超大规模集成电路复习资料 -

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1、1，电流分配：IE＝IB＋ICIE－扩散运动形成的电流IB－复合运动形成的电流IC－漂移运动形成的电流2，MOS管的工作原理Vgs0时，Ids由D流向S，Ids随Vds变化基本呈线性关系。（3）当Vds>Vgs-Vtn时，由于沟道电阻Rc正比于沟道长度L，而Leff=L-DL变化不大，Rc基本不变，沟道上的电压降（Vgs-Vtn）基本保持不变。所以，Ids=(Vgs-Vtn)/Rc不变，即电流Ids基本保持不变，出现饱和现象。（4）当Vds增大到一

2、定极限时，由于电压过高，晶体管被雪崩击穿，电流急剧增加。3，影响漏极电流Ids大小的因素1）源、漏之间的距离；（2）沟道宽度；（3）开启电压VT；（4）栅绝缘氧化层的厚度；（5）栅绝缘层的介电常数；（6）载流子（电子或空穴）的迁移率μ4，NMOS管：Vtn>0增强型Vtn<0耗尽型PMOS管：Vtp<0增强型Vtp>0耗尽型按负载元件：电阻负载、增强负载、耗尽负载和互补负载。按负载元件和驱动元件之间的关系：有比反相器和无比反相器。5，CMOS反相器由一个P沟道增强型MOS管和一个N沟道增强型MOS管串联组成。通常P沟道管作为负载管，N沟道管作为输入管。若输入vI为低电平(如0V)

3、，则负载管导通，输入管截止，输出电压接近VDD。若输入vI为高电平(如VDD)，则输入管导通，负载管截止，输出电压接近0V。6，为了有良好的噪声容限，要求Vth=Vdd/2。7，直流噪声容限：给定实际输出电压对逻辑电平设定值许可偏离的范围之后，允许实际输入电压对逻辑电平设计值的偏离区间。ª8，CMOS反相器有以下优点：（1）传输特性理想，过渡区比较陡（2）逻辑摆幅大：Voh=Vdd,Vol=0（3）一般Vth位于电源Vdd的中点，即Vth=Vdd/2，因此噪声容限很大。（4）只要在状态转换为b—e段时两管才同时导通，才有电流通过，因此功耗很小。（5）速度快。上升时间tr：恒流充电

4、下降时间tf：单管放电（6）CMOS反相器是利用p、n管交替通、断来获取输出高、低电压的，CMOS反相器是无比（Ratio-Less）电路。9，阈值电压概念上讲,VT就是将栅极下面的Si表面从P型Si变为N型Si所必要的电压。10，衬偏效应对阈值电压的影响：当MOS反型层厚度达到最大时，外加衬底偏压栅压可以使场感应PN结的耗尽层厚度增大，空间电荷密度增加，即沟道内电荷减少，跨导降低，从而导致器件的阈值电压升高。11，阈值电压影响因素栅极导电材料栅极绝缘材料栅极绝缘材料厚度通道掺杂浓度衬偏效应12，沟道长度调制效应MOS晶体管处于饱和区中，有效沟道电阻也就略有减小，从而使更多电子自

5、源极漂移到夹断点，导致在耗尽区漂移电子增多,使Id增大，这种效应称为沟道长度调制效应。13，这样高的输入阻抗，使MOS电路具有很可贵的特性：当一个MOS管驱动后面的MOS电路时，由于后面不取电流，所以静态负载能力很强。由于输入阻抗很高，使栅极漏电流很小。14，二阶效应出于两种原因：1)当器件尺寸缩小时，电源电压还得保持为5V，于是，平均电场强度增加了，引起了许多二次效应。2)当管子尺寸很小时，这些小管子的边缘相互靠在一起，产生了非理想电场，也严重地影响了它们的特性。15，迁移率是指载流子（电子和空穴）在单位电场作用下的平均漂移速度。16，一个反相器驱动与之相同的另一个反相器时所产

6、生的延迟时间称为“本征延迟时间”。17，CMOS电路的功耗主要由两部分组成：1、静态功耗：由反向漏电流造成的功耗。2、动态功耗：由CMOS开关的瞬态电流和负载电容的充放电造成的功耗。18，静态功耗组成部分：1.亚阈漏电流2.栅极漏电流3.源漏极反偏漏电流动态功耗组成部分：1.逻辑跳变引起的电容功耗；2.通路延迟引起的竞争冒险功耗；3.电路瞬间导通引起的短路功耗19，闸流效应的控制①减小β值：增加横向PNP管的基极宽度，减小其电流放大倍数βpnp②采用伪收集极：③采用保护环20，21，NMOS传输高电平n输出电压：有阈值损失n工作在饱和区，但是电流不恒定n低效传输高电平(电平质量差

7、，充电电流小)22，NMOS传输低电平n输出电压：没有阈值损失n先工作在饱和区，后进入线形区n高效传输低电平（电平质量好，充电电流大）23，24，随机读写存储器优点：读写方便，使用灵活。缺点：一旦断电，数据丢失。25SRAM和DRAM对比•SRAM：工作速度快，掉电信息不消失，一经写入可多次读出，但集成度较低，功耗较大。•SRAM一般用来作为计算机中的高速缓冲存储器(Cache)。 •DRAM：集成度较高，功耗较低；缺点是保存在DRAM中的信息随着电容的漏电而会逐渐消失，一般信息