CMOS门电路的线路图设计与仿真.docx
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CMOS门电路的线路图设计与仿真
项目编号
ItemNo.
IC设计技术-2
项目名称
Item
CMOS门电路的线路图设计与仿真
课程名称
Course
集成电路设计技术
参考书
Reference
集成电路设计与布局
实战指导
电路newa
电路newb
5.CMOS三输入与非门
6.CMOS三输入或非门
7.试设计CMOS与或非门。
电路的逻辑功能为
8.试设计CMOS或与非门。
电路的逻辑功能为
课程名称
Course
集成电路设计技术
参考书
Reference
集成电路设计与布局
实战指导
目的
Objective
1.掌握在S-EDIT中进行IC线路设计与方法;
2.掌握CMOS门电路设计的尺寸选择规则;
3.掌握PMOS管、NMOS管的串并联规则;
4.掌握利用T-SPICE进行电路直流和瞬时仿真的方法与步骤;
5.学习对电路时序图的理解。
内容(方法、步骤、要求或考核标准及所需工具、设备等)
一、实训设备与工具
1.PVI计算机一台;
2.TannerPro集成电路设计软件
二、实训方法、步骤与要求
1.CMOS门电路的线路图设计
1)进入S-EDIT程序
2)打开CMOS反相器模块
3)复制为新的设计模块newa或newb
4)将电路中的N管和P管分别进行复制,即每个门电路中有2个NMOS管和2个PMOS管
5)进行电路newa的连接:
①对于newa,2个NMOS管串联,而2个PMOS管并联;
②将PMOS管和NMOS管栅-栅对应相连,作为电路的输入,电路有两个输入端;
③将串联N管和并联P管的漏-漏相连,作为电路的输出;
④将串联N管的源接地,并联P管的源接电源电压;
⑤妥善处置好电路中所有MOS管的衬底。
6)进行电路newb的连接:
①对于newb,2个NMOS管并联,而2个PMOS管串联;
②将PMOS管和NMOS管栅-栅对应相连,作为电路的输入,电路有两个输入端;
③将并联N管和串联P管的漏-漏相连,作为电路的输出;
④将并联N管的源接地,串联P管的源接电源电压;
⑤妥善处置好电路中所有MOS管的衬底。
7)妥善设置每个MOS管的尺寸
原则是等效的CMOS倒相器的尺寸,与标准CMOS倒相器尺寸匹配。
2.对电路newa和newb分析模拟
1)进入T-SPICE程序
2)加载包含文件,即引用1.25um的CMOS流程组件模型文件“ml2_125.md”
3)设定电源电压:
EditInsertCommandVoltageSourceConstant,恒定电压加在电路的电源电压和地之间
4)设定输入信号:
EditInsertCommandVoltageSourcePulse
需要对电路的两个输入端设置脉冲信号,两路脉冲信号的频率应当不同,一路是另一路的一倍为妥当,这样可以在最短的时间周期内,观测到所有可能信号
5)分析设定:
EditInsertCommandAnalysisTransient
6)输出设定:
EditInsertCommandOutputTransientResults
7)进行瞬时模拟
8)观察分析电路的瞬时分析结果
3.根据仿真结果,确定电路的功能,并牢记CMOS门电路构造电路的规则:
对于NMOS管,串与并或
对于PMOS管,并与串或
4.CMOS门电路的线路结构如下图所示
图1CMOSnewa门电路的线路结构图
图2CMOSnewb门电路的线路结构图
5.试设计CMOS三输入与非门。
(1)注意各MOS管尺寸选择;
(2)注意电路的输入和输出端连接;
(3)注意各MOS管衬底的连接。
6.试设计CMOS三输入或非门。
(1)注意各MOS管尺寸选择;
(2)注意电路的输入和输出端连接;
(3)注意各MOS管衬底的连接。
7.试设计CMOS与或非门。
电路的逻辑功能为
(1)注意各MOS管尺寸选择;
(2)注意NMOS管和PMOS管的串并联关系;
(3)注意电路的输入和输出端连接;
(4)注意各MOS管衬底的连接。
8.试设计CMOS或与非门。
电路的逻辑功能为
(1)注意各MOS管尺寸选择;
(2)注意NMOS管和PMOS管的串并联关系;
(3)注意电路的输入和输出端连接;
(4)注意各MOS管衬底的连接。