数字集成电路设计实验报告

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1、哈尔滨理工大学数字集成电路设计实验报告学院：应用科学学院专业班级：电科12-1班学号：1207010132姓名：周龙指导教师：刘倩2015年5月20日实验一、反相器版图设计1.实验目的1）、熟悉mos晶体管版图结构及绘制步骤；2）、熟悉反相器版图结构及版图仿真；2.实验内容1）绘制PMOS布局图；2）绘制NMOS布局图；3）绘制反相器布局图并仿真；3.实验步骤1、绘制PMOS布局图：(1)绘制NWell图层；(2)绘制Active图层；(3)绘制PSelect图层；(4)绘制Poly图层；(5)绘制Acti

2、veContact图层；(6)绘制Metal1图层；(7)设计规则检查；(8)检查错误；(9)修改错误；(10)截面观察；2、绘制NMOS布局图：(1)新增NMOS组件；(2)编辑NMOS组件；(3)设计导览；3、绘制反相器布局图：(1)取代设定；(2)编辑组件；(3)坐标设定；(4)复制组件；(5)引用nmos组件；(6)引用pmos组件；(7)设计规则检查；(8)新增PMOS基板节点组件；(9)编辑PMOS基板节点组件；(10)新增NMOS基板接触点；(11)编辑NMOS基板节点组件；(12)引用Bas

3、econtactp组件；(13)引用Basecontactn组件；(14)连接闸极Poly；(15)连接汲极；(16)绘制电源线；(17)标出Vdd与GND节点；(18)连接电源与接触点；(19)加入输入端口；(20)加入输出端口；(21)更改组件名称；(22)将布局图转化成T-Spice文件；(23)T-Spice模拟；4.实验结果4.1nmos版图4.2pmos版图4.3反相器的版图4.4反相器的spice文件4.5反相器的仿真曲线5.实验结论通过对仿真曲线的分析，当输入为高电平时，输出为低电平；当输入

4、为低电平时，输出为高电平。所以通过版图仿真曲线的分析，我们所绘制的版图具有反相器的功能。实验二、反相器的电路设计1.实验目的：1、熟悉静态互补反相器电路；2、掌握反相器静态及瞬态测试方法；3、了解晶体管尺寸大小对反相器性能的影响。2.实验内容：1、绘制反相器电路图；2、反相器瞬时分析；3、反相器直流分析；4、观察晶体管宽长比对VTC曲线的影响；5、观察电源电压比对VTC曲线的影响。3.实验步骤：1、绘制反相器电路图：(1)编辑模块；(2)从组件库引用模块；(3)编辑反相器；(4)加入联机；(5)加入输入端口

5、与输出端口；(6)建立反相器符号；(7)加入输入端口与输出端口；(8)更改模块名称；(9)输出成SPICE文件；2、反相器瞬时分析：(l)复制inv模块；（2）打开inv模块；(3)加入工作电源；(4)加入输入信号；(5)更改模块名称；（6）输出成SPICE文件（7）加载包含文件；(8)分析设定（9）输出设定；(10)进行模拟；(11)观看结果；(12)分析结果；(13)时间分析；(14)进行模拟；(15)观看时间分析结果；（16）测试上升时间（tr）、从输入到输出的延迟（tpHL，tpLH），并手工计算反

6、相器的门延迟tp。（17）选中反相器当中的nmos或者pmos晶体管，选择Edit---EditObject命令，按（18）中的要求修改Properties中晶体管的宽度W，保存后重新进行反相器的瞬态分析，并测量输出的下降延迟（tf）、上升时间（tr）、从输入到输出的延迟（tpHL，tpLH），并计算反相器的门延迟tp。观察晶体管大小改变后对延迟的影响。另：晶体管的宽度W也可以在inv_tran.sp文件中直接改变M1或者M2描述语句中W后的数值。（18）晶体管宽度W修改要求：示例中nmos晶体管M1和pm

7、os晶体管M2大小相同，长L=2，宽W=22。修改时要求（I）修改pmos晶体管M2的宽度，nmos晶体管M1大小保持不变，使得M1M2。3、反相器直流分析：(1)复制inv模块；(2)打开inv模块；(3)加入工作电源；(4)加入输入信号（5）更改模块名称；（6）编辑Sourcevdc对象；(7)输出成SPICE文件；(8)加载包含文件；(9)分析设定；(10)输出设定；(11)进行模拟；（12）观看结果；4、观察晶体

8、管宽长比对VTC曲线的影响：选中反相器当中的nmos或者pmos晶体管，选择Edit---EditObject命令，按要求修改Properties中晶体管的宽度W，保存后重新进行反相器的扫描分析，观察晶体管大小改变后对VTC曲线的影响。另：晶体管的宽度W也可以在inv_tran.sp文件中直接改变M1或者M2描述语句中W后的数值。晶体管宽度W修改要求：示例中nmos晶体管M1和pmos晶体管M2大小相同，长L=2