Foro temático 2

INVERSOR CMOS
Daniel Felipe Montenegro
260900
La ecuación que se usará para hallar el tiempo de bajada es:
Para el tiempo de subida será:
Los parámetros de diseño son
H L
V(V)
VO 4.3 0.2
VI 3.6 0.4
Por la ecuación para determinar Vh y Vl tenemos
Determinamos g:3.6 - 0.4 = - (4.3 - 0.2) / g
g = - 1.28125
L p⋅C L
t r = kp ́
Wp
Ln⋅C L
t f = kn ́
Wn
Las condiciones de diseño piden que el tiempo de subida debe ser tres veces mayor al
tiempo de bajada de la señal.
3⋅t f = t r
Es decir,
Ln⋅C L L p⋅C L
3⋅kn ́ = kp ́
WnWp
Escogemos la longitud igual para ambos transistores
Ln = L p = 250 nm
Vamos a asumir kn ́ y kp ́ de acuerdo a las condiciones de cnm25, en ese caso, despejamos
Wp.
W n⋅K p ́
Wp =
3⋅k n ́
Tomamos las indicaciones que nos da la guía cnm25
Para Level=3
** Nmos Modelo
**
NMOS
vto = 0.930
vmax = 2.30e5
gamma = 0.4
theta = 3.01e-2
kappa = 1.0e-6phi = 0.7
lambda = 9.06e-7
kn = 300e-6
nss = 0.07
** Pmos Modelo
PMOS
vto = -1.138
vmax = 1.40e5
gamma = 0.4
theta = 6.35e-2
kappa = 2.69
phi = 0.7
lambda = 8.33e-7
kp = 120e-6
nss = 0.07
20μ⋅120μ
Wp = = 16.666μm
3⋅300μ
Con estos resultados vamos a cambiar los parámetros del NMOS M2N6802 y el PMOS
M2N6804. Los cuales quedan de la siguiente maneraPMOS
*BeginSpec
*XC:
*TC:
*RR: Id=0 Rdson=0 Vgs=-10
*ZL: Idss=0 Vds=0
*TO: Qgd=0 Qgs=0 Vds=-50 Id=-50
*OC:
*ST: tf=0 Id=0 Vdd=-20 Zo=5
*RD:
*EndSpec
*BeginTrace
*XC: 0,0,0,-50,1,3,0,0,-1 (27)
*TC: 0,0,-5,10,1,3,0,0,-1 (27)
*RR: 0,0,0,-50,1,3,0,0,-1 (27)
*ZL: 0,0,0,-50,1,3,0,0,-1 (27)
*TO: 0,0,0,100.00E-9,1,3,0,0,-1 (27)
*OC: 0,0,0,-50,1,3,0,0,-1 (27)
*ST: 0,0,0,-50,1,3,0,0,-1(27)
*RD: 1,0,-.8,-4,1,3,0,0,-1 (27)
*EndTrace
*DEVICE=M2N6804,PMOS
* M2N6804 PMOS model
* updated using Model Editor release 10.5.0 on 10/22/10 at 14:32
* The Model Editor is a PSpice product.
.MODEL M2N6804 PMOS
+ LEVEL=3
+ L=250.00E-9
+ W=16.660E-6
+ KP=100.00E-6
+ RS=.153
+ RD=66.520E-3
+ VTO=-1.1380
+ RDS=444.40E6
+ TOX=100.00E-9
+ CGSO=1.7980E-9
+ CGDO=134.90E-12
+CBD=1.2810E-9
+ RG=4.9310
+ IS=5.4770E-12
+ N=3 TT=295N)
+ RB=1.0000E-3
+ PHI=.7
+ GAMMA=.4
+ THETA=63.500E-3
+ KAPPA=2.6900
+ VMAX=140.00E3
+ UO=300
Para el NMOS tenemos
*BeginSpec
*XC:
*TC:
*RR: Id=0 Rdson=0 Vgs=10
*ZL: Idss=0 Vds=0
*TO: Qgd=0 Qgs=0 Vds=50 Id=50
*OC:
*ST: tf=0 Id=0 Vdd=20 Zo=5
*RD:
*EndSpec
*BeginTrace
*XC: 0,0,0,50,1,3,0,0,-1 (27)
*TC: 0,0,-5,10,1,3,0,0,-1(27)
*RR: 0,0,0,50,1,3,0,0,-1 (27)
*ZL: 0,0,0,50,1,3,0,0,-1 (27)
*TO: 0,0,0,100.00E-9,1,3,0,0,-1 (27)
*OC: 0,0,0,50,1,3,0,0,-1 (27)
*ST: 0,0,0,50,1,3,0,0,-1 (27)
*RD: 1,0,.8,4,1,3,0,0,-1 (27)
*EndTrace
*DEVICE=M2N6802,NMOS
* M2N6802 NMOS model
* created using Model Editor release 10.5.0 on 10/22/10 at 10:50
* The Model Editor is a PSpice product.
.MODEL M2N6802 NMOS
+ LEVEL=3
+L=250.00E-9
+ W=20E-6
+ KP=300.00E-6
+ RS=.1084
+ RD=1.1630
+ VTO=.93
+ RDS=2.2220E6
+ TOX=100.00E-9
+ CGSO=1.7250E-9
+ CGDO=136.70E-12
+ CBD=732.00E-12
+ RG=.824
+ IS=1.8230E-12
+ RB=1.0000E-3
+ PHI=.7
+ GAMMA=.4
+ THETA=30.100E-3
+ KAPPA=1.0000E-6
+ VMAX=230.00E3
Con los valores anteriores usados en el siguiente esquema.
V 1
M 2N 68045
M 1
0
V
M 2
V 2
V 1 = 0
V 2 = 5 V
T D = 0 .2 u
T R = 1n M 2N 6802
T F = 1n
0
P W = 10u
0
P E R = 20u
Obtenemos la respuesta siguiente:
5.0V
0V
-5.0V
V(V2:+) V(M2:d)...