Расчет характеристик схемы с помощью программы pspice.

С помощью представленной ниже программы, произведен расчет передаточной и переходной характеристик схемы логического элемента. Также по полученным характеристикам были определены статические и динамические параметры данного элемента.

Для определения напряжений подаваемых на вход составляем таблицу истинности. Из нее выбираем такой набор входных напряжений, когда при изменении только одного входа логическая схема переключается.

Программа, описывающая схему, для определения схемы:

*

c 3 0 0.5pf

v1 1 0 dc 6

v2 4 0 pulse (6 0.2 10n 1n 1n 800n 900n)

v4 7 0 dc 6

v5 6 0 dc 0.2

v6 2 0 dc 9

m1 1 2 3 0 nm l=24u w=6u

m2 3 4 5 0 nm l=6u w=75u

m3 5 6 0 0 nm l=6u w=75u

m4 5 7 0 0 nm l=6u w=75u

.model nm nmos (level=1 tox=50n vto=0.8 kp=4.248e-5 gamma=1 uo=600

+xj=0.7)

.tran 3n 900n

.dc v2 0 6 0.01

.probe

.end

Параметры МДП-ключа:

U¹=6 (B)

U⁰=0.226 (B)

U^П=1.6883 (B)

U=5.774 (B)

0.1*U+ U⁰=0.8 (B)

0.5*U+ U⁰=3.11 (B)

0.9*U+ U⁰=5.42 (B)

U⁰_пз=U^П-U⁰=1.46 (B)

U¹_пз=U¹-U^П=4,31 (В)

U¹_пу=4 (В)

U⁰_пу=0,83 (В)

t⁰¹_зд=13,102 (нс)

t¹⁰_зд=0,81 (нс)

t_ср=1,85 (нс)

t_ф=72,9 (нс)

t_здср=6,956 (нс)

Определение статических параметров:

U⁰-уровень логического нуля прои U⁰_вх=U⁰_вых

U¹-уровень логического нуля прои U¹_вх=U¹_вых

U=U¹-U⁰ –размах логического сигнала

U_п –напряжение переключения передаточной характеристики, точка неустойчивого равновесия Uвх=Uвых

U_пз– напряжение помехозащищенности, характеризует минимальную величину входного напряжения, при котором происходит переход схемы в другое логическое состояние

U⁰_пз=U_п-U⁰, U¹_пз=U¹-U_п

U_д- напряжение в точках единичного усиления, то есть в точках тангенс угла наклона в которых равен единице

U_дд- ширина активной области. Диапазон напряжений, в котором происходит переключение схемы.

U_дд=U¹_д-U⁰_д

U_пу- напряжение помехоустойчивости, определяется максимальной величиной входного напряжения, при котором схема сохраняет свое логическое состояние

U⁰_пу=U⁰_д-U⁰, U¹_пу=U¹-U¹_д

Определение динамических характеристик:

t_ср- время среза выходного сигнала. Это время переключения выходного сигнала из состояния “1” в состояние “0”.Определяется по уровню 0,9-0,1 от максимального изменения выходного напряжения.

t_ф- время фронта определяется временем переключения выходного сигнала из состояния “0” в “1”. Определяется по уровню 0,1-0,9 изменеия выходного сигнала

t⁰¹_зд- время задержки распространения выходного сигнала при переключении из “0”в “1” относительно входного сигнала. Определяется по уровню 0,5 изменения выходного сигнала

t¹⁰_зд- время задержки распространения выходного сигнала при переключении из “1”в “0”. Определяется аналогично предыдущему.

t_здср- среднее время задержки определяется как среднее арифметическое: t_здср=(t⁰¹_зд+t¹⁰_зд)/2.

Технологический маршрут формирования n-моп транзистора.

Здесь вкратце представлен технологический маршрут изготовления n-канального МДП транзистора с самосовмещенным (поликремниевым) затвором. Он состоит из нескольких этапов :

1. Формирование охранных локальных областей (первая фотолитография). Так как операция длительная то вырастает толстый окисел – локос.

2. Формирование подзатворного диэлектрика – тонкого качественного окисла (без фотошаблона).

3. Формирование поликремниевого (Si*) затвора (вторая фотолитография). Для исключения контакта между стоком и истоком делают вылет затвора (перекрытие поликремнием тонкого окисла).

4. Форирование областей стока и истока (производится без фотошаблона) с помощью ионного легирования или диффузии.

5. Формирование контактных окон (третья фотолитография).

6. Метализация (четвертая фотолитография).

7. Пассивация.Защита схемы от внешних воздействий.