1. 2. 计算出这个电路的VOH VOL及VIH VIL。(计算可先排除速度饱和的可能)
Vin=0时,VOH=2.5V
Vin=2.5时,假设NMOS 工作在临界饱和区:
W?`I?K/2?(Vin?VT)2?ID?7.39?10?4A?DL???Vout?Vin?VT?2.5?0.43?2.07v这样的话根据2.5?ID1RL?Vout?ID1?5.73?10?6A
ID1?ID,器件实际工作在线性区
2?VOL`W[(Vin?VT)VOL?]?ID?KL2???2.5?IDRL?VOL?V?2.5v?in??
W?1.5/0.5将K`?115?10?6, L,VT?0.43 RL?75kohm代入
解得:
VOL?0.04633V
由图得:VOH=2.5V, VOL=0.0356V. 当Vin?Vout时,NMOS 工作在饱和区
W?`2?ID?K/2?(Vin?VT)L?
??2.5?IDRL?Vout反相器阈值电压VM?Vin?Vout?0.7932 此时 Vout?2.5?12.9375(Vin?0.43)2,g?VM?V?V??0.9082M?IH|g|???V?V?VOH?VM?0.5458ILM?|g|?
dVout ?2.5?25.875(Vin?0.43)?-6.8978dVin
由图得:VIH=0.881V, VIL=0.0378V. SP文件:
.TITLE 1.2UM CMOS INVERTER .options probe .options tnom=25
.options ingold=2 limpts=30000 method=gear .options lvltim=2 imax=20 gmindc=1.0e-12 .protect
.lib'C:\\synopsys\\cmos25_level49.lib' TT .unprotect .global vdd
Mn out in 0 0 NMOS W=1.5u L=0.5u *(工艺中要求尺寸最大0.5u)
RL OUT VDD VDD
75k
VDD 0 2.5V
VIN IN 0 0
.DC VIN 0 2.5V 0.1V .op
.probe dc v(out) .end
2. 3. 分析电路噪声容限。计算NMH(高电平噪声容限)和NML(低电平噪声容限), 并使用HSPICE画出反相器的VTC曲线。 NMH=VOH - VIH=1.619V NML= VIL- VOL=0.0022V
SP文件:
.TITLE 1.2UM CMOS INVERTER .options probe .options tnom=25
.options ingold=2 limpts=30000 method=gear .options lvltim=2 imax=20 gmindc=1.0e-12 .protect
.lib'C:\\synopsys\\cmos25_level49.lib' TT .unprotect .global vdd
Mn out in 0 0 NMOS W=1.5u L=0.5u RL OUT VDD 75k
VDD
VDD 0 2.5V
VIN IN 0 0
.DC VIN 0 2.5V 0.1V .op
.probe dc v(out) .end
3. 4. 使用HSPICE画出RL=35k,*(工艺中要求尺寸最大0.5u) 75K,150k三种情况下的VTC。