静态CMOS反相器.doc

、实验目的:掌握HSPICE的基本使用方法;理解CMOS反相器的工作原理,能够利用EDA工具绘制其电压传输特性曲线(VTC),瞬态响应曲线,幅频特性曲线和相频特性曲线;二、实验原理:电路图如下:S反相器三、实验步骤:编写网表代码,设计不同宽长比(W/L),不同(Wp/Wn),工作在不同VDD的反相器;对以上的静态CMOS反相器分别进行DC(直流分析)AC(交流分析)Trans(瞬态分析);观测输出波形并分析波形;四、实验内容:实验采用的软件为HSPICEC-,()。 :①不同VDD的情况下的VTC:这里讨论的是W/L=10,Wp/Wn=1,:'C:\avanti\'(vout).probeav=deriv('v(vout)')m1voutvinvddvddP_LV_18_MMw====,我们可以得到以下几条结论:反相器可以工作在很低的电压下,即使是在MOSFET的阈值电压下工作,仍能保持良好的VTC特性;通过适当降低工作电压VDD,可以提升过渡区的增益,从而使反相器得到更好VTC特性,同时还能降低功耗,这看起来好像是一件一举多得的事儿,但这是有条件的,我们将在2中讨论;工作电压不能无限降低,当工作电压降低到一定程度时,VTC特性将会变差;反相器的开关阈值电压VM随VDD降低而降低,但由于过渡区增益的提高,噪声容限反而得到改善;②不同(Wp/Wn)情况下的VTC:这里我们讨论的是VDD=,Wn=,L=,Wp/,,,,,。HSPICE网表代码如下:'C:\avanti\'TTm1voutvinvddvddP_LV_18_MMw=wpl=====deriv('v(vout)').end图4不同(Wp/Wn)情况下的VTC图5不同(Wp/Wn)情况下的电压增益通过分析上述波形我们可以得到以下几条结论:随着(Wp/Wn)的增加,反相器的开关阈值电压VM逐渐升高;反相器在过渡区的最大增益是关于(Wp/Wn)的函数,通过变化趋势我们可以得到最大增益将在(Wp/Wn)=~2之间取到极小值;过渡区的最大增益是(Wp/Wn)的弱函数,即通过改变(Wp/Wn