集成電路課程設(shè)計(cmos二輸入與門)-展示頁
2025-01-27 15:54本頁面
【正文】 五、版圖設(shè)計由于LEdit軟件在進行電路版圖設(shè)計之前首先得進行元器件版圖的設(shè)計，而在本次電路中用到的元器件有PMOS管和NMOS管，所以在畫與門版圖之前首先要先繪制好PMOS管和NMOS管的版圖。這樣又調(diào)出了Pspice的界面，再點擊來加入觀測波形，如下圖15中所示： 圖13最后出現(xiàn)的A輸入端的波形如下圖14中所示：圖14最后為了同時觀測到A、B輸入端和輸出端Q的波形，還能點擊Plot菜單下的Add Plot to Window命令來增加窗口顯示的波形，最后加入B輸入口和Q輸出口后的波形如下圖15中所示：圖15從圖中可以看到只有當(dāng)A端口和B端口同時為高電平時輸出口Q才為高電平，否則輸出口Q一直為低電平，波形顯示出電路符合與門電路的功能，即Q=AB。完成之后點確定。然而本次我們做的是門電路，輸入輸出信號都是電平信號，研究的是輸入輸出信號隨時間的變化關(guān)系，所以只需要做瞬態(tài)分析就行了。從組件庫引用模塊:編輯反相器電路會利用到NMOS, PMOS, Vdd 與Gnd 這4 個模塊，所以要從組件庫中復(fù)制NMOS, PMOS, Vdd 與Gnd 這4 個模塊到文件，并在PAGE1編輯畫面中引用。設(shè)計電路圖如下圖8所示：圖8與門電路的邏輯符號和真值表如上文的圖1中所示。二輸入與非門的輸出即為反相器的輸入，A、B輸入端連到一個N溝道和一個P溝道MOS管的柵極，輸出極Q為反相器的輸出端。由以上分析可知，該電路實現(xiàn)了邏輯與非功能，即Y=。當(dāng)兩個輸入中有一個或一個以上為低電平“0”時，與低電平相連接的NMOS管仍截止，而PMOS管導(dǎo)通，使輸出Y為高電平，只有當(dāng)兩個輸入端同時為高電平“1”時，TT4管均導(dǎo)通，TT3管都截止，輸出Y為低電平。設(shè)計電路圖如下圖7所示：圖7二輸入與非門電路的邏輯符號和真值表如下圖8所示：圖8 A B Q 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0每個輸入端連到一個N溝道和一個P溝道MOS管的柵極。（6）邏輯擺幅大（低電平0V，高電平VDDCMOS電路可以帶50個同類門以上。多數(shù)CMOS電路可在3～18V的電源電壓范圍內(nèi)正常工作。（2）抗干擾能力很強。CMOS電路靜態(tài)電流很小，約為納安數(shù)量級。圖5 CMOS反相器的高電平輸出狀態(tài) 圖6 低電平輸入特性還有就是CMOS電路的優(yōu)點:低電平輸出特性當(dāng)輸出為低電平時，即v0=VOL時，反相器的P溝道管截止、N溝道管導(dǎo)通，工作狀態(tài)如圖3所示，低電平輸入特性如圖4所示。=當(dāng)Ui=VDD,VTN導(dǎo)通,VTP截止,UoCMOS的電路圖如下圖2所示.圖2當(dāng)Ui=UIH若輸入IN為高電平，則N管導(dǎo)通，P管截止，輸出OUT為低電平。本次設(shè)計就是用一個二輸入與非門加一個非門從而實現(xiàn)了二輸入與門的功能。二、設(shè)計原理二輸入與門有兩個輸入端A和B以及一個輸出端Q，只有當(dāng)A端和B端同時為高電平時輸出才為高電平，否則輸出都為低電平，即Q=AB。內(nèi)容：用Cadence軟件進行電路原理圖的繪制，生成網(wǎng)絡(luò)表并進行交直流分析及瞬態(tài)分析。 （4）壓縮 是布線完成后的優(yōu)化處理過程，他試圖進一步減小芯片的面積。 （2）版圖 規(guī)劃和布局是為了每個模塊和整個芯片選擇一個好的布圖方案。很多集成電路的設(shè)計軟件都有設(shè)計版圖的功能，LEdit軟件的的版圖設(shè)計軟件幫助設(shè)計者在圖形方式下繪制版圖。設(shè)計者只有得到了廠家提供的規(guī)則以后，才能開始設(shè)計。版圖的設(shè)計有特定的規(guī)則，這些規(guī)則是集成電路制造廠家根據(jù)自己的工藝特點而制定的。版圖(Layout)是集成電路設(shè)計者將設(shè)計并模擬優(yōu)化后的電路轉(zhuǎn)化成的一系列幾何圖形，包含了集成電路尺寸大小、各層拓?fù)涠x等有關(guān)器件的所有物理信息。然而在數(shù)字集成電路中CMOS門電路的制作是非常重要的。而在數(shù)字集成電路中應(yīng)用最廣泛的就是CMOS集成電路，CMOS集成電路出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代后期，隨著其制造工藝的不斷進步，CMOS電路逐漸成為當(dāng)前集成電路的主流產(chǎn)品。另一種是數(shù)字集成電路。集成電路有兩種。隨著全球信息化、網(wǎng)絡(luò)化和知識經(jīng)濟浪潮的到來，集成電路產(chǎn)業(yè)的地位越來越重要，它已成為事關(guān)國民經(jīng)濟、國防建設(shè)、人民生活和信息安全的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。關(guān)鍵詞：CMOS門電路、與非門、非門、與門AbstractGate is a basic logic unit constitute a plex digital circuit, the CMOS gate as one of the most widely used gate, grasp the logic function and electrical characteristic of CMOS gate, for the correct use of digital integrated circuit is very necessary. CMOS gate is a metal oxide semiconductor field effect transistor as switch integrated circuit of the device. With TTL gate circuit, finalize the design product in CMOS gate (gate) in the inverter, and gate, or gate, nand gate, or gate, and the nor gate and xor gate of several mon types. Despite their different logic functions, but the input, the output circuit structure form are basically the same.Keywords: CMOS gate, NAND gate, NOT gate, AND gate 緒論隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，使得科學(xué)技術(shù)已融入到社會生活中每一個方面。與TTL門電路相仿，在CMOS門電路的定型產(chǎn)品中有反相器（非門）、與門、或門、與非門、或非門、與或非門和異或門幾種常見的類型。指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月
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