![]() |
+ 低压差线性稳压器 |
+ 白光LED驱动 |
+ MOSFET |
+ 32位ARM核Cortex系列 |
+ CMOS逻辑电路 |
④理论上具有无穷大扇出,单个反相器可以驱动无穷多个门,增加扇出会增加传播延时,动态特性会变差,但不会影响稳态特性; 如下图是一个静态CMOS反相器的电路图,由一个上拉的PMOS器件和一个下拉的NMOS器件组成。通过使用MOS管的开关模型,可以将其等效成右边所示的反相器开关模型。当Vin=VDD时,下拉NMOS器件开始工作,PMOS器件断开,将存储在负载电容CL上的电压放电至0V。当Vin=0V时,上拉PMOS器件开始工作,NMOS器件断开,向负载电容CL充电至VDD。 我们为什么要使用NMOS器件作为下拉器件,PMOS器件作为上拉器件呢?主要原因是PMOS器件是强1器件,而NMOS器件是强0器件。如下图所示,使用NMOS器件放电时可以将存储在负载电容CL上的电压放电至0V,而使用PMOS器件只能放电至VTp。同样,使用PMOS器件充电时,可以向负载电容CL充电至VDD,而使用NMOS器件只能充电至VDD-VTn。 我们可以通过公式进行关系转换,将PMOS器件的I-V特性曲线转换到与NMOS器件相同的坐标系中。 然后利用图解法迭加NMOS和PMOS器件I-V特性曲线,便得到了如下图所示的负载曲线,图中红线代表PMOS器件,蓝线代表NMOS器件。 由于任何一个DC工作点成立,通过NMOS和PMOS器件的电流必须是相等的,再加上Vin是同样的,便可以找到图中的这些圆点,将这些圆点处的Vin和Vout整理出来,这样就得到了下图所示的反相器电压传输特性曲线。 电压传输特性曲线中有一个VM点,它便是开关阈值,一般定义为Vin=Vout的点。图解法求VM是找出y=x函数与电压传输特性曲线的交点。 公式法是使用手工分析的通用MOS模型,代入Vin=VM。假设两个器件处于速度饱和,忽略沟道长度调制效应,于是有 反相器在VM处的增益可以通过对Vin求导得到。假设两个器件处于速度饱和,不能忽略沟道长度调制效应。 其中NMH指的是高电平噪声容限,NML指的是低电平噪声容限。VIL、VIH可以在VTC中求增益等于-1的工作点得到。 传播延时表示一个信号通过一个门时所经历的时间,定义为输入和输出波形的50%翻转点之间的时间。 下图是CMOS反相器传播延时与电源电压的关系,我们可以观察到当VDD»Vtn+VDSATn/2时,延时对于电源电压的变化较不敏感;当VDD接近2VT时将看到延时开始迅速增长。 ② 增加晶体管宽长比:会减小门的等效电阻,但增加晶体管尺寸也会增加本身的扩散电容,因而增加了CL,当增加的扩散电容开始超过由连线和扇出形成外部负载,增加门的尺寸就不再对延时有贡献,这也被叫做自载效应; CMOS反相器的总功耗分为动态功耗和静态功耗,我们首先看一下动态功耗。动态功耗主要有两种,由充放电电容引起的动态功耗和由直接通路电流引起的动态功耗。充放电电容引起的动态功耗大致过程是在充电过程中,一半能量被PMOS管消耗,一半能量存储在CL负载电容中;放电过程中,存储在电容上的能量被NMOS管消耗。 另一种动态功耗是由于输入波形存在上升和下降时间,导致在开关过程中从VDD到GND之间在短期内出现一条直流通路,造成短路电流。 • 当负载很大,输出的下降时间明显比输入上升时间大,输入在输出改变之前就已经通过了过渡区,PMOS的源漏电压近似为0,P管就基本关断了,所以Ipeak很小 • 反之,当负载很小,输出下降时间明显小于输入上升时间,PMOS的VDS大部分时间等于VDD,所以导致了最大的短路电流 我们得到的结论是:使输出的下降时间大于输入上升时间可以减小短路功耗,但输出的上升/下降时间太大会降低电路速度,并在扇出门中引起短路电流。换句话说,当负载电容比较小时,直接通路电流引起的动态功耗将占主导,而当负载电容较大时,充放电负载电容引起的动态功耗将占主导。 应当指出的是在典型的CMOS电路中由充放电电容引起的动态功耗占主导地位,直接通路电流引起的功耗可以通过设计控制在限定范围内,而漏电造成的静态功耗在未来的工艺制程下会占据更重。 的电路设计以及功能仿真,适合入门。还做了版图设计,但是自己对原理不是不清楚,在此就不记录了。virtuoso电路设计环境 MOSFET有P沟道和N沟道两种,每种中又有耗尽型和增强型两类。由N沟道和P沟道两种MOSFET组成的电路称为互补MOS或 的原理及特点 / 设计电路图 / 的详细资料说明 / 是一种常见的数字电路,用于将输入信号取反输出。它由一个P型MOS管和一个N型MOS管组成,通过 江南官方体育app 上一篇:CMOS模拟集成电路版图之反相器 下一篇:互补型多谐振荡器的工作原理 |