FATEC - SP Faculdade de Tecnologia de São Paulo Projeto de Circuitos Integrados (PCI) Profs. Victor Sonnenberg e João Antonio Martino 3o Experiência: Portas lógicas CMOS Nome Número OBS. PREENHER O RELATÓRIO EM LETRA LEGÍVEL OU DE FORMA. Se necessário, use folha extra ou o verso. Objetivo: Projetar uma porta lógica CMOS NE (NAND) ou NOU (NOR) avaliando o comportamento estático e dinâmico e simulá-la com o microwind2. Introdução: Vide material do Martino Procedimento experimental: Implementar a porta lógica descrita na tabela 1, utilizando as dimensões relacionadas e a foundry CMOS12.RUL. Tabela 1 – Definições das portas lógicas e dimensões dos transistores. GRUPO PORTA ENTRADAS DIMENSÕES [m] nMOS (L;W) pMOS (L;W) 1 2 3 4 5 NAND NOR NAND NOR NAND 4 4 5 5 4 4,8 ; 4,8 4,8 ; 4,8 4,8 ; 9,6 4,8 ; 9,6 9,6 ; 9,6 4,8 ; 9,6 4,8 ; 9,6 4,8 ; 4,8 4,8 ; 4,8 2,4 ; 9,6 a 12 14,4 12 14,4 12 a) A partir das expressões teóricas, calcular os parâmetros estáticos (VINV, MRL e MRH) e preencher a tabela 2. Cuidado com o efetivo. Anexar todos os cálculos realizados ao relatório. b) Implementar o leiaute no Microwind2 (verificar se não existem infrações de regras de projeto, utilizando o botão DRC da barra de comandos) e anexar uma cópia do mesmo ao relatório, indicando as dimensões em , através da régua. FATEC - SP Faculdade de Tecnologia de São Paulo c) Atribuir sinais de relógio, com tempos adequados (dobrando os valores), a cada uma das entradas do circuito e realizar o teste da função lógica, através da curva Tensão x Tempo. Anexar uma cópia da curva resultante ao relatório. d) Curto-circuitar todas as entradas da porta lógica e realizar também a simulação das características elétricas: d1) observando o comportamento estático (sem capacitor), através da curva Tensão x Tensão, d2) observando o comportamento dinâmico (com capacitor), através da curva Tensão x Tempo, da porta lógica operando como um inversor. Para a realização da curva de transferência dinâmica ligar uma capacitância de 1 pF ao nó de saída. Configurar o sinal de entrada de modo a permitir a visualização das características dinâmicas do circuito. Para obter o valor da capacitância total associada ao nó de saída (CL= _______ pF) deve-se pressionar duas vezes o botão do mouse na linha de metal do nó de saída. e) Com o valor de CL, calcular tr, tf e td para este circuito, completando a tabela 2. Tabela 2 – Comparação entre os valores calculados e simulados. Grandeza Valores Calculados Valores Simulados VINV (V) MRL (V) MRH (V) tr (ns) tf (ns) td (ns) Si-poli Diff P ou N a a Figura 1 - Vista superior do transistor, indicando a variável a FATEC - SP Faculdade de Tecnologia de São Paulo Dados: n=500 cm2/Vs ; p=156 cm2/Vs ; xox=25nm ;VDD=5 V; VTp=-0,76 V; VTn=0,70 V Equações: V INV N V V V DD Tp Tn 1 N P . OX W . XOX L MRH 0,9.VDD VINV MRL VINV 0,1.VDD P tr 4C L P VDD tf 4C L N VDD Conclusões: _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________