L

1
Circuiti Integrati DigitaliLottica del
progettista
Jan M. Rabaey Anantha Chandrakasan Borivoje
Nikolic
Linvertitore
2
Linvertitore CMOS circuito
3
Linvertitore CMOS layout
N Well
PMOS
2l
Contatti
Out
In
Metal 1
Polisilicio
NMOS
massa
4
Due invertitori in cascata
Linea di alimentazine comune
Interconnessione uscita-ingresso
Linea di massa comune
5
Invertitore CMOSAnalisi DC al primo ordine
VOL 0 VOH VDD
6
Caratteristica di trasferimento statica (VTC)
7
Curva di carico del PMOS
8
Punti operativi di un invertitore CMOS
Vout
In-Ip
Vin
Vdd
Vout
nMos sat, pMos sat
nMos off, pMos lin
nMos off, pMos lin
nMos lin, pMos off
nMos sat, pMos lin
9
Affidabilità e robustezzadisturbi nei circuiti
integrati digitali
(
t
)
V
v
DD
i
(
t
)
accoppiamento induttivo
accoppiamento capacitivo
Disturbi dalle linee di massa e alimentazione
10
Caratteristiche staticheCaratteristica di
trasferimento statica
VOH f(VOL) VOL f(VOH) VM f(VM)
11
Corrispondenza tra segnali analogici e digitali
V

1

OH
V
IH
Regione di transizione
V
IL

0

V
OL
12
Definizione dei margini di rumore
"1"
V
OH
Margine di rumore alto
NM
H
V
IH
Regione di transizione
V
NM
Margine di rumore basso
L
IL
V
OL
"0"
Ingresso della porta logica
Uscita della porta
13
Porta rigenerativa
Porta non rigenerativa
14
Proprietà rigenerativa
Catena di invertitori
Risposta simulata
15
Elettronica Digitale

• Invertitore CMOS
• Simulazioni
• Andrea Gerosa - gerosa_at_dei.unipd.it
• Tel. [phone]

16
Configurazione di base

• LnLp0.35mm
• Wn0.7mm
• bWp/Wn2.5
• VDD3.3V
• CL (estrinseca)50fF

17
Caratteristica statica

• Corrente nei MOS massima per VinVM

18
Caratteristica dei 2 transistor punto di lavoro

• Vin1.55V

19
Caratteristica dei 2 transistor punto di lavoro

• Vin1V

20
Caratteristica dei 2 transistor punto di lavoro

• Vin2V

21
Caratteristica dei 2 transistor punto di lavoro

• Diversi valori di Vin

22
Variazione di Wn e Wp (b costante)

• Lievissima variazione di VM (effetti del secondo
  ordine)
• Variazione della corrente proporzionale ai W

23
Variazione di Wn e Wp (b costante)

• Punto di lavoro (Vin costante a 1.55V)

24
Variazione di b (Wn costante)

• VM varia perché il punto di lavoro dipende da b
  (rapporto tra Wp e Wn) al diminuire di Wp,
  diminuisce VM
• Vin1.55V

25
Variazione di b (Wn costante)

• Il punto di massima corrente varia (è VM)
• Il valore massimo della corrente cresce al
  crescere di Wp

26
Variazione di Vdd

• La tensione per il valore logico alto e VM
  traslano rigidamente con Vdd
• La corrente diminuisce circa con il quadrata
  della diminuzione di Vdd

27
Effetto delle variazioni di processo