Лаб 7 / Отчёт лаб 7

Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

(МТУСИ)

Факультет "Радио и телевидение"

Лабораторная работа №7

по дисциплине "Электроника"

"Исследование ключа на комплементарных МДП транзисторах"

Выполнил

Проверил Е. В. Объедков

Цель работы

Изучение принципа работы КМДП - ключа (ключа на комплементарных МДП транзисторах), определение средней работы переключения КМДП-ключа и её связи с топологическим размером транзистора.

Ход работы

Рисунок 1 – Схема КМДП-ключа

Рисунок 2 – Схема цепи

Рисунок 3 – График передаточной функции U_вых=f(U_вх)

Из графика следует:

U_{вых макс}=5 В, U_{вых мин}≈0 В.

I_стат=5 пА

потребляемая ключом мощность статического состояния:

P_стат=Е_пит * I_стат=25 * 10^-12 Вт

Рисунок 4 – Временные диаграммы

Исходя из временных диаграмм:

t₀₁=0,45 нс, t₁₀=0,55 нс

Среднее время переключения:

t = (t₀₁ + t₁₀)/2 = 0,50 нс

I_дин = 0,459 мкА

Средняя потребляемую ключом мощность в режиме переключений:

P = Е_пит * I_дин = 2,295 * 10^-6 Вт

Работу переключения:

P*t = 1,1475 * 10^-15 Дж

Рассеиваемая в виде тепла мощность:

P_pacc = mfPt = 10⁸ * 200 * 10⁶ * 1,1475 * 10^-15 = 22,95 Вт

^­Согласно варианту 4 уменьшим основные ёмкости транзисторов в 4 раза.

w=1 мкм

Рисунок 5 – Временные диаграммы для измененных параметров транзисторов

Для измененных параметров транзисторов вычислим P_измt_изм:

t_01изм = 0,16 нс, t_10изм = 0,22 нс ==> t_изм = 0,19 нс

I_{дин изм} = 152 нА ==> P_изм = Е_пит * I_{дин изм} = 0,760 * 10^-6 Вт

P_измt_изм = 0,1444 * 10^-15

w=1 мкм

w_изм = w(P_измt_изм/Pt)^1/2 = 0,25 мкм

Основная тенденция в разработке ЦИС - стремление к уменьшению суммарной ёмкости С, которое достигается уменьшением минимального топологического размера w. Сегодня фотолитография обеспечивает w уже менее 10 нм.

Москва 2024