《MOS管反相器》PPT课件

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1、集成电路设计导论云南大学信息学院电子工程系梁竹关第一部分理论课第一章绪言1．1集成电路的发展1．2集成电路分类1．3集成电路设计第二章MOS晶体管2．1MOS晶体管结构2．2MOS晶体管工作原理2．3MOS晶体管的电流电压关系2．4MOS晶体管主要特性参数2．5MOS晶体管的SPICE模型第三章MOS管反相器3．1引言3．2NMOS管反相器3．3CMOS反相器3．4动态反相器3．5延迟3．6功耗第四章半导体集成电路基本加工工艺与设计规则4.1引言4.2集成电路基本加工工艺4.3CMOS工艺流程4.4设计规则4.5CMOS反相器的闩锁效应4.6版图设计第

2、五章MOS管数字集成电路基本逻辑单元设计5.1NMOS管逻辑电路5.2静态CMOS逻辑电路5.3MOS管改进型逻辑电路5.4MOS管传输逻辑电路5.5触发器5.6移位寄存器5.7输入输出（I/O）单元第六章MOS管数字集成电路子系统设计6.1引言6.2加法器6.3乘法器6.4存储器6.5PLA第七章MOS管模拟集成电路设计基础7.1引言7.2MOS管模拟集成电路中的基本元器件7.3MOS模拟集成电路基本单元7.4MOS管模拟集成电路版图设计第八章集成电路的测试与可测性设计8.1引言8.2模拟集成电路测试8.3数字集成电路测试8.4数字集成电路的可测性测

3、试第二部分实验课1、数字集成电路（1）不同负载反相器的仿真比较；（2）静态CMOS逻辑门电路仿真分析；（3）设计CMOS反相器版图；（4）设计D触发器及其版图；（5）设计模16的计数器及其版图（可选）。2、模拟集成电路设计一个MOS放大电路（可选）。章次题目教学时数第一章绪言2学时第二章MOS晶体管4学时第三章MOS管反相器6学时第四章半导体集成电路基本加工工艺与设计规则6学时第五章MOS管数字集成电路基本逻辑单元设计4学时第六章MOS管数字集成电路子系统设计4学时第七章MOS管模拟集成电路设计基础6学时第八章集成电路的测试与可测性设计4学时总计36学

4、时教学进度表参考文献[1]王志功，景为平，孙玲.集成电路设计技术与工具.南京：东南大学出版社，2007年7月（国家级规划教材）.[2]（美）R.JacobBaker,HarryW.Li,DavidE.Boyce.CMOSCircuitDesign,LayoutandSimulation.北京：机械工业出版社，2006.[3]陈中建主译.CMOS电路设计、布局与仿真.北京：机械工业出版社，2006.[4]（美）WayneWolf.ModernVLSIDesignSystemonSilicon.北京：科学出版社，2002.[5]朱正涌.半导体集成电路.北京

5、：清华大学出版社，2001.[6]王志功，沈永朝.《集成电路设计基础》电子工业出版社，2004年5月（21世纪高等学校电子信息类教材）.反相器是构成逻辑电路的一个基本要素，无论是对于恢复逻辑电平的电路、与非门及或非门电路，还是对于各种形式的时序电路以及存储器电路，它都是需要的。MOS管反相器分为静态反相器和动态反相器两种结构形式。静态反相器是动态反相器发展的基础，通过分析各种静态反相器的特点，才能充分利用各种静态反相器性能优势，在其基础上发展和应用动态反相器。本章从静态反相器入手，首先分析了各种静态反相器的电路结构特点、直流特性、延迟和功耗，然后分析了

6、动态反相器的电路结构特点、工作特性等。第三章MOS管反相器3.1引言反相器是这样的电路，当其输入信号为高电平时，其输出为低电平，而当其输入信号为低电平，其输出则为高电平。反相器在电路中的表示符号如图3.1.1所示。图3.1.1反相器符号图3.1.2反相器结构3.2NMOS管负载反相器3.2.1增强型NMOS管负载反相器1、负载NMOS管工作于饱和区的反相器（a）电路（b）电压转移特性图3.2.1饱和区增强型负载NMOS管反相器2、负载NMOS管工作于线性电阻区（a）电路（b）电压转移特性图3.2.2线性区增强型负载NMOS管反相器3.2.2耗尽型负载N

7、MOS管反相器（a）电路（b）电压转移特性图3.2.3耗尽型负载NMOS管反相器3.3CMOS反相器3.3.1CMOS反相器结构特点（a）电路3.3.2CMOS反相器直流特性（b）转移特性图3.3.1CMOS反相器（c）电流的变化3.4动态反相器图3.4.1动态反相器3.4.1动态有比反相器3.4.2动态无比反相器图3.4.2动态无比反相器3.5延迟（a）反相器（b）输入从逻辑0跳变到逻辑1（c）输入从逻辑1跳变到逻辑图3.5.1反相器产生延迟图3.5.2两级CMOS反相器级联（a）充电模型（b）放电模型图3.5.3延迟模型（a）充电过程图3.5.4主

8、要电阻和电容来源（b）放电过程3.6功耗CMOS反相器的耗功P由两部分组成，（1）静态功耗，即