集成電路基礎(chǔ)課程報(bào)告

集成電路基礎(chǔ)課程報(bào)告集成電路基礎(chǔ)課程報(bào)告學(xué)號(hào)：200811030姓名：檀超男專業(yè)：電子信息工程目錄任務(wù)一用tanner畫cmos反相器原理圖及瞬態(tài)仿真和直流TOC\o"1-5"\h\z傳輸特性分析 （3）任務(wù)二 用tanner畫emos反相器版圖及瞬態(tài)分析????<9）任務(wù)三用tanner畫兩級(jí)emos運(yùn)算放大器原理圖及其動(dòng)態(tài)分析 （14）報(bào)告總結(jié) （18）、CMOS反相器原理圖及瞬態(tài)分析和直流傳輸特性分析1、CMOS反相器原理圖打開s-Edit程序，選擇File—SaveAs,另存為tan_l.環(huán)境設(shè)置：選擇Setup—Colors，設(shè)置背景色、前景色、選取的顏色、柵格顏色與原點(diǎn)顏色。(3)添加所需的組件庫,然后開始畫原理圖：通過選擇Module—SymbolBrowser添加元器件，最后連線，CMOS反相器的原理圖如下：Efe&dt Mad>JeEV訴Efe&dt Mad>JeEV訴9HMP百|(zhì)金舊|昂iBddl1心|詞劇Efa^l.山I血丘|創(chuàng)莖］■捌制 <豈凹創(chuàng)H匚丄I_1刎UUUUUUG■ME-EIIT IBVE-HiniencKTTcfllHndp-iflkictad：Cijt-Pcrt:H-建立CMOS反相器的符號(hào)：用三角形工具和直線畫出反相器的符號(hào)，通過選擇View—SymbolMode命令，可以切換符號(hào)模式如下圖：

（5）更改模塊名：選擇Module—Rename命令，打開ModuleRename對(duì)話框?qū)δK進(jìn)行重命名。2、CMOS反相器瞬態(tài)分析（1）加入5.0V的工作電源和方波輸入信號(hào)后原理圖如下所示：（2）將設(shè)計(jì)好的（2）將設(shè)計(jì)好的S-Edit電路圖輸出成Spice格式的文件，然后自n-o-tar.E>0OIOIC-動(dòng)打開生成的T—Spice文件。加載包含文件：本次流程引用的是1.25um的CMOS流程組件模型文件“ml2_125.md”,將鼠標(biāo)移到主要電路前面，選擇Edit—InsertCommand命令，打開T—SpiceCommandTool對(duì)話框，選擇Files選項(xiàng)中的Includefile選項(xiàng)，單擊browse按鈕，找到“..\Tanner\Tspice70\models\ml2_125.md”文件，單擊Insertcommand按鈕。類似的進(jìn)行分析設(shè)定和輸出設(shè)定。最后的T—Spice文件如下圖所示：(5)運(yùn)行并在W—Edit中觀察結(jié)果：點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，將會(huì)產(chǎn)生.out的仿真圖形，如下圖所示：

FBIHdp,prwfFL倚已亡Edt決訓(xùn)ChartQpnorcmiwFBIHdp,prwfFL倚已亡Edt決訓(xùn)ChartQpnorcmiw比Ip]□時(shí)耳□&T和：史章工〔?^1^11自羽號(hào)|iTAJIM.血|恤|分析結(jié)果：時(shí)間10-110ns的輸入數(shù)據(jù)為1，反相結(jié)果應(yīng)為0，代表V(out)=0,從模擬結(jié)果來看，時(shí)間10T10ns的輸出電壓結(jié)果是正確的。時(shí)間120-200ns的輸入數(shù)據(jù)為0，反相結(jié)果應(yīng)為1，代表V(out)=l,從模擬結(jié)果來看，時(shí)間120-200ns的輸出電壓結(jié)果也是正確的。3、CMOS反相器直流傳輸特性分析(1)復(fù)制反相器原理圖，并參照上述步驟加入5.0V的直流工作電源和1.0V的直流電壓源作為輸入信號(hào)，最終原理圖如下：

回□!回□!O-I&Ib-D-IAi\一

=代11穆?-D.I-EQ-口一（2）輸出成Spice文件。（3）加載包含文件：本次流程仍引用的是1.25um的CMOS流程組件模型文件“ml2_125.md”,因此參照瞬態(tài)分析加載包含文件。（4）分析設(shè)定：直流分析從0—5.0V。5）輸出設(shè)定：依然參照瞬態(tài)分析設(shè)定。最終的Spic文件如下：b5FTCEMtlLrtVELCtanbyMtlicVLnllb5FTCEMtlLrtVELCtanbyMtlicVLnllt.OT■UtiE-'tSiTiiXfi Ea空口idKt￡LiQL:IiBiBMrwfEinnjccbLngraraari'^.pcalMi■:ipttonsiirotii!￡LJeiuMM""rsi,w&fli.dw;甲4 ±Lr?"r=SA空Pf夾:‘I tzjCEnair4Jvr■+prEt^-acopaoduJ^B^imrlie"LiKliiF^E"El1!ic'i(-MiKE'iTBpLEt^lftiiK^eJja^j3E_LE5iJ?Sr?MlLfii3dT&-DLE■i=W_di3JU4ULL(1QJWL訊JU 1"S&FULLWMpFfEtiJU3-Ml'FB^Ett：IEgutxng*B*ddF!?：fl1-2■4口u.AD-MpPD■期mU"&5pP5"Z4vvir*LfiGrrd3.DWild*ddiJtrtl￡.0sE'ldHdnuLm—aiTrdr曲In塑urQibvmD6.0u.￡dpradi:dev|autlLrH心“（6）進(jìn)行模擬，生成的.out文件如下:TtwItfJi吃|11<!0啊和1?叫刊玷硏円0\1->：￡|?5||￥!]2_蛉￡"|?■匕丹曲如^wubthnI*?SpUngndm”□Lh■ d^ll[町H]■Jrf.FrwfanJki-mkmjJTtwItfJi吃|11<!0啊和1?叫刊玷硏円0\1->：￡|?5||￥!]2_蛉￡"|?■匕丹曲如^wubthnI*?SpUngndm”□Lh■ d^ll[町H]■Jrf.FrwfanJki-mkmjJj!i■die：E.iK<B：mJXi■Jn-.lB,nF[WVWEHKidnDCBCDErJULr：fiifpuiEairjiIrd?p?nd?nEntduTptiblIHwlesHiHFTraerfteciless-$JTFE-0Di-adu-DQCC5-□Eminarynsdu—2nPhTil^HgD-OCiMdarJaT￡4Ltae>I±XJdMJ.ijflJjaDnDlToealD.ntiM<afrd4fconl-wfuaivMTrrfq*Hihr盒Gu.U4U.-iJKOFITSEUe■IESFlTii]bJlHCiME?TrHniB333idDnLi^iuKU*orvsV-CbJKEiE-lJMlEChH*3roftMd.CiE5^■jbcixciacFJVAChU.li?Uc[!QiCifl1：EripladLFKlMlLTfLCb13IMJVCfiSI-ECiUUDlawa&ck.EfEariEELtiiswt^BXCd!Xqrrini-i■Xilf￡di■^■li.Kh'lEla^lwil^...Tkiai-w”⑺在W-Edit中觀察模擬結(jié)果，即反相器的傳輸特性曲線，橫坐標(biāo)為輸入電壓，縱坐標(biāo)為輸出電壓?！瓴?A□晦旦日昌|￡曹3A□晦旦日昌|工匪藍(lán)席冶直口盤P當(dāng)■J4 ?*(8)分析結(jié)果：0-0.8V區(qū)間，N管截止，P管飽和導(dǎo)通，所以輸出OUT二vdd=5V；0.8-2.0V區(qū)間，N管飽和導(dǎo)通，P管線性導(dǎo)通，反相器相當(dāng)于一個(gè)增益較小的放大器，隨著輸入的增大，輸出將減小，但減小較慢；2.0-2.4V區(qū)間，N管、P管同時(shí)飽和導(dǎo)通，此時(shí)反相器相當(dāng)于一個(gè)有緣電阻很大的反相放大器，增益極大，所以隨著輸入的增大，輸出急劇下降；2.4-3.5V區(qū)間，N管進(jìn)入線性導(dǎo)通區(qū)、P管仍飽和導(dǎo)通，N管做P管的負(fù)載管，增益較小，所以隨著輸入的增大，輸出下降緩慢；3.5-5.0V區(qū)間，P管截止、N管維持非飽和導(dǎo)通，所以導(dǎo)致輸出為0.二、CMOS反相器版圖及瞬態(tài)分析1、CMOS反相器版圖（1）用L—Edit畫PMOS版圖：打開T-Edit程序，取代設(shè)定，選擇..\Tanner\Ledit90\Samples\SPR\example1\lights.tdb文件。然后進(jìn)行環(huán)境設(shè)定，設(shè)定結(jié)果為：1個(gè)格點(diǎn)距離等于1個(gè)坐標(biāo)單位也等于1個(gè)Micron。最后依次繪制24*15格的NWell層、14*5格的Active層、18*9格的PSelect層、2*9格的Poly層、2個(gè)3*3格的ActiveContact層、2個(gè)4*4格的Metall層。在繪制版圖的時(shí)候要隨時(shí)檢查錯(cuò)誤并查看設(shè)計(jì)規(guī)則修改錯(cuò)誤，隨時(shí)進(jìn)行截面觀察，以便及時(shí)修改隱藏的錯(cuò)誤。PMOS版圖如下：

(2)用L—Edit畫NMOS版圖：類似PMOS(2)用L—Edit畫NMOS版圖：類似PMOS的畫法以及參照《集成電路設(shè)計(jì)與布局實(shí)戰(zhàn)指導(dǎo)》，畫出NMOS版圖如下：(3)用L—Edit畫NMOS基本節(jié)點(diǎn)組件版圖：類似PMOS的畫法以及參照《集成電路設(shè)計(jì)與布局實(shí)戰(zhàn)指導(dǎo)》，畫出NMOS基本節(jié)點(diǎn)組件版圖如下：

(4)用L—Edit畫PMOS基本節(jié)點(diǎn)組件版圖：類似PMOS的畫法以及參照《集成電路設(shè)計(jì)與布局實(shí)戰(zhàn)指導(dǎo)》，畫出PMOS基本節(jié)點(diǎn)組件版圖如下:(5)用L—Edit畫CMOS反相器的版圖(5)用L—Edit畫CMOS反相器的版圖:新建一個(gè)L—Edit文件，引入PMOS組件、NMOS組件、PMOS基本節(jié)點(diǎn)組件、NMOS基本節(jié)點(diǎn)組件，連接閘極、汲極，繪制電源線，連接電源與接觸點(diǎn)、加入輸入端口、輸出端口，版圖繪制完成。繪制版圖過程仍要隨時(shí)檢查錯(cuò)誤并查看設(shè)計(jì)規(guī)則修改錯(cuò)誤，隨時(shí)進(jìn)行截面觀察。CMOS反相器的版圖如下：GWD2、CMOS反相器瞬態(tài)分析(1)生成T-Spice文件。(2)加載包含文件：本次流程仍引用的是1.25um的CMOS流程組件模型文件“ml2_125.md”,因此參照瞬態(tài)分析加載包含文件。(3)設(shè)定流程與任務(wù)一中類似：Vdd電壓值設(shè)定—設(shè)定A的輸入信號(hào)--分析設(shè)定—輸出設(shè)定，T-Spice文件最終結(jié)果如下：

■"■￥覦hMW<ZKI>5.0vu■'?[>JUkSE(03JDn5nLn沁.]Dbi4rraiVflBLnHCi：1oP?bdttpc3nbhEOD￥■"■￥覦hMW<ZKI>5.0vu■'?[>JUkSE(03JDn5nLn沁.]Dbi4rraiVflBLnHCi：1oP?bdttpc3nbhEOD￥IJk*lT(PinT-3CHL伽S:qTau?LELiMaAntJ:￡TQUhLSMiKL41aiKitKO￡lCt^Ki￡>tLi>CMIXC-ICDtOClitET1CEliltI□EitnetEJipnilFin■■:□ir^andiEUhR咖曲Sct， Tnifc grdn<!Jjci?□XT曰由M ^壬貝奉^PidCnn■eM丄孑1.-恥」.『二-Z&pfliai'EiEiirMarnLisgiLwireSexodaLisrtiauKieEPveICnwirrK^■cPXfjECi0K：Lc￡C3b>媲KOSC?e&0Lc<eJDa/FflljrL-FfliXTfSU/puMtiaE10卜hl■:<rrJik;電JTJh￥ridViSdF-HjM皿u減冏hW堆L-￡aH-JU4刖!?<?,ElinQgij^'til*giiEiE『<igHUEU?丁轉(zhuǎn)E*-A.IdD.mFEH-OETT|33.J^1-S；ia--Hit|4.E.ASjt"■ H.?;4]|LncLuda"E:*!xc^tvnn?E：|.T5p-Lm7D|.r￡<tal>^?]￡_L3E.Ed*1pkfUa .￡u.（4）進(jìn)行模擬，用W-Edit觀察模擬結(jié)果如下:5）分析結(jié)果：當(dāng)輸入為1時(shí)，輸出為0；當(dāng)輸入為0時(shí)，輸出為1，正確的實(shí)現(xiàn)了反相器的功能。

三、兩級(jí)CMOS運(yùn)算放大器原理圖及動(dòng)態(tài)分析1、兩級(jí)CMOS運(yùn)算放大器原理圖(1)添加元件，按照課本畫出的原理圖如下：(2)調(diào)用..\tanner\S-Edit\tutorial\schematic\opamp.sdb，并修改，最后修改管子的寬長比，最后原理圖如下：nUTC:r.-也-?-nUTC:r.-也-?-\TS■闔一c-*部71C** 沖兩?J曲2^|Q \-\1 回殛 *|」：.|?|?a v1t兒 斶1」卷12、兩級(jí)CMOS運(yùn)算放大器頻率響應(yīng)(1)生成T-Spice文件。

（2）加載包含文件：本次流程仍引用的是1.25um的CMOS流程組件模型文件“ml2_125.md”,因此參照瞬態(tài)分析加載包含文件。3）設(shè)定輸出，T-Spice文件最終結(jié)果如下：3?73?7電1…Pm IRkIm |QtIjiI:fUiIQtUk—?UeletantinJuso.2J.Jkti<1:DI:2B<*o.￥EdEEiEiipxc47LngKvwmdn-psabii■ir-rtD*?Tur-sb^fi■ipxolnn^fciiLE—Ti^件住丈卄注詢mjtXUjjfRnjEan^i?「■+F^EDE-ar.-^pvE-duJja"*'apK^->iBal口sd-EaHLtBpj^mp-DEC51LOQIE^wpiwileL心昭網(wǎng)伽owWcampTilOMhSjTcntrceti￡GndIjlTFifli-vn: 的d'MiwwL-ftiI^l-Surm2￥?]iXLvnlOjidLjxkc-L~4w*-10?nn3v￡J3=i￡vnlGndn?> HMBuiri?4astu*tiiu擊cdGtbjIHiasL"Lii￥■!Eu1KCFET_1I_]TbiaaTbi-roCnriQndm>?[.-luW-lUuHCSFET^P^3vbi-u*-*ddUddVddfTML?：L2iV->5u_LiuLt^W"■■叮id'1EMiw'iTSp^oi-lfi^iw^LH'i-n3±_d±iE-f￡i?lnp3vsleL7iSdVddfmj*L?SeiU?3Shiirfs^T?iVddUdidjpcgiL■首口KT"*注口npU口乂Til7kMWHpars-L-flwr-^Du-pssnc■=* VFi：EftK：i6*im?活:）』■Gr』D.fi仙IViiH.?如I-3.0vrinflanZi.nL-fl.aHTrJLCl.D?liti^fad￡.0EuLalnraij.cLroxlt-icparp_ps3HEVLni：oun4）進(jìn)行模擬，用W-Edit觀察模擬結(jié)果如下：H?W-EdttW^vefbnnViewer-[f:：.新建文fHBi.tanmopainfiuOutlJ坐EdtSatOptlorisWrriwjHebI口穴母d&|x聒唱|詮蠱備應(yīng)|宙監(jiān)包?H?W-EdttW^vefbnnViewer-[f:：.新建文fHBi.tanmopainfiuOutlJ坐EdtSatOptlorisWrriwjHebI口穴母d&|x聒唱|詮蠱備應(yīng)|宙監(jiān)包?雪|屛衛(wèi)尸“??44J“bH>HUHl-Klrr!TilST■!■■■■ilHH■:金。＞翊IRe'iI卜卄卜4M卄卜…時(shí)?44-卜-（5）分析結(jié)果：輸入頻率〉10kHz時(shí)，運(yùn)放正常放大，輸入頻率是10-100kHz區(qū)間時(shí)，輸出電壓開始下降，輸入頻率〉100kHz時(shí)，放大器截止。3、兩級(jí)CMOS運(yùn)算放大器動(dòng)態(tài)分析1）第一次按照課本上畫出的原理圖，生成T-Spice文件，加載包含文件—分析設(shè)定—輸出設(shè)定—模擬仿真，結(jié)果如下：匚皿含文件—分析設(shè)定—輸出設(shè)定—模擬仿真，結(jié)果如下：匚皿略H學(xué)=ES符IS宙右包El雪|一-■?n13 345s ?3 3in|FdfHdp,prwsFLrjuM2）結(jié)果分析：由于怎樣修改都沒有輸出信號(hào)，所以修改電路原理圖如下：

k*HKT KM-WtlTDEDUCTF? FL申A<刖鼻虺網(wǎng)切- 回畫口刖鼻虺網(wǎng)切- 回畫口I .*聲|、］擁tebE□O-需&DI-.二i、V-h屋檢?-D-l-口-口石一-創(chuàng)^:一^3）生成T-Spice文件，加載包含文件—分析設(shè)定—輸出設(shè)定，結(jié)果如下：?■i?■i?|科|p5.IIC.EtsaclLrE.wrLE.UEidt5-UxeManJi7.L3-urir-TehonEnSt9011w】91臺(tái)1亦"*Vauadacraprob:■中roniuiiu?pi.lPAa/e^seJEl丄ms__yMitM>3￡?+F￡EDM?3bl3Lb?"F='|養(yǎng)旳電料1tMl,、劇楷S!jEHH_7UtrffcTfl-<dx-"■+DTOlMrawodijac-^idnrrtmTer*"LIKL'PdcrEi,iic'i%<nir=E\T5pjnEin,in!Kfcls,i*J3_13Dni3i,-HfltftOlTQQLCPTOiMfia.ffl?FTRpT;yddGndS.DIKff6fllnD.j0,155DOD-0O.DO.QU-!IMITSand:HBQPL~3uS-23m.JB-lApFP-2lu.IflJ-iWlFFP-Eli.HLH5IS±CrdHKflL-2ul^22u. PO14ai.13?ddpP5-±4iITNIT4Tdd Udd FWd2 ?&u GT記土口!!>■￡￡> Pli^^u M■:MuHlIT1Vtikl 忖± :b-Eu "--SEmiMLd引 FJ-aiu rw-aiu.>：OTHlV-MVdd7nDt5L-：uIMZ2?Hl-6SpJM?uJJ-￡itpF5"24uCUT口油-EhidGrKKfK粗L-c3uA妙uhD?MpPb"￡4u妙?“ipPB-241HLDX2：HL1M5mmHl**riHH-TJGadMBDtS?