1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實(shí)驗(yàn)3/4 反相器的特性 姓名： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 指導(dǎo)老師：1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解反相器的電路結(jié)構(gòu)和版圖結(jié)構(gòu)。2.理解反相器的開關(guān)閾值。3.理解反相器延時(shí)與電源和器件尺寸的關(guān)系。4.理解反相器鏈的延時(shí)與器件尺寸的關(guān)系。2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 畫出一個(gè)雙阱工藝反相器的版圖示意圖（不嚴(yán)格要求尺寸和比例關(guān)系，畫出阱、擴(kuò)散區(qū)、多晶柵極、柵接觸孔、源極漏極接觸孔、金屬即可）。2. 一個(gè)0.25um工藝的反相器，NMOS管的尺寸為L(zhǎng) = 0.250um，W = 0.375um；PMOS管的尺寸為L(zhǎng) = 0.250um，W = 1.125um。a) 電源為2.5V，從0到2.5V掃描輸入電

2、壓vin，觀察輸出電壓vout，找到開關(guān)閾值；b) 僅修改PMOS管的W = 2.750um，找到此時(shí)的開關(guān)閾值；c) 恢復(fù)PMOS管尺寸W = 1.125um，電源分別為2.5V、1.5V、1V，觀察和（50%到50%）；d) 修改PMOS管的W = 0.750um，電源為2.5V，觀察和（50%到50%）。3. 四個(gè)反相器級(jí)聯(lián)，所有的NMOS管的尺寸為L(zhǎng) = 0.250um，W = 0.375um；所有的PMOS管的L = 0.250um；電源為2.5V。a) 第一個(gè)反相器的PMOS管W = 1.125um，第二個(gè)反相器的PMOS管W = 1.875um，第三個(gè)反相器的PMOS管W = 3

3、.000um，第四個(gè)反相器的PMOS管W = 5.250um；b) 四個(gè)反相器的PMOS管均為W = 1.125um；c) 四個(gè)反相器的PMOS管均為W = 1.875um；d) 四個(gè)反相器的PMOS管均為W = 3.000um；觀察四種情況下反相器鏈的和。1、 雙阱工藝反相器的版圖示意圖雙阱工藝反相器的版圖示意圖如圖1.1所示圖1.1二、單個(gè)反相器2.1 電源為2.5V，從0到2.5V，仿真圖形如圖2.1圖2.1從圖2.1可以看出在上述條件下的開關(guān)閾值大約為：1.25V2.2 修改PMOS管的W = 2.750um，其他條件保持不變，此時(shí)的仿真波形如圖2.2.圖2.2從圖2.2可以看出在上述

4、條件下的開關(guān)閾值為1.42V2.3 恢復(fù)PMOS管尺寸W = 1.125um，電源分別為2.5V、1.5V、1V，此時(shí)的仿真波形分別如圖2.3，圖2.4以及圖2.5，其和分別如圖中的箭頭所示。圖2.3圖2.4圖2.52.4 修改PMOS管的W = 0.750um，電源為2.5V，此時(shí)的仿真波形如圖2.6圖2.6三、四個(gè)反相器級(jí)聯(lián)3.1 第一個(gè)反相器的PMOS管W = 1.125um，第二個(gè)反相器的PMOS管W = 1.875um，第三個(gè)反相器的PMOS管W = 3.000um，第四個(gè)反相器的PMOS管W = 5.250um，其實(shí)仿真圖形如圖3.1圖3.13.2 四個(gè)反相器的PMOS管均為W =

5、 1.125um，此時(shí)的仿真波形如圖3.2圖 3.23.3 四個(gè)反相器的PMOS管均為W = 1.875um，此時(shí)的仿真波形如圖3.3圖 3.33.4 四個(gè)反相器的PMOS管均為W = 3.000um，此時(shí)的仿真波形如圖3.4圖3.4四、結(jié)論 從圖3.1到圖3.4可以看出，隨著工藝尺寸的減小，反相器的延時(shí)也隨之變小。對(duì)比單個(gè)反相器和四個(gè)反相器級(jí)聯(lián)的情況我們可以發(fā)現(xiàn)，輸出電壓跳變變得陡峭，其和也比單個(gè)反相器要長(zhǎng)。同時(shí)可以看出，隨著電壓的下降，其和也隨之增大。附錄1、 單個(gè)反相器的程序*YBZC.LIB 'cmos25_level49.txt' TT*.MODEL n1 NMOS

6、LEVEL=3 THETA=0.4 .*.MODEL p1 PMOS LEVEL=3 .VDD VDD 0 2.5*VPULSE VIN 0 PULSE 0 5 2N 2N 2N 98N 200N*VSIN VIN 0 SIN(0 2.5 1xHZ)VIN VIN 0 0VGND GND 0 0M1 VOUT VIN VDD VDD pMOS L=0.25U W=1.125UM2 VOUT VIN GND GND nMOS L=0.25U W=0.375U.DC VIN 0 2.5 0.1*.TRAN 1N 0.25U.OPTION POST=PROBE.PROBE V(VIN) V(VOUT

7、).END 說明：根據(jù)題目要求不同，只需修改上訴參數(shù)的值即可二、四個(gè)反相器級(jí)聯(lián)的程序*YBZC*.MODEL n1 NMOS LEVEL=3 THETA=0.4 .*.MODEL p1 PMOS LEVEL=3 .*.PARAM WN=2U WP=2U LP=2U LN=2U.LIB 'cmos25_level49.txt' TTVDD VDD 0 2.5*VPULSE VIN 0 PULSE 0 5 2N 2N 2N 98N 200N*VSIN VIN 0 SIN(0 2.5 1xHZ)VIN VIN 0 0VGND GND 0 0M1 VOUT1 VIN VDD VDD p

8、MOS L=0.25U W=1.125UM2 VOUT1 VIN GND GND nMOS L=0.25U W=0.375UM3 VOUT2 VOUT1 VDD VDD pMOS L=0.25U W=1.125UM4 VOUT2 VOUT1 GND GND nMOS L=0.25U W=0.375UM5 VOUT3 VOUT2 VDD VDD pMOS L=0.25U W=1.125UM6 VOUT3 VOUT2 GND GND nMOS L=0.25U W=0.375UM7 VOUT VOUT3 VDD VDD pMOS L=0.25U W=1.125UM8 VOUT VOUT3 GND GND nMO