Relatorio3

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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.
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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
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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:
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