CMOS Tervez%e9s

CMOS áramkörök

Kovalens kötés a szilícium-kristályrácsban

CMOS áramkörök

Termikus generáció-rekombináció tiszta szilíciumban

CMOS áramkörök

N-típusú adalékolt szilícium

CMOS áramkörök

P-típusú, adalékolt szilícium

CMOS áramkörök

Diffúziós áram inhomogén adalékolású szilíciumban

Sodródási áram

CMOS áramkörök

Átmenet egyensúlyi állapotban

CMOS áramkörök

A MOSFET sémája és alapelve

(n-csatornás, növekményes)

CMOS áramkörök

Egy kicsit pontosabban!

CMOS áramkörök

A FERMI-DIRAC eloszlás

CMOS áramkörök

Állapot-eloszlás és az elektronok száma

CMOS áramkörök

Kvantum-statisztika adalékolt szilíciumban

CMOS áramkörök

MOSFET ideális állapotban

CMOS áramkörök

Akkumuláció

HIBÁS RAJZ!!!!

CMOS áramkörök

Kiürítés

CMOS áramkörök

Inverzió

CMOS áramkörök

TÉRTÖLTÉS TARTOMÁNYOK JELLEMZŐI

a

CMOS áramkörök

A MOSFET zérusnál nagyobb VD

feszültségnél I.

CMOS áramkörök

A MOSFET zérusnál nagyobb VD

feszültségnél II.

CMOS áramkörök

CMOS áramkörök

A telítés (saturation) határa

CMOS áramkörök

TELÍTÉSBEN

CMOS áramkörök

Az n-fet áram-feszültség karakterisztikák modelljének összefoglalása

CMOS áramkörök

p-fet

CMOS áramkörök

N-CSATORNÁS MOSFET(n-MOS, n-FET)

CMOS áramkörök

Az n-MOSFET karakterisztikái

CMOS áramkörök

A p-MOSFET struktúrája és szimbólumai

CMOS áramkörök

A p-MOSFET karakterisztikái

CMOS áramkörök

Az n-MOSFET magas szint átvitelének mérése

CMOS áramkörök

Az n-MOSFET alacsony szint átvitelének mérése

CMOS áramkörök

A p-MOSFET magas szint átvitelének mérése

CMOS áramkörök

A p-MOSFET alacsony szint átvitelének mérése

CMOS áramkörök

Az átvivőkapu, vagy transmission gate

CMOS áramkörök

A C-MOS INVERTER

CMOS áramkörök

TECHNOLÓGIA

CMOS áramkörök

C-MOS technológia 1.

CMOS áramkörök


CMOS áramkörök


CMOS áramkörök


CMOS áramkörök


CMOS áramkörök


CMOS áramkörök


CMOS áramkörök


CMOS áramkörök


CMOS áramkörök

Duális ágú CMOS inverterek és kapuk tulajdonságai

CMOS áramkörök

Az inverter statikus transzfer

karakterisztikájának VDD függése

CMOS áramkörök

A statikus transzfer karakterisztika és a komparálási szint

CMOS áramkörök

Inverterlánc regeneratív tulajdonsága

CMOS áramkörök

A MOSFET nemlineáris kapacitásai

CMOS áramkörök

Modell a felfutási és lefutási idő számításához

CMOS áramkörök

A lefutási folyamat kisütő áramának függése a terhelő kapacitás feszültségétől

CMOS áramkörök

A tranziens idők közelítő számítása

Közelítés : áramgenerátoros kisütés

ID Tf = CL VDD

Tf = (CLVDD ) / (( unWCox / 2L) ( VDD - VTn )2)

Szimmetrikus inverterre : Tr = Tf

CMOS áramkörök

Duális terhelésű CMOS kapuk (NAND).

Y = A . B

CMOS áramkörök

Duális terhelésű CMOS kapuk (NOR).

Y = A + B

CMOS áramkörök

Duális terhelésű CMOS kapuk (KOMPLEX)

Y = A.B + C

CMOS áramkörök

A nagy probléma

• Hogyan csináljunk gazdaságos helykihasználással sokbemenetű kapukat?

Például : többszáz bemenetű CMOS NOR kaput hogyan lehet úgy csinálni, hogy a többszáz sorba kapcsolt p-csatornás eszköz óriási ellenállását kompenzáljuk úgy, hogy a komparálási szint középen maradjon?

CMOS áramkörök

Bevezetés a passzív terhelésű CMOS kapuk bemutatásához. Az n-csatornás inverterek.

CMOS áramkörök

Kvázi n-csatornás CMOS inverter

CMOS áramkörök

Kvázi p-csatormás CMOS inverter

CMOS áramkörök

A passzív terhelésű kapuk hátrányai

1. Torzított logikai szintek

2. Aszimmetria a fel- és lefutási idő között

3. Valamelyik logikai szinten van statikus fogyasztás

CMOS áramkörök

Kapcsolt terhelésű kvázi n-csatornás CMOS inverter

Csak átmenetileg folyik áram VDD – GND áram

CMOS áramkörök

Kapcsolt terhelésű kvázi p-csatornás CMOS inverter

Csak átmenetileg folyik VDD-GND áram

CMOS áramkörök

Kvázi n- P.E. inverter

CMOS áramkörök

Kvázi p- P.E. inverter

CMOS áramkörök

Kvázi n- P.E. kapuk

CMOS áramkörök

Kvázi-p P.E. kapuk

CMOS áramkörök

DOMINO-LOGIKÁK

CMOS áramkörök

Két kvázi-n P.E. lánca

Nem működik!

CMOS áramkörök

DOMINÓ inverter-kettős

CMOS áramkörök

Logikai függvények NOR-NOR-INV realizációja (MÁTRIXOK)

CMOS áramkörök

A XOR és XNOR NOR-NOR-INV realizációi

CMOS áramkörök

Tervezzük meg a LAYOUT-t!

CMOS áramkörök

Az átvivő-kapu alkalmazásai:Kvázistatikus latch

CMOS áramkörök

CMOS áramkörök

Dinamikus D-latch

CMOS áramkörök

Nemátlapolt kétfázisú órajel

CMOS áramkörök

Kétfázisú MASTER-SLAVE flip-flop

CMOS áramkörök

Kvázistatikus kétfázisú MS flip-flop

CMOS áramkörök

Dinamikus, kétfázisú M-S flip-flop

CMOS áramkörök

ÁTVIVŐ-kapu alkalmazása XOR és XNOR áramkörökben

CMOS áramkörök

S-R és D-G tárolók

CMOS áramkörök

STATIKUS RAM CELLA

CMOS áramkörök

Szószervezésű RAM memória

CMOS áramkörök

Három-állapotú kimenet

CMOS áramkörök

CMOS elemek késleltetés-érzéketlen

aszinkron hálózatokban

CMOS áramkörök

MÜLLER-C elemek : MC-2 NAND kapukkal

Y’ = X1 .X2 + X1 Y + X2 Y

CMOS áramkörök

Kétbemenetű Müller-C CMOS kapcsolókkal

CMOS áramkörök

Hiszterézis dekóder

CMOS áramkörök

Teljesség detektor

CMOS áramkörök

Nem HD-re épített teljesség-detektor (3-2)

CMOS áramkörök

Men HD-re épített CMOS teljesség-detektor

CMOS áramkörök

Bevezetés az analóg CMOS tervezésbe

CMOS áramkörök

Szimulátorok analóg tervezéshez

• A BERKELEY-SPICE IPARI/KERESKEDELMI VÁLTOZATAI:

• A MICROSIM CÉG PSPICE PROGRAMJA PC-RE

• A CADENCE CÉG IC TERVEZŐJE AZ OPUS/SPECTRE

• A MENTOR-GRAPHICS CÉG ELDOD SZIMULÁTORA

• A LINEAR TECHNOLOGY CÉGTÖL AZ LTSPICE

CMOS áramkörök

Ellenállások

Poliszilícium : 10 ohm/square

Speciális szilicid : 100 ohm/square

CMOS áramkörök

Nemlineáris ellenállások MOSFET eszközökkel

Ha a VGS = VDS, akkor mindkét MOSFET telítési módban működik, és nemlineáris ellenállást valósít meg. Ha a W kicsi, és az L nagy, nagy ellenállású eszközök valósíthatók meg.

Tervezzünk ilyen ellenállásokat!

Például n-MOSFET, W = 1.0 , L = 10 mikron

CMOS áramkörök

Nemlineáris feszültség-osztó referencia-feszültség előállítására

Tervezzünk p-MOSFET - n-MOSFET osztót VDD/2 referencia előállítására !

CMOS áramkörök

Kapacitások

- poly1-poly2 kapacitás ( ~ 2 fF / micron2)- p+-n átmenet kapacitása (0.3 fF / mikron2)- n+ - p átmenet kapacitása (0.1 fF / miron2)- fém1-fém2 kapacitás (0.01 fF / miron2)- MOSFET kapacitások

Tervezzünk n-MOSFET kapacitást 10 x 10 mikron-négyzetes tranzisztorral! 1 kohm-s ellenállással mérjük meg az RC időállandót, és határozzuk meg belőle a C értékét!

CMOS áramkörök

Egyszerű erősítők

CMOS áramkörök

Állítsunk be földelt forrású erősítő munkapontot az MW2 segítségével!

CMOS áramkörök

n-MOSFET F.S. erősítő, p-MOSFET nemlineáris terheléssel

CMOS áramkörök

Keressünk megfelelő eszközméreteket és optimális munkapontot egy

n-MOSFET meghajtású, p-MOSFET terhelésű erősítőnek a transzfer karakterisztika segítségével!

CMOS áramkörök

Differenciál-erősítő

Documents

CMOS Tervez%e9s