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cmos集成电路的阈值电压?

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一、cmos集成电路的阈值电压?

在数/模混合集成电路设计中电压基准是重要的模块之一。针对传统电路产生的基准电压易受电源电压和温度影响的缺点,提出一种新的设计方案,电路中不使用双极晶体管,利用PMOS和NMOS的阈值电压产生两个独立于电源电压和晶体管迁移率的负温度系数电压,通过将其相减抵消温度系数,从而得到任意大小的零温度系数基准电压值。该设计方案基于某公司0.5μm CMOS工艺设计,经HSpice仿真验证表明,各项指标均已达到设计要求。

  电压基准是混合信号电路设计中一个非常重要的组成单元,它广泛应用于振荡器、锁相环、稳压器、ADC,DAC等电路中。产生基准的目的是建立一个与工艺和电源电压无关、不随温度变化的直流电压。目前最常见的实现方式是带隙(Bandgap)电压基准,它是利用一个正温度系数电压与一个负温度系数电压加权求和来获得零温度系数的基准电压。但是,在这种设计中,由于正温度系数的电压一般都是通过晶体管的be结压差得到的,负温度系数电压则直接利用晶体管的be 结电压。由于晶体管固有的温度特性使其具有以下局限性:

  (1)CMOS工艺中对寄生晶体管的参数描述不十分明确;

  (2)寄生晶体管基极接地的接法使其只能输出固定的电压;

  (3)在整个温度区间内,由于Vbe和温度的非线性关系,当需要输出精确的基准电压时要进行相应的曲率补偿。

  为了解决这些问题,提出一种基于CMOS阈值电压的基准设计方案。它巧妙利用PMOS和NMOS阈值电压的温度特性,合成产生与温度无关的电压基准,整个电路不使用双极晶体管,克服了非线性的温度因子,并能产生任意大小的基准电压值。

二、cmos反相器阈值电压的作用?

反相器电路输出电压所代表的逻辑电平与输入相反。反相器可以仅用一个NMOS晶体管或一个PMOS连接一个电阻来构建。因为这种“阻性漏极”方式只需要使用一种类型的晶体管,其制造成本非常小。不过,由于电流以两种状态之一流过电阻,这种阻性漏极配置有功耗和状态改变的处理速率问题。另外,反相器可以用两个互补晶体管配置成CMOS反相器。这种配置可以大幅降低功耗,因为在两种逻辑状态中,两个晶体管中的一个总是截止的。处理速率也能得到很好的提高,因为与NMOS型和PMOS型反相器相比,CMOS反相器的电阻相对较低。反相器也可以电阻-晶体管逻辑(RTL)或晶体管-晶体管逻辑(TTL)使用三极管(BJT)构建。

反相器性能常用表示输入-输出电压关系的电压传输特性曲线(VTC)来测定。曲线图能反映出元件的参数,包括噪声容限、增益和操作逻辑电平。

北卡罗来纳州立大学组建的20微米反相器的电压传输特性曲线

反相器理想化的电压传输特性曲线是单位阶跃函数,这表明反相器能在高电平和低电平间无延迟精确的翻转,但在实际元件中,曲线存在过渡区。曲线表明若输入为低电压,则输出为高电压;若输入为高电压,则输出电压逐渐接近0V。过渡区的斜率是性能测量的指标,过渡区越陡峭,即斜率越大,性能越好,若斜率接近无穷,则电路能在高电平和低电平间精确翻转,反相器就是理想的。

噪声容限可以通过每一工作区中的最大输出电压VOH和最小输入电压VIL的比值来测定。

输出电压VOH可以在级联多个元件时测定信号驱动强度。

三、cmos 宽长比与阈值电压公式?

CMOS反相器P管的宽长比比N管的大的原因是:这是和载流子有关,P管是空穴导电,N管电子导电,电子的迁移率大于空穴,同样的电场下,N管的电流大于P管,因此要增大P管的宽长比,使之对称,这样才能使得两者上升时间下降时间相等、高低电平的噪声容限一样、充电放电的时间相等。CMOS反相器的特点是:

(1) 静态功耗极低。在稳定时,CMOS反相器工作在工作区Ⅰ和工作区Ⅴ,总有一个MOS管处于截止状态,流过的电流为极小的漏电流。(2) 抗干扰能力较强。由于其阈值电平近似为0.5VDD,输入信号变化时,过渡变化陡峭,所以低电平噪声容限和高电平噪声容限近似相等,且随电源电压升高,抗干扰能力增强。(3) 电源利用率高。VOH=VDD,同时由于阈值电压随VDD变化而变化,所以允许VDD有较宽的变化范围,一般为+3~+18V。(4) 输入阻抗高,带负载能力强。

四、CMOS系列器件的电源电压VDD为多少V?阈值电压VTH为多少?

CC4000系列CMOS电路的VDD可在3-18V之间选取.阈值电压Vth,从CMOS非门电压传输特性曲线中看出,输出高低电平的过渡区很陡,阈值电压Vth约为VDD/2

五、阈值电压的求法?

阈值电压的计算

根据JEDEC STANDARD JESD-28的规定计算方法(JEDEC 14.2.2 –Hot Carrier Working Group --- June 15,1995),有两种计算阈值电压的方法: 方法A易于操作,在早期的阈值电压测试中常用,随着工艺的先进,这种方法不够准确,方法B逐渐开始采用,但实际上JEDEC定义的不够准确,它是把VDS忽略掉了。 正确的计算方法是,根据线性区的电流方程: 我用Hspice仿真的方法,用A、B两种方法计算了某0.18um工艺中NMOS的阈值电压,取VDS=0.1V。 下面是计算结果:

W=1u, L=1u. 方法A:在波形图上测量到ID=0.1uA时,VGS=0.356V,那么VT(ci)=0.356V;ID=1uA时,VGS=0.467V 方法B.:在波形图上测量到gm(max)=29.6u,此时VGS约为0.675~0.679V,就取。

W=10u, L=1u. 方法A:在波形图上测量到ID=1uA时,VGS=0.361V,那么VT(ci)=0.361V;ID=10uA时,VGS=0.471V; 方法B.:在波形图上测量到gm(max)=311.4u,此时VGS=0.683V,此时ID=68.11uA,代入公式(3),得到VT(ext)=0.414V。

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六、测阈值电压的方法?

阈值电压 :通常将传输特性曲线中输出电压随输入电压改变而急剧变化转折区的中点对应的输入电压称为阈值电压.在描述不同的器件时具有不同的参数。举例说明:如MOS管,当器件由耗尽向反型转变时,要经历一个 Si 表面电子浓度等于空穴浓度的状态,此时器 件处于临界导通状态,器件的栅电压定义为阈值电压,它是MOSFET的重要参数之一;如描述场发射的特性时,电流打到10mA时的电压被称为阈值电压。

七、阈值电压偏大的原因?

阀电压(门限电压)VTH,功率MOSFET的阈值电压,也有些工程师称之为门坎电压,就是功率MOSFET的导通电压。

1、供电所由于检修或其它原因造成你的入户线没有中性线(零线),这种状况你用验电笔测一下就知道。

2、变压器输出端的中性接地线断(或者接地不良),由于三相不可能绝对平衡供电,这样就造成部分用电户的电压严重超高,会烧坏部分电器。

八、栅源极阈值电压?

应该是漏极电压和栅极电压,就是场效应管其中漏极和栅极的电压

九、bsi cmos和cmos哪个好?

BSI是CMOS的一种技术。 就像[鸡蛋]和[煮熟了的鸡蛋],CMOS镜头好,还是BSI镜头好这个问法就相当于,"是鸡蛋好还是煮熟好"BSI的CMOS比普通CMOS画质要有一点提升,不过不是很大,但总归是要好的; 另外CMOS是CMOS,镜头是镜头; 两码事;

十、阈值电压计算公式?

阈值电压的计算公式可以根据不同的设备类型和条件进行调整。在NMOS场效应晶体管中,阈值电压的表达式为:

\[ VT = VFB + Vox + \phi_s ]

其中,VT代表阈值电压,VFB是半导体平带电压,Vox则是栅氧化层上的压降,而ϕ_s是饱和迁移率。

然而,对于更为复杂的设备或情况,阈值电压的公式可能会包含更多的参数。例如,一个更完整的NMOS阈值电压公式可能包括产生电子反型层的电荷(Q_SD)在栅氧化层上引起的电压降。此外,阈值电压也可能取决于特定的器件特性,如场发射特性时,电流达到10mA时的电压就被称为阈值电压。