集成电路设计的设计流程_生活广记

集成电路设计可以大致分为数字集成电路设计和模拟集成电路设计两大类。参见：模拟电路及混合信号集成电路
集成电路设计的另一个大分支是模拟集成电路设计，这一分支通常关注电源集成电路、射频集成电路等。由于现实世界的信号是模拟的，所以，在电子产品中，模-数、数-模相互转换的集成电路也有着广泛的应用。模拟集成电路包括运算放大器、线性整流器、锁相环、振荡电路、有源滤波器等。相较数字集成电路设计，模拟集成电路设计与半导体器件的物理性质有着更大的关联，例如其增益、电路匹配、功率耗散以及阻抗等等。模拟信号的放大和滤波要求电路对信号具备一定的保真度，因此模拟集成电路比数字集成电路使用了更多的大面积器件，集成度亦相对较低。
在微处理器和计算机辅助设计方法出现前，模拟集成电路完全采用人工设计的方法。由于人处理复杂问题的能力有限，因此当时的模拟集成电路通常是较为基本的电路，运算放大器集成电路就是一个典型的例子。在当时的情况下，这样的集成电路可能会涉及十几个晶体管以及它们之间的互连线。为了使模拟集成电路的设计能达到工业生产的级别，工程师需要采取多次迭代的方法以测试、排除故障。重复利用已经设计、验证的设计，可以进一步构成更加复杂的集成电路。1970年代之后，计算机的价格逐渐下降，越来越多的工程师可以利用这种现代的工具来辅助设计，例如，他们使用编好的计算机程序进行仿真，便可获得比之前人工计算、设计更高的精确度。SPICE是第一款针对模拟集成电路仿真的软件，其字面意思是“以集成电路为重点的仿真程序（英语：Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）”。基于计算机辅助设计的电路仿真工具能够适应更加复杂的现代集成电路，特别是专用集成电路。使用计算机进行仿真，还可以使项目设计中的一些错误在硬件制造之前就被发现，从而减少因为反复测试、排除故障造成的大量成本。此外，计算机往往能够完成一些极端复杂、繁琐，人类无法胜任的任务，使得诸如蒙地卡罗方法等成为可能。实际硬件电路会遇到的与理想情况不一致的偏差，例如温度偏差、器件中半导体掺杂浓度偏差，计算机仿真工具同样可以进行模拟和处理。总之，计算机化的电路设计、仿真能够使电路设计性能更佳，而且其可制造性可以得到更大的保障。尽管如此，相对数字集成电路，模拟集成电路的设计对工程师的经验、权衡矛盾等方面的能力要求更严格。参见：数字电路
粗略地说，数字集成电路可以分为以下基本步骤：系统定义、寄存器传输级设计、物理设计。而根据逻辑的抽象级别，设计又分为系统行为级、寄存器传输级、逻辑门级。设计人员需要合理地书写功能代码、设置综合工具、验证逻辑时序性能、规划物理设计策略等等。在设计过程中的特定时间点，还需要多次进行逻辑功能、时序约束、设计规则方面的检查、调试，以确保设计的最终成果合乎最初的设计收敛目标。
系统定义
参见：高级综合
系统定义是进行集成电路设计的最初规划，在此阶段设计人员需要考虑系统的宏观功能。设计人员可能会使用一些高抽象级建模语言和工具来完成硬件的描述，例如C语言、C++、SystemC、SystemVerilog等事务级建模语言，以及Simulink和MATLAB等工具对信号进行建模。尽管目前的主流是以寄存器传输级设计为中心，但已有一些直接从系统级描述向低抽象级描述（如逻辑门级结构描述）转化的高级综合（或称行为级综合）、高级验证工具正处于发展阶段。
系统定义阶段，设计人员还对芯片预期的工艺、功耗、时钟频率、工作温度等性能指标进行规划。
寄存器传输级设计
参见：寄存器传输级、硬件描述语言、Verilog及VHDL
目前的集成电路设计常常在寄存器传输级上进行，利用硬件描述语言来描述数字集成电路的信号储存以及信号在寄存器、存储器、组合逻辑装置和总线等逻辑单元之间传输的情况。在设计寄存器传输级代码时，设计人员会将系统定义转换为寄存器传输级的描述。设计人员在这一抽象层次最常使用的两种硬件描述语言是Verilog、VHDL，二者分别于1995年和1987年由电气电子工程师学会（IEEE）标准化。正由于有着硬件描述语言，设计人员可以把更多的精力放在功能的实现上，这比以往直接设计逻辑门级连线的方法学（使用硬件描述语言仍然可以直接设计门级网表，但是少有人如此工作）具有更高的效率。
设计验证
参见：功能验证、形式验证、静态时序分析、硬件验证语言及高级验证
设计人员完成寄存器传输级设计之后，会利用测试平台、形式验证、断言等方式来进行功能验证，检验项目设计的正确性，如果有误，则需要检测之前设计文件中存在的漏洞。现代超大规模集成电路的整个设计过程中，验证所需的时间和精力越来越多，甚至都超过了寄存器传输级设计本身，人们设置些专门针对验证开发了新的工具和语言。
例如，要实现简单的加法器或者更加复杂的算术逻辑单元，或利用触发器实现有限状态机，设计人员可能会编写不同规模的硬件描述语言代码。功能验证是项复杂的任务，验证人员需要为待测设计建立一个虚拟的外部环境，为待测设计提供输入信号（这种人为添加的信号常用“激励”这个术语来表示），然后观察待测设计输出端口的功能是否合乎设计规范。
当所设计的电路并非简单的几个输入端口、输出端口时，由于验证需要尽可能地考虑到所有的输入情况，因此对于激励信号的定义会变得更加复杂，有时甚至需要用到形式验证的方法。有时工程师会使用某些脚本语言（如Perl、Tcl）来编写验证程序，借助计算机程序的高速处理来实现更大的测试覆盖率。现代的硬件验证语言可以提供一些专门针对验证的特性，例如带有约束的随机化变量、覆盖等等。作为硬件设计、验证统一语言，SystemVerilog是以Verilog为基础发展而来的，因此它同时具备了设计的特性和测试平台的特性，并引入了面向对象程序设计的思想，因此测试平台的编写更加接近软件测试。针对高级综合，关于高级验证的电子设计自动化工具也处于研究中。
现代集成电路的时钟频率已经到达了兆赫兹级别，而大量模块内、模块之间的时序关系极其复杂，因此，除了需要验证电路的逻辑功能，还需要进行时序分析，即对信号在传输路径上的延迟进行检查，判断其是否符合时序收敛要求。
逻辑综合
主条目：逻辑综合
工程师设计的硬件描述语言代码一般是寄存器传输级的，在进行物理设计之前，需要使用逻辑综合工具将寄存器传输级代码转换到针对特定工艺的逻辑门级网表，并完成逻辑化简。
和人工进行逻辑优化需要借助卡诺图等类似，电子设计自动化工具来完成逻辑综合也需要特定的算法（如奎因－麦克拉斯基算法等）来化简设计人员定义的逻辑函数。输入到自动综合工具中的文件包括寄存器传输级硬件描述语言代码、工艺库、设计约束文件三大类，这些文件在不同的电子设计自动化工具套件系统中的格式可能不尽相同。逻辑综合工具会产生一个优化后的门级网表，但是这个网表仍然是基于硬件描述语言的，这个网表在半导体芯片中的走线将在物理设计中来完。
选择不同器件（如专用集成电路或者现场可编程门阵列等）对应的工艺库来进行逻辑综合，或者在综合时设置了不同的约束策略，将产生不同的综合结果。寄存器传输级代码对于设计项目的逻计划分、语言结构风格等因素会影响综合后网表的效率。
目前大多数成熟的综合工具大多数是基于寄存器传输级描述的，而基于系统级描述的高级综合工具还处在发展阶段。
由于工艺库包含了标准延迟格式的时序信息，因此逻辑综合后可以对该工艺下门级网表进行更加精确的静态时序分析，进一步确保综合前后的设计能够实现相同的功能。
物理设计
主条目：物理设计
参见：布图规划、布局 (集成电路)、布线 (集成电路)、集成电路版图及低功耗设计
逻辑综合完成之后，通过引入器件制造公司提供的工艺信息，前面完成的设计将进入布图规划、布局、布线阶段，工程人员需要根据延迟、功耗、面积等方面的约束信息，合理设置物理设计工具的参数，不断调试，以获取最佳的集成电路版图，从而决定元件在晶圆上的物理位置。
随着现代集成电路的特征尺寸不断下降，超大规模集成电路已经进入深亚微米级阶段，互连线延迟对电路性能的影响已经达到甚至超过逻辑门延迟的影响。这时，需要考虑的因素包括线网的电容效应和线网电感效应，芯片内部电源线上大电流在线网电阻上造成的电压降也会影响集成电路的稳定性。为了解决这些问题，同时缓解时钟偏移、时钟树寄生参数的负面影响，合理的布局布线和逻辑设计、功能验证等过程同等重要。随着移动设备的发展，低功耗设计在集成电路设计中的地位愈加显著。在物理设计阶段，设计可以转化成几何图形的表示方法，这称为集成电路版图，工业界有若干标准化的文件格式予以规范。
值得注意的是，电路实现的功能在之前的寄存器传输级设计中就已经确定。在物理设计阶段，工程师不仅不能够让之前设计好的逻辑、时序功能在该阶段的设计中被损坏，还要进一步优化芯片按照正确运行时的延迟时间、功耗、面积等方面的性能。在物理设计产生了初步版图文件之后，工程师需要再次对集成电路进行功能、时序、设计规则、信号完整性等方面的验证，以确保物理设计产生正确的硬件版图文件。
后续：具体的工艺制造
参见：半导体器件制造、无厂半导体公司及晶圆代工
半导体制造工厂根据物理设计最后完成、已经通过各项检查的标准化版图文件，即可制造出实际的物理电路。
这个步骤不再属于集成电路设计和计算机工程的范畴，而是直接进入半导体制造工艺领域，关注的重心亦转向具体的材料、器件制作，例如光刻、刻蚀、物理气相沉积、化学气相沉积等。
传统的集成电路公司能够同时完成集成电路设计和集成电路制造。由于集成电路制造所需的设备、原料耗资巨大，因此一般的公司根本无力承受。一旦发生工艺节点的改变（如从65纳米工艺进步到45纳米工艺），公司可能需要花费相当高的成本来更换现有工艺设备，这给许多公司带来了相当沉重的经济负担）。现在，有些公司逐渐放弃既设计、又制造的模式，业务范围缩小至设计、验证本身，而将具体的半导体工艺流程，委托给专门进行集成电路制造的工厂。上述无制造工艺（fabless），只进行设计、验证公司被称为无厂半导体公司，典型的例子包括高通、AMD、英伟达等；而专门负责制造的公司则被称为晶圆代工厂，典型的例子包括台积电等。有一类特殊的无厂半导体公司，它们并不直接将设计项目送去工厂制造，而是把这些项目以IP核的形式封装起来，作为商品销售给其他无厂半导体公司，典型的例子包括ARM公司。
集成电路专业集成电路的种类与用途
作者：陈建新
在电子行业，集成电路的应用非常广泛，每年都有许许多多通用或专用的集成电路被研发与生产出来，本文将对集成电路的知识作一全面的阐述。
一、集成电路的种类
集成电路的种类很多，按其功能不同可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。前者用来产生、放大和处理各种模拟电信号；后者则用来产生、放大和处理各种数字电信号。所谓模拟信号，是指幅度随时间连续变化的信号。例如，人对着话筒讲话，话筒输出的音频电信号就是模拟信号，收音机、收录机、音响设备及电视机中接收、放大的音频信号、电视信号，也是模拟信号。所谓数字信号，是指在时间上和幅度上离散取值的信号，例如，电报电码信号，按一下电键，产生一个电信号，而产生的电信号是不连续的。这种不连续的电信号，一般叫做电脉冲或脉冲信号，计算机中运行的信号是脉冲信号，但这些脉冲信号均代表着确切的数字，因而又叫做数字信号。在电子技术中，通常又把模拟信号以外的非连续变化的信号，统称为数字信号。目前，在家电维修中或一般性电子制作中，所遇到的主要是模拟信号；那么，接触最多的将是模拟集成电路。
【集成电路设计的设计流程】
集成电路按其制作工艺不同，可分为半导体集成电路、膜集成电路和混合集成电路三类。半导体集成电路是采用半导体工艺技术，在硅基片上制作包括电阻、电容、三极管、二极管等元器件并具有某种电路功能的集成电路；膜集成电路是在玻璃或陶瓷片等绝缘物体上，以“膜”的形式制作电阻、电容等无源器件。无源元件的数值范围可以作得很宽，精度可以作得很高。但目前的技术水平尚无法用“膜”的形式制作晶体二极管、三极管等有源器件，因而使膜集成电路的应用范围受到很大的限制。在实际应用中，多半是在无源膜电路上外加半导体集成电路或分立元件的二极管、三极管等有源器件，使之构成一个整体，这便是混合集成电路。根据膜的厚薄不同，膜集成电路又分为厚膜集成电路（膜厚为1μm～10μm）和薄膜集成电路（膜厚为1μm以下）两种。在家电维修和一般性电子制作过程中遇到的主要是半导体集成电路、厚膜电路及少量的混合集成电路。
按集成度高低不同，可分为小规模、中规模、大规模及超大规模集成电路四类。对模拟集成电路，由于工艺要求较高、电路又较复杂，所以一般认为集成50个以下元器件为小规模集成电路，集成50－100个元器件为中规模集成电路，集成100个以上的元器件为大规模集成电路；对数字集成电路，一般认为集成1～10等效门／片或10～100个元件／片为小规模集成电路，集成10～100个等效门／片或100～1000元件／片为中规模集成电路，集成100～10,000个等效门／片或1000～100,000个元件／片为大规模集成电路，集成10,000以上个等效门／片或100,000以上个元件／片为超大规模集成电路。
按导电类型不同，分为双极型集成电路和单极型集成电路两类。前者频率特性好，但功耗较大，而且制作工艺复杂，绝大多数模拟集成电路以及数字集成电路中的TTL、ECL、HTL、LSTTL、STTL型属于这一类。后者工作速度低，但输人阻抗高、功耗小、制作工艺简单、易于大规模集成，其主要产品为MOS型集成电路。MOS电路又分为NMOS、PMOS、CMOS型。
NMOS集成电路是在半导体硅片上，以N型沟道MOS器件构成的集成电路；参加导电的是电子。PMOS型是在半导体硅片上，以P型沟道MOS器件构成的集成电路；参加导电的是空穴。CMOS型是由NMOS晶体管和PMOS晶体管互补构成的集成电路称为互补型MOS集成电路，简写成CMOS集成电路。
除上面介绍的各类集成电路之外，现在又有许多专门用途的集成电路，称为专用集成电
路。
下面我们先介绍模拟集成电路中不同功能的电路。
1．集成运算放大器
集成运算放大器是一种高增益的直接耦合放大器，其内部包含数百个晶体管、电阻、电容，但体积只有一个小功率晶体管那么大，功耗也仅有几毫瓦至几百毫瓦，但功能很多。它通常由输人级、中间放大级和输出级三个基本部分构成。运算放大器除具有十、一输人端和输出端外，还有十、一电源供电端、外接补偿电路端、调零端、相位补偿端、公共接地端及其他附加端等。它的放大倍数取决于外接反馈电阻，这给使用带来很大方便。其种类有通用型运算放大器，比如uA709、5G922、FC1、FC31、F005、4E320、8FC2、SG006、BG305等；通用Ⅲ型有F748、F108、XFC81、F008、4E322等；低功耗放大器（UPC253、7XC4、5G26、F3078等）；低噪声运算放大器（如F5037、XFC88）；高速运算放大器（如国产型号有F715、F722、4E321、F318，国外的有uA702）；高压运算放大器（国产的有F1536、BG315、F143）；还有电流型、单电源、跨导型、静电型、程控型运算放大器等。
2．稳压集成电路
稳压集成电路又称集成稳压电源，其电路形式大多采用串联稳压方式。集成稳压器与分立元件稳压器相比，体积小，性能高、使用简便可靠。集成稳压器的种类有，多端可调式、三端可调式、三端固定式及单片开关式集成稳压
器。
多端可调集成稳压器精度高、价格低，但输出功率小，引出端多，给使用带来不方便。
多端可调式集成稳压器可根据需要加上相应的外接元件，组成限流和功率保护。国内外同类产品基本电路形式有区别，基本原理相似。国产的有W2系列、WB7系列、WA7系列、BG11等。
三端可调式输出集成稳压器精度高，输出电压纹波?。?一般输出电压为1.25V～35V或l.25V～35V连续可调。其型号有W117、W138、LM317、LM138、LMl96等型号。
三端固定输出集成稳压器是一种串联调整式稳压器，其电路只有输人、输出和公共3个引出端，使用方便。其型号有W78正电压系列、W79负电压系列。
开关式集成稳压器是新的一种稳压电源，其工作原理不同上述三种类型，它是由直流变交流再变直流的变换器，输出电压可调，效率很高。其型号有AN5900、HA17524等型号，广泛用于电视机、电子仪器等设备中。
3、音响集成电路
单响集成电路随着收音机、收录机、组合音响设备的发展而不断开发。对音响电路要求多功能、大功率和高保真度。比如一块单片收音机、录音机电路，就必须具有变频、检波。中放、低放、AGC、功放和稳压等电路。音响集成电路工艺技术不断发展，采用数字传输和处理，使音响系统的各项电声指标不断提高。比如，脉冲码调制录音机、CD唱机，能使信噪比和立体声分离度切变好，失真度减到最小。
音响集成电路按本身的电路功能分有，高、中频放大集成电路、功放集成电路、低噪前置放大集成电路、立体声解码集成电路、单片收音机、收录机集成电路。驱动集成电路及特殊功能集成电路。
高、中频放大器集成电路体积小而紧凑，自动增益高、控制特性好、失真小，在收音机、收录机中得到广泛应用。其中调幅集成电路的型号有FD304、SL1018、SL1018AM、TB1018等型号。调频集成电路有TA7303、TDA1576、LA1165、LA1210、TDA1062等型号。调幅、调频共用集成电路内设AM变频功能、AM检波功能、FM鉴频限幅功能。调频立体声接收机的专门用的立体声解码电路。后期（70年代以后）产品有LA3350、LA3361、HA11227、AN7140、BA1350、TA7343P等型号。单片集成电路已成为世界流行的一种单片音响集成电路。用单片收音机集成电路装配收音机其成本低，调试方便。其中ULN2204型AM收音机集成电路，功能齐全，能在3V～12V电压范围内工作。类似型号有HA12402、TA7613、ULN2204A型等。
特殊功能集成电路有显示驱动电路、电动机稳速电路、自动选曲电路及降噪电路等。
其中双列5点LED电平显示驱动集成电路可同时驱动10只发光二极管，它是高中档收录机、收音机、CD唱机等音响设备中，用来作音量指示、交直流电平指示、交直流电源电压指示的常用集成电路。比如，我国生产的SL322、SL325等型号，国外的LB1405、TA7666P型等。6、7、9点LED电平显示驱动集成电路的型号有SL326、SL327、LB1407、LB1409型等。
特殊功能的集成电路除上述外，还有自动选曲集成电路、降噪集成电路等。比如，有NE464、LM1101、LA2730、uPC1180、HA12045、HA12028等型号，有的电路型号具有一定的兼容性。
4．电视集成电路
电视机采用的集成电路种类繁多，型号也不统一，但有趋向单片机和两片机的高集成化发展。用于电视机的集成电路列举如下：
（1）伴音系统集成电路
电视伴音系统目前新动向，就是采用电视多重伴音系统，使用各种单片式或多块式电视双伴音信号处理集成电路。比如，用于彩色电视机伴音电路的BL5250型、BJ5250、DG5250型伴音中放、音频功放集成电路。该电路采用16引脚双列直插式，并附有散热片。D7176P、uPC1353C型伴音中放、限幅放大集成电路，具有高增益、直流工作点稳定、检波失真小、频响性能好、输出功率大等特点。uPC1353C型与AN1353型功能完全相同。其直流音量控制范围达80dB ，输出级电压范围为9V～18V，失真小于0.6% ，最大音频输出功率为1.2W～2.4W 。
用于伴音中放、功放的集成电路还有：D7176、TA7678AD、IX0052CE、IX0065CE、AN241P、CA3065、KA2101、LA1365、TA7176、KC583型等。
（2）行场扫描集成电路
行场扫描集成电路性能优于分立元件电路，并且有的集成扫描电路系统采用了数字自动同步电路，可得到稳定的场频信号，保证了隔行扫描的稳定性，可省掉“场同步”电位器调整，提高了自动化程度。比如， D7609P、LA1460、TA7609P、TB7609等型号，电路功能有：同步分离、场输出、场振荡、AFT、行振荡保护等。
D002（国产）、HA11669（国外）型电路，电路功能有行振荡、行激励；D004（国产）、KC581C（国外）型电路，主要功能是场振荡、场输出；D7242、TA7242P、KA2131、uPC1031Hz、LA1358、uPC1378h等型号，主要功能是场振荡、场输出，场激励；D103lHz、BG103lHz、LD1031Hz、uPC1031Hz型电路主要功能有：场振荡、场输出。
（3）图像中放、视放集成电路
早期的中频通道集成电路，是用三块集成电路分别完成中放、视频检波及AFT等功能。目前已出现把图像中放、视频，伴音中放，行场扫描三大系统压缩在一块芯片中的集成电路，使电路简化，给使用、调试带来更大方便。
该类集成电路有：D1366C、SF1366、uPC1366、CD003、HA1167、D7607AP、TA7607、AN5132、CD7680CD、HA1126D、HA11215A、TB7607、TA7611AP、LA1357N、AN5150 。
M51353 P等。
（4）彩色解码集成电路
彩色解码电路的功能是恢复彩色信号，使图像的颜色正常。早期的彩色解码集成电路是由几块电路完成，如国产的5G3108、5G314、7CD1、7CD2、7CD3等；后来采用单片式PAL制彩色解码集成电路，如TA7193AP／P、TA7644AP/P、IX02lCE、uPC1400c、M51338SP、M51393AP、IX0719CE、AN5625型等。其中的AN5625、uPC1400C等集成电路应用了数字滤波延时网络，有的把全部小信号处理集成到一块电路中，使电路体积减?。?δ芨??。
（5）电源集成电路
目前多数电视机的电源控制采用了集成电路，电路类型有开关型和串联型。
开关稳压电源控制的集成电路有：W2019、IR9494、NJM2048、AN5900型等；属于串联型直流稳压集成电路有：STR455、STR451、LA5110、LA5112、STR5404等型号。
（6）遥控集成电路
遥控集成电路分为遥控发射集成电路和遥控接收集成电路。比如，用于日立CEP－323D型彩电、福日HFC－323型彩电的集成电路为uPD1943G和LA7234型遥控集成电路。uPD1934G为遥控发射电路，发射红外光信号；LA7224为遥控接收集成电路。
uPD1943G为20引脚双引直插封装（也有22列扁平封装），其主要参数与特点如下：
①为CMOS电路，特点与M50119相似；
②电源电压为3V，电源电流为0.lmA～1mA；
③输出电流为13mA，功耗为0.25W；
④可配接4×8键，共32个控制功能。
M50142P和uPC1373H为一对遥控集成电路。
uPC1373H的主要参数与特点：
①电源电压为6V～14.4V 。
②电流变化范围为1.3mA～3.5mA；
③允许耗散功率为0.27W；
④主要特点、结构、引脚排列与LA7224相同；
⑤常在第4脚对地接一个150k电阻。
5．电子琴集成电路
电子琴集成电路有5G2208、5G001、5G002、CW93520、LM6402、M112、Z8611等型号，其外形只有小钮扣大小，内部含有振荡器、音符发生器、前置放大器等电路，能演奏22～61个基本音符。5G005型为音阶发生器，LM8071集成电路可作回响主音阶发生器，它是电子琴核心器件之一。M208是一种单片电子琴NMOS集成电路，内设短阵处理61琴键，并设可抗抖动电路。YM3812是一种新型电子琴专用音源集成电路。
6．CMO集成电路
在数字集成电路中，我们只介绍MOS数字集成电路中的CMOS电路。因为在一些小家电中，CMOS集成电路用得比较广泛。
（1）CMOS集成电路的特点
CMOS电路的结构、制作工艺不同于TTL电路，CMOS集成电路的功耗很低。一般小规模CMOS集成电路的静态平均功耗小于10uW，是各类实用电路中功耗最低的。比如
TTL集成电路的平均功耗为10mw是CMOS电路的10倍。但CMOS集成电路的动态功耗随工作频率的升高而增大。
CMOS电路的输入特性用输入电流和电容表示，由于电路的输入电阻很高，输入电路一般小于0.1uA；输入电容是各种杂散电容总和，一般在5pF左右。
CMOS电路的输出特性取决于输出线路形式和输出管的特性参数。大多数CMOS电路可用输出驱动电流、逻辑电平及状态转换时间来表示输出特性。
（2）CMOS集成电路的类型
CMOS电路的类型很多，但最常用的是门电路。
CMOS电路中的逻辑门有非门、与门、与非门、或非门、或门、异或门、异或非门，施密特触发门、缓冲器、驱动器等。
非门也称反相器，它是只有1个输入端和1个输出端的逻辑门。输人为高电平时，输出即为低电平；反之，输出为高电平。输出与输入总是反相或互补的。与门具有2个或2个以上输入端和1个输出端。当所有输人都是高电平时，输出也为高电平；只要有1个或互个以上输入低电平时，输出就为低电平。
与非门则是当输入端中有1个或1个以上是低电平时，输出为高电平；只有所有输入是高电平时，输出才是低电平。
或门具有1个或端，2个或2个以上的输入端。当所有输入为低电平时，输出才是低电平。如果有1个或1个以上输入是高电平，则其输出变相电平。或非门电路是当得入端都处于低电平时，其输出才呈现高电平；只要有1个或互个以上输入为高电平，输出即为低电平。
异或门电路有2个输入端，1个输出端。当2个输入端中只有一个是高电平时，输出则为高电平；当输入端都是低电平或都是高电平时，输出才是低电平。
异或门倒相就变为异或非门。异或非门也称作为“同或门” 。异或非门只有2个输入端，1个输出端，当2个输入端都是低电平或都是高电平时，输出为高电平；2个输入端只有1
个是高电平时，输出才是低电平。
最基本线路构成的门电路存在着抗干扰性能差和不对称等缺点。为了克服这些缺点，可以在输出或输入端附加反相器作为缓冲级；也可以输出或输入端同时都加反相器作为缓冲级。这样组成的门电路称为带缓冲器的门电路。
带缓冲输出的门电路输出端都是1个反相器，输出驱动能力仅由该输出级的管子特性决定，与各输入端所处逻辑状态无关。而不带缓冲器的门电路其输出驱动能力与输入状态有关。另一方面。带缓冲器的门电路的转移特性至少是由3级转移特性相乘的结果，因此转换区域窄，形状接近理想矩形，并且不随输入使用端数的情况而变化、加缓冲器的门电路，抗干扰性能提高10％电源电压。此外，带缓冲器的门电路还有输出波形对称、交流电压增益大、带宽窄、输入电容比较小等优点。不过，由于附加了缓冲级，也带来了一些缺点。例如传输延迟时间加大，因此，带缓冲器的门电路适宜用在高速电路系统中。
在数字电路中，由于TTL电路、CMOS电路、ECL电路等，它们的逻辑电平不同，当这些电路相互联接时，一定要进行电平转换，使各电路都工作在各自允许的电压工作范围内。
数字电路中的三态逻辑门，一般是指电路的输出端的状态可呈现三种输出阻态，或简称“三态输出”，这个状态通常用字母“Z”表示。
三状态电路在使用时的两状态特性与普通电路相同，而在禁止时的“Z”状态特性则取决于三态门电路的漏电流大小。
集成电路是二十世纪的人类最重要科技发明之一，它的发明标志着人类进入信息时代。集成电路工程是研究生层次的工程类专业，属于电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术等一级学科交叉领域。
程序语言迭代速度比数电、模电迭代速度快得多，对比国内内卷严重的互联网行业和金融行业，芯片行业门槛更高，其他行业从业人员很难中途加入，国产芯片设计厂商是不错的就业选择。
在集成电路专业被确立为一级学科之前，清华大学微电子研究所副所长，清华大学微电子与纳电子学系教授王志华曾接受媒体采访时表示， “以北京大学和清华大学为例，清华北大的本科生，每年就是不到一个班。
近期每年培养出的符合人才培养素质标准的本科学生有十到二十名，十年培养一百名到二百名。其他集成电路的兄弟院校培养的是百名的量级，十年是千名。现在全国几十所院校，满足不了集成电路行业的人才需求，人才培养总量，不乐观。产业人才的供给与产业发展的增速，不匹配。”