Rel 2 - Inversor CMOS 2020-1

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2o Experiência: Comportamento Elétrico do Inversor CMOS 
 
OBS. Preencha este RELATÓRIO na forma digital, isto é, diretamente no WORD. Anexar gráficos e figuras 
em páginas adicionadas a este arquivo. 
 
 Objetivo: Projetar um inversor CMOS avaliando o comportamento estático e dinâmico e simulá-lo com o 
microwind2. 
 
Procedimento experimental: 
 
Parte 1 – Projetar a partir das dimensões e avaliar os parâmetros elétricos 
 
a) Projetar um inversor CMOS a partir das dimensões dos componentes desenvolvidos por você. A Tabela abaixo 
apresenta as parâmetros obrigatórios: 
 
VDD = 5 V VTP = -0,76 V VTN = 0,7 V Lmin = 2,4 m a= 12 m 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 - Vista superior do transistor, indicando a variável a. 
 
 
 
b) Calcular os parâmetros dos transistores nMOS e pMOS deste inversor para satisfazer a característica elétrica 
fornecida. Adotar Ln=Lp. Preencher a Tabela 1 com os valores obtidos. Anexar os cálculos realizados ao 
relatório (use o verso). 
 
βP = 10,77 βN = 
13,81 
 VINV= 
2,3 
 V MRH= 
2,5 
 V MRL= 
2,3 
 V 
 
c) A tensão de inversão está entre 2 e 3 V? Resp: Sim 
 
d) Utilizando o programa Microwind2, Simular o leiaute do inversor CMOS desenvolvido e obter a partir da 
análise gráfica os parâmetros da tabela (os três últimos). Executar a simulação na opção Tensão x Tensão, 
para a determinação do comportamento estático, tensão de inversão lógica (VINV) e margens de ruído em nível 
alto e baixo. Comparar os valores obtidos na simulação com os calculados. 
 
 
TECNGIA. EM ELETRÔNICA INDUSTRIAL 
Disciplina: Projeto de Circuitos Integrados 
Profs. Leonardo Frois e Victor Sonnenberg 
Nome do alunos: N° Mat: 
Nota: 
Data: 
a a 
Si-poli 
Diff P ou 
N 
 
 
 
Parte 2 – Projetar a partir de características elétricas pré-definidas 
 
e) A partir de parâmetros elétricos pré-definidos, obter as dimensões necessárias do nMOS e pMOS através das 
equações fornecidas. A tabela a seguir apresenta os parâmetros elétricos necessários: 
 
VINV= 2,36 
V 
MRH= 2,1 V MRL= 1,94 
V 
Lmin = 2,4 m a= 12 m 
 
f) Obter a partir de cálculo os seguintes valores: 
 
βP = 
0,0092u 
 βN = 
0,0138u 
 WP = 
10,2 
 m WN = 
4,8 
 m 
 
g) Compatibilizar os valores calculados (em m) com os possíveis de se implementar no Microwind2, sempre 
múltiplos inteiros de  e recalcular as características elétricas do comportamento estático do inversor, 
preenchendo os valores obtidos na tabela 1. 
Anexar os cálculos realizados ao relatório (pode ser na forma de figura). 
 
h) Utilizando o programa Microwind2, projetar o leiaute do inversor CMOS, a partir das dimensões 
compatibilizadas no item f). 
i) Apresentar uma cópia do leiaute final marcando as dimensões dos transistores com o botão Measure 
Distance da barra de comandos. 
 
 
j) A partir do leiaute obtido, executar a simulação do circuito, na opção Tensão x Tensão, para a determinação 
do comportamento estático, tensão de inversão lógica (VINV) e margens de ruído em nível alto e baixo. 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusões 
 
Que a alteração de w e L fazem com que o comportamento característico do transistor tenha 
mudanças. 
 
 
 
 
 
 
 
Dados: 
n=500 cm
2/Vs ; p=156 cm
2/Vs ; ox= 3,9*8,85·10-14 F/cm ; xox=25nm ;VDD=5 V; VTp= - 0,76 V; 
VTn=0,70 V 
 
Equações: 
 
P
N1
P
N
Tn
V
Tp
V
DD
V
INV
V




+
++
=
 
 
 

= .
OX
OXX
.
W
L
 
MR V V
MR V V
H DD INV
L INV DD
 −
 −
0 9
0 1
, .
, .