數(shù)字集成電路基本單元與版-展示頁
2025-05-09 23:56本頁面
【正文】 +Vtp 與 B區(qū)情況相反 ， PMOS導(dǎo)通 ，處于飽和區(qū) ， 等效一個電流源 ： NMOS強(qiáng)導(dǎo)通，等效于非線性電阻 反相器轉(zhuǎn)移特性 (續(xù) 6) PMOS截止 ， NMOS導(dǎo)通 。 反相器轉(zhuǎn)移特性 (續(xù) 3) 11 22= ( ) = ( )22pndsn i tn dsp i dd tpI V V I V V V?? ??C區(qū)： Vi ? 189。 CMOS反相器的轉(zhuǎn)移 特性 8 Vi Vtn 截止 Vi Vtn 導(dǎo)通 Vi Vdd |Vtp| 截止 Vi Vdd |Vtp| 導(dǎo)通 NMOS： PMOS： PMOS視為 NMOS的負(fù)載，可以像作負(fù)載線一樣，把 PMOS的特性作在 NMOS的特性曲線上 整個工作區(qū) 分為五個區(qū)域 A B C D E CMOS反相器的 轉(zhuǎn)移特性 (續(xù) 1) 9 A區(qū)： 0? Vi? Vtn NMOS截止 Idsn = 0 PMOS導(dǎo)通 Vdsn = Vdd Vdsp = 0 反相器 轉(zhuǎn)移特性 (續(xù) 2) 10 2= ( )2nd s n i tnI V V?nnno x nWtL??? ?p1= [ ( ) ( ) ( ) ]2s d p i d d t n o d d o d dI V V V V V V V?pppo x pWtL??? ?B區(qū)： Vtn ? Vi? 189。 ? NMOS的源極接地 ， 漏極接高電位； ? PMOS的源極接 Vdd， 漏極接低電位 。集成電路設(shè)計基礎(chǔ) 第九章 數(shù)字集成電路基本單元 華南理工大學(xué) 電子與信息學(xué)院 廣州集成電路設(shè)計中心 殷瑞祥 教授 第九章 數(shù)字集成電路基本單元與版圖 TTL基本電路 CMOS基本門電路及版圖實現(xiàn) 數(shù)字電路標(biāo)準(zhǔn)單元庫設(shè)計 焊盤輸入輸出單元 了解 CMOS存儲器 2 TTL基本電路 3 TTL反相器 Rb 1T1T2T3T4G N DD負(fù)載＋－v0Re 2Rc 2Rc 4υ1＋－VC C（ 5 V ）4 Rb 1T1T2T3T4G N DDRe 2Rc 2Rc 4VC CABCABC（ a ） （ b ）CBAL ???amp。L具有多發(fā)射極晶體管的 3輸入端與非門電路 與非門電路 5 R1 AT1 AT2 AT3T4G N DDRe 2R2R4VC CR1 BT1 BT2 BG N DBALABBAL ??≥ 1（ a ）（ b ）TTL或非門 第九章 數(shù)字集成電路基本單元與版圖 TTL基本電路 CMOS基本門電路及版圖實現(xiàn) 數(shù)字電路標(biāo)準(zhǔn)單元庫設(shè)計 焊盤輸入輸出單元 了解 CMOS存儲器 6 CMOS反相器 7 ? NMOS和 PMOS的襯底分開 ? NMOS的襯底接最低電位 ——地 ， ? PMOS的襯底接最高電位 ——Vdd。 輸入信號 Vi加在兩管 g和 s之間，由于 NMOS的 s接地， PMOS的 s接 Vdd，所以 Vi對兩管參考電位不同。 Vdd ? NMOS飽和導(dǎo)通， 等效為電流源 NMOS平方率跨導(dǎo)因子 PMOS平方率 跨導(dǎo)因子 ? PMOS等效為 非線性電阻 在 Idsn的驅(qū)動下 ， Vdsn自 Vdd下降 , |Vdsp|自 0V開始上升 。 Vdd NMOS導(dǎo)通 ， 處于飽和區(qū)； PMOS也導(dǎo)通 ， 處于飽和區(qū)； 均等效于一個電流源 。 Vdsn = 0 |Vdsp| = Vdd Idsp = 0 與 A區(qū)相反 14 E區(qū)： Vi ? Vdd +Vtp 反相器轉(zhuǎn)移特性 (續(xù) 7) 15 CMOS反相器的轉(zhuǎn)移特性和穩(wěn)態(tài)支路電流 A B C D E V i 0 tnV2ddV dd tpVV?ddVddVOVdsnI反相器轉(zhuǎn)移特性 (續(xù) 8) PMOS和 NMOS在 5個區(qū)域中的定性導(dǎo)電特性。 脈沖信號參數(shù)定義 上升時間 tr Vo=10%Vomax?Vo=90%Vomax 下降時間 tf Vo=90%Vomax?Vo=10%Vomax 延遲時間 td Vi=50%Vimax?Vo=50%Vomax 17 NMOS和 PMOS源 、 漏極間電壓的變化過程為： Vdsn： 0?Vdd |Vdsp|： Vdd?0 ， 即 1?2?3?原點 18 CMOS反相器的瞬態(tài)特性 (續(xù) 1) Vi從 1到 0 CL充電 考慮到上拉管導(dǎo)通時先為飽和狀態(tài)而后為非飽和狀態(tài) ， 輸出脈沖上升時間可分為兩段來計算 。 21 CMOS反相器的瞬態(tài)特性 (續(xù) 4) Vi從 0到 1 CL放電 22 ? ? 212 on d d tn L dVV V C dt?? ? ?? ?? ?? ?1 2 0 .12 d d tnddVV L d d tnLfo Vn d d tn n d d tnC V VCt d VV V V V??? ??????CMOS反相器的瞬態(tài)特性 (續(xù) 5) 飽和狀態(tài) 假定 VC(0?)=Vdd，恒流放電時間段 非飽和狀態(tài) ? ? 212 on d s t n d s d s L dVV V V V C dt? ??? ? ? ?????? ?0. 12212ddd d tnV oLf VVndd tn o odVCtV V V V???????? ?1 9 2 0ln d d tnLn d d tn d dVVCV V V??? ????? ??tf = tf1 + tf2 反相器電路圖到符號電路版圖的轉(zhuǎn)換 （ a）電路圖 （ b）漏極連線， （ c）電源與地線連線 （
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