mos反向器ppt課件(存儲版)
【正文】 入時(shí)，輸出低電平 VOL，負(fù)載管 柵極電平為： VGL0=VDDVTE 自舉電容 CB兩端電壓： VGSL＝ VDDVTEVL 輸入電平由高變低時(shí)， CB兩端電壓不能突變 ，負(fù)載管刪壓 VGL隨輸出電壓一起升高，這就 是 自舉效應(yīng) 。 tf=?（公式 ） 兩部分組成： 1）：電容電壓 Vo從 VDDVTN所需時(shí)間 2）：電容電壓 Vo從 VDDVTN下降到 與下降時(shí)間類似 功耗 分為： 1）靜態(tài)功耗 PD CMOS反相器靜態(tài)功耗幾乎為零 2）動態(tài)功耗 PS ，動態(tài)功耗又可分為： 開關(guān)的瞬態(tài)電流造成的功耗 PA 負(fù)載電容的充電放電造成的功耗 PT 靜態(tài)內(nèi)部反相器的設(shè)計(jì) 靜態(tài) CMOS反相器的設(shè)計(jì)： 1）對稱波形設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 要求 kp=kn 2）準(zhǔn)對稱波形設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 要求 kp與 kn滿足一定的比例 動態(tài)反相器 D ф D和 Ф同時(shí)為 1， M1,M2同時(shí)導(dǎo)通 Y的值為 M1,M2的寬長比決定的地 電平 VOL值 Ф1 Ф2 D Ф1 和 Ф2是兩個(gè)互不重迭的時(shí)鐘 Ф1叫預(yù)充時(shí)鐘 Ф2叫求值時(shí)鐘 按比例縮小理論 分為 CE理論， CV理論， QCV理論 CE理論（恒定電場理論） 基本特點(diǎn)：器件尺寸，電源電壓縮小為 1/α倍 襯底濃度增加為原來的 α倍。 上升時(shí)間 tr：波形從它的穩(wěn)態(tài)值的 10％上升到90％所需時(shí)間。 有比反相器： P113 無比反相器： P113 負(fù)載 驅(qū)動管 MOS靜態(tài)反相器的 一般結(jié)構(gòu) NMOS反相器 NMOS反相器簡介： NMOS反相器 V ddV0V ssViMlMe飽和增強(qiáng)型負(fù)載 NMOS反相器 ＝ 教材中的增強(qiáng)型 NMOS管 M1 M1 M2 M1工作狀態(tài) ? 222 ()D D D T ou tI K V V V? ? ?ou t DD TV V V?? 2 0DI ?飽和增強(qiáng)型負(fù)載 NMOS反相器 Vi為低電平時(shí)，根據(jù) M1 M2 可知，當(dāng) 時(shí) ， 其輸出高壓比電源 VDD少了一個(gè)閾值電壓 : 這就叫閾值損失。 （ 3）當(dāng) VDSVGSVTH時(shí)，溝道上的電壓降（ VGSVTH）基本保持不變，由于溝道電阻 Rc正比于溝道長度 L，而 Leff=L?L變化不大， Rc基本不變。 可以證明： 是多晶硅刪和襯底間的功函數(shù)差 q是電子電荷， Nsub是襯底參雜濃度， Φdep是耗盡區(qū)電荷， Cox是單位面積 刪氧化層電容 是半導(dǎo)體襯底費(fèi)米勢 影響閾值電壓的因素： 1）刪電極材料 2）刪氧化層質(zhì)量，厚度 3）襯底參雜濃度 PMOS導(dǎo)通現(xiàn)象類似于 NMOS，但其所有極性都相反 首先，分析一個(gè)載有電流 I的半導(dǎo)體棒： 沿電流方向的電荷密度是 Qd（ C/m） ,電荷移動速度是 v（ m/s） 源和漏等壓時(shí)的溝道電荷 其次，考慮源和漏都接地的 NMOS，反型層中的電荷密度是多少？ 我們認(rèn)為 VGS＝ VTH時(shí)開始反型，所以 VGS≥VTH時(shí)，溝道中電荷密度（單位長度 電荷），其值等于： 源和漏不等電壓時(shí)的溝道電荷 當(dāng)漏極電壓大于 0時(shí)，溝道電勢將從源極的 0V變到漏極的 VD，刪于溝道之間的 局部電勢差將從 VG變到 VG－ VD，因此沿溝道的電荷密度表示為： V（ x）為 X點(diǎn)的溝道電勢。器件的有效作用就發(fā)生在刪氧化層下的襯底
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