西工大数字集成电路实验报告 - 实验2反相器（上）代码

1. 2. 计算出这个电路的VOH VOL及VIH VIL。（计算可先排除速度饱和的可能）

Vin=0时，VOH=2.5V

Vin=2.5时,假设NMOS 工作在临界饱和区：

W?`I?K/2?(Vin?VT)2?ID?7.39?10?4A?DL???Vout?Vin?VT?2.5?0.43?2.07v这样的话根据2.5?ID1RL?Vout?ID1?5.73?10?6A

ID1?ID，器件实际工作在线性区

2?VOL`W[(Vin?VT)VOL?]?ID?KL2???2.5?IDRL?VOL?V?2.5v?in??

W?1.5/0.5将K`?115?10?6， L，VT?0.43 RL?75kohm代入

解得：

VOL?0.04633V

由图得：VOH=2.5V, VOL=0.0356V. 当Vin?Vout时，NMOS 工作在饱和区

W?`2?ID?K/2?(Vin?VT)L?

??2.5?IDRL?Vout反相器阈值电压VM?Vin?Vout?0.7932 此时 Vout?2.5?12.9375(Vin?0.43)2,g?VM?V?V??0.9082M?IH|g|???V?V?VOH?VM?0.5458ILM?|g|?

dVout ?2.5?25.875(Vin?0.43)?-6.8978dVin

由图得：VIH=0.881V, VIL=0.0378V. SP文件：

.TITLE 1.2UM CMOS INVERTER .options probe .options tnom=25

.options ingold=2 limpts=30000 method=gear .options lvltim=2 imax=20 gmindc=1.0e-12 .protect

.lib'C:\\synopsys\\cmos25_level49.lib' TT .unprotect .global vdd

Mn out in 0 0 NMOS W=1.5u L=0.5u *（工艺中要求尺寸最大0.5u）

RL OUT VDD VDD

75k

VDD 0 2.5V

VIN IN 0 0

.DC VIN 0 2.5V 0.1V .op

.probe dc v(out) .end

2. 3. 分析电路噪声容限。计算NMH(高电平噪声容限)和NML(低电平噪声容限), 并使用HSPICE画出反相器的VTC曲线。 NMH=VOH - VIH=1.619V NML= VIL- VOL=0.0022V

SP文件：

.TITLE 1.2UM CMOS INVERTER .options probe .options tnom=25

.options ingold=2 limpts=30000 method=gear .options lvltim=2 imax=20 gmindc=1.0e-12 .protect

.lib'C:\\synopsys\\cmos25_level49.lib' TT .unprotect .global vdd

Mn out in 0 0 NMOS W=1.5u L=0.5u RL OUT VDD 75k

VDD

VDD 0 2.5V

VIN IN 0 0

.DC VIN 0 2.5V 0.1V .op

.probe dc v(out) .end

3. 4. 使用HSPICE画出RL=35k，*（工艺中要求尺寸最大0.5u） 75K，150k三种情况下的VTC。

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