序论 CMOS数字集成电路的优点: □功耗低; 集成度高; 电路简单; 抗干扰能力强; 工作速度正超越典型TTL电路; CMOS数字电路组成: 开关、反相器-基本构件; 组合逻辑电路; 时序逻辑电路; 西安交通大浮微电子研究所 Chap4 P.2
微电子研究所 Chap4 P.2 序论 CMOS数字集成电路的优点: 功耗低; 集成度高; 电路简单; 抗干扰能力强; 工作速度正超越典型TTL电路; CMOS数字电路组成: 开关、反相器-基本构件; 组合逻辑电路; 时序逻辑电路;
CMOS逻辑电路类型互补静态CMOS逻辑:非常可靠,全摆幅,高噪声容限,能够按比例缩小:容易设计,可以综合;口可以实现所有的逻辑功能:口没有静态功耗:但有短路电流:■上升、下降延时不同:输入负载由P和N器件构成:口NAND、NOR逻辑比较快,MUX、XOR逻辑慢;传输管逻辑;口简单速度快,但不是总有效:有比逻辑;(伪NMOS,电阻/PMOS/耗尽NMOS负载)口面积小、速度快,但有静态功耗;动态逻辑:(多米诺、NP、C2MOS等)口面积小,速度最快,但噪声容限小:无法按比例缩小。西安交通大学微电子研究所Chap4 P.3
微电子研究所 Chap4 P.3 CMOS逻辑电路类型 互补静态CMOS逻辑; 非常可靠,全摆幅,高噪声容限,能够按比例缩小; 容易设计,可以综合; 可以实现所有的逻辑功能; 没有静态功耗;但有短路电流; 上升、下降延时不同; 输入负载由P和N器件构成; NAND、NOR逻辑比较快,MUX、XOR逻辑慢; 传输管逻辑; 简单速度快,但不是总有效; 有比逻辑;(伪NMOS,电阻/PMOS/耗尽NMOS负载) 面积小、速度快,但有静态功耗; 动态逻辑;(多米诺、NP、C2MOS等) 面积小,速度最快,但噪声容限小;无法按比例缩小
4.1互补静态CMOS反相器VVDDINOLUTa)输入为逻辑!b)输入为逻辑0VIN为低电平时:M,截止,M2导通,Vour=VDDVN为高电平时:M,导通,M,截止,Vour=0西安交通大学微电子研究所Chap4 P.4
微电子研究所 Chap4 P.4 4.1 互补静态CMOS反相器 VIN为低电平时:M1截止,M2导通,VOUT=VDD VIN为高电平时:M1导通,M2截止,VOUT=0
CMOS反相器版图(Layout)VOUTIAmetal1-polycontactmetal1polysiliconmetal2VDDNwellpdiffPMOS(4/.24=16/1)CNMOS(2/.24=8/1)metal1-diffcontactndiffGNDmetal2-metal1via西安交通大学品微电子研究所Chap4 P.5
微电子研究所 Chap4 P.5 VDD GND NMOS (2/.24 = 8/1) PMOS (4/.24 = 16/1) metal2 metal1 polysilicon VIN VOUT metal1-poly contact metal2-metal1 via metal1-diff contact pdiff ndiff CMOS反相器版图(Layout) N well
两个反相器级联VDDPMOS1.2um=22工OutInMetal1PolysilicomNMOSGND西安交通大学微电子研究所Chap4 P.6
微电子研究所 Chap4 P.6 两个反相器级联 Polysilicon In Out Metal1 VDD GND PMOS NMOS 1.2 μm =2λ VDD