最新超大规模集成电路课程设计报告

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1、目录1．目的与任务……………………………………………………………………22.教学内容基要求………………………………………………………………23.设计的方法与计算分析………………………………………………………23.174HC139芯片简介……………………………………………………………33.2电路设计……………………………………………………………43.3功耗与延迟估算……………………………………………………………134.电路模拟………………………………………………………………………154.1直流分析……………………………………………

2、…………………164.2瞬态分析……………………………………………………………174.3功耗分析……………………………………………………………………195.版图设计…………………………………………………………………………215.1输入级的设计………………………………………………………………215.2内部反相器的设计…………………………………………………………215.3输入和输出缓冲门的设计……………………………………………………225.4内部逻辑门的设计…………………………………………………………225.5输出级的设计……………

3、………………………………………………235.6连接成总电路图……………………………………………………………245.3版图检查……………………………………………………………246.总图的整理………………………………………………………………………257.经验与体会…………………………………………………………………268.参考文献…………………………………………………………………………27附录A电路原理图总图（一半）……………………………………………………28附录B总电路版图（无焊盘）………………………………………………………29附录

4、C总电路版图（加焊盘）………………………………………………………30集成电路课程设计1.目的与任务本课程设计是《集成电路分析与设计基础》的实践课程，其主要目的是使学生在熟悉集成电路制造技术、半导体器件原理和集成电路分析与设计基础上，训练综合运用已掌握的知识，利用相关软件，初步熟悉和掌握集成电路芯片系统设计→电路设计及模拟→版图设计→版图验证等正向设计方法。2.教学内容基本要求2.1课程设计题目及要求器件名称：含两个2-4译码器的74HC139芯片要求电路性能指标：⑴可驱动10个LSTTL电路（相当于15pF电容负载）；⑵输出高电

5、平时，≤20uA,=4.4V;⑶输出低电平时，≤4mA，=0.4V⑷输出级充放电时间=，＜25ns；⑸工作电源5V，常温工作，工作频率=30MHZ，总功耗=15mW。2.2课程设计的内容1.功能分析及逻辑设计；2.电路设计及器件参数计算；3.估算功耗与延时；4.电路模拟与仿真；5.版图设计；6.版图检查：DRC与LVS；7.后仿真(选做)；8.版图数据提交。2.3课程设计的要求与数据1.独立完成设计74HC139芯片的全过程；2.设计时使用的工艺及设计规则：MOSIS:mhp_n05；3.根据所用的工艺，选取合理的模型库；4.选

6、用以lambda(λ)为单位的设计规则；5.全手工、层次化设计版图；6.达到指导书提出的设计指标要求。3.设计的方法与计算分析3.174HC139芯片简介74HC139是包含两个2线-4线译码器的高速CMOS数字电路集成芯片，能与TTL集成电路芯片兼容，它的管脚图如图3-1所示，其逻辑真值表如表3-1所示图3-174HC139管脚图表3-174HC139真值表由于74HC139芯片是由两个2-4译码器组成，两个译码器是独立的，所以，这里只分析其中一个译码器。由真值表可以看出，Cs为片选端，当其为0时，芯片正常工作，当其为1时，芯

7、片封锁。A1、A0为输入端，Y0-Y3为输出端，而且是低电平有效。分析其逻辑功能，可以得到逻辑表达式：由逻辑表达式可以得到的逻辑图如图3-2所示图3-274HC139逻辑图3.2电路设计本次电路设计采用的是m12_20.md模型的各参数。其参数如下：N管：=3.9×8.85×F/m=605.3P管：=3.9×8.85×F/m3.2.1输出级电路设计据要求，输出级等效电路如图3-3所示，输入Vi为前一级的输出，可认为是理想的输出，即=,=。图3-3输出级等效电路⑴输出级N管的计算当输入为高电平时，输出为低电平，N管导通，后级TTL

8、有较大的灌电流输入，要求≤4mA，=0.4V，依据MOS管的理想电流统一方程式：可以求出的值。其主要计算如下:==47.27≈48⑵输出级P管的计算当输入为低电平时，输出为高电平，P管导通。同时要求N管和P管的充放电时间，分别求出这两个条件下的极限值，然后取大者