷，从而进行改进．2．选择实验器材．实验设计除了理论的知识还需要实验器材的支撑，我们明确了实验的目的后就要进行实验器材的选择，选择时一定要配合自己的设计目标，尽可能的保证实验器材对实验带来的误差影响，选择最适宜的器材将误差降到最低．选择器材时还要考虑器材的操作性是否适用于自己的实验设计中，避免在进行实验时造成实验失败．在器材选择上最应该注意的就是器材的安全性，由于电路设计的复杂性往往会由于器材的选择不当造成电路烧毁，因此在器材的选择上这些问题都应该被注意．3．选择设计方案．电路设计是一种灵活的设计，不同的方案可以有不同的设计效果，实验目的、实验器材确定后根据这些内容来进行分析选择一些适宜的电路设计方案，将它们整理出来，绘制成设计图，结合学过的理论知识加以比较选择最适宜的设计方案．包括电流表应设计内接还是外接，滑动变阻器应采取分压式接法还是限流式接法，电路结构原理选择伏安法还是半偏法等等．保证电路的设计方案能顺利的运用在电学实验中．4．简化电路方程．电路设计中有许多的电路方程，它们是非常复杂的，但是在电路设计时还必须要用到，如果不将其进行简化在设计的过程中就会遇到许多麻烦，不仅会对电路的结构产生较大的影响，还有可能造成电路系统紊乱，所以在进行电路设计前要在合理的范围内将复杂的电路方程简化，保证电学实验的有效进行．5．电路设计案例分析．在描绘标有“2．5V0．3A”字样小灯泡的伏安特性曲线实验中，使用3V干电池和滑动变阻器进行供电．该实验本就要求小灯泡两端的电压从零起调，所以也只能是选用分压接法进行供电．只是在滑动变阻器的阻值选择上，考虑到灯泡正常发光时的电阻为12．5Ω，因此最好是选用实验室配备的5Ω或10Ω的滑动变阻器．电路实验设计题其设计思路、方法一般都来源于教材，要求用学过的物理知识、原理、实验思路、方法设计出合理的方案．因此在教学中或者复习过程中要特别注意对所学过电学实验问题的多种方法、远离的优劣、电路联接式的选择方法以及有关的实验注意事项进行归纳总结．从中体会多种方法的优劣，养成发散性思维的好习惯，才能比较顺利完成实验设计问题．高中物理电学实验电路设计学习起来虽然复杂，但是如果方法得当，进行实验前考虑的全面，在进行电路设计时就会相对简单些．高中生进行实验是对学生的理论知识及动手能力的考察，教师在学生的操作过程中也要加以指导帮助学生实验的误差变小，安全性提高，学生才能更好的将电学知识运用到考试中和实际生活中．
作者:汤从单位:安徽省滁州市明光明光中学
参考文献:
［1］王慧．中学生电学实验能力现状及影响因素研究［D］．苏州大学，2010．
［2］曹会．高中物理电学实验资源开发与能力培养的初步研究［D］．苏州大学，2010．
［3］胡可玲．初中生电学学习中常见错误诊断性分析及策略［D］．苏州大学，2013．
关键词：电子科学与技术；本科培养方案；课程设置；办学特色
中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2015）30-0070-02
21世纪被称为信息时代，电子科学与技术在信息、能源、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用，必然导致电子科学与技术产业的迅猛发展。这种产业化趋势反过来对本专业的巩固、深化、提高和发展起到积极的促进作用，也对人才的培养提出了更高的要求。因此，本文从人才的社会需求出发，结合我校实际情况，进行了本科专业培养方案的改革探索，并详细介绍了培养方案的制定情况。
一、人才的社会需求情况
目前，我校电子科学与技术专业的本科毕业生主要面向长三角地区庞大的微电子、光电子、光伏和新能源行业，市场对专业人才的需求基本上是供不应求的。但是也应该注意到电子科学与技术产业的分布不均，分类较细，且发展变化较快。另外，电子科学与技术产业结构具有多样性，既有劳动密集型的大型企业、大公司，更多的是小公司和小企业；既有国有企业和私营企业，更有合资、独资的外企。因此，社会需求与本专业毕业生的供需矛盾还会继续存在。
二、专业的培养目标和定位
本专业培养具备微电子、光电子领域的宽厚专业基础知识，熟练实验技能，能掌握电子材料、电子器件、微电子和光电子系统的新工艺、新技术研究开发和设计技能，有较强的工程实践能力，能够在该领域从事各种电子材料、元器件、光电材料及器件、集成电路的设计、制造和相应的新产品、新技术、新工艺的研究、开发和管理工作工程技术人才。并且结合我校“大工程观”人才培养特色，依据“卓越工程师”教育理念下工程技术型人才培养的原则，培养适应微电子和新兴光电行业乃至区域社会经济建设需求的工程技术型人才。
三、本科培养方案制定的思路
电子科学与技术专业培养方案参照工程教育认证的要求，以及专业下设微电子、光电子材料与器件两个本科培养方向的思路制定。注重培养学生的专业基础知识和实践工程能力，使毕业生能满足长三角地区微电子、光电子和新能源行业发展的需求。微电子方向的课程设置专注于电子材料与电子器件、集成电路与系统设计方面，光电子材料与器件方向则偏向于光电信息、光电材料与光电器件方面。
四、本科培养方案的改革探索
要实现电子科学与技术专业的培养目标，适应电子信息产业的不断发展，并结合我校学科发展方向和特色，对电子科学与技术专业本科人才培养方案进行了研究，并对省内外几所高校电子科学与技术专业的培养方案进行调研，最终形成了富有特色的电子科学与技术专业人才培养方案，主要内容如下：
1.培养方案的模块化设计。在设计电子科学与技术专业本科培养方案的整体框架时，根据“加强基础、拓宽专业、培养能力”和培养工程技术型人才的办学理念下，专业培养方案分人文与社会科学、专业基础和专业课三个模块，下设微电子和光电子材料与器件两个专业方向。学生在前两年学习相同的课程，到大三时根据自己的兴趣选择专业方向，选修各自方向的专业课。由于两个方向的不同培养要求，因此在专业基础选修课、专业必修课和专业选修课方面设置限选模块，每个专业方向必须修满相应的学分才能毕业。
2.改革专业基础课程。专业基础课程是为专业课程奠定基础，因此，在保留了原有电子信息类专业通常所开设的电子类课程外，增加了与专业相关的课程，如EDA技术、通信原理、数字信号处理、物理光学、应用光学、激光原理与技术等课程，删减了原先与物理类相关的一些课程，如物理学史、原子物理、热力学与统计物理学等，并删减了一些计算机软件类课程，如C++程序设计、计算机在材料科学中的应用等。专业基础选修课程分方向限选模块，两个专业方向对应有不同的专业基础选修课程。
3.优化专业课程。专业课程是整个专业教育中的主干部分，微电子方向的课程设置紧紧围绕半导体和集成电路设计方向，开设有集成电路设计、微电子工艺原理与技术、工艺与器件可靠性分析、半导体测试技术、现代电子材料及元器件、集成电路工艺与器件模拟等课程。光电子材料与器件方向围绕光电材料和光纤通信方向，开设光电子材料与器件、光电检测原理与技术、太阳能电池原理与技术、光纤传感原理与技术、光纤通信技术等课程。另外专业课程里面还设置有专业实验，通过加强实验环节，训练学生的动手操作能力，增强学生的理论知识。
五、与省内外专业人才培养的区别
具有电子科学与技术专业的各大高校分布在不同的地区，服务于不同的区域经济，这就要求专业学生的培养具有区域化、差异化。我们分析了杭州电子科技大学、浙江工业大学、苏州大学、南京理工大学和徐州工程学院这五所不同地区、不同层次高校的电子科学与技术专业的培养方案。不仅使我们能学习到其他高校的先进办学理念、合理的课程设置体系，也可以发现与其他高校之间的差异。具体表现为以下几个方面：
1.专业定位。各个学校的电子科学与技术专业依据自身的师资力量、办学条件、区域经济要求确定专业的发展定位。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业依托1个教育部重点实验室、2个部级实验教学示范中心、3个省部级重点实验室，人才培养定位于能从事电子元器件、电子电路乃至电子集成系统的设计和开发等方面工作的工程技术人才。浙江工业大学的电子科学与技术专业主要培养光通信、电子电路系统、集成电路设计等方面的人才。苏州大学的电子科学与技术专业定位在培养能够在电路与系统、集成电路与系统等领域从事各类系统级、板级和芯片级研发工作的高级工程技术人才。南京理工大学的电子科学与技术专业主要是突出光电技术和微电子与信息处理学科的交叉和融合，以光电成像探测理论与技术及微电子理论与技术为专业特色。徐州工程学院的电子科学与技术专业主要定位在培养能从事光电子材料与器件开发的工程技术人才。而我校的电子科学与技术专业定位于服务长三角地区半导体和新能源行业，培养能从事集成电路设计与开发、光电子材料与器件的研发等工作的工程技术人才。
2.课程体系。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业培养学生设计、开发电子元器件、电子电路系统、电子集成系统的能力，在课程设置上开设了通信电子电路、EDA技术、薄膜物理与技术、电子材料与电子器件、电子系统设计与实践、集成电路设计、嵌入式系统原理和应用、现代DSP技术及应用等专业课程。浙江工业大学的电子科学与技术专业培养学生设计、开发电子电路系统、集成电路系统的能力，开设了电路原理、模电数电、通信电子线路、集成电路设计、光纤通信原理、光网络技术、数字信号处理等专业课程，以及电子线路CAD实验、单片机综合实验、通信原理实验、通信电子线路大型实验、微电子基础实验、半导体器件仿真大型实验、集成电路设计大型实验等实验类课程。苏州大学的电子科学与技术专业培养学生设计与开发电路与系统、集成电路与系统，从事各类系统级、板级和芯片级研发工作的能力，开设了信号与系统、电磁场与电磁波、高频电路设计与制作、电子线路CAD、CMOS模拟集成电路设计、VLSI设计基础等专业课程，以及电子技术基础实验、信号与电路基础实验、电子线路实验、电子系统综合设计实验等实验类课程。南京理工大学培养学生从事光电子器件、光电系统和集成电路的设计、开发、应用的能力，开设了信号与系统、光学、光电信号处理、光辐射测量、光电子器件、光电成像技术、超大规模集成电路设计、光电子技术、显示技术、光电检测技术、数字图像处理、半导体集成电路、集成电路测试技术、微电子技术、光电子线路、电视原理等专业课程。徐州工程学院的电子科学与技术专业培养学生设计与开发光电子材料与器件的能力，开设有信号与系统、光电子学、光电子技术、激光原理与技术、光伏材料等专业课程，以及模拟电路课程设计、数字电路课程设计、单片机原理课程设计等实践性课程。我校的电子科学与技术专业主要培养学生集成电路设计、光电子材料与器件的设计与制备能力，开设有半导体物理学、半导体器件原理、MEMS技术、微电子工艺原理与技术、薄膜材料及制备技术、工艺与器件可靠性分析、集成电路工艺与器件模拟、EDA技术、通信原理、数字信号处理、光电子材料与器件、光电检测原理与技术、太阳能电池原理与技术、光纤通信技术等专业课程，以及近代物理实验、专业实验等实验类课程。
3.人才培养特色。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业的人才培养特色是注重集成电路设计、系统集成方面能力的培养。浙江工业大学的人才培养注重光纤通信、集成电路设计方面能力的培养。苏州大学的人才培养注重电路与系统设计、集成电路与系统设计方面能力的培养。南京理工大学的人才培养注重光电技术和微电子与信息处理学科的交叉和融合，以光电成像探测理论与技术及微电子理论与技术为专业特色。徐州工程学院的人才培养注重光电材料与器件方面能力的培养。我校的人才培养注重电子材料与电子器件的设计与开发、集成电路设计方面能力的培养。
参考文献：
[1]陈鹤鸣，范红，施伟华，徐宁.电子科学与技术本科人才培养方案的改革与探索[A]//电子高等教育年会2005年学术年会论文集[C].17-20.