数字集成电路设计实验报告

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本科生课-集成电路版图设计-实验报告

本科生课-集成电路版图设计-实验报告

西安邮电大学集成电路版图设计实验报告学号:XXX姓名:XX班级:微电子XX日期:20XX目录实验一、反相器电路的版图验证1)反相器电路2)反相器电路前仿真3)反相器电路版图说明4)反相器电路版图DRC验证5)反相器电路版图LVS验证6)反相器电路版图提取寄生参数7)反相器电路版图后仿真8)小结实验二、电阻负载共源放大器版图验证9)电阻负载共源放大器电路10)电阻负载共源放大器电路前仿真11)电阻负载共源放大器电路版图说明12)电阻负载共源放大器电路版图DRC验证13)电阻负载共源放大器电路版图LVS验证14)电阻负载共源放大器电路版图提取寄生参数15)电阻负载共源放大器电路版图后仿真16)小结实验一、反相器电路的版图验证1、反相器电路反相器电路由一个PMOS、NPOS管,输入输出端、地、电源端和SUB 端构成,其中VDD接PMOS管源端和衬底,地接NMOS管的漏端,输入端接两MOS管栅极,输出端接两MOS管漏端,SUB端单独引出,搭建好的反相器电路如图1所示。

图1 反相器原理图2、反相器电路前仿真通过工具栏的Design-Create Cellview-From Cellview将反相器电路转化为symbol,和schemetic保存在相同的cell中。

然后重新创建一个cell,插入之前创建好的反相器symbol,插入电感、电容、信号源、地等搭建一个前仿真电路,此处最好在输入输出网络上打上text,以便显示波形时方便观察,如图2所示。

图2 前仿真电路图反相器的输入端设置为方波信号,设置合适的高低电平、脉冲周期、上升时间、下降时间,将频率设置为参数变量F,选择瞬态分析,设置变量值为100KHZ,仿真时间为20u,然后进行仿真,如果仿真结果很密集而不清晰可以右键框选图形放大,如图3所示。

图3 前仿真结果3、反相器电路版图说明打开之前搭建好的反相器电路,通过Tools-Design Synthesis-Laout XL新建一个同cell目录下的Laout文件,在原理图上选中两个MOS管后在Laout中选择Create-Pick From Schematic从原理图中调入两个器件的版图模型。

南邮集成电路与CAD实验报告3_2_张长春

南邮集成电路与CAD实验报告3_2_张长春

《集成电路与CAD》课程实验第3 次实验报告实验名称:Verilog HDL设计与仿真实验目的:1.熟悉NC软件2.掌握Verilog程序编译3.掌握CADEDNCE基本使用,进行HDL程序设计与仿真概述:1.Verilog的主要应用包括:ASIC和FPGA工程师编写可综合的RTL代码高抽象级系统仿真进行系统结构开发测试工程师用于编写各种层次的测试程序用于ASIC和FPGA单元或更高层次的模块的模型开硬件描述语言(HDL: Hardware Description Language)2.Verilog HDL 的抽象级别行为级:有关行为和技术指标模块,容易理解RTL级:有关逻辑执行步骤的模块,较难理解门级:有关逻辑部件互相连接的模块,很难理解开关级:有关物理形状和布局参数的模块,非常难理解本次实验包含行为级仿真和门级verilog仿真实验内容与结果分析:1,Verilog代码:16位加法器module count(out,clk,rst); //源程序input clk,rst; //指定输入output[3:0] out; //指定输出reg[3:0] out; //out为4位reg型initial out=4'd0; //初始,输出为0always @(posedge clk or negedge rst) //always块beginif(!rst) out=4'd0; //如果rst信号为0输出为0 else //否则开始下面beginout=out+4'd1; //out=out+1if(out==4'd16) out=4'd0; 如果输出为16,归0endendendmodule实验心得:VerilogHDL语言的很多功能可以通过c语言的思想方法去理解,这样感觉这门语言的学习难度就有所下降。

通过上面的例子可以看到:Verilog HDL程序是由模块构成的。

数字电路仿真实训实验报告

数字电路仿真实训实验报告

课程设计(大作业)报告课程名称:数字电子技术课程设计设计题目:多功能数字时钟的设计、仿真院系:信息技术学院班级:二班设计者:张三学号:79523指导教师:张延设计时间:2011年12月19日至12月23日信息技术学院昆明学院课程设计(大作业)任务书一、设计目的为了熟悉数字电路课程,学习proteus软件的使用,能够熟练用它进行数字电路的仿真设计,以及锻炼我们平时独立思考、善于动手操作的能力,培养应对问题的实战能力,提高实验技能,熟悉复杂数字电路的安装、测试方法,掌握关于多功能数字时钟的工作原理,掌握基本逻辑们电路、译码器、数据分配器、数据选择器、数值比较器、触发器、计数器、锁存器、555定时器等方面已经学过的知识,并能够将这些熟练应用于实际问题中,我认真的动手学习了数字时钟的基本原理,从实际中再次熟悉了关于本学期数字电路课程中学习的知识,更重要的是熟练掌握了关于proteus软件的使用,收获颇多,增强了自己的工程实践能力。

另外,数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。

数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

因此,我们此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理,从而学会制作数字钟。

而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。

且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路。

通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。

二、设计要求和设计指标设计一个数字时钟,具有“秒”、“分”、“时”计时和显示功能。

小时以24小时计时制计时;具有校时功能,能够对“分”、“时”进行调整;能够进行整点报时,报时规则为:在59Min51s后隔秒发出500Hz的低音报时信号,在59min59s时发出1kHz的高音报时信号,声响持续1s。

数字电子技术 实验报告

数字电子技术 实验报告

实验一组合逻辑电路设计与分析1.实验目的(1)学会组合逻辑电路的特点;(2)利用逻辑转换仪对组合逻辑电路进行分析与设计。

2.实验原理组合逻辑电路是一种重要的数字逻辑电路:特点是任何时刻的输出仅仅取决于同一时刻输入信号的取值组合。

根据电路确定功能,是分析组合逻辑电路的过程,一般按图1-1所示步骤进行分析。

图1-1 组合逻辑电路的分析步骤根据要求求解电路,是设计组合逻辑电路的过程,一般按图1-2所示步骤进行设计。

图1-2 组合逻辑电路的设计步骤3.实验电路及步骤(1)利用逻辑转换仪对已知逻辑电路进行分析。

a.按图1-3所示连接电路。

b.在逻辑转换仪面板上单击由逻辑电路转换为真值表的按钮和由真值表导出简化表达式后,得到如图1-4所示结果。

观察真值表,我们发现:当四个输入变量A,B,C,D中1的个数为奇数时,输出为0,而当四个输入变量A,B,C,D 中1的个数为偶数时,输出为1。

因此这是一个四位输入信号的奇偶校验电路。

图1-4 经分析得到的真值表和表达式(2)根据要求利用逻辑转换仪进行逻辑电路的设计。

a.问题提出:有一火灾报警系统,设有烟感、温感和紫外线三种类型不同的火灾探测器。

为了防止误报警,只有当其中有两种或两种以上的探测器发出火灾探测信号时,报警系统才产生报警控制信号,试设计报警控制信号的电路。

b.在逻辑转换仪面板上根据下列分析出真值表如图1-5所示:由于探测器发出的火灾探测信号也只有两种可能,一种是高电平(1),表示有火灾报警;一种是低电平(0),表示正常无火灾报警。

因此,令A、B、C分别表示烟感、温感、紫外线三种探测器的探测输出信号,为报警控制电路的输入、令F 为报警控制电路的输出。

图1-5 经分析得到的真值表(3)在逻辑转换仪面板上单击由真值表到处简化表达式的按钮后得到最简化表达式AC+AB+BC。

4.实验心得通过本次实验的学习,我们复习了数电课本关于组合逻辑电路分析与设计的相关知识,掌握了逻辑转换仪的功能及其使用方法。

quartus ii实验报告

quartus ii实验报告

quartus ii实验报告Quartus II实验报告引言:Quartus II是一款由Intel公司开发的集成电路设计软件,广泛应用于数字逻辑设计和FPGA开发领域。

本实验报告旨在介绍Quartus II的基本功能和使用方法,并通过实际案例展示其在数字逻辑设计中的应用。

一、Quartus II概述Quartus II是一款功能强大的集成电路设计软件,它提供了从设计到验证的全套工具。

Quartus II支持多种编程语言,如VHDL和Verilog,使得用户可以根据自己的需求选择适合的语言进行设计。

此外,Quartus II还提供了丰富的库和模块,方便用户进行快速原型开发和验证。

二、Quartus II的基本功能1. 设计入口Quartus II提供了多种设计入口,包括图形界面、命令行和脚本等方式。

用户可以根据自己的习惯和需求选择适合的方式进行设计。

图形界面友好易用,适合初学者;命令行和脚本则更适合有一定经验和需求的用户。

2. 设计编辑Quartus II提供了强大的设计编辑功能,用户可以在其中创建和编辑设计模块、信号线和电路连接等。

设计编辑界面清晰简洁,用户可以方便地进行设计布局和调整。

3. 仿真和验证Quartus II内置了仿真和验证工具,用户可以通过仿真来验证设计的正确性和性能。

仿真工具支持波形查看和信号分析等功能,帮助用户进行设计调试和优化。

4. 综合和优化Quartus II具备强大的综合和优化功能,可以将设计代码转化为硬件描述,进而生成逻辑电路。

综合工具会根据用户的约束条件和优化目标,自动进行逻辑优化和资源分配,提高设计的性能和效率。

5. 布局和布线Quartus II提供了先进的布局和布线工具,可以将逻辑电路映射到实际的FPGA芯片上。

布局工具可以根据用户的约束条件和性能要求,自动进行电路元件的位置分配;布线工具则负责将电路元件之间的连接线路进行规划和布线。

6. 下载和调试Quartus II支持将设计文件下载到目标FPGA芯片上,并提供了调试工具来验证和调整设计的正确性。

数电实验内容1-6

数电实验内容1-6

实验1 实验仪器的使用及集成门电路逻辑功能的测试一、实验目的1.掌握数字逻辑实验箱、示波器的结构、基本功能和使用方法 2.掌握TTL 集成电路的使用规则与逻辑功能的测试方法 二、实验仪器及器件1.实验仪器:数字实验台、双踪示波器、万用表2.实验器件:74LS00一片、74LS20一片、74LS86一片、导线若干 三、实验内容1.DZX-1型数字电路实验台功能实验(1)利用实验台自带的数字电压/电流表测量实验台的直流电源、16位逻辑电平输出/输入(数据开关)的输出电压。

(2)将8段阴极与阳极数码显示输入开关分别与16位逻辑电平输出连接,手动拨动电平开关,观察数码显示,并将数码显示屏上的数字对应的各输入端的电平值记录下来。

2.VP-5566D 双踪示波器实验 (1)测量示波器方波校准信号将示波器的标准方波经探头接至X 端,观察并记录波形的纵向、横向占的方格数,并计算周期、频率、幅度。

(2)显示双踪波形利用实验台上的函数信号发生器产生频率为KHz 的连续脉冲并接至示波器X 端,示波器的标准方波接至Y 端,观察并记录两波形。

3.测试与非门的逻辑功能(1)将74LS20(4输入2与非门)中某个与非门的输入端分别接至四个逻辑开关,输出端Y 接发光二极管,改变输入状态的电平,观察并记录,列出真值表,并写出Y 的表达式。

a b c d e f g ha b c d af be f g hg e c d(a) 外形图(b) 共阴极(c) 共阳极+V CCa b c d e f g hA 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 Y(2)将引脚1接1KHz 连续脉冲Vi (即接脉冲信号发生器Q12端口),引脚2接逻辑电平输出,引脚4、5接逻辑电平“1”,用示波器双踪显示并记录引脚1和引脚6端的波形Vi 和V o 如下图示(标出电平的幅度值)。

数电实验报告

《数字电路与逻辑设计》课程实验报告系(院):计算机与信息学院专业:班级:姓名:学号:指导教师:学年学期: 2018 ~ 2019 学年第一学期实验一基本逻辑门逻辑以及加法器实验一、实验目的1.掌握TTL与非门、与或非门和异或门输入与输出之间的逻辑关系。

2.熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。

二、实验所用器件和仪表1.二输入四与非门74LS00 1片2.二输入四或非门74LS28 1片3.二输入四异或门74LS86 1片三、实验内容1.测试二输入四与非门74LS00一个与非门的输入和输出之间的逻辑关系。

2.测试二输入四或非门74LS28一个或非门的输入和输出之间的逻辑关系。

3.测试二输入四异或门74LS86一个异或门的输入和输出之间的逻辑关系。

4.掌握全加器的实现方法。

用与非门74LS00和异或门74LS86设计一个全加器。

四、实验提示1.将被测器件插入实验台上的14芯插座中。

2.将器件的引脚7与实验台的“地(GND)”连接,将器件的引脚14与实验台的+5V 连接。

3.用实验台的电平开关输出作为被测器件的输入。

拨动开关,则改变器件的输入电平。

4.将被测器件的输出引脚与实验台上的电平指示灯连接。

指示灯亮表示输出电平为1,指示灯灭表示输出电平为0。

五、实验接线图及实验结果74LS00中包含4个二与非门,74LS28中包含4个二或非门,74LS86中包含4个异或门,下面各画出测试第一个逻辑门逻辑关系的接线图及测试结果。

测试其他逻辑门时的接线图与之类似。

测试时各器件的引脚7接地,引脚14接+5V。

图中的K1、K2是电平开关输出,LED0是电平指示灯。

1.测试74LS00逻辑关系接线图及测试结果(每个芯片的电源和地端要连接)图1.1 测试74LS00逻辑关系接线图表1.1 74LS00真值表输 入输 出 引脚1引脚2 引脚3 L L HL H H HL H HHL2. 测试74LS28逻辑关系接线图及测试结果i.ii.iii. 图1.2 测试74LS28逻辑关系接线图表1.2 74LS28真值表i. 输 入 ii. 输 出 iii. 引脚2 iv. 引脚3v. 引脚1 vi. L vii. L viii. H ix. L x. H xi. L xii. Hxiii. L xiv. L xv. H xvi. Hxvii. L3.测试74LS86逻辑关系接线图及测试结果图1.3 测试74LS86逻辑关系接线图表1.3 74LS68真值表输 入输 出 引脚1引脚2 引脚3 L L L L H H H L H HHL4. 使用74LS00和74LS86设计全加器(输入来源于开关K2、K1和K0,输出送到LED 灯LED1和LED0 上,观察在不同的输入时LED 灯的亮灭情况)。

数字逻辑电路实验报告

数字逻辑电路实验报告指导老师:班级:学号:姓名:时间:第一次试验一、实验名称:组合逻辑电路设计1二、试验目的:掌握组合逻辑电路的功能测试。

1、验证半加器和全加器的逻辑功能。

2、、学会二进制数的运算规律。

3、试验所用的器件和组件:三、74LS00 3片,型号二输入四“与非”门组件74LS20 1片,型号四输入二“与非”门组件74LS86 1片,型号二输入四“异或”门组件实验设计方案及逻辑图:四、/全减法器,如图所示:1、设计一位全加时做减法运时做加法运算,当M=1M决定的,当M=0 电路做加法还是做减法是由SCin分别为加数、被加数和低位来的进位,、B和算。

当作为全加法器时输入信号A分别为被减数,减数Cin、B和为和数,Co为向上的进位;当作为全减法时输入信号A 为向上位的借位。

S为差,Co和低位来的借位,1)输入/(输出观察表如下:(2)求逻辑函数的最简表达式函数S的卡诺图如下:函数Co的卡诺如下:化简后函数S的最简表达式为:Co的最简表达式为:2(3)逻辑电路图如下所示:、舍入与检测电路的设计:2F1码,用所给定的集成电路组件设计一个多输出逻辑电路,该电路的输入为8421为奇偶检测输出信号。

当电路检测到输入的代码大于或F2为“四舍五入”输出信号,的个数为奇数时,电路。

当输入代码中含1F1=1;等于5是,电路的输出其他情况F1=0 F2=0。

该电路的框图如图所示:的输出F2=1,其他情况输出观察表如下:(输入/0 1 0 0 1 01 0 1 0 0 11 1 1 0 0 01 0 1 1 1 11 0 0 1 0 11 0 1 0 0 11 0 0 1 1 01 1 1 0 1 11 0 1 1 0 011111求逻辑函数的最简表达式(2)的卡诺如下:函数F1 F2函数的卡诺图如下:的最简表达式为:化简后函数F2 的最简表达式为:F1)逻辑电路图如下所示;(3课后思考题五、化简包含无关条件的逻辑函数时应注意什么?1、答:当采用最小项之和表达式描述一个包含无关条件的逻辑问题时,函数表达式中,并不影响函数的实际逻辑功能。

数字电子技术实验报告

实验报告课程名称数字电子技术实验项目门电路逻辑功能及测试、译码器及其应用、时序电路测试及研究、集成计数器及其应用项目一门电路逻辑功能及测试一、实验目的1、熟悉门电路的逻辑功能。

2、熟悉数字电路实验装置的结构、基本功能和使用方法。

二、实验原理用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路通称为门电路。

常用的门电路在逻辑功能上有与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等几种。

基本逻辑门可以分为分立器件电路和集成电路(Integrated Circuit,简称IC)两类。

用二极管、三极管和电阻等分立元器件组成的基本逻辑门电路即是分立器件电路。

随着集成电路制造工艺的日益完善,集成电路得到广泛应用。

集成基本逻辑门电路是最简单、最基本的数字集成元件,是构成各种复杂数字电路的基本逻辑单元,任何复杂的组合电路和时序电路都可用基本逻辑门通过适当的组合连接而成。

掌握各种基本逻辑门电路的逻辑功能、工作原理和电气特性,对于正确使用数字集成电路是十分必要的,是数字技术工作者所必备的基本功之一。

门电路的逻辑函数式分别为:与门Y =A·B或门Y =A+B非门Y =与非门Y =与非门Y =或非门Y =异或门Y =A⊕B与或非门Y =与门的逻辑功能为“有0 则0 ,全1 则1”;或门的逻辑功能为“有1则1 ,全0 则0”;非门的逻辑功能为输出与输入相反;与非门的逻辑功能为“有0 则1 ,全1 则0”;或非门的逻辑功能为“有1 则0 ,全0 则1”;异或门的逻辑功能为“不同则1 ,相同则0”。

三、实验内容及步骤实验前先检查实验箱电源是否正常。

然后选择实验用的集成电路连好线,特别注意Vcc 及地线不能接错。

线接好后经检查无误方可通电实验。

1、集成与非门74LS20的逻辑功能测试选用74LS20一只。

74LS20为双4输入与非门, 即在一块集成块内含有二个互相独立的与非门,每个与非门有4个输入端。

如图1-1(a)所示。

【数字电路设计实训】实验指导书

数字电路设计实训实验指导书编写人:许一男审核人:金永镐延边大学工学院电子信息通信学科目录一、基础实验部分实验一门电路逻辑功能及测试 (1)实验二组合逻辑电路(半加器、全加器及逻辑运算) (5)实验三R-S,D,JK触发器 (9)实验四三态输出触发器,锁存器 (12)实验五集成计数器及寄存器 (15)实验六译码器和数据选择器 (18)实验七555时基电路 (21)二、选做实验部分实验八时序电路测试机研究 (26)实验九时序电路应用 (29)实验十四路优先判决电路 (31)三、创新系列(数字集成电路设计)实验部分实验十一全加器的模块化程序设计与测试 (33)实验十二串行进位加法器的模块化程序设计与测试 (35)实验十三N选1选择器的模块化程序设计与测试 (36)实验一门电路逻辑功能及测试一、实验目的1. 熟悉门电路逻辑功能2. 熟悉数字电路学习机及示波器使用方法二、实验仪器及材料1. 双踪示波器2. 器件74LS00 二输入端四与非门2片74LS20 四输入端双与非门1片74LS86 二输入端四异或门1片74LS04 六反相器1片三、预习要求1. 复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。

2. 熟悉所用集成电路的引线位置及引线用途。

3. 了解双踪示波器的使用方法。

四、实验内容实验前按学习机使用说明先检查学习机电源是否正常,然后选择实验用的集成电路,按自己设计的实验电路图接好连线,特别注意Vcc及接地线不能接错。

线接好后经实验指导教师检查无误方可通电实验。

实验中改动接线需先断开电源,接好线后再通电实验。

1. 测试门电路逻辑功能图1.1(1)选用四输入与非门74LS20一只,插入面包板,按图1.1接线,输入端接S1~S4(电平开关输出端口),输出端接电平显示发光二极管(D1~D8任意一个)。

(22.异或门逻辑功能测试。

图1.2(1)选二输入四异或门电路74LS86,按图1.2接线,输入端1、2、4、5接电平开关,输出端A、B、Y接电平显示发光二极管。

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数字集成电路设计实验报告

GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8- 哈尔滨理工大学 数字集成电路设计实验报告 学 院: 应用科学学院 专业班级: 电 科12 - 1班 学 号: 1207010132 姓 名: 周 龙 指导教师: 刘倩 2015年5月20日 实验一、反相器版图设计 1. 实验目的 1)、熟悉mos晶体管版图结构及绘制步骤; 2)、熟悉反相器版图结构及版图仿真; 2. 实验内容 1)绘制PMOS布局图; 2)绘制NMOS布局图; 3)绘制反相器布局图并仿真; 3. 实验步骤 1、 绘制PMOS布局图: (1) 绘制N Well图层;(2) 绘制Active图层; (3) 绘制P Select图层; (4) 绘制Poly图层; (5) 绘制Active Contact图层;(6) 绘制Metal1图层; (7) 设计规则检查;(8) 检查错误; (9) 修改错误; (10)截面观察;

2、 绘制NMOS布局图: (1) 新增NMOS组件;(2) 编辑NMOS组件;(3) 设计导览; 3、 绘制反相器布局图: (1) 取代设定;(2) 编辑组件;(3) 坐标设定;(4) 复制组件;(5) 引用nmos组件;(6) 引用pmos组件;(7) 设计规则检查;(8) 新增PMOS基板节点组件;(9) 编辑PMOS基板节点组件;(10) 新增NMOS基板接触点; (11) 编辑NMOS基板节点组件;(12) 引用Basecontactp组件;(13) 引用Basecontactn组件;(14) 连接闸极Poly;(15) 连接汲极;(16) 绘制电源线;(17) 标出Vdd与GND节点;(18) 连接电源与接触点;(19) 加入输入端口;(20) 加入输出端口;(21) 更改组件名称;(22) 将布局图转化成T-Spice文件;(23) T-Spice模拟;

4. 实验结果 4.1 nmos版图 4.2 pmos版图 4.3反相器的版图 4.4反相器的spice文件 4.5反相器的仿真曲线 5. 实验结论 通过对仿真曲线的分析,当输入为高电平时,输出为低电平;当输入为低电平时,输出为高电平。所以通过版图仿真曲线的分析,我们所绘制的版图具有反相器的功能。

实验二、反相器的电路设计 1. 实验目的: 1、熟悉静态互补反相器电路; 2、掌握反相器静态及瞬态测试方法; 3、了解晶体管尺寸大小对反相器性能的影响 。 2. 实验内容: 1、 绘制反相器电路图; 2、 反相器瞬时分析; 3、 反相器直流分析; 4、 观察晶体管宽长比对VTC曲线的影响; 5、 观察电源电压比对VTC曲线的影响。 3. 实验步骤: 1、绘制反相器电路图: (1) 编辑模块;(2) 从组件库引用模块;(3) 编辑反相器;(4) 加入联机;(5) 加入输入端口与输出端口;(6) 建立反相器符号;(7)加入输入端口与输出端口;(8) 更改模块名称;(9) 输出成SPICE文件;

2、反相器瞬时分析: (l) 复制inv模块;(2)打开inv模块;(3) 加入工作电源; (4) 加入输入信号;(5) 更改模块名称;(6)输出成SPICE文件(7)加载包含文件; (8)分析设定(9)输出设定;(10)进行模拟;(11)观看结果;(12)分析结果;(13)时间分析;(14) 进行模拟;(15) 观看时间分析结果;

(16)测试上升时间(tr)、从输入到输出的延迟(tpHL,tpLH),并手工计算反相器的门延迟tp。

(17)选中反相器当中的nmos或者pmos晶体管,选择Edit---Edit Object命令,按(18)中的要求修改Properties中晶体管的宽度W,保存后重新进行反相器的瞬态分析,并测量输出的下降延迟(tf)、上升时间(tr)、从输入 到输出的延迟(tpHL,tpLH),并计算反相器的门延迟tp。观察晶体管大小改变后对延迟的影响。另:晶体管的宽度W也可以在inv_tran.sp文件中直接改变M1或者M2描述语句中W后的数值。

(18)晶体管宽度W修改要求:示例中nmos晶体管M1和pmos晶体管M2大小相同,长L=2,宽W=22。修改时要求(I)修改pmos晶体管M2的宽度,nmos晶体管M1大小保持不变,使得M1pmos晶体管M2大小保持不变,使得M1> M2。

3、反相器直流分析: (1) 复制inv模块;(2) 打开inv模块;(3)加入工作电源; (4)加入输入信号(5)更改模块名称;(6)编辑Source v dc对象;(7) 输出成SPICE文件;(8) 加载包含文件;(9)分析设定;(10)输出设定;(11)进行模拟;(12)观看结果;

4、观察晶体管宽长比对VTC曲线的影响: 选中反相器当中的nmos或者pmos晶体管,选择Edit---Edit Object命令,按要求修改Properties中晶体管的宽度W,保存后重新进行反相器的扫描分析,观察晶体管大小改变后对VTC曲线的影响。另:晶体管的宽度W也可以在inv_tran.sp文件中直接改变M1或者M2描述语句中W后的数值。

晶体管宽度W修改要求:示例中nmos晶体管M1和pmos晶体管M2大小相同,长L=2,宽W=22。修改时要求(I)修改pmos晶体管M2的宽度,nmos晶体管 M1大小保持不变,使得M1体管M2大小保持不变,使得M1> M2。

5、观察电源电压比对VTC曲线的影响: 修改电源电压vvdd的电压值,查看电源电压改变对VTC曲线的影响。 4. 实验结果 4.1反相器的电路图

4.2加入输入电压信号及反相器的spicce文件4.3 反相器的仿真曲线 分析:通过上图的仿真曲线,我们可以看到,当输入为高电平时,其输出为低电平,当输入为低电平的时候,其输出为高电平,显然满足我们所要求的反相器功能。

4.4反相器的瞬时分析 4.4.1 spice文件中加入时间分析语句以及其仿真曲线

4.4.2 out文件分析 分析:下降时间fall time为1.7102e-009; 上升时间rise time 为1.6705e-009;

TPHL=1.2326e-009 ; TPLH=-4.5352e-010; TP =(TPHL+TPLH)= 7.7927e-10 1)spice文件和out文件分析

分析:下降时间fall time为1.6949e-009; 上升时间rise time 为1.8146e-009;

TPHL=4.5976e-010; TPLH=2.4134e-010; TP =(TPHL+TPLH)= 3.5055e-10 1)pice文件和out 文件分析

分析:下降时间fall time为1.3795e-009; 上升时间rise time 为1.3060e-009;

TPHL=1.8695e-010; TPLH=-1.1460e-010; TP =(TPHL+TPLH)= 3.6175e-10 总结:通过对比上面对nmos和pmos的宽度修改的对比,我们显然发现其门延迟TP明显的减小,即增大其某一晶体的宽度,能够减小电路的门延迟。

4.5反相器的直流分析 反相器的电路图和spice文件

仿真曲线: 4.5.1修改nmos晶体管M1(W=100u),pmos晶体管M2大小保持不变,使得M1> M2

分析:通过对比上面三个VTC曲线,我们发现通过改变mos晶体管的宽度,可以改变VTC曲线的形状,我们发现增大Nmos的宽度,VTC曲线的线性区域左移,增大pmos的宽度,VTC曲线的线性区域右移。所以可以通过设计mos晶体管的尺寸可以得到我们所要的VTC曲线,进而设计我们的电路。

1)修改电源电压vvdd=1v时: 2)修改电源电压vvdd=10v 分析:通过对比电源电压的改变对VTC曲线的影响,我们发现,当电源电压vvdd较小时,其线性区域左移,相反,当电源电压vvdd较大时, 其线性区域右移。所以,我们可以通过改变和设计电源电压同样可以得到我们所需要的VTC曲线,进而设计我们所需要的电路。

5. 实验结论 通过本次实验,我们可以分别对反相器做瞬时分析和直流分析,并绘制电路的VTC曲线,通过改变某一mos 晶体管的宽度,我们发现其线性区域会发生变化,而且改变电源电压的大小,同样可以影响VTC曲线的形状。

实验三、静态组合电路设计 1. 实验目的: 1、熟悉静态互补组合电路设计方法; 2、掌握静态组合电路测试方法; 3、了解不同实现方式对静态组合电路性能的影响 。 2. 实验内容: 1、 自行选择一个静态逻辑表达式,例如ABF; 2、 绘制静态互补方式逻辑电路图; 3、 采用有比逻辑实现逻辑电路; 4、 对静态逻辑电路分别进行瞬时分析;

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