集成电路导论作业

“集成电路入门”课后作业

2015年9月11日

1. 请画出理想PN结在零偏压、负向偏压和正向偏压下的结构和能带示意图。请说明PN结和肖特基结的异同。

2. MOS器件的三个工作状态分别要满足哪些条件？请写出三个状态下电流与电压的关系式。

3. 请根据下面图例手绘N阱CMOS反相器的版图（器件衬底材料为P型硅，衬底不用画）。

4. 请对下图所示CMOS反相器做直流转移特性分析，写出相应的SPICE程序。注意：M1、M2的尺寸及C L值可自行决定。

5. 若下图中的所有晶体管都工作在饱和区，请计算M4管的漏电流。

6. 运用以下MOS管的SPICE模型：

.MODEL NMOS NMOS VTO=0.7 KP=110U GAMMA=0.4 LAMBDA=0.04 PHI=0.7

.MODEL PMOS PMOS VTO=-0.7 KP=50U GAMMA=0.57 LAMBDA=0.05 PHI=0.8

(1)请画出二输入MOS与非门电路；

(2)假设或非门接负载电容C L=1 pF，电源电压V DD=5 V。如果采用等效反

相器的方法进行或非门的设计，要求上升和下降时间均为 1 ns，请计算出此等效反相器的PMOS和NMOS的宽长比；

(3)根据(2)的要求，设计二输入与非门的PMOS和NMOS的宽长比；

(4)根据题3中图例手绘与非门的版图。

请在9月16日周三上课前提交作业，谢谢。