Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Transistor som bryter PÅAV PÅAV Logisk 0 = gnd (V SS ) Logisk 1 = V DD s = source g = gate d = drain Source terminal.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Transistor som bryter PÅAV PÅAV Logisk 0 = gnd (V SS ) Logisk 1 = V DD s = source g = gate d = drain Source terminal."— Utskrift av presentasjonen:

1 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Transistor som bryter PÅAV PÅAV Logisk 0 = gnd (V SS ) Logisk 1 = V DD s = source g = gate d = drain Source terminal for en pMOS transistor har høyere spenning enn drain terminal. Source terminal for en nMOS transistor har lavere spenning enn drain terminal. MOS transistorer er bidireksjonale, dvs. source og drain kan bytte plass. CMOS står for Complementary Metal On Semiconductor. I CMOS teknologi er det to komplementære transistorer, pMOS og nMOS. Mikroelektronikk er integrert teknologi i mikro størrelse, dvs. lengden på transistorer. Nanoelektronikk kan være integrert teknologi i nano størrelse, som i praksis betyr at transistorlengden er mindre enn 100 nano meter.

2 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS CMOS inverter

3 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Opptrekk og nedtrekk Parallell/serie Serie/parallell

4 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS NAND port Boolsk funksjon: Symbol:

5 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Kombinatorisk logikk Opprekk AVOpptrekk PÅ Nedtrekk AV Nedtrekk PÅ 1 0 Z X Serie: Parallell:

6 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS NOR port Boolsk funksjon: Symbol:

7 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Oppgave 1.3 Tegn en CMOS 4-inngangs NOR port på transistornivå. Boolsk funksjon:

8 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Komplementær logikk Eksempel: Nedtrekk: Opptrekk:

9 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Oppgave 1.4 Gitt funksjonen, tegn transistorskjema for porten i komplementær CMOS. Nedtrekk:

10 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Oppgave 1.5 Gitt funksjonen, tegn transistorskjema for porten i komplementær CMOS. Nedtrekk:

11 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Oppgave 1.6 Gitt funksjonen, tegn transistorskjema for porten i komplementær CMOS. Nedtrekk:

12 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Passtransistorer og transmisjonsport nMOS passtransistor: pMOS passtransistor: Transmisjonsport:

13 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Tristate Tristate buffer symboler: EN/ENAY 0/10Z 1Z 1/ Sannhetstabell: Tristate inverter:

14 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Multipleksere S/SD1D0Y 0/1X00 X11 1/00X0 1X1 Sannhetstabell: Enkel implementasjon:

15 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Inverterende 2-inngangs multiplekser:

16 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Forenklet inverterende 2-inngangs multiplekser: Symbol: 4:1 multipleksere:

17 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Oppgave 1.7 A1A0NANDNOR Tegn skjematikk på transistornivå for følgende funksjoner. Du kan anta at du også har inverterte signaler tilgjengelig. En 2:4 dekoder definert ved Løsningsforslag: Vi ønsker å bruke NAND porter og invertere.

18 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Tegn skjematikk på transistornivå for følgende funksjoner. Du kan anta at du også har inverterte signaler tilgjengelig. En 3:2 dekoder definert ved Løsningsforslag: Oppgave 1.7 forts.

19 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Eksamensoppgave (2005) Gitt funksjonen. Tegn et transistorskjema (sjematikk) i komplementær CMOS for funksjonen. Løsningsforslag: Nedtrekk: 1.A i serie med B. 2.C i serie med D. 3.AB i parallell med CD. 4.(AB+CD) i serie med E. AB CD AB+CD (AB+CD)E

20 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Latcher 2:1 multiplekser Positiv nivåfølsom latch

21 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Timing: Symbol:

22 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Vipper Positiv kantfølsom D vippe: Implementasjon: Timing:

23 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Timing problemer:

24 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Dvippe med tofase ikkeoverlappende klokker: Symbol:

25 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS MOS transistor i tverrsnitt Halvleder Silisum:pn overgang:

26 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Transistor tverrsnitt: nMOS transistor pMOS transistor

27 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Tverrsnitt av CMOS inverter

28 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Akkumulasjon, deplesjon og inversjon Under gaten: Akkumulasjon: Deplesjon: Inversjon:

29 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Enkel beskrivelse av MOS transistor Ubiasert: Biasert: Lineært område Metning Lineært område:

30 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Enkel MOS transistor modell 1.AV (cut off): V gs < V t, som betyr at gate source spenningen ikke er tilstrekkelig til at det blir dannet kanal. I ds = 0. 2.PÅ, lineært område: V gs > V t og 0 < V ds < V gs –V t, som betyr at det er dannet kanal som strekker seg fra drain til source. Transistoren er i det lineære området. 3.PÅ, metning: Vgs > Vt og Vds > Vgs –Vt, som betyr at det er dannet kanal på source siden, men ikke på drain siden. Transistoren er i metning.

31 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Enkel transistor modell: Ved kanal, vil gjennomsnittelig spenning over gate kapasitansen være: Gate kapasitansen er avhengig av arealet (kanalen), tykkelsen på det isolerende laget t ox og permitiviteten til det isolerende laget:

32 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Gjennomsnittelig hastighet til ladningsbærere i kanalen vil bli bestemt av det elektriske feltet E over kanalen og ladningsbærernes mobilitet  : Det elektriske feltet er avhengig av spenningen over kanalen Vd s og kanalens lengde L: Tiden det tar for en ladningsbærer å krysse kanalen er gitt av kanalens lengde og ladningsbærernes hastighet: Strøm mellom drain og source kan uttrykkes som den totale mengde ladning i kanalen dividert på tiden som behøves for å krysse kanalen:

33 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS I det lineære området kan vi modellere strømmen tilsvarende en motstand: Vi ser først på konduktans: Dette gir modell for motstand: Som kan forenkles til:

34 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS I metning vil spenningen over kanalen være begrenset til den spenningen som er tilstrekkelig for å danne kanal på drain siden: Vi kan finne gjennomsnittelig spenningen over kapasitansen i metning ved å erstatte V ds med V dsat : Vi setter inn for V gc og V ds = V dsat i transistor modellen:

35 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Transistormodellen:

36 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS pMOS transistormodell: Source Drain

37 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS I-V karakteristikker

38 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Oppgave Gitt en nMOS transistor i en 180nm CMOS prosess med bredde W lik 0.36  m og lengde L lik 0.18  m. Anta at tykkelsen på tynnoksid t ox =50Å og at mobiliteten  = 200cm / Vs. Beregn  og gatekapasitans for transistoren: 2 C ox : :: Cg:Cg:

39 2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Eksamensoppgave 2005 Gitt enkle transistor modeller for nMOS transistor, skisser strøm som funksjon av V gs for ulike V ds spenninger. Marker terskelspenning, lineært område og metning på skissen. Terskelspenning V t Lineært område Metning


Laste ned ppt "2008 INF3400 Grunnleggende digital CMOS Transistor som bryter PÅAV PÅAV Logisk 0 = gnd (V SS ) Logisk 1 = V DD s = source g = gate d = drain Source terminal."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google