Instrukcja do zajęć z tranzystora MOS

Instrukcja do laboratorium Wstęp do Techniki
Cyfrowej i Mikroelektroniki (SPICE)
Autor: dr inż. Piotr Amrozik
Rok akademicki: 2016/2017
Załóż, że rozmiar charakterystyczny technologii wynosi 1µm. Załóż, że minimalne rozmiary
tranzystorów wynoszą L=2µm i W=4µm. Wykonaj poniższe zadania:
1. Wyznacz charakterystykę wyjściową tranzystorów NMOS i PMOS używając podanych w
trakcie zajęć modeli. Jak długość L i szerokość W tranzystora wpływają na tę charakterystykę
w obu przypadkach? Przedstaw to sporządzając odpowiednie wykresy.
2. Wyznacz charakterystykę przejściową tranzystorów NMOS i PMOS. Jak na tę
charakterystykę wpływa zmiana temperatury? Sporządź i przedstaw odpowiednie wykresy.
3. Zaprojektuj inwerter. Obciąż jego wyjście identycznym inwerterem. Wyznacz i przedstaw
charakterystykę przejściową oraz sporządź wykres przebiegów czasowych sygnałów
wejściowego i wyjściowego:
3.1. Ile wynosi wartość napięcia wyjściowego przy napięciu wejściowym VDD/2?
3.2. Wyznacz marginesy szumów inwertera.
3.3. Wyznacz czasy propagacji sygnału przez inwerter dla zbocza narastającego i
opadającego.
4. Przeprojektuj inwerter zmieniając odpowiednio szerokości tranzystorów (z maks.
rozdzielczością 0,2µm) tak, aby przy napięciu wejściowym wynoszącym VDD/2 wartość
napięcia wyjściowego była jak najbliższa VDD/2, oraz czasy propagacji sygnału przez
inwerter dla zbocza opadającego i narastającego były podobne.
Sporządź i przedstaw odpowiednie wykresy. W jakim celu dobiera się w ten sposób
rozmiary tranzystorów w bramkach logicznych? Czy zmiana ta wpłynęła na marginesy
szumów?
5. Jak temperatura wpływa na czasy propagacji sygnału przez inwerter?