标题:
IC设计基础系列之CDC篇7:从CMOS到触发器(二)
[打印本页]
作者:
look_w
时间:
2017-11-4 13:51
标题:
IC设计基础系列之CDC篇7:从CMOS到触发器(二)
2
、
CMOS
单元电路与版图
在现在工艺中,我们主要使用的是成为
CMOS
(互补型半导体,
Complementary MOS
)的工艺,这种工艺主要就是把
PMOS
和
NMOS
这两类晶体管构成一个单元,称为
CMOS
单元或者反相器单元,其结构把
PMOS
和
NMOS
同时集成在一个晶元上然后栅极相连,漏极相连,下面是它的结构图(关于电路符号和功能将在后面讲):
在上图中,左边是
NMOS
,右边是
PMOS
。
A
是共连栅极输入,
Y
是共连漏极输出,
VDD
连接
PMOS
的源极,
GND
连接
GND
。
下面电路符号图了,上面的那个
CMOS
反相器对于的电路符号图如下所示:
现在我们就来分析一下这个
CMOS
反相器的工作原理来说明这个为什么
CMOS
工艺是主流吧:
A
当输入信号
A=1
时,
PMOS
关断,
NMOS
打开,输出信号
Y
的电压相当于
GND
的电压,也就是
Y=0
;在这个过程中,从
VDD
到
GND
这一个供电回路都没有导通,因此理论不存在电流从
VDD
流到
GND
,因此功耗为
0.
B
当输入信号
A=0
时,
PMOS
打开,而
NMOS
关闭,输出信号
Y=VDD=1
,但是从
VDD
到
GND
这一个供电回路也没有导通,因此理论上也不存在电流从
VDD
流到
GND
,因此功耗也为
0
。
C
因此可以得出,理论上反相器进行传输信号时,没有功耗(好吧,我们应该这样说:功耗极其地低),这就是为什么使用
CMOS
的工艺的原因。
下面我们来看一下
CMOS
单元的版图:
左边是
CMOS
的电路符号,右边是版图(这个版图先凑合着看),下面来说一下这个版图吧:
首先是从下往上看,金属(蓝色)连接到数字地(
Vss
)上面;白色背景红色虚线边框的
P
阱区域是为说明,下面的绿色掺杂区域形成的是
NMOS
,上面绿色掺杂区域形成的是
PMOS
;
然后 绿色的掺杂区域 分布在 红色的多晶硅附近,然后多晶硅连在一起(也就是把
PMOS
和
NMOS
的栅极连在一起),然后通过金属引出(那个
X
表示通孔)为输入
Vi
。
然后下面的
NMOS
的源极通过通孔跟金属连在一起(绿色跟蓝色通过
X
连在一起);
NMOS
和
PMOS
的漏极通过通孔连接到同一块金属上面然后当做输出。
PMOS
的源极通过通孔连接到金属然后连接到了数字电源上。
更加抽象(好看一点)的图如下所示:
版图的基本知识就到这好了,更详细的知识还是查看更专业的书籍吧。
欢迎光临 电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/)
Powered by Discuz! 7.0.0