半导体集成线路4章-1.MOS反相器

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1、半导体集成电路什么是反相器？输出=3.3v3.3V输入=0v输入=3.3v输出=0v3.3V电流OUTPUTINPUT0110OUTPUTINPUTINPUTOUTPUT10/5/2021由PMOS和NMOS所组成的互补型电路叫做CMOSC：complementaryCMOS反相器典型CMOS版图CMOS反相器的基本特性反相器中MOS的工作区域电压传输特性VCTVCT详解：VCT详解：VCT详解：器件参数对直流特性的影响直流转移特性反相器的直流噪声容限噪声抑制与噪声容限VOHVOLVILVOHVIHVOL噪声最大允许电压噪声最小允许电压10

2、/5/2021噪声容限（NoiseMargin）噪声容限的定义噪声容限的定义数字电路的可恢复逻辑特性TransitPerformance直流特性和瞬态特性比较直流特性有助于我们理解反相器中器件的工作状态和电路的噪声特性瞬态特性，即输入信号随着时间变化过程中，输出信号的变化情况瞬态特性决定着电路的速度上升时间和下降时间的定义n分析上升时间的等效电路推导CMOS反相器的上升时间上升过程充电电流的变化分析下降时间的等效电路反相器的传输延迟时间电路的工作速度取决于传输延迟时间定义：输入信号变化50％到输出信号变化50％的时间根据输出信号情况，分为上

3、升延迟和下降延迟时间传输延迟时间：阶跃输入输入信号变化50％到输出信号变化50％的时间传输延迟：非阶跃输入近似CMOS反相器的负载电容电路的最高工作频率环形振荡器及其频率用环形振荡器测量传输延迟时间：环形振荡器及其频率CMOS反相器的设计反相器的噪声容限反相器的噪声容限反相器的速度反相器的面积反相器的功耗对反相器的设计，就是在给定的工艺条件下，对反相器的噪声容限、速度、面积等因素综合考虑后，得到Wp和Wn。对称反相器具有最大的噪声容限和相等的上升和下降延迟，因此，在没有具体设计要求情况下是相对优化的设计。反相器的设计——综合反相器设计例题：

4、采用0.6μm工艺求解过程：上升时间--PMOS求解过程：下降时间—NMOS（类似PMOS的）解题思路：-1.上升/下降时间公式和阈值电压；-2.上升/下降时间常数；-3.PMOS/NMOS的K因子；-4.PMOS/NMOS的宽长比；-5.其他CMOS和NMOS反相器结构比较输出低电平时，存在导通电流，故静态功耗较大。1、饱和负载NMOS反相器M2源极电压不断变化直流传输特性2、电阻负载NMOS反相器一个多晶硅电阻做负载2、电阻负载NMOS反相器本章结束