集成电路分析与设计课程设计

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1、一．目的与任务4二．设计题目及要求42.1器件名称42.2要求的电路性能指标42.3设计内容4三、74HC139芯片介绍4四、电路设计64.1工艺与设计规则和模型的选取64.2　输出级电路设计74.2.1输出级N管（W/L）N的计算74.2.2输出级P管（W/L）P的计算84.3　内部基本反相器中的各MOS尺寸的计算94.4内部逻辑门MOS尺寸的计算124.5　输入级设计124.6　缓冲级的设计134.6.1输入缓冲级134.6.2输出缓冲级144.7　输入保护电路设计154.8各级N管和P管的尺寸汇总16五、功耗与延迟估算175.1　模型简化175.2　功耗估算185.3　延迟估算19

2、六、电路模拟206.1直流分析216.2瞬态分析216.3功耗分析22七、版图设计227.1各模块版图设计22327.1.1输入级版图227.1.2输入缓冲级版图237.1.3三输入与非门版图237.1.4输出级版图247.1.5调用含有保护电路的pad元件247.2总版图257.3电路网表匹配（LVS）检查267.4版图数据提交30八、心得体会32九、参考文献3232一．目的与任务本课程设计是《集成电路分析与设计基础》的实践课程，其主要目的是使学生在熟悉集成电路制造技术、半导体器件原理和集成电路分析与设计基础上，训练综合运用已掌握的知识，利用相关软件，初步熟悉和掌握集成电路芯片的系统设

3、计→电路设计及模拟→版图设计→版图验证等正向设计方法二．设计题目及要求2.1器件名称含2个2—4译码器的74HC139芯片（根据要求使用工艺及规则：MOSISI：mhp_ns8，自选用ml2_125.md模型）2.2要求的电路性能指标（1）可驱动10个LSTTL电路（相当于15PF电容负载）；（2）输出高电平时，；（3）输出低电平时，；（4）输出级充放电时间，；（5）工作电源是5V，常温工作，工作频率，总功耗。2.3设计内容1.功能分析及逻辑设计；2.电路设计及器件参数计算；3.估算功耗与延时；4.电路模拟与仿真；5.版图设计；6.版图检查：DRC与LVS；7.后仿真(选做)；8.版图数

4、据提交。32三、74HC139芯片介绍74HC139是包含两个2线—4线译码器的高速CMOS数字电路集成芯片，能与TTL集成电路芯片兼容，它的管脚图如图1所示，其逻辑真值表如表1所示。图174HC139的管脚图表174HC139真值表片选输入数据输出CsA1A0Y0Y1Y2Y300001110011011010110101111101××111174HC139的逻辑表达式：，，3274HC139的逻辑图如图2所示：图274HC139的逻辑图四、电路设计4.1工艺与设计规则和模型的选取1.工艺与设计规则：MOSIS:mhp_ns82.模型：m12_125.md***************

5、*****************************************.modelnmosnmos+Level=2Ld=0.0uTox=225.00E-10+Nsub=1.066E+16Vto=0.622490Kp=6.326640E-05+Gamma=.639243Phi=0.31Uo=1215.74+Uexp=4.612355E-2Ucrit=174667Delta=0.0+Vmax=177269Xj=.9uLambda=0.0+Nfs=4.55168E+12Neff=4.68830Nss=3.00E+10+Tpg=1.000Rsh=60Cgso=2.89E-10+Cgd

6、o=2.89E-10Cj=3.27E-04Mj=1.067+Cjsw=1.74E-10Mjsw=0.195.modelpmospmos+Level=2Ld=.03000uTox=225.000E-1032+Nsub=6.575441E+16Vto=-0.63025Kp=2.635440E-05+Gamma=0.618101Phi=.541111Uo=361.941+Uexp=8.886957E-02Ucrit=637449Delta=0.0+Vmax=63253.3Xj=0.112799uLambda=0.0+Nfs=1.668437E+11Neff=0.64354Nss=3.00E+1

7、0+Tpg=-1.00Rsh=150Cgso=3.35E-10+Cgdo=3.35E-10Cj=4.75E-04Mj=.341+Cjsw=2.23E-10Mjsw=0.3074.2　输出级电路设计据要求，输出级等效电路如图3所示。输入Vi为前一级的输出，可认为是理想的输出，即ViL＝Vss=0V，ViH=VDD=5V。图3输出级等效电路4.2.1输出级N管（W/L）N的计算当输入为高电平时，输出为低电平，N管导通，后级TTL有较大的