De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

HAN-University CMOS Technologie. HAN-University 2 Onderwerpen: Doel: prestaties en niet-functionele eigen- schappen van het ontwerp kunnen inschatten.

Verwante presentaties


Presentatie over: "HAN-University CMOS Technologie. HAN-University 2 Onderwerpen: Doel: prestaties en niet-functionele eigen- schappen van het ontwerp kunnen inschatten."— Transcript van de presentatie:

1 HAN-University CMOS Technologie

2 HAN-University 2 Onderwerpen: Doel: prestaties en niet-functionele eigen- schappen van het ontwerp kunnen inschatten De transistoren voor IC’s NMOS, PMOS en CMOS Technologie en werking van een CMOS transistor. PMOS, NMOS en CMOS Invertor CMOS Poortmodellen met

3 HAN-University Isolator SiO2 Ugs = UthUgs > Uth Waarom een CMOS transistor? Veldeffect heeft geen dynamische dissipatie. Technologie voor digitale IC’s: De CMOS transistor Een elektronische schakelaar met NMOS wordt opgebouwd uit halfgeleidermaterialen: P substraat Source n+Drain n+ Metal Gate polysilicium Ugs < Uth

4 HAN-University 4 Elektrische eigenschappen: NMOS geleiding: gate-source spanning min de drempelspanning spanning is positief: U gate,source > U threshold PMOS geleiding: gate-source spanning min de drempelspanning spanning is negatief: U gate,source < U threshold Symbolen: D DS GG S Drie gebieden: Cut-off: isolator Lineair: regelbare weerstand Saturation: geleiding

5 HAN-University 5 PMOS, NMOS en CMOS Invertor V OHmin V OLmax V ILmax V IHmin VOVO VIVI Spanningsnivo’s voor CMOS ciruits met voedingsspanning van 2.5V ParameterBeschrijvingTypische CMOS waarde V IHmax Maximale spanning herkent als logic ‘1’2.50 V V IHmin Minimale spanning herkent als logic ‘1’1.35 V V ILmax Maximale spanning herkent als logic ‘0’1.05 V V ILmin Minimale spanning herkent als logic ‘0’0.00 V V OHmax Maximale spanning gegenereerd als logic ‘1’2.50 V V OHmin Minimale spanning gegenereerd als logic ‘1’1.75 V V OLmax Maximale spanning gegenereerd als logic ‘0’0.75 V V OLmin Minimale spanning gegenereerd als logic ‘0’0.00 V

6 HAN-University 6 Full adder OR Logische bouwstenen in CMOS Voorbeelden van logische poorten:

7 HAN-University 7 Elektrische eigenschappen CMOS Wat is de FAN OUT van een CMOS (driver)? Wordt bepaald door de capaciteit tussen gate en substraat en de maximale schakel- frequentie van het ontwerp. Voorbeeld: Twee invertors in serie (buffer), eerste is de driver, tweede is de bestuurde invertor. Bereken de maximale schakelfrequentie bij FAN-OUT van 1, 2 en 10. Ontladen kost: V A = Vdd ℮ (-t/RnCg) Bereken tijd dat uitgang onbepaald is: Rn = 100Ω, Vdd = 2.5V, CG = 100pF. VOHmin = 1.35 V en VOLmax = 1,05V VAVA Cg RpRp RnRn t1 t2 V OHmin V OLmax

8 HAN-University 8 Timing: Static 1/0 hazard §2.4 Ontstaan van onbedoelde signaalveranderingen: Implementatie van HW functie: netwerk van poorten Poort heeft een eindige delay: y = f(a) na een delaytijd Meerdere paden hebben vaak verschillende delay tijd wat problemen kan veroorzaken. Veel problemen kunnen voorkomen worden door sequentiele schakeling te bouwen: alle veranderingen gebeuren op een systeemklok. 1. Race conditie: twee ingangssignalen die niet gelijktijdig aankomen, hierdoor kan bv de situatie ontstaan dat een state diagram anders doorlopen wordt, boek → § 12.3; voornamelijk bij asynchrone schakelingen. 2. Static hazard: spike die ontstaat door verschillende looptijden van interne signalen: Voorbeeld logische schakeling:F = AC + BC’

9 HAN-University 9 Timing: Static 1/0 hazard §2.4 Static hazard 10 AND-OR, NAND-NANDOR-AND, NOR-NOR SOP functiePOS functie Static hazard ontstaat doordat er in iedere term van een SOP dezelfde variabele of zijn complement voorkomt Oplossen door redundancy toe te voegen waarin variabele niet voorkomt. Dynamic hazards: 3 of meer signaal paden met ongelijke looptijd THUIS OPDRACHT: gebruik modelsim om bovenstaande static hazard te laten zien.


Download ppt "HAN-University CMOS Technologie. HAN-University 2 Onderwerpen: Doel: prestaties en niet-functionele eigen- schappen van het ontwerp kunnen inschatten."

Verwante presentaties


Ads door Google