北京大学：《集成电路原理与设计 Principle of Integrated Circuits》课程电子教案（数字集成电路原理与设计）chap4-1 第四章 CMOS单元电路 4.3 反相器的设计

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software IN +√/K +√/K 1+√K 可靠性:噪声容限 面向可靠性最优的设计目标, 噪声容限最大就是使得Vit=ml Vdd/2 NLM 在反相器的设计中通过器件尺 寸的设计保持电路满足噪声容 限的要求 t DD 利用噪声容限的设计要求可以 得到Wp和Wn的一个方程

6 可靠性：噪声容限  面向可靠性最优的设计目标， 噪声容限最大就是使得Vit＝ Vdd/2  在反相器的设计中通过器件尺 寸的设计保持电路满足噪声容 限的要求  利用噪声容限的设计要求可以 得到Wp和Wn的一个方程   r TN r DD TP r TN DD TP it r r 1 = 1 1 1 V K V V K V V V V K K        Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software ttp//www.foxitsoftware.comForevaluationonly 2、反相器的速度 tphL t tpLh 一般用反相器的平均 延迟时间表示速度 CL△FHL Tf la I-CN 也可以分别用上升和 CLAVLH 下降延迟时间表示H VLH 1-ap) 利用速度的设计要求 可以得到Wp和Wn1(=a) 的一个方程

7 2、反相器的速度     pHL pLH p L HL pHL f 2 av,HL N L LH pLH r 2 av,LH P 2 1 1 1 1 t t t C V t I C V t I                   p r 2 2 r N P 1 1 1 2 1 1 t K               一般用反相器的平均 延迟时间表示速度  也可以分别用上升和 下降延迟时间表示  利用速度的设计要求 可以得到Wp和Wn 的一个方程 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software ttp//www.foxitsoftware.comForevaluationonly 3、反相器的面积 减小器件的宽度可以减小面积Nweu D PMOS ■例如最小面积的要求可以采用 Contacts 最小尺寸的器件尺寸 Metal 利用面积的设计要求可以得到P Wp和Wn的一个方程 NMOS GND

8 3、反相器的面积  减小器件的宽度可以减小面积  例如最小面积的要求可以采用 最小尺寸的器件尺寸  利用面积的设计要求可以得到 Wp和Wn的一个方程 Polysilicon In Out VDD GND PMOS Metal 1 NMOS Contacts N Well Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Soft ttp//www.foxitsoftware.comForevaluation 4、反相器的功耗 PD=CL fVAD 增加器件宽长比会增加电容 电路速度增加也会提高功耗 电源电压的增加 功耗暂时不作为反相器设计的约束

9 4、反相器的功耗  增加器件宽长比会增加电容  电路速度增加也会提高功耗  电源电压的增加  功耗暂时不作为反相器设计的约束 2 P C fV D L DD  Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only