3. Базисные вентили.

1). Электрические схемы.

Для построения требуемых триггеров были использованы вентили 2И-НЕ и 3И-НЕ:

Рис. 3.1. Электрическая схема вентиля 2И-НЕ. Рис. 3.2. Электрическая схема вентиля 3И-НЕ.

2). Эскиз топологии вентилей.

Топологические параметры транзисторов в вентиле 2И-НЕ:

,,.

Топологические размеры вентиля 2И-НЕ: на.

Рис. 3.3. Топология вентиля 2И-НЕ.

Топологические параметры транзисторов в вентиле 3И-НЕ:

,,.

Топологические размеры вентиля 3И-НЕ: на.

Рис. 3.4. Топология вентиля 3И-НЕ.

3). Параметры транзисторов и модели вентилей.

Параметры транзисторов (длины и ширины) берутся из предыдущего курсового проекта по курсу «Компьютерное моделирование интегральных приборов»:

,,,гдемкм.

Быстродействие вентилей рассчитывалось в программе PSpice. Ниже приведены модели полевых транзисторов, использующиеся в этом и во всех последующих моделированиях.

* PSpice Model Editor - Version 9.2

.model mbreakn (level=3 kp=135e-6 vto=0.8 gamma=3 kappa=2.1e-01 lambda=0.1

+tox=50n phi=0.7 ld=9.1e-10 wd=7.5e-7 tpg=1 nss=0 nsub=1.3e+16 nfs=0

+rsh=1.03e+1 cgdo=5e-11 cgso=5e-11 cgbo=3.1e-10 cj=2.74e-4 mj5.5e-1

+cjsw=1.92e-10 mjsw=1e-1 pb=9.9e-1 xqc=0.6 uo=688 theta=1.16e-1 vmax=1.97e+5

+eta=9.34e-2 xj=0.7u delta=8.763e-1)

.model mbreakp (level=3 kp=47e-6 vto=-1.1 gamma=3 kappa=2.1e-01 lambda=0.1

+tox=50n phi=0.7 ld=9.1e-10 wd=7.5e-7 tpg=-1 nss=0 nsub=1.3e+16 nfs=0

+rsh=1.03e+1 cgdo=5e-11 cgso=5e-11 cgbo=3.1e-10 cj=2.74e-4 mj5.5e-1

+cjsw=1.92e-10 mjsw=1e-1 pb=9.9e-1 xqc=0.6 uo=688 theta=1.16e-1 vmax=1.97e+5

+xj=0.7u delta=8.763e-1)

Результаты моделирования вентилей.

	, нс	, нс	, нс	, нс	, нс
2И-НЕ	0.858	0.653	0.755	2.41	1.87
3И-НЕ	0.704	0.705	0.7045	2.47	1.91

4. Триггеры.

1) Схемы RSC и DC-триггеров.

Рис. 4.1. Схема RSC-триггера в программеOrCAD.

Рис. 4.2. Схема DC-триггера в программеOrCAD.

2) Расчет быстродействия триггеров.

Рис. 4.3. Диаграмма переключения RSC-триггера.

Рис. 4.4. Диаграмма переключения DC-триггера.

5. Проектирование и расчет счетчика.

1) Расчет счетчика в программе OrCAD.

Рис. 5.1. Диаграмма переключения счетчика в программе OrCAD(частота 20 МГц).

Таблица 5.1. Результаты моделирования счетчика (быстродействие).

	, нс	, нс	, нс	, нс	, нс
Счетчик	3.256	1.436	2.346	4.358	2.045

2) Логическое моделирование схемы.

Логическое моделирование счетчика было проведено в программе OrCADна базе микросхем серии 74. Результаты и логическая схема приведены на рисунках 5.2 и 5.3.

Рис. 5.2. Результаты логического моделирования устройства.

Рис. .5.3. Логическая схема счетчика.

3) Макетная топологическая модель счетчика.

Макетная топологическая модель счетчика представлена в приложении.

Эскиз топологии был подготовлен в программе-редакторе блок-схем Visio, в строго выдержанном масштабе, с соблюдением всех допусков на ширину металлических шин и расстояния между соседними элементами. При создании топологии были использованы условные обозначения «» для обозначения подныра и «» для указания межсоединения между различными типами металлов.

Итоговый размер устройства: 2550на 680(892,5 мкм на 238 мкм).