Microeletrônica

Aula 29

Prof. Fernando Massa Fernandes

Sala 5017 E

fernando.fernandes@uerj.br

fermassa101@gmail.com

https://www.fermassa.com/Microeletronica.php

Conexão paralela de MOSFETs

PMOS →

NMOS →

Revisão

Conexão paralela de MOSFETs

PMOS →

NMOS →

Modelo

Revisão

Conexão série de MOSFETs

PMOS →

NMOS →

Revisão

Conexão série de MOSFETs

PMOS →

NMOS →

Modelo

Revisão

Esquema da porta NANDRevisão

Atraso porta NAND

* Considerando todos os nós de entrada atrelados.

Revisão

Atraso porta NANDExercício Proposto 1:Estime os atrasos de propagação intrínsecos, para a porta NAND projetada no trabalho 4. Assuma que as entradas estão atreladas.

* Considerando todos os nós de entrada atrelados.

Revisão

Atraso porta NANDExercício Proposto 1:Estime os atrasos de propagação intrínsecos, para a porta NAND projetada no trabalho 4. Assuma que as entradas estão atreladas.

* Considerando todos os nós de entrada atrelados.

Atraso porta NANDExercício Proposto 2:Estime os atrasos de propagação intrínsecos, para a porta NAND projetada no trabalho 4, quando apenas uma entrada é chaveada.

* Considerando todos os nós de entrada atrelados.

Revisão

Atraso porta NANDExercício Proposto 2:Estime os atrasos de propagação intrínsecos, para a porta NAND projetada no trabalho 4, quando apenas uma entrada é chaveada.

* Considerando todos os nós de entrada atrelados.

1,1 → 0,1

0,1 → 1,1

Trabalho 5 – Oscilador em anel

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Parte 1 – Projeto do esquemático e Leiaute de um oscilador em anel de 11 estágios fabricado em tecnologia SCN018. → Consulte o tutorial 5 do site cmosedu:

(http://cmosedu.com/videos/electric/tutorial5/electric_tutorial_5.htm)

Parte 2 – Simulação do oscilador em anel de 11 estágios fabricado em tecnologia SCN018. Parte 3 – Análise.

Data de entrega: 28/11/19 (qui)

Trabalho 5 – Oscilador em anel

13

Parte 1 – Projeto do esquemático e Leiaute de um oscilador em anel de 11 estágios fabricado em tecnologia SCN018. - Faça o projeto do esquemático e do leiaute utilizando o software Electric.

→ Consulte o tutorial 5 do site cmosedu: (http://cmosedu.com/videos/electric/tutorial5/electric_tutorial_5.htm)

Parte 2 – Simulação do oscilador em anel de 11 estágios fabricado em tecnologia SCN018. - O arquivo de simulação deverá ser gerado em código spice.

→ Simule o esquemático e obtenha o Gráfico V(osc_out) x tempo→ A partir da simulação do esquemático

determine a frequência de oscilação – fosc

(sch)

→ Simule o leiaute e obtenha o Gráfico V(osc_out) x tempo→ A partir da simulação do leiaute

determina a frequência de oscilação – fosc

(lay)

Parte 3 – Análise (síntese do trabalho em .pdf contendo os gráficos e os resultados):→ Compare os valores f

osc(sch) e f

osc(lay) obtidos e explique a diferença entre eles.

→ Compare o produto da freq. pelo número de estágios ( fosc

(lay) x n (estágios) ) obtido

da simulação em relação ao valor obtido a partir de medidas experimentais realizadas pela MOSIS.

Trabalho 5 – Oscilador em anel

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Parte 3 – Análise:→ Compare o valor f

osc(lay) x n (estágios) obtido da simulação em relação ao valor

obtido a partir de medidas experimentais realizadas pela MOSIS.

MOSIS WAFER ACCEPTANCE TESTS RUN: T92Y (MM_NON-EPI_THK-MTL) VENDOR: TSMCTECHNOLOGY: SCN018 FEATURE SIZE: 0.18 microns CIRCUIT PARAMETERS UNITS Inverters K Vinv 1.0 0.74 volts Vinv 1.5 0.79 volts Vol (100 uA) 2.0 0.08 volts Voh (100 uA) 2.0 1.62 volts Vinv 2.0 0.83 volts Gain 2.0 -24.67 Ring Oscillator Freq. D1024_THK (31-stg,3.3V) 302.91 MHz DIV1024 (31-stg,1.8V) 377.13 MHz Ring Oscillator Power D1024_THK (31-stg,3.3V) 0.07 uW/MHz/gate DIV1024 (31-stg,1.8V) 0.02 uW/MHz/gate COMMENTS: DEEP_SUBMICRON

Trabalho 5 – Oscilador em anel

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Parte 1 – Projeto do esquemático e Leiaute de um oscilador em anel de 11 estágios fabricado em tecnologia SCN018. → Consulte o tutorial 5 do site cmosedu:

(http://cmosedu.com/videos/electric/tutorial5/electric_tutorial_5.htm)

Parte 2 – Simulação do oscilador em anel de 11 estágios fabricado em tecnologia C5 (0.3 µm). Parte 3 – Análise.

Data de entrega: 28/11/19 (qui)

Enviar arquivo compactado do trabalho (.zip) para o email fermassa101@gmail.com, contendo:

1. Arquivo do Electric (.jelib).2. Arquivos do LTSpice (.spi) – sch e lay.3. Síntese em arquivo pdf, contendo o esquemático, layout, os dois diagramas de sinais obtidos (sch e lay) e a descrição dos resultados.

Nome do arquivo: Exemplo

FernandoMF_Trab5_2019-2_Microeletronica.zip

Tópicos para a Prova

Aula 7→ Lei da ação das massas.→ Resistividade de um material semicondutor.→ Capacitância.

Aulas 8, 9, 10, 11→Projeto do capacitor. Cálculo de capacitância entre camadas.→ Projeto de resistor.→ Projeto de resistor serpentina atendendo as regras de design.

→Projeto de resistor serpentina atendendo as regras de design.→ Junção pn - Tensão intrínseca do diodo e equação de Shockley.

→Estimar o valor da dopagem a partir da curva IxV da junção pn.→Capacitância da junção pn.

→Resistor - Modelo de linha de transmissão e atraso de propagação.

Aula 12 → Capacitor e capacitância parasítica.→ Acoplamento capacitivo.→ Limite de corrente.

Aula 13→Parasíticos associados ao metal - Resistor e atraso de propagação.

Aula 14→Ground-bounce DC.→ Ground-Bounce AC.

Aula 17→Atraso de propagação em polisilício e silicieto.→Esboço da seção reta ao longo da linha pontilhada.→ Coeficiente de tensão e temperatura.

Aula 18→Leiaute interdigitado e centroide comum.

Aula 21→Resistência e resistividade efetiva de chaveamento.→ Capacitância total e específica do canal.→ Constante de tempo dos MOSFETs

Modelos digitais

Aula 22→Atraso num pass gate.

Aula 23→Tempo de atraso intrínseco de um inversor.→ Tempo de atraso do inversor conectado a uma carga.

Aula 24→Corrente média em função da frequência de clock.→Potência média dissipada no inversor.→Cálculo do PDP.

Aula 25→Frequência do oscilador em anel.→Corrente total média no oscilador em anel.→Potência dinâmica total dissipada no oscilador.→Potência média dinâmica dissipada por inversor.→Potência média dinâmica dissipada por inversor por MHz.

Aula 27→Calculo da corrente de dreno em MOSFET (modelo analógico - CC)

Aula 28 e 29→Atraso intrínseco na porta NAND.→Atraso na porta NAND carregada.

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