Thiết kế và thực hiện hệ thống VLSI - 02
lượt xem 24
download
In equilibrium, the drift and diffusion components of current are balanced; therefore the net current flowing across the junction is zero.
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Thiết kế và thực hiện hệ thống VLSI - 02
- Design and Implementation of VLSI Systems Lecture 02 Thuan Nguyen Faculty of Electronics and Telecommunications, University of Science, VNU HCMUS Spring 2011 1
- LECTURE 2: CMOS CIRCUIT MOS Transistor 1 CMOS Logic 2 2
- LECTURE 2: CMOS CIRCUIT MOS Transistor 1 CMOS Logic 2 3
- MOS TRANSISTOR silicon IMPACT OF DOPING ON 4.9951022 atoms in cm3 Resistivity 3.2 105 Ωcm SILICON RESISTIVITY dope with dope with phosphorous boron or arsenic p-type n-type 1 atom in billion 88.6 Ωcm 1 atom in billion 266.14 Ωcm 1 atom in million 0.114 Ωcm 1 atom in million 0.344 Ωcm 1 atom in thousand 0.00174 Ωcm 1 atom in thousand 0.00233 Ωcm 4 Electrons are more mobile/faster than holes
- WHAT HAPPENS & N TYPES? IF WE SANDWICH P A Al p n B One-dimensional representation In equilibrium, the drift and diffusion components of current are balanced; therefore the net current flowing across the 5 junction is zero.
- WHAT HAPPENS & N TYPES? IF WE SANDWICH P 6
- PN-JUNCTION REGIONS OF OPERATION A forward bias decreases the potential In reverse bias, the width drop across the of the depletion region junction. As a result, increases. The diode acts the magnitude of the as voltage-controlled electric field decreases capacitor. and the width of the depletion region 7 narrows.
- NMOS AND PMOS TRANSISTORS Each transistor consists of a stack of a conducting gate, an insulating layer of silicon dioxide and a semiconductor substrate (body or bulk) nMOS transistor pMOS transistor 8 Body is typically grounded Body is typically at supply voltage
- NMOS TRANSISTOR Source Gate Drain Polysilicon SiO2 n+ n+ p bulk Si g=0: When the gate is at a low voltage (VGS < VTN): p-type body is at low voltage source and drain-junctions diodes are OFF transistor is OFF, no current flows g=1: When the gate is at a high voltage (VGS ≥ VTN): negative charge attracted to body inverts a channel under gate to n-type transistor ON, current flows, transistor can be viewed as a resistor 9
- NMOS PASS ‘0’ MORE STRONGLY ‘1’ THAN Source Gate Drain Polysilicon SiO2 n+ n+ p bulk Si • Why does ‘1’ pass degraded? 10
- PMOS TRANSISTOR Source Gate Drain Polysilicon SiO2 p+ p+ n bulk Si g=0: When the gate is at a low voltage (VGS < VTP): positive charge attracted to body inverts a channel under gate to p-type transistor ON, current flows g=1: When the gate is at a high voltage (VGS ≥ VTP): negative charge attracted to body source and drain junctions are OFF transistor OFF, no current flows 11
- PMOS PASS ‘1’ MORE STRONGLY THAN ‘0’ Source Gate Drain Polysilicon SiO2 p+ p+ n bulk Si • Why does ‘0’ pass degraded? 12
- LECTURE 2: CMOS CIRCUIT MOS Transistor 1 CMOS Logic 2 13
- CMOS LOGIC VDD A Y A Y GND pMOS + nMOS = CMOS An nMOS and pMOS make up an inverter 14
- MORE CMOS GATES Y What is this gate function? A B 15
- 3-INPUT NANDS pMOS pull-up network inputs output nMOS pull-down network What are the advantages of CMOS circuit style? 16
- SERIES-PARALLEL COMBINATIONS nMOS: 1 = ON a a a a a 0 0 1 1 g1 pMOS: 0 = ON g2 0 1 0 1 b b b b b Series: both must be ON (a) OFF OFF OFF ON Parallel: either can be ON a a a a a 0 0 1 1 g1 g2 0 1 0 1 b b b b b (b) ON OFF OFF OFF a a a a a g1 g2 0 0 0 1 1 0 1 1 b b b b b (c) OFF ON ON ON a a a a a g1 g2 0 0 0 1 1 0 1 1 17 b b b b b (d) ON ON ON OFF
- WHAT ARE THE TRANSISTOR SCHEMATICS OF THE NOR GATE? A B Y 1:59 2:00 0:58 E:57 :01 :02 :03 :04 :05 :06 :07 :08 :09 :10 :12 :13 :14 :15 :16 :17 :18 :19 :20 :21 :22 :23 :24 :25 :26 :27 :28 :29 :30 :31 :32 :33 :34 :35 :36 :37 :38 :39 :40 :41 :42 :43 :44 :45 :46 :47 :48 :49 :50 :51 :52 :53 :54 :55 :56 :11 nd 18
- SUMMARY Source Gate Drain Source Gate Drain Polysilicon Polysilicon SiO2 pMOS SiO2 nMOS p+ p+ n+ n+ n p bulk Si bulk Si 19 pMOS strong ‘1’, weak ‘0’ VDD nMOS strong ‘0’, weak ‘1’ VSS
- SUMMARY NOT: pMOS + pull up nMOS + pull down NAND2: pMOS + parallel + pull up nMOS + serial + pull down NOR2: pMOS + serial + pull up nMOS + parallel + pull down 20
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
thiết kế và chế tạo mô hình điều khiển máy trộn, chương 1
5 p | 453 | 195
-
Giáo trình Thiết kế mạch điện tử OrCAD - Đặng Quang Minh
175 p | 336 | 129
-
Giáo trình Thiết kế mạch điện tử OrCAD - Đặng Quang Minh
175 p | 172 | 64
-
Tính toán và thiết kế băng tải cao su ngang
33 p | 301 | 55
-
Thiết kế và thực hiện hệ thống VLSI - 01
38 p | 204 | 44
-
Phần mềm thiết kế ô tô part 6
18 p | 173 | 40
-
Thiết kế và thi côn hệ thống báo giờ tự động ứng dụng CPU Z80, chương 6
12 p | 108 | 19
-
Giáo trình Thiết kế điện dân dụng
57 p | 77 | 15
-
Thiết kế và thi côn hệ thống báo giờ tự động ứng dụng CPU Z80, chương 7
8 p | 97 | 12
-
Giáo trình Kiểm định và truy xuất nguồn gốc thực phẩm: Phần 2
221 p | 33 | 11
-
Ứng dụng mô hình 3D (Revit) vào thiết kế thi công hệ thống MEP thực tế
10 p | 19 | 7
-
Thiết kế mạch khuếch đại tạp âm thấp băng hẹp 2.4GHz công nghệ CMOS 0.35 µm sử dụng cấu trúc suy giảm cảm kháng để phối hợp trở kháng
9 p | 92 | 6
-
Từ yêu cầu công nghệ đến giải pháp thiết kế
3 p | 97 | 5
-
Giáo trình Vẽ thiết kế điện (Nghề: Điện công nghiệp - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng nghề Xây dựng (Chương trình năm 2021)
48 p | 17 | 4
-
Thiết kế và vận hành hệ thống thiết bị phản ứng tầng cố định pha hơi
7 p | 32 | 3
-
Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống uốn tạo hình chi tiết hình chữ V có gia nhiệt bằng cảm ứng điện từ
8 p | 23 | 2
-
Thiết kế, chế tạo và thử nghiệm hệ thống giám sát an ninh nguồn phóng xạ di động
7 p | 44 | 1
Chịu trách nhiệm nội dung:
Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA
LIÊN HỆ
Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM
Hotline: 093 303 0098
Email: support@tailieu.vn