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大家好
今天我们
开始接触最简单的逻辑门
CMOS反相器
更确切地说
是静态CMOS反相器
首先
让我来简要地回顾一下
上一堂课的重点内容
在上一堂课中
我介绍了
结电容的通用表达式
这一个。是吧
你们在这里看到的
是非线性结电容表达式
我们希望
用一个线性的表达式来代替它
找一个线性的等效表达式
这就是Ceq的定义
eq指的是等效
等效指的是
当电压从VHigh变化到VLow时
利用这个式子
计算出的电荷变化
与非线性表达式
给出的结果一样
接下来我介绍了Keq
线性因子
这是Keq的表达式
是个通用表达式
这是一个突变结
m等于0.5
这是线性因子
或者电压等效因子
用于手算
计算
其精度已经足够了
接下来
我介绍了速度饱和
如果我们进一步增加
沟道中的电场
如果电场强度
超过了临界场𝜉c
那么电子无法运动得更快
这是因为散射效应
电子会和
其他原子发生碰撞。是吧
所以对于短沟道器件
和足够大的VGS-VT
我们发现短沟道器件
进入饱和区时
事实上
远在进入经典饱和之前
就进入了速度饱和
还有短沟道器件的电流
远比
长沟道器件的电流小
这是用于手工分析的统一模型
对于手工计算
非常方便
如果VGS-VT，VGT，小于0
那么等于ID = 0
那么如果VGS -VT大于0
也就是说晶体管导通了
I_D=k'W/L(V_GT V_min-〖V_min〗^2/2)
(1+λV_DS).
我们这里的Vmin指
VGS-VT和VDS和VDSAT的最小值
如果VGS-VT最小
那么这是经典饱和模式
如果VDS最小
那么这是线性区模式
如果VDSAT最小
那么这是速度饱和模式
你们应该记住这个
记住这个1+ 𝜆VDS
这一项代表的
是沟道长度调制效应
这一项
代表的
是体效应。是吧
我还记得我说过
最好记住这张表
0.43,0.4和0.63等这些数字都需要记住
这张胶片显示的
是晶体管先进入
速度饱和区
还是经典饱和区
取决于
先超过𝜉𝑐
或者说临界场强
或者先超过(VGS-VT)/L
如果这是真的
这一项超过(VGS-VT)/以L
那么先进入
经典饱和区
否则先进入
速度饱和区
如何去计算电阻值
我们可以在我们
感兴趣的区间对
瞬态电阻进行积分
例如
如果我们把电容从VDD 放电到 VDD/2
我们可以在这个区间上积分来计算电阻
最终结果
等于这个值
另一种方法是
我们可以计算
两个端点的平均阻值
例如计算起点处
当输出电压等于VDD时的阻值
再计算终点处当输出电压等于VDD/2时的阻值
我们可以得到
和这一个几乎相同的结果
记住这些数字
是很有帮助的
因为
电阻反比于W/L
实际上就是晶体管的尺寸
我们在此
将W/L定义为晶体管的尺寸
最后
我介绍了
晶体管电容的主要组成
例如在栅极
与源极之间的电容由两部分组成
一部分是覆盖电容
由横向扩散导致的
另一部分是
另一部分是栅极
与源极之间的沟道电容
在截止区
这一项等于0
在可变电阻区
这一项等于WLCox
在饱和区
无论是速度饱和还是经典饱和
这一项等于2/3 WLC_OX
这对于栅极和漏极之间的
电容也类似的
唯一的区别是
在饱和区
栅极和漏极之间的沟道
电容等于零。是吧
在截止区
栅极
和衬底之间的电容等于WLC_OX
其他情况下总等于零
我们还有结电容
结电容包括
一个底面电容和三个侧壁电容
对漏极和衬底之间的
电容也是一样的
好，这就是对上一堂课
重要知识点的简单复习
-1.Introduction to Digital IC
--Video
-2.Architecture of Digital Processor
--Video
-3.Full Custom Design Methodology
--Video
-4.Semicustom Design Methodology
--Video
-5.Quality Metric of Digital IC
--Video
-6.Summary and Textbook Reference
--Video
-Homework
-Key Points Review of Last Lecture
--Video
-1.Introduction
--Video
-2.The Diode
--Video
-3.The MOSFET Transistor
--Video
-4.Secondary Effects
--Video
-5.Summary and Textbook Reference
--Video
-Homework
-Key Points Review of Last Lecture
--Video
-1.Introduction
--Video
-2.Static Behavior
--Video
-Homework
-Key Points Review of Last Lecture
--Video
-1.Dynamic Behavior I
--Video
-2.Dynamic Behavior II
--Video
-3.Power Dissipation
--Video
-4. Summary and Textbook Reference
--Video
-Homework
-1.Introduction
--Video
-2.Static CMOS Design I
--Video
-3.Static CMOS Design II
--Video
-Homework
-Key Points Review of Last Lecture
--Video
-1.Static CMOS Design III
--Video
-2.Static CMOS Design IV
--Video
-3.Dynamic CMOS Design
--Video
-4.Summary
--Video
-Homework
-1.Introduction I
--Video
-2.Introduction II
--Video
-3. Static Latches and Registers I
--Video
-4.Static Latches and Registers II
--Video
-5.Static Latches and Registers III
--Video
-Homework
-1.Key Points Review
--Video
-2.Dynamic Latches and Registers I
--Video
-3.Dynamic Latches and Registers II
--Video
-4.Dynamic Latches and Registers III
--Video
-5.Pulse Register
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-6.Pipelining
--Video
-7.Schmitt Trigger
--Video
-8.Summary and Textbook Reference
--Video
-Homework
-1. Introduction
--Video
-2. Adder: Full Adder (Definition)
--Video
-3. Adder: Circuit Design
--Video
-4. Adder: Logic Design I
--Video
-5. Adder: Logic Design II
--Video
-6. Adder: Summary
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-Homework
-1. Key Points Review
--Video
-2. Multiplier
--Video
-3. Shifter
--Video
-4. Summary and Textbook Reference
--Video
-Homework
-1. Introduction
--Video
-2. Capacitance
--Video
-3. Resistance
--Video
-4. Electrical Wire Models
--Video
-5. Summary and Textbook Reference
--Video
-Homework
-1. Introduction
--Video
-2. Capacitive Parasitics
--Video
-3. Capacitive Parasitics II
--Video
-4. Resistive Parasitics
--Video
-5. Summary and Textbook Reference
--Video
-Homework
-1. Assignment Solving
--Video
-2. The teaching assistants want to say
--Video
-1. Problem 1
--Video
-2. Problem 2
--Video
-3. Problem 3
--Video
-4. Problem 4
--Video
-5. Problem 5
--Video
-6. Problem 6
--Video
-7. Problem 7
--Video
-1. Problem 8
--Video
-2. Problem 9
--Video
-3. Problem 10
--Video
-4. Problem 11
--Video
-5. Problem 12
--Video
-6. Problem 13
--Video
-7. Problem 14
--Video
