集成电路实验报告
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实验一:反相器的设计及反相器环的分析
一、实验目的
1、学习及掌握cadence图形输入及仿真方法; 2、掌握基本反相器的原理与设计方法;
3、掌握反相器电压传输特性曲线VTC的测试方法;
4、分析电压传输特性曲线,确定五个关键电压 VOH 、 VOL 、 VIH 、 VIL 、 VTH 。 二、实验内容
本次实验主要是利用 cadence 软件来设计一基本反相器(inverter),并利用 仿真工具 Analog Artist(Spectre)来测试反相器的电压传输特性曲线(VTC,
Voltage transfer characteristic curves),并分析其五个关键电压:输出高电平 VOH 、输出低电平 VOL 、输入高电平 VIH 、输入低电平 VIL 、阈值电压 VTH 。 三、实验步骤
1.在cadence环境中绘制的反相器原理图如图所示。
2.在Analog Environment中,对反相器进行瞬态分析(tran),仿真时间设置为4ns。其输入输出波形如图所示。
分开查看:
分析:反相器的输出波形在由低跳变到高和由高跳变到底时都会出现尖脉冲,而不是直接跳变。其主要原因是由于MOS管栅极和漏极上存在覆盖电容,在输出信号变化时,由于电容储存的电荷不能发生突变,所以在信号跳变时覆盖电容仍会发生充放电现象,进而产生了如图所示的尖脉冲。
3.测试反相器的电压传输特性曲线,采用的是直流分析(DC),我们把输入信号修改为5V直流电源,如图所示。