Изучение параметров и характеристик модифицированного логического элемента nand 2, использующего транзисторы в стеке.
Создайте в схемотехническом редакторе модифицированный элемент NAND 2, как показано на рисунке 3.
Рисунок 3. Модифицированный элемент NAND 2
По указанию преподавателя задайте требуемые входные воздействия, выходную ёмкость.
Рассчитайте времена фронтов выходных сигналов и задержку прохождения сигналов при различных комбинациях входных значений. В качестве примера можно использовать следующее spice описание:
*NAND2 Gate with stacked transistors
*Propagation Delay, Transition Time
***Spice model
.lib "SAED90nm.lib" 'TT_12'
***********************************
***Netlist
mg_pmos4t1 N00316 ina vdd vdd p12 L=0.1u W=0.7u
mg_pmos4t2 out ina N00316 vdd p12 L=0.1u W=0.7u
mg_pmos4t3 out inb N00393 vdd p12 L=0.1u W=0.7u
mg_pmos4t4 N00393 inb vdd vdd p12 L=0.1u W=0.7u
mg_nmos4t5 out ina N00720 gnd n12 L=0.1u W=0.27u
mg_nmos4t6 N00720 ina N00686 gnd n12 L=0.1u W=0.27u
mg_nmos4t7 N00686 inb N00650 gnd n12 L=0.1u W=0.27u
mg_nmos4t8 N00650 inb gnd gnd n12 L=0.1u W=0.27u
***********************************
***Parameters
.param tr=TR_val
.param freq = FREQ_val
.param per = '1/freq'
.param vdd = vdd_val
.param tst = '0.5*per'
.param pw = '0.5*per-tr'
.param Temp = Temp_val
.param LOAD = LOAD_val
**********************************
***Supply Voltage
vvdd vdd 0 vdd
vvss vss 0 0
**********************************
***Temperature
.temp Temp
**********************************
***Input Signals
vina ina 0 pulse (vdd 0 'tst+0*per' tr tr pw '2*per')
vinb inb 0 pulse (vdd 0 'tst+1*per' tr tr pw '2*per')
**********************************
***Load
cload out 0 LOAD
**********************************
***Measures
***Propagation Delay
.measure tran tplh_ina_out trig v(ina) val='0.5*vdd' fall=1 targ v(out) val='0.5*vdd' rise=1
.measure tran tphl_ina_out trig v(ina) val='0.5*vdd' rise=1 targ v(out) val='0.5*vdd' fall=1
.measure tran tplh_inb_out trig v(inb) val='0.5*vdd' fall=1 targ v(out) val='0.5*vdd' rise=2
.meas tran tphl_inb_out trig v(inb) val='0.5*vdd' rise=1 targ v(out) val='0.5*vdd' fall=2
***Transition Time
.meas tran ttlh_ina_out trig v(out) val='0.1*vdd' rise=1 targ v(out) val='0.9*vdd' rise=1
.meas tran tthl_ina_out trig v(out) val='0.9*vdd' fall=1 targ v(out) val='0.1*vdd' fall=1
.meas tran ttlh_inb_out trig v(out) val='0.1*vdd' rise=2 targ v(out) val='0.9*vdd' rise=2
.meas tran tthl_inb_out trig v(out) val='0.9*vdd' fall=2 targ v(out) val='0.1*vdd' fall=2
***Dynamic Power
.meas tran dynamic avg P(vvdd) from '1*per' to '5*per'
***********************************
***Options
.option post
.option probe
***********************************
.probe v(*)
***********************************
***Analysis
.tran '0.01*tr' '5*per'
***********************************
.end
Рассчитайте статическую мощность утечки при различных комбинациях входных значений. В качестве примера можно использовать следующее spice описание:
*NAND2 Gate with stacked transistors
*Leakage current
***Spice model
.lib "SAED90nm.lib" 'TT_12'
***********************************
***Netlist
mg_pmos4t1 N00316 ina vdd vdd p12 L=0.1u W=0.7u
mg_pmos4t2 out ina N00316 vdd p12 L=0.1u W=0.7u
mg_pmos4t3 out inb N00393 vdd p12 L=0.1u W=0.7u
mg_pmos4t4 N00393 inb vdd vdd p12 L=0.1u W=0.7u
mg_nmos4t5 out ina N00720 gnd n12 L=0.1u W=0.27u
mg_nmos4t6 N00720 ina N00686 gnd n12 L=0.1u W=0.27u
mg_nmos4t7 N00686 inb N00650 gnd n12 L=0.1u W=0.27u
mg_nmos4t8 N00650 inb gnd gnd n12 L=0.1u W=0.27u
***********************************
***Parameters
*.param tr=TR_val
*.param freq = FREQ_val
*.param per = '1/freq'
*.param vdd = VDD_val
*.param tst = '0.5*per'
*.param pw = '0.5*per-tr'
*.param Temp=Temp_val
*.param LOAD = LOAD_val
**********************************
***Supply Voltage
vvdd vdd 0 vdd
vvss vss 0 0
**********************************
***Temperature
.temp Temp
**********************************
vina ina 0 pwl (0 0 'per' 0 'per+tr' vdd '10*per' vdd)
vinb inb 0 pwl (0 0 'pw' 0 'pw+tr' vdd 'per' vdd 'per+tr' 0 'per+pw' 0 'per+pw+tr' vdd '10*per' vdd)
**********************************
***Load
cload out 0 LOAD
**********************************
***Measures
***Leakage Power
.meas tran Ileak00 find I(vvdd) at='pw/2'
.meas tran Ileak01 find I(vvdd) at='1.5*pw'
.meas tran Ileak10 find I(vvdd) at='2.5*pw'
.meas tran Ileak11 find I(vvdd) at='3.5*pw'
.meas tran Pleak00 param='Ileak00*vdd'
.meas tran Pleak01 param='Ileak01*vdd'
.meas tran Pleak10 param='Ileak10*vdd'
.meas tran Pleak11 param='Ileak11*vdd'
***********************************
***Options
.option post
.option probe
***********************************
.probe v(*)
.probe i(vvdd)
***********************************
***Analysis
.tran '0.01*tr' '5*per'
***********************************
.end