5. Расчет c помощью программы lt-Spice.

Обозначим узлы схемы:

Передаточная характеристика схемы.

Входной файл:

KP_nMOS_static

Vpit 1 0 5V

Vin1 2 0 5V

Vin2 3 0 5V

Vin3 6 0 5V

MN 1 1 4 0 nmosu l=30u w=6u as=36p ad=36p pd=24u ps=24u

Mact1 4 2 5 0 nmosu l=4u w=16u as=256p ad=256p pd=64u ps=64u

Mact2 5 3 7 0 nmosu l=4u w=16u as=256p ad=256p pd=64u ps=64u

Mact3 7 6 0 0 nmosu l=4u w=16u as=256p ad=256p pd=64u ps=64u

.model nmosu nmos(level=3 Vto=1.18 Uo=450 Tox=50n

+CGDO=7.08e-11 CGSO=7.08e-11 cj=18,43e-4 cjsw=18,43e-10)

.op

.DC Vin1 0 5 0.01

.print DC v(4)

.probe

.end

Параметры схемы:

Из полученного графика находим:

Уровень логической единицы:

Уровень логического нуля:

Порог переключения:

Помехоустойчивость по положительной помехе:

Помехоустойчивость по отрицательной помехе:

Переходная характеристика схемы.

8

9

10

11

13

14

12

15

16

17

18

19

0

0

0

1

1

1

2

3

4

6

5

7

Входной файл:

Vpit 1 0 5V

vin1 2 0 pulse (0.228 3.8 0 0 0 150n 300n)

vin2 3 0 5V

vin4 6 0 5V

MN1 1 1 4 0 nmosu l=30u w=6u as=36p ad=36p pd=24u ps=24u

Mact1 4 2 5 0 nmosu l=4u w=16u as=256p ad=256p pd=64u ps=64u

Mact2 5 3 7 0 nmosu l=4u w=16u as=256p ad=256p pd=64u ps=64u

Mact3 7 6 0 0 nmosu l=4u w=16u as=256p ad=256p pd=64u ps=64u

MN2 1 1 10 0 nmosu l=30u w=6u as=36p ad=36p pd=24u ps=24u

Mact4 10 4 11 0 nmosu l=4u w=16u as=256p ad=256p pd=64u ps=64u

Mact5 11 4 13 0 nmosu l=4u w=16u as=256p ad=256p pd=64u ps=64u

Mact6 13 4 0 0 nmosu l=4u w=16u as=256p ad=256p pd=64u ps=64u

MN3 1 1 16 0 nmosu l=30u w=6u as=36p ad=36p pd=24u ps=24u

Mact7 16 10 17 0 nmosu l=4u w=16u as=256p ad=256p pd=64u ps=64u

Mact8 17 10 19 0 nmosu l=4u w=16u as=256p ad=256p pd=64u ps=64u

Mact9 19 10 0 0 nmosu l=4u w=16u as=256p ad=256p pd=64u ps=64u

.model nmosu nmos(level=3 Vto=1.18 Uo=450 Tox=50n

+CGDO=7.08e-11 CGSO=7.08e-11 cj=18.43e-4 cjsw=18.43e-10)

.op

.tran 0.1u 400u

.print tran v(4) v(10) i(vpit)

.probe

.end

Параметры схемы:

Из полученного графика находим:

Длительность задержек:

Длительность фронтов:

Статическая и динамическая мощности, потребляемые схемой.

Из графика видно, что ток потребления при логической единицы на выходе равен нулю:

Тогда, для определения статической мощности воспользуемся формулой:

Динамическая мощность.

Частота переключения

Для определения динамической мощности воспользуемся формулой:

7. Сравнение с аналогами, выпускаемыми промышленностью.

В качестве схемы для сравнения использовались цифровые базовые матричные кристаллы на основе n-МОП-структур типа К1801ВП1.

Параметр схемы	Не менее	Не более	Данная схема
Напряжение питания, В	4,75	5,25	5
Напряжение логического нуля , В	—	0,4	0,228
Напряжение логической единицы , В	2,7	—	3,8
Ток потребления, мкА	—	300	38,77