半導(dǎo)體集成電路6章上.

1、半導(dǎo)體集成電路南京理工大學(xué)電光學(xué)院第六章 CMOS基本邏輯電路vCMOS邏輯門(mén)電路CMOS反相器CMOS門(mén)電路CMOS組合邏輯電路vCMOS傳輸門(mén)電路vCMOS觸發(fā)器vCMOS多米諾邏輯vCMOS施密特觸發(fā)器2022-5-23由由PMOS和和NMOS所組成的互補(bǔ)型電路叫做所組成的互補(bǔ)型電路叫做C：complementaryVinVout已成為目前數(shù)字集已成為目前數(shù)字集成電路的主流成電路的主流CMOS反相器0110OUTPUTINPUTIC版圖對(duì)應(yīng)于線(xiàn)路版圖對(duì)應(yīng)于線(xiàn)路OutInVDDPMOSNMOSPolysiliconInOutVDDGNDPMOS2l lMetal 1NMOSContacts

2、N Well制造工藝和電路符號(hào)2022-5-23v CMOS反相器工作原理反相器工作原理VinVoutVOL=0VOH=VDD在輸入為在輸入為0或或1（VDD)時(shí)，兩個(gè)時(shí)，兩個(gè)MOS管中總是一個(gè)截止管中總是一個(gè)截止一個(gè)導(dǎo)通，因此沒(méi)有從一個(gè)導(dǎo)通，因此沒(méi)有從VDD到到VSS的直流通路，也沒(méi)有電的直流通路，也沒(méi)有電流流入柵極，因此其靜態(tài)電流和功耗幾乎為流流入柵極，因此其靜態(tài)電流和功耗幾乎為0。這是。這是CMOS電路低功耗的主要原因。電路低功耗的主要原因。CMOS電路的最大特點(diǎn)電路的最大特點(diǎn)之一是低功耗。此外輸入阻抗極高，扇出系數(shù)可以很大。之一是低功耗。此外輸入阻抗極高，扇出系數(shù)可以很大。CMOS反相

3、器的傳輸特性VinVout0VDDVDD(A)(B)(C)(D)(E)N截止截止P非飽非飽和和N飽和飽和P非飽非飽和和N非飽非飽和和P飽和飽和N非飽非飽和和P截止截止VtnVDDVtpVinVinVoutVtpVinVoutVtnVtnVinVTH，當(dāng)輸出到達(dá)VDD-VTH時(shí)管子已經(jīng)關(guān)斷了。所以當(dāng)柵壓為VDD時(shí)，源級(jí)的最高輸出電壓只能為VDD-VTH。這叫閾值損失。N管的輸出要比柵壓損失一個(gè)閾值電壓。因此不宜用N管傳輸高電平。 P管的輸出也會(huì)比柵壓損失一個(gè)閾值。同理柵壓為0時(shí)，P管源級(jí)的輸出電壓范圍為VDD到VTH。因此不宜用P管傳遞低電平。 v例：實(shí)現(xiàn)基本AOI(AND-OR-INVERTER)邏輯，F(xiàn)=ABC+AD=A(BC+D)組合邏輯電路的分析方法v用文字或符號(hào)標(biāo)出各門(mén)的輸入或輸出。v從輸入端到輸出端逐級(jí)寫(xiě)出輸出函數(shù)對(duì)輸入變量的邏輯函數(shù)表達(dá)式，也可反向推導(dǎo)。v化簡(jiǎn)，列出真值表。v根據(jù)真值表或邏輯函數(shù)表達(dá)式確定電路的邏輯功能。v例：試分析如下電路圖的邏輯功能。組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法v進(jìn)行邏輯抽象，做出真值表。v根據(jù)真值表寫(xiě)