专用集成电路实验报告.docx

《专用集成电路实验报告.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、实验3/4反相器的特性姓名：学号：班级：指导老师：1、实验目的1.了解反相器的电路结构和版图结构。2.理解反相器的开关阈值。3.理解反相器延时与电源和器件尺寸的关系。4.理解反相器链的延时与器件尺寸的关系。2、实验内容1.画出一个双阱工艺反相器的版图示意图（不严格要求尺寸和比例关系，画出阱、扩散区、多晶栅极、栅接触孔、源极漏极接触孔、金属即可）。2.一个0.25um工艺的反相器，NMOS管的尺寸为L=0.250um，W=0.375um；PMOS管的尺寸为L=0.250um，W=1.125um。a)电源为2.5V，从0到2

2、.5V扫描输入电压vin，观察输出电压vout，找到开关阈值；b)仅修改PMOS管的W=2.750um，找到此时的开关阈值；c)恢复PMOS管尺寸W=1.125um，电源分别为2.5V、1.5V、1V，观察和（50%到50%）；a)修改PMOS管的W=0.750um，电源为2.5V，观察和（50%到50%）。2.四个反相器级联，所有的NMOS管的尺寸为L=0.250um，W=0.375um；所有的PMOS管的L=0.250um；电源为2.5V。a)第一个反相器的PMOS管W=1.125um，第二个反相器的PMOS管W=1

3、.875um，第三个反相器的PMOS管W=3.000um，第四个反相器的PMOS管W=5.250um；b)四个反相器的PMOS管均为W=1.125um；c)四个反相器的PMOS管均为W=1.875um；d)四个反相器的PMOS管均为W=3.000um；观察四种情况下反相器链的和。一、双阱工艺反相器的版图示意图双阱工艺反相器的版图示意图如图1.1所示图1.1二、单个反相器2.1电源为2.5V，从0到2.5V，仿真图形如图2.1图2.1从图2.1可以看出在上述条件下的开关阈值大约为：1.25V2.2修改PMOS管的W=2.7

4、50um，其他条件保持不变，此时的仿真波形如图2.2.图2.2从图2.2可以看出在上述条件下的开关阈值为1.42V2.3恢复PMOS管尺寸W=1.125um，电源分别为2.5V、1.5V、1V，此时的仿真波形分别如图2.3，图2.4以及图2.5，其和分别如图中的箭头所示。图2.3图2.4图2.52.4修改PMOS管的W=0.750um，电源为2.5V，此时的仿真波形如图2.6图2.6三、四个反相器级联3.1第一个反相器的PMOS管W=1.125um，第二个反相器的PMOS管W=1.875um，第三个反相器的PMOS管W=

5、3.000um，第四个反相器的PMOS管W=5.250um，其实仿真图形如图3.1图3.13.2四个反相器的PMOS管均为W=1.125um，此时的仿真波形如图3.2图3.23.3四个反相器的PMOS管均为W=1.875um，此时的仿真波形如图3.3图3.33.4四个反相器的PMOS管均为W=3.000um，此时的仿真波形如图3.4图3.4四、结论从图3.1到图3.4可以看出，随着工艺尺寸的减小，反相器的延时也随之变小。对比单个反相器和四个反相器级联的情况我们可以发现，输出电压跳变变得陡峭，其和也比单个反相器要长。同时可

6、以看出，随着电压的下降，其和也随之增大。附录一、单个反相器的程序*YBZC.LIB'cmos25_level49.txt'TT*.MODELn1NMOSLEVEL=3THETA=0.4...*.MODELp1PMOSLEVEL=3...VDDVDD02.5*VPULSEVIN0PULSE052N2N2N98N200N*VSINVIN0SIN(02.51xHZ)VINVIN00VGNDGND00M1VOUTVINVDDVDDpMOSL=0.25UW=1.125UM2VOUTVINGNDGNDnMOSL=0.25UW=0.3

7、75U.DCVIN02.50.1*.TRAN1N0.25U.OPTIONPOST=PROBE.PROBEV(VIN)V(VOUT).END说明：根据题目要求不同，只需修改上诉参数的值即可二、四个反相器级联的程序*YBZC*.MODELn1NMOSLEVEL=3THETA=0.4...*.MODELp1PMOSLEVEL=3...*.PARAMWN=2UWP=2ULP=2ULN=2U.LIB'cmos25_level49.txt'TTVDDVDD02.5*VPULSEVIN0PULSE052N2N2N98N200N*VSI

8、NVIN0SIN(02.51xHZ)VINVIN00VGNDGND00M1VOUT1VINVDDVDDpMOSL=0.25UW=1.125UM2VOUT1VINGNDGNDnMOSL=0.25UW=0.375UM3VOUT2VOUT1VDDVDDpMOSL=0.25UW=1.125UM4VOUT2VOUT1GNDGN