CMOS倒相器

武汉理工大学《集成电路专项实践》说明书-1-集成电路专项实践任务书学生姓名：廖远专业班级：电子1202班指导教师：刘金根工作单位：信息工程学院题目:CMOS倒相器设计初始条件：计算机、ORCAD、L-EDIT软件要求完成的主要任务:1、集成电路专项实践工作量：1周2、技术要求：（1）学习ORCAD、L-EDIT软件。（2）设计一个CMOS反相器的电路设计及版图设计电路。（3）利用ORCAD、L-EDIT软件对该电路进行系统设计、电路设计和版图设计，并进行相应的设计、模拟和仿真工作。3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。时间安排：2015.6.19布置集成电路专项实践任务、选题；讲解集成电路专项实践具体实施计划与课程设计报告格式的要求；集成电路专项实践答疑事项。2015.6.19-6.20学习ORCAD、L-EDIT软件，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。2015.6.21-6.25对电路进行设计仿真工作，完成集成电路专项实践报告的撰写。2015.6.26提交集成电路专项实践报告，进行答辩。指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日武汉理工大学《集成电路专项实践》说明书-2-目录摘要..................................................................................................................3绪论..................................................................................................................51软件介绍及电路原理......................................................................................61.1软件介绍.......................................................................................................................................61.2电路原理.......................................................................................................................................62原理图绘制....................................................................................................83电路仿真......................................................................................................103.1瞬态仿真.....................................................................................................................................103.2直流仿真.....................................................................................................................................114版图设计及验证...........................................................................................124.1绘制反相器版图的前期设置...................................................................................................124.2绘制反相器版图........................................................................................................................134.3DRC验证...................................................................................................................................15结束语............................................................................................................17参考文献........................................................................................................18武汉理工大学《集成电路专项实践》说明书-3-摘要CMOS技术自身的巨大发展潜力是IC高速持续发展的基础。集成电路制造水平发展到深亚微米工艺阶段，CMOS的低功耗、高速度和高集成度得到了充分的体现。本文将简单的介绍基于ORCAD和L-EDIT的CMOS反相器的电路仿真和版图设计，通过CMOS反相器的电路设计及版图设计过程，我们将了解并熟悉集成电路CAD的一种基本方法和操作过程。关键词：CMOS倒相器ORCAD电路设计L-EDIT版图设计工艺武汉理工大学《集成电路专项实践》说明书-4-AbstractThehugedevelopmentpotentialofCMOStechnologyitselfisthefoundationofsustainabledevelopmentofIChighspeed.Themanufacturinglevelofdevelopmentoftheintegratedcircuittothedeepsubmicrontechnology,CMOSlowpowerconsumption,highspeedandhighintegrationhavebeenfullyreflected.Inthispaper,thecircuitsimulationandlayoutdesignofORCADandL-EDITCMOSinverterbasedonsimpleintroduction,throughthecircuitdesignandlayoutdesignprocessofCMOSinverter,wewillunderstandandabasicmethodandoperationprocessaboutIC.Keywords:CMOSinverterlayoutORCADL-EDIT武汉理工大学《集成电路专项实践》说明书-5-绪论20世纪是IC迅速发展的时代。计算机等信息产业的飞速发展推动了集成电路（IntegratedCircuit—IC）产业。大多数超大规模集成电路（VeryLargeScaleIC—VLSI）在日常生活中有着广泛的应用。集成电路的应用已深入到科学，工业农业，生活的每一个角落。集成电路的发展迅速，与科学的进步和社会的驱动密不可分。现在集成电路芯片的尺寸越来越小，时钟速度越来越快，电源电压越来越低，布线层数越来越多。所以手工来完成这些工作已经不可能。就必须利用一款和几款软件，由多数人共同完成。。而本文介绍的CMOS反相器就是集成电路中一种最基本的电路结构，我们将使用ORCAD软件画出电路的原理图，并完成功能仿真，使用L-EDIT软件画出电路的版图并完成电气性能验证。门电路是构成各种复杂数字电路的基本逻辑单元，掌握各种门电路的逻辑功能和电气特性，对于正确使用数字集成电路是十分必要的。MOS门电路：以MOS管作为开关元件构成的门电路。MOS门电路，尤其是CMOS门电路具有制造工艺简单、集成度高、抗干扰能力强、功耗低、价格便宜等优点，得到了十分迅速的发展。所谓CMOS(ComplementaryMOS)，是在集成电路设计中，同时采用两种MOS器件：NMOS和PMOS，并通常配对出现的一种电路结构。CMOS电路及其技术已成为当今集成电路,尤其是大规模电路、超大规模集成电路的主流技术。反相器是数字电路中的一种基本功能模块。将两个串行反相器的输出作为一位寄存器的输入就构成了锁存器。锁存器、数据选择器、译码器和状态机等精密数字符件都需要使用基本反相器。本文就将详细讲述CMOS反相器的原理图设计功能仿真及版图设计验证。武汉理工大学《集成电路专项实践》说明书-6-1.软件介绍及电路原理1.1软件介绍ORCADCapture(以下以Capture代称)是一款基于Windows操作环境下的电路设计工具。利用Capture软件，能够实现绘制电路原理图以及为制作PCB和可编程的逻辑设计提供连续性的仿真信息。OrCADCapture作为行业标准的PCB原理图输入方式，是当今世界最流行的原理图输入工具之一，具有简单直观的用户设计界面。OrCADCaptureCIS具有功能强大的元件信息系统，可以在线和集中管理元件数据库，从而大幅提升电路设计的效率。OrCADCapture提供了完整的、可调整的原理图设计方法，能够有效应用于PCB的设计创建、管理和重用。将原理图设计技术和PCB布局布线技术相结合，OrCAD能够帮助设计师从一开始就抓住设计意图。不管是用于设计模拟电路、复杂的PCB、FPGA和CPLD、PCB改版的原理图修改，还是用于设计层次模块，OrCADCapture都能为设计师提供快速的设计输入工具。此外，OrCADCapture原理图输入技术让设计师可以随时输入、修改和检验PCB设计。CadenceOrCADCapture是一款多功能的PCB原理图输入工具。Tanner集成电路设计软件是由TannerResearch公司开发的基于Windows平台的用于集成电路设计的工具软件。该软件功能十分强大，易学易用，包括S-Edit，T-Spice，W-Edit，L-Edit与LVS，从电路设计、分析模拟到电路布局一应俱全。其中的L-Edit版图编辑器在国内应用广泛，具有很高知名度。L-EditPro是TannerEDA软件公司所出品的一个IC设计和验证的高性能软件系统模块，具有高效率，交互式等特点，强大而且完善的功能包括从IC设计到输出，以及最后的加工服务，完全可以媲美百万美元级的IC设计软件。L-EditPro包含IC设计编辑器(LayoutEditor)、自动布线系统(StandardCellPlace&Route)、线上设计规则检查器（DRC）、组件特性提取器（DeviceExtractor）、设计布局与电路netlist的比较器(LVS)、CMOSLibrary、MarcoLibrary，这些模块组成了一个完整的IC设计与验证解决方案。L-EditPro丰富完善的功能为每个IC设计者和生产商提供了快速、易用、精确的设计系统。1.2设计原理CMOS结构的主要优点是电路的静态功耗非常小，电路结构简单规则，使得它可以用于大规模集成电路、超大规模集成电路。为了能在同一硅材料(Wafer)上制作两种不同类型的MOS器件，必须构造两种不同类