Материал: Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Основы проектирования электронной компонентной базы». Арсентьев А.В., Плотникова Е.Ю
4. Моделирование проекта
Запустите проект на моделирование кнопкой Start Simulation, в результате должен получиться график зависимости выходного напряжения от входного (рис. 13).
Рис. 13. График переключения инвертора
Задание: проведите моделирование при трех номиналах резистора R1= 1k, 10k и 100k. Сравните графики, сделайте вывод о влиянии сопротивления на передаточную характеристику инвертора. Какой из вариантов наиболее близок к идеальной характеристике инвертора?
II. Моделирование инвертора с нелинейной нагруз-
кой
Используя настройки как для простейшего инвертора, замените в схеме резистор на еще один n-канальный транзи-
стор 3.3 В из библиотеки Generic_250nm_Devices (рис. 14).
Проведите повторное моделирование.
19
Рис. 14. Схема инвертора с нелинейной нагрузкой
Крутизна передаточной характеристики инвертора рас-
У
тет с ростом отношения Н. Зависимость этого отношения от геометрических параметров транзистора нетрудно установить:
У |
У⁄ У |
У ∙ |
Н |
||
Н |
= |
Н⁄ Н |
= |
Н ∙ |
У |
Тогда, чтобы инвертор занимал минимальную площадь и обладал максимальной помехоустойчивостью, необходимо, чтобы знаменатель был минимален, а числитель - максимален.
Поэтому минимально возможными |
должны быть длина |
|
канала управляющего транзистора ( У |
), ширина нагру- |
|
зочного ( Н = |
). И, наоборот, Н и= |
У должны быть мак- |
20
У
симальны. Например, чтобы получить Н
= 100 нужно, чтобы
Н |
= |
= 10∙ |
|
|
|||
|
ЗаданиеУ |
: проведите. |
моделирование при различных со- |
||||
|
|
|
Н |
= |
|
|
|
отношениях |
У |
|
|
0.1, 1, 10, 30, 100. Сравните графики, сделай- |
|||
|
|
||||||
те вывод о влиянии соотношения на передаточную характеристику инвертора. Какой из вариантов наиболее близок к идеальной характеристике инвертора?
III. Моделирование инвертора на КМОП транзисто-
рах
Замените в схеме верхний n-канальный транзистор на p- канальный транзистор 3.3 В из библиотеки Generic_250nm_Devices (рис. 15). Проведите повторное моделирование.
Рис. 15. Схема инвертора по КМОП технологии
21
Задание: проведите моделирование при различных со-
|
Н |
= |
|
отношениях |
У |
|
0.1, 1, 10, 30, 100. Сравните графики, сделай- |
|
|
те вывод о влиянии соотношения на передаточную характеристику инвертора. Какой из вариантов наиболее близок к идеальной характеристике инвертора?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
Моделирование элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ
1. Создание нового проекта и подключение необходимых библиотек
Создайте новый дизайн и вид. Подключите библиотеки
Generic_250nm_Devices, SPICE_Elements, SPICE_Commands, Misc.
2. Размещение компонентов схемы
Вытащите на рабочую область из библиотеки Generic_250nm_Devices два n-канальных и два p-канальных МОП транзистора с рабочим напряжением 3.3 В. Из библиотеки SPICE_Elements два источника напряжения, из Misc – 4 символа земли и 2 питания, из SPICE_Commands – три элемента PrintVoltage. Соедините элементы как показано на рис. 16.
3. Настройка параметров моделирования
В меню SetupSimulation в пункте General поле Library Files укажите путь к библиотеке Generic_250nm_Devices и в конце пути после пробела добавьте две латинские буквы TT.
Выберете тип анализа Transient/Fourier Analysis и заполните поля как показано на рис. 17.
22
Задайте значения для источников сигнала с периодом для V2=1ms и V3=1.5ms
Рис. 16. Схема элемента И-НЕ, выполненного по КМОП технологии
23