КР / курсачи / Курсач КМОП схема ИЛИ-НЕ вар 79 / Spice

5. Расчет с помощью программы P-Spice

Обозначим элементы схемы и пронумеруем узлы:

Передаточная характеристика схемы

peredatochnaya

Vpit 4 0 10

Vin1 1 0 0

Vin2 2 0 0

Mn1 3 1 0 0 nm

Mn2 3 2 0 0 nm

.model nm nmos ( W=50u L=10u Vto=0.93 Tox=50n UO=600 LD=0.1u Level=3)

Mp1 4 1 5 4 pm

MP2 5 2 3 4 pm

.model pm pmos ( W=150u L=10u Vto= -0.85 Tox=50n UO=200 LD=0.1u Level=3)

.DC Vin2 0 10 0.01

.Probe

.End

Из полученной передаточной характеристики имеем следующие значения величин:

- логический перепад

- порог переключения:

V_n = 5В

- помехоустойчивость по положительной помехе:

4,1 – 0 = 4,1 B

- помехоустойчивость по отрицательной помехе:

10 – 5 = 5 B

91% - общая помехоустойчивость (в процентах от Е_пит)

Переходная характеристика схемы

peredatochnaya

Vpit 4 0 10

Vin1 1 0 pulse (0 10 0n 1n 1n 100n 200.8n)

Vin2 2 0 0

Vin3 8 0 0

Vin4 10 0 0

.model nm nmos ( W=50u L=10u Vto=0.93 Level=3 kp=42.48u CBD=32f CBS=32f CGSO=3.54f CGDO=3.54f CGBO=0 Tox=50n UO=600 LD=0.1u)

.model pm pmos ( W=150u L=10u Vto= -0.85 Level=3 kp=14.16u CBD=82f CBS=82f CGSO=10.62f CGDO=10.62f CGBO=0 Tox=50n UO=200 LD=0.1u)

Mp1 4 1 5 4 pm

Mp2 5 2 3 4 pm

MP3 4 3 6 4 pm

Mp4 6 8 7 4 pm

Mp5 4 7 9 4 pm

Mp6 9 10 11 4 pm

Mn1 3 1 0 0 nm

Mn2 3 2 0 0 nm

Mn3 7 3 0 0 nm

Mn4 7 8 0 0 nm

Mn5 11 7 0 0 nm

Mn6 11 10 0 0 nm

.tran 10n 250n

.probe

.end

Из полученной передаточной характеристики имеем следующие значения величин:

5.94 нс 6,97 нс 4,13 нс 3,61 нс

=3,87 нс

Статическая и динамическая мощности, потребляемые схемой

Статическая мощность определяется выражением:

, - входные токи потребления (при напряжениях на входе и соответственно).

Входные напряжения подаются на затворы транзисторов. Через затворы то­ки течь не могут, т.к. между затвором (проводником) и каналом лежит диэлек­трик, поэтому:

Тогда статическая мощность будет равна:

Динамическая мощность определяется выражением:

- частота переключения

- суммарная емкость схемы

Тогда динамическая мощность будет равна:

6. Топология всей схемы.

7. Сравнение с аналогами, выпускаемыми в промышленности.

Для сравнения возьмем интегральную схему К564ЛА7:

Параметр	Спроектированная схема	Аналог К564ЛЕ5
Напряжение питания Епит	+10 В	10 В
Номинальная рабочая температура t0	+270 C	+250 C
Напряжение лог. 1 U1лог	+10 В	+9,99 В
Напряжение лог. 0 U0лог	0 В	+0,01 В
Максимальный уровень положительной помехи	4,1 B	4,9 В
Помехоустойчивость UП, в процентах от Епит	91	91
Среднее время задержки tЗД, нc	3,87	45
Максимальная входная частота fП, МГц	4.98	1,76

Список использованной литературы.

1. Пономарев М.Ф., Коноплев Б.Г. Конструирование и расчет микросхем и микропроцессоров: Учеб. Пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1986. - 176с., ил

2. У. Тилл. Дж. Лаксон. Интегральные схемы. Материалы, приборы, изготовление. М.: Мир, 1985.

3. Р Маллер, Т. Кейминс. Элементы интегральных схем. М.: Мир, 1989

19