内容发布更新时间 : 2025/1/6 19:12:20星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

作业报告

作业题目：画一个4输入与非门的版图，w=5~20. L =2~10. 作业要求：（1）画出版图并进行设计规则检查，提取T-spice 网表文件

（2）根据从版图中提取的参数，用T-space软件进行仿真，观测器输出波形。

（3）采用CMOS 2 um工艺。

（4）撰写设计报告，设计报告如有雷同均视为不及格，请各位妥善保管好自己的设计文档。

（5）提交报告的最后截止日期位6月10号。

一 四输入与非门电路图如下图所示：

四输入与非门的工作原理为：

四输入端CMOS与非门电路，其中包括四个串联的N沟道增强型MOS管和

四个并联的P沟道增强型MOS管。每 个输入端连到一个N沟道和一个P沟道MOS管的栅极。当输入端A、B、C、D中只要有一个为低电平时，就会使与它相连的NMOS管截止，与它相 连的PMOS管导通，输出为高电平；仅当A、B、C、D全为高电平时，才会使四个串联的NMOS管都导通，使四个并联的PMOS

管都截止，输出为低电平。

真值表如下所示 ：

二 版图的绘制

这次作业要求四输入与非门的宽和长的范围是w=5~20. L =2~10。我绘制的版图选取W=16 um L=2um ，绘制的过程为：

（1）绘制接合端口Abut

（2）绘制电源Vdd和Gnd，以及相应端口 （3）绘制Nwell层 （4）绘制N阱节点 （5）绘制衬底节点

（6）绘制Nselect区和Pselect区

（7）绘制NMOS有源区和PMOS有源区 （8）绘制多晶硅层

（9）绘制NAND 4 的输入口 （10）绘制NAND 4 的输出口

（11）绘制NMOS有源区和PMOS的源极

三 T-spice仿真

在绘制完版图之后，经过设计规则检查无误后就可以提取网表进行仿真了。

（1）版图的网表提取结果为：

* Circuit Extracted by Tanner Research's L-Edit Version 13.00 / Extract Version 13.00 ; * TDB File: D:\\20113250\\youwenhao-NAND4.tdb * Cell: Cell0 Version 1.03

* Extract Definition File: D:\\Tanner EDA\\Tanner Tools v13.0\\ExampleSetup\\lights.ext

* Extract Date and Time: 06/10/2014 - 01:20

.include \

V1 Vdd Gnd 5

va A Gnd PULSE (0 2.5 100n 2.5n 2.5n 100n 200n) vb B Gnd PULSE (0 2.5 50n 2.5n 2.5n 50n 100n) vc C Gnd PULSE (0 2.5 25n 2.5n 2.5n 25n 50n) vd D Gnd PULSE (0 2.5 12.5n 2.5n 2.5n 12.5n 25n) .tran 1n 400n

.print tran v(A) v(B) v(C) v(D) v(Out)

* Warning: Layers with Unassigned FRINGE Capacitance. *

*

* NODE NAME ALIASES

* 1 = GND (34.5 , -41.5) * 2 = vdd (32, 15) * 3 = OUT (47.5 , 9) * 4 = D (84 , -6) * 5 = C (70.5 , -5.5) * 6 = B (59.5 , -6) * 7 = A (38 , -5)

V1 Vdd Gnd 5

va A Gnd PULSE (0 12.5 500n 12.5n 12.5n 5100n 1000n) vb B Gnd PULSE (0 12.5 250n 12.5n 12.5n 250n 500n) vc C Gnd PULSE (0 12.5 125n 12.5n 12.5n 125n 250n) vd D Gnd PULSE (0 12.5 62.5n 12.5n 12.5n 62.5n 125n) .tran 1n 1000n

.print tran v(D) v(C) v(B) v(A) v(Out)M1 Vdd 4 Out Vdd PMOS L=2u W=16u AD=88p PD=47u AS=60p PS=23.5u $ (44 37 46 53)

M2 Out 5 Vdd Vdd PMOS L=2u W=16u AD=60p PD=23.5u AS=56p PS=23u $ (34.5 37 36.5 53)

M3 Vdd 6 Out Vdd PMOS L=2u W=16u AD=56p PD=23u AS=112p PS=30u $ (25.5 37 27.5 53)

M4 Out 7 Vdd Vdd PMOS L=2u W=16u AD=112p PD=30u AS=88p PS=47u $ (9.5 37 11.5 53)

M5 Out 4 Out Gnd NMOS L=2u W=16u AD=120p PD=47u AS=60p PS=23.5u $ (44 0 46 16)

M6 Out 5 Out Gnd NMOS L=2u W=16u AD=60p PD=23.5u AS=56p PS=23u $ (34.5 0 36.5 16)

M7 Out 6 Out Gnd NMOS L=2u W=16u AD=56p PD=23u AS=112p PS=30u $ (25.5 0 27.5

16)

M8 Out 7 Gnd Gnd NMOS L=2u W=16u AD=112p PD=30u AS=92p PS=47u $ (9.5 0 11.5 16)

* Pins of element D1 are shorted:

* D1 vdd vdd D_lateral $ (88 18.5 91 26.5) * Pins of element D2 are shorted:

* D2 vdd vdd D_lateral $ (36 18.5 39.5 26.5)

* Total Nodes: 11 * Total Elements: 10

* Total Number of Shorted Elements not written to the SPICE file: 0 * Output Generation Elapsed Time: 0.001 sec * Total Extract Elapsed Time: 0.746 sec .END

（2）提取的网表经过T-spice运行后的文件为：

T-Spice - Tanner SPICE T-Spice - Tanner SPICE Version 13.00

Standalone hardware lock

Product Release ID: T-Spice Win32 13.00.20080321.01:01:33 Copyright ?1993-2008 Tanner EDA Opening output file \游文浩 20113250\\youwenhao-NAND4.out\ Parsing \游文浩 20113250\\youwenhao-NAND4.spc\ Initializing parser from header file \游文浩 20113250\\header.sp\ Including \

Loaded MOSLevel2 model library, SPICE Level 2 MOSFET revision 1.0 Warning : Pulse period is too small, reset to rt + ft + pw = 5.125e-006

Accuracy and Convergence options: numndset|dchold = 100

Timestep and Integration options: relq|relchgtol = 0.0005

Model Evaluation options:

dcap = 2 defnrb = 0 [sq] defnrd = 0 [sq] defnrs = 0 [sq] tnom = 25 [deg C]