IntegratedCircuit20132095陆洋洋.doc

Integrated Circuit Class：13级微电子一班 Name：陆洋洋 Num Cadence Tutorial 2 一、实验目的 1、学习及掌握cadence图形输入及瞬时仿真方法； 2、掌握基本反相器的原理与设计方法； 3、学会分析反相器电压传输特性曲线 的测试方法； 4、通过学习分析电压传输特性曲线，来确定五个关键电压。 二、实验内容 用cadence软件来设计一基本反相器，并利用仿真工具来测试反相器的电压传输特性曲线，并分析其五个关键电压:输出高电平、输出低电平、输入高电平、输入低电平、阈值电压。 在cadence环境中绘制的反相器原理图。（为消除体效应和减弱闩锁效应将NMOS的衬底接地（GND），而相应的应将PMOS的衬底接电源（VDD））。 在下图中，通过设置一个输入IN和输出OUT，以及宽长比为5的PMOS，宽长比为2.5的NMOS组成构成了一个反相器。 1.Schematic. 2.在Analog Environment中，对反相器进行瞬态分析(tran)，仿真时间设为4ns。仿真输入输出波形 实验总结： 如上面两个图，所示我们可以看到反相器的输出波形在由低跳变到高和由高跳变到底时都会出现尖脉冲，而不是直接跳变。其主要原因是由于 MOS 管栅极和漏极上存在覆盖电容，在输出信号变化时，由于电容储存的电荷不能发生突变，所以在信号跳变时覆盖电容仍会发生充放电现象。 3.为了测试反相器的电压传输特性曲线，采用的是直流分析(DC),我们把输 入信号修改为 5V 直流电源，如下面原理图所示。 该直流电源从 0V 到 5V 进行线性扫描,进而得到电压传输特性曲线如下面图五跟图六的仿真图所示。 实验总结: 在实验中，测试反相器的电压传输特性曲线使直流电源从0到5V变化，增益与输入电压的关系曲线（右）是利用计算器calculator中的deriv函数计算出的增益与输入电压的关系曲线。由图可以看出：输出高电平、输出低电平、输入高电平、输入低电平、阈值电值。所以，噪声容限为： Cadence Tutorial 3 一、实验目的 1、学习及掌握 cadence 图形输入及仿真方法； 2、掌握生成 symbol 的两种方法； 3、利用基本反相器设计反相器环，并分析其延时； 4、掌握使用计算器(Calculator)以及直接测量上升、下降延时的方法。 二、实验内容 本实验主要利用 cadence 软件来设计一由反相器环(奇数个)构成的环形振荡器，并利用计算器(Calculator)来分析环形振荡器的延时。 为反相器创建 symbol本实验使用上一实验绘制的反相器来构成反相器环，利用层次原理图的方法，首先为上一实验的反相器创建 symbol。主要有两种方法：（1）直接创建；（2）通过复制的方法创建。 由反相器构成反相器环 将奇数个反相器首尾相接，就形成了反相器环形振荡器，如图三所示就是由 反相器构成的环形振荡器原理图： 原理图分析： 奇数级反相器首尾相接构成环形振荡器，振荡周期为：（n为反相器级数，n=1、3、5...） 则震荡频率为: n级反相器的平均延时为: 在 A 点，的低电平使输出为高电平，从而使为低电平。类似的，在 B 点，的高电平使输出为低电平，而这个低电平又增强了的高电平。因为这两个工作条件前后一致，所以认为 A 和 B 是稳定的工作点。 3、测量延时 (1)对环形振荡器进行瞬态分析，仿真时间为4ns，bcd节点的输出波形如图 二所示（信号c的第一个边沿正在上升，而信号b正在下降）： Cadence Tutorial 4 一、实验目的 1、学习及掌握 cadence 图形输入及仿真方法； 2、利用反相器设计反相器链，并对其进行尺寸的优化； 3、学会反相器优化的基本方法； 4、进一步掌握上升延时、下降延时的测量方法。 二、实验内容 本实验主要是利用 cadence 软件来设计一反相器链，使其延时最小，以达到最优的设计。 主要是通过按二比一的比例改变反相器的尺寸，测量相应的延时，但延时最小时的尺寸就是最优情况。 绘制反相器链 第一个反相器的作用可理解为使输入信号更加接近于真实情况；而最后一个反相器是作为负载。 绘制的反相器链如上图示，各反相器的MOS管尺寸如下：栅长length设置为变量len，而宽度设置为： invX1：a*Wid for PMOS,Wid for NMOS invX4：a*b*Wid for PMOS,