집적회로설계, nmos, cmos inverter회로 계산 및 pspice구현

소개

집적회로 설계과목
NMOS Inverter회로에서 , = 10um/ 0.35um 이다.
값을 구하시오.
(단, linear 상태의transistor의 경우 (1/2)항을 무시하시오.)

CMOS Inverter 회로에서 이고 두 트랜지스터 모두 최소 W값은 1um이다. 두 트랜지스터의 W에 적절한 값을 선택하여 값을0.1, 0.5, 1, 2, 4 ,5, 8, 10 배 변경하였을 때 Logic Threshold 값을
(a) 계산에 의해서 구하시오.
(b) PSPICE를 통하여 구하고 (a)와 차이점에 대하여 비교하시오.

[3] CMOS Inverter 회로에서 (W/L)이며 = 5pF이다. 이러한 Inverter에 대하여 및 값을
(a) 계산에 의해서 구하시오.
다음과 같이 두가지 가정에 의해 접근할 수 있다.
Transistor in Transient : Remain at Linear Region
Transistor at Linear Region : Considered as Resistor
(b) PSPICE를 통하여 구하고 (a)와 차이점에 대하여 비교하시오.

목차

집적회로 설계과목
NMOS Inverter회로에서 , = 10um/ 0.35um 이다.
값을 구하시오.
(단, linear 상태의transistor의 경우 (1/2)항을 무시하시오.)

CMOS Inverter 회로에서 이고 두 트랜지스터 모두 최소 W값은 1um이다. 두 트랜지스터의 W에 적절한 값을 선택하여 값을0.1, 0.5, 1, 2, 4 ,5, 8, 10 배 변경하였을 때 Logic Threshold 값을
(a) 계산에 의해서 구하시오.
(b) PSPICE를 통하여 구하고 (a)와 차이점에 대하여 비교하시오.

[3] CMOS Inverter 회로에서 (W/L)이며 = 5pF이다. 이러한 Inverter에 대하여 및 값을
(a) 계산에 의해서 구하시오.
다음과 같이 두가지 가정에 의해 접근할 수 있다.
Transistor in Transient : Remain at Linear Region
Transistor at Linear Region : Considered as Resistor
(b) PSPICE를 통하여 구하고 (a)와 차이점에 대하여 비교하시오.

본문내용

집적회로 설계과목
NMOS Inverter회로에서 , = 10um/ 0.35um 이다.
값을 구하시오.
(단, linear 상태의transistor의 경우 (1/2)항을 무시하시오.)
(a)
출력이 High 가 될 때 제일 큰 값은 =0 (LOW)일 때, 즉, NMOS가 OFF상태일 때이다.
= = 3.3V
(b)
출력이 LOW가 나오는 제일 작은 값은 = = 3.3V 일 때, 즉 NMOS가 Linear상태에 있을 때이다.

여기서 (1/2) 부분은 므로 무시할 수 있기 때문에 생략되었다.


위와 같이 파라미터 값을 참고하여 식을 계산하면
= 61.78718049 Ω 이다.


(c)
High로 인정받을 수 있는 제일 작은 입력 값. (NMOS가 linear 상태일 때이다.)
식에 을 집어넣으면


로 치환한 다음에 미분한 값을 찾아보면 다음과 같다.

t = 2500 X 2.055786 X X 28.5714 = 14.68417103
....

3.3V 의 절반인 1.65V가 되기까지의 시간을 측정하면 위와 같이 11.867n이 측정된다.
(a)에서 구한 값 Propagation Delay tPLH = = 2.322029553 [nsec]와 약 9.5 [nsec]정도 차이가 나는 것을 알 수 있다.
(a) 에서는 다음과 같은 2가지 가정을 두고 직접 풀어보았다.
Transistor in Transient : Remain at Linear Region
Transistor at Linear Region : Considered as Resistor
이러한 가정에서는 saturation은 무시하고 다 linear라고 했으므로 당연히 오차가 날 수 밖에 없다. linear 라고 했기 때문에 NMOS를 , PMOS를 라고 두었고, 이러한 가정에서 오차가 발생했으리라 본다.

참고자료

· 없음