反相器设计报告
版图反相器实验报告
画反相器原理图
一、实验目的：学会设计反相器，并会进行瞬时仿真和直流仿真
二、实验步骤：
1、打开S-edit程序
2、另存文件File----Save As
3、Setup----grid
4、添加VDD、GND、PMOS、NMOS和输入/输出端
5、连线和添加电源
6、保存、仿真
7、添加器件模型
8、添加直流分析表
9、添加输出对象
10、直流仿真结果
10、瞬时仿真结果
画反相器版图
一、实验目的：学会设计PMOS、NMOS版图
二、实验步骤：
1、打开程序L-Edit
2、另存新文件File—Save As
3、取代设定
4、规则查看
5、设计环境查看
11、生成仿真文件
12、添加器件模型、电源和输出对象
13、输出瞬时仿真结果
14、输出直流仿真结果
版图和原理图的一致性对比1、打开LVS
2、建立对比表单
3、输出比较结果
说明仅仅是工艺相同。
反相器实训报告
一、实验目的1. 理解反相器的工作原理，掌握反相器的设计方法；2. 学习使用模拟电路设计软件，进行反相器电路的搭建与仿真；3. 提高动手实践能力，培养团队协作精神。
二、实验原理反相器是一种基本的逻辑门电路，其功能是将输入信号进行反转输出。
本实验采用CMOS反相器，由P型MOSFET和N型MOSFET组成。
当输入信号为高电平时，P型MOSFET导通，N型MOSFET截止，输出信号为低电平；当输入信号为低电平时，P 型MOSFET截止，N型MOSFET导通，输出信号为高电平。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：示波器、信号发生器、电源、面包板、导线等；2. 实验材料：CMOS集成电路芯片、电阻、电容等。
四、实验步骤1. 设计反相器电路：根据实验要求，设计一个简单的CMOS反相器电路，并绘制电路原理图。
2. 电路搭建：按照电路原理图，在面包板上搭建反相器电路，包括P型MOSFET、N型MOSFET、电阻、电容等元件。
3. 信号输入：使用信号发生器产生不同幅值的正弦波信号，作为反相器的输入信号。
4. 信号采集：使用示波器分别测量反相器的输入信号和输出信号，观察信号的变化。
5. 数据分析：分析反相器的输入输出特性，验证反相器的工作原理。
6. 仿真实验：使用模拟电路设计软件，对反相器电路进行仿真实验，观察仿真结果与实际实验结果是否一致。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过实际搭建电路和仿真实验，观察到了以下现象：（1）当输入信号为高电平时，输出信号为低电平；当输入信号为低电平时，输出信号为高电平。
（2）实际实验和仿真实验结果基本一致，说明实验设计合理，电路搭建正确。
2. 数据分析（1）输入输出特性：反相器的输入输出特性如图1所示。
当输入信号为高电平时，输出信号为低电平；当输入信号为低电平时，输出信号为高电平。
（2）电路功耗：反相器的功耗主要来源于电阻和电容的功耗。
在本实验中，电路功耗较小，约为几毫瓦。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了反相器的工作原理，学会了反相器的设计方法。
CMOS反向器版图设计实验报告
上海电力学院VLSI原理和设计报告题目：CMOS反向器的版图设计院系：电子与信息工程学院专业：电子科学与技术年级：姓名：学号：指导老师：刘伟景一、实验目的1、熟悉virtuoso editing、LSW设计窗口及操作2、熟练掌握设计快捷键的操作3、培养CMOS数字集成电路设计中减小芯片面积的设计技巧和方法的能力4、认识版图数据文件二、实验设备硬件环境：英特尔I5 PC机、SUN BLADE工作站软件环境：solaris操作系统、Cadence集成电路设计软件三、实验内容实验一UNIX上机实验（１）实验内容及步骤：1．在主目录/home/student/stu231 或/home/student/stu231创建自己的子目录(姓名全拼)。
注意：以后的新建文件和目录全部都在子目录中进行。
2．对根目录进行详细列表并将结果存入自己的子目录下新文件lsl.log中，并用cat命令显示该文件内容，再用file命令查看该文件类型。
3.用cat命令将自己建立的lsl.log文件扩展3次形成一个新文件ls2.log，并用more命令显示该文件内容，统计该文件的行数，并将此信息追加到文件末尾。
4.对自己的子目录打包后压缩，查看形成的新文件信息后，在进行解压和解包。
5.为自己创建一个新的目录new，将自己原目录下的文件拷贝到新目录new中。
6.删除新目录及其下的所有文件。
7.用定向的方法把who命令形成的结果保存到文件who.log中，并查看该文件内容。
8.用chmod命令修改文件who.log的可执行权限使其成为可执行文件，并运行该文件查看结果。
9.进入VI编辑器再次修改文件who.log的内容，其内容为对目录的详细列表，并使改变who.log的可执行权限，使得其权限形式为“r w x r- x r - -”。
并执行之。
实验二：UNIX上机实习（续）10．进入VI编辑器修改lsl.log文件内容，利用全局替换命令将“root”修改为“stu”。
反相器实验报告1
《VLSI》第一次实验报告系别：电子工程系班级：微电子11002学号：11160600230 姓名：赵良一、实验内容：1.对反相器电路进行Hspice仿真2.自己设计一个反相器电路版图。
3.用calibre工具绘制版图二、实验完成步骤及结果：1、反相器电路结构（绘制电路图）2、反相器电路的瞬态仿真1）仿真结果波形图截图2）测量t PLH和t PHL值、计算t P3）当t PLH =t PHL时P管和N管的宽度和长度1）2）t PLH=2 t PHL=2.46 t P =2.233）当t PLH =t PHL时P管=0.5u N管=1.5u3、反相器电路的直流仿真1）仿真结果波形图截图2）读取V M值3）改变W P/W N的大小，分别为2，3，4，记录V M的值。
1）2）V M=3)为2时V M=为3时V M=为4时V M=4、Hspice 网表文件（最终版）INVTER.protect.lib './TD-LO18-SP-2003v4R/l018ll_io50_v1p3.lib' TT.unprotect.temp 25.subckt invter in out vdd vssM0 out in vss vss n18ll L=0.18u W=0.72uM1 out in vdd vdd p18ll L=0.18u W=0.18u.endsx1 in out vdd vss invterC1 out vss 0.5pfVDD vdd 0 dc 'vddvalue_vdd'.param vddvalue_vdd=1.8vVSS vss 0 dc 'vddvalue_vss'.param vddvalue_vss=0vvin1 in 0 PWL 10ns 0v, 11ns 1.8v, 30ns 1.8v, 31ns 0v, 50ns 0v.dc vin1 0,1.8,.1 .tran 1ns 60ns.PROBE v(out) v(in) .end5、反相器版图三、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施：问题：t PLH 和t PHL 的值一直不相等措施：多次取值选择其中最接近的一项。
反相器设计报告
反相器设计报告一、反相器编辑与仿真1打开S－Edit，对编辑环境进行设置，选取Setup→Colors命令，可设置背景色、前景色、选择颜色、栅格颜色与原点颜色。
在选取Setup→Grid进行格点设置。
2在Schematic Mode下选取Module→Symbol Browser命令，选取spice元件库中NMOS,PMOS,Vdd,Gnd四个模块到Schematic Mode中。
3编辑反相器，根据要求将各模块排列好并正确完成各端点连线后，加入输入输出节点并命名，再对元件参数进行设置。
原理图如下图（1）4选取Symbol Mode，建立反相器符号设置输入输出节点，处输入输出节点名称要和原理图相对应。
更改模块名称，选取Module→Rename命令命名为my_inv。
符号图下图（2）。
反相器原理图（1）反相器符号图（2）5将编辑好的反相器原理图输出成Spice文件，File→Export命令设置输出路径和输出sp格式文件，命名为my_inv，用Tspice打开my_inv.sp文件进行仿真设置，选择Edit→Insert Command命令，依次进行加载包含文件、Vdd电压值设定、IN的输入信号设定、分析设定、输出设定，本次设计的反相器的设定设定结果和仿真结果分别如下图（3）（4）。
设定结果图（3）仿真结果图（4）二、反相器布局图与仿真1．取代设定：打开L－Edit，选择File→Replace Setup命就可以将lights。
tdb文件的设定选择性的应用到目前编辑的文件中，包括格点设定、图层设定等。
2．环境设定：选择Set→Design命令，将Technology units设为Lambda单位，即设定一个Lambda为1000个Internal Unit，也设定1个Lambda等于1个Micron。
3.绘制pmos：在Layers面饭下拉列表中可选取要绘制的图层，依照PMOS图层依次画出N－WELL、Active、P Select、Poly、Active Contact、Mental1图层，每画一层图都应该进行DRC检查，如果有设计规则错误则进行修改，直至无设计规则错误，按上述步骤设计得PMOS参数为（宽W，高L）N－WELL（23，15）、Active（13，5）、P Select（17，9）、Poly （2，9）、Active Contact（2，2）、Mental1（4，4）。
cmos反向器电路设计实验报告
cmos反向器电路设计实验报告CMOS反向器电路设计实验报告摘要：本实验通过设计和实现CMOS反向器电路，验证其基本功能和性能。
通过实验测试，我们评估了反向器的输入电压和输出电压之间的关系，以及其延迟时间和功耗等性能指标。
实验结果表明，所设计的CMOS反向器电路具有较高的性能和可靠性。
引言：CMOS（互补金属氧化物半导体）技术是集成电路设计中最常用的工艺之一，其具有功耗低、噪声抑制能力强等优点，在现代电子设备中得到广泛应用。
反向器是CMOS电路中最基本的逻辑门，其功能是将输入信号反转输出。
本实验旨在通过设计和实现CMOS反向器电路，验证其基本功能和性能。
材料与方法：1. 实验所需材料：- 电路设计软件（如LTspice）- CMOS反向器电路元件（晶体管、电阻、电容等）- 直流电源- 示波器2. 实验步骤：1) 在电路设计软件中绘制CMOS反向器电路原理图。
2) 根据设计要求，选择合适的晶体管、电阻和电容等元件。
3) 连接电路并进行仿真测试，调整电阻和电容等参数，以满足设计要求。
4) 使用直流电源为电路供电，并使用示波器测量输入和输出信号的波形。
5) 记录和分析实验数据，并评估反向器的性能。
结果与讨论：通过实验测试，我们得到了CMOS反向器电路的输入和输出电压之间的关系。
我们观察到，当输入电压为高电平时，输出电压为低电平；而当输入电压为低电平时，输出电压为高电平。
这验证了反向器的基本功能。
我们还测试了反向器的延迟时间和功耗。
延迟时间是指输入信号从发生变化到输出信号发生变化之间的时间。
实验结果显示，CMOS 反向器的延迟时间较短，具有较高的响应速度。
功耗是指电路在工作过程中消耗的能量。
实验结果显示，CMOS反向器的功耗较低，符合低功耗设计的要求。
结论：通过本次实验，我们成功设计和实现了CMOS反向器电路，并验证了其基本功能和性能。
实验结果表明，所设计的反向器具有较高的性能和可靠性。
CMOS技术的广泛应用将进一步推动集成电路的发展，为现代电子设备的制造和应用提供了有力支持。
CMOS反相器特性设计
电子科学与应用物理学院器件与工艺课程设计报告课题名称：CMOS反相器特性设计姓名: 王宏宇专业班级：指导老师：宣晓峰小组成员：日期：2015-2016学年第2学期一、课程设计的目的在大三学年第二学期我们学习了《半导体器件物理》、《半导体集成电路基础》以及《集成电路制造技术基础（双语）》等专业课程，对BJT和MOS器件的工作原理和制备方法有了初步的了解以及一定的认识。
此时，在老师的指导下，结合具体设计内容，同时利用已经学过的知识，进行一次与器件和工艺有关的课程设计，不仅可以让我们对课堂内学习的知识有更多的了解，同时还可以掌握课程设计的完整过程和各个环节、基本方法和途径，学习使用虚拟机，mdraw,dessis，inspect等现代电路设计工具，并结合所学理论完成预定题目的综合性设计。
与此同时，多人合作分工协作，可以培养团队精神和意识，提高我们理论联系实际的能力。
二、课程设计的内容与题目要求内容：CMOS反相器特性设计目标：设计一个CMOS反相器（由一个NMOS，一个PMOS构成，一个电容器作为模拟负载），优化其开关性能和开关时的瞬态电流。
1）运用MDRAW工具分别设计一个栅长为0.18m的NMOS和一个PMOS，在MDRAW下对器件必要的位置进行网格加密；2）先通过dessis模拟确定NMOS和PMOS的转移特性，确定器件结构、掺杂及阈值电压等无错误。
3）再根据设计目标，确定反相器的网表，其负载电容取3e-14F（模拟在应用中存在的寄生电容、后级输入电容以及版图中的连线电容等）；4）编制dessis模拟程序，在模拟程序中设定反相器中各组件的连接，分析此器件在一个2V的矩形脉冲信号下的开关特性；5）应用INSPECT工具对比输入信号、输出信号和电流信号，查看其开关性能；6）计算其上升延时t ri0.1/0.9；7）假定输出高电平U oh(驱动逻辑电平1时的最低输出电压)=Vdd-0.2V、输出低电平U il（驱动逻辑电平0时的最高输出电压）=0.2V，由此确定此反相器的输入高电平U ih(能确认为1的最低电压)、输入低电平U il（能确认为0的最高电压）；8）调节PMOS和NMOS的结构（栅宽、栅氧厚度、掺杂等），优化其上升延时、静态电流和状态变化时的开关电流（会导致同步开关噪声SSN）。
CMOS反相器的版图设计
实验一：CMOS反相器的版图设计一、实验目的1、创建CMOS反相器的电路原理图Schematic、电气符号symbol以及版图layout;2、利用’gpdk090’工艺库实例化MOS管；3、运行设计规则验证Design Rule Check;DRC确保版图没有设计规则错误..二、实验要求1、打印出完整的CMOS反相器的电路原理图以及版图；2、打印CMOS反相器的DRC报告..三、实验工具Virtuoso四、实验内容1、创建CMOS反相器的电路原理图；2、创建CMOS反相器的电气符号；3、创建CMOS反相器的版图；4、对版图进行DRC验证..1、创建CMOS反相器的电路原理图及电气符号图首先创建自己的工作目录并将/home/iccad/cds.lib复制到自己的工作目录下我的工作目录为/home/iccad/iclab;在工作目录内打开终端并打开virtuoso命令为icfb &.在打开的icfb –log中选择tools->Library Manager;再创建自己的库;在当前的对话框上选择File->New->Library;创建自己的库并为自己的库命名我的命名为lab1;点击OK后在弹出的对话框中选择Attach to an exiting techfile并选择gpdk090_v4.6的库;此时Library manager的窗口应如图1所示：图1 创建好的自己的库以及inv创建好自己的库之后;就可以开始绘制电路原理图;在Library manager窗口中选中lab1;点击File->New->Cell view;将这个视图命名为invCMOS反相器..需要注意的是Library Name一定是自己的库;View Name是schematic;具体如图2所示：图2 inv电路原理图的创建窗口点击OK后弹出schematic editing的对话框;就可以开始绘制反相器的电路原理图schematic view..其中nmos宽为120nm;长为100nm.与pmos宽为240nm;长为100nm.从gpdk090_v4.6这个库中添加;vdd与gnd在analogLib这个库中添加;将各个原件用wire连接起来;连接好的反相器电路原理图如图3所示：图3 inv的电路原理图对电路原理图检查并保存左边菜单栏的第一个;check and save;接下来创建CMOS反相器的电气符号图创建电气符号图是为了之后在其他的门电路中更方便的绘制电路原理图..在菜单栏中选择design->Create cellview->From cellview;在symbol editing中编辑反相器的电气符号图;创建好的symbol如图4所示：图4 inv的电气符号图2、创建CMOS反相器的版图接下来可以创建并绘制CMOS反相器的版图;在Library Manager中选择File->new->cell view;将view name改为layout;tool改为virtuoso;具体如图5所示：图5 inv版图的创建窗口点击OK;会弹出两个对话框;一个LSW和一个layout editing在弹出来的layout editing中进行版图的绘制;利用快捷键‘i’在gpdk090_v4.6选择nmos和pmos;并将pmos摆放至nmos的上方;为方便确认各个金属或者mos管的距离或者长度;可以使用尺子作为辅助;使用快捷键’k’画一个尺子;使得nmos与pmos的源漏之间距离为0.6nm;如图6所示：图6 mos管源漏之间的距离图然后继续用尺子在nmos与pmos的正中间分别往上下延伸1.5nm;该点即为电源轨道和地轨道的中心点;轨道的宽为0.6nm;长为1.8nm;在LSW窗口中选择metal1作为电源轨道;返回layout editing窗口;使用快捷键’p’;然后设置金属的宽度;将其设置为0.6nm;接着在layout editing窗口中将轨道绘制出来;nmos与pmos 之间用poly金属层连接起来;pmos的源级用metal1金属与上层的电源轨道连接起来;nmos的源级用metal1金属与下层的电源轨道连接起来;并在vdd电源轨道上加一个M1_NWELL;在gnd轨道上加一个M1_PSUB;放置好选中并点击快捷钱’q’;将通孔个数改为3个如图7所示;将columns那一栏的1改为3;pmos及以上部分用nwell包裹起来;具体的连接如图8所示:图7 M1_NWELL的属性图8 连接好的inv版图3、设计规则检查DRC将连接好的inv版图保存;在菜单栏上选择verify->DRC;在弹出的对话框修改一些信息;如图9所示;确保路径正确;并且将Rules library前的勾选取消..图9 DRC的参数设置点击OK;验证完成并成功后会在icfb –log窗口出现如图10所示提示且版图上不会出现错误闪烁;如果有错误的话;可以在菜单栏中点击verify->markets->explain;并选中错误的地方;就会弹出详细的错误解释;然后根据提示修改错误..图10 DRC报告4、打印CMOS反相器的电路原理图以及版图在layout editing窗口的菜单栏上选择Design->plot->submit;然后再弹出来的窗口中修改参数;将header前的勾选取消;如图11所示：图11 打印参数设置继续点击Plot Options;将里面的参数修改如图12所示：图12 打印参数设置点击OK;可在自己的工作目录下找到inv.ps文件;打开文件即可看到打印出来的CMOS反相器版图;如图13所示：图13 打印出来的CMOS反相器版图同理;电路原理图也是如此打印;打印出来的CMOS反相器的电路原理图如图14所示：图14 打印出来的CMOS反相器的电路原理图。
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反相器设计报告
一、反相器编辑与仿真
1打开S－Edit，对编辑环境进行设置，选取Setup→Colors命令，可设置背景色、前景色、选择颜色、栅格颜色与原点颜色。
在选取Setup→Grid进行格点设置。
2在Schematic Mode下选取Module→Symbol Browser命令，选取spice元件库中NMOS,PMOS,Vdd,Gnd四个模块到Schematic Mode中。
3编辑反相器，根据要求将各模块排列好并正确完成各端点连线后，加入输入输出节点并命名，再对元件参数进行设置。
原理图如下图（1）
4选取Symbol Mode，建立反相器符号设置输入输出节点，处输入输出节点名称要和原理图相对应。
更改模块名称，选取Module→Rename命令命名为my_inv。
符号图下图（2）。
反相器原理图（1）反相器符号图（2）
5将编辑好的反相器原理图输出成Spice文件，File→Export命令设置输出路径和输出sp格式文件，命名为my_inv，用Tspice打开my_inv.sp文件进行仿真设置，选择Edit→Insert Command命令，依次进行加载包含文件、Vdd电压值设定、IN的输入信号设定、分析设定、输出设定，本次设计的反相器的
设定设定结果和仿真结果分别如下图（3）（4）。
设定结果图（3）
仿真结果图（4）
二、反相器布局图与仿真
1．取代设定：打开L－Edit，选择File→Replace Setup命就可以将lights。
tdb文件的设定选择性的应用到目前编辑的文件中，包括格点设定、图层设定等。
2．环境设定：选择Set→Design命令，将Technology units设为Lambda单位，即设定一个Lambda为1000个Internal Unit，也设定1个Lambda等于1个Micron。
3.绘制pmos：在Layers面饭下拉列表中可选取要绘制的图层，依照PMOS图层依次画出N－WELL、Active、P Select、Poly、Active Contact、Mental1图层，每画一层图都应该进行DRC检查，如果有设计规则错误则进行修改，直至无设计规则错误，按上述步骤设计得PMOS参数为（宽W，高L）N－WELL（23，15）、Active（13，5）、P Select（17，9）、Poly （2，9）、Active Contact（2，2）、Mental1（4，4）。
再对元件命名，选取Cell→Rename 命令，键入名称pmos。
版图如下图（5）
Pmos版图（5）
4.绘制nmos：绘制方法通绘制pmos一样，依次绘制Active、N select、Poly、ActiveContact、Metal1,个参数为Active（13，5）、N select（17，9）、Poly（2，9）、ActiveContact（2，2）、Metal1（4，4）。
nmos如下图（6）.
nmos版图（6）
5.绘制pmos基板元件：各图层图层为：N-WELL（15、15）、active（5、5）、N-select（9、9）、active-contact（2、2）、metal1（4、4）绘制结果如图（7）
图（7）
6.绘制nmos基板元件：各图层图层为：active（5、5）、P select（9、9）、active-contact （2、2）、metal1（4、4））绘制结果如图（8）
图（8）
7．引用pmos，nmos，pmos基板元件，nmos基板元件，绘制Vdd电源与GND电源线，连接电源与节点，连接栅极和源极，进行DRC检查，如果有错误就修改，直至无设计规则错误
图（9）
8.绘制输入端口：各图层图层为poly contact（2、2）、poly（5、5）、metal1（10、4）、via（2、2）、metal2（4、4），再插入节点IN，绘制完后进行设计规则检查后无误，得到如图（9）所示。
输入端口图（9）
9.绘制输出接点：各图层图层为via（2、2）、metal2（4、4），再插入节点OUT，如下图（10）所示。
输出端口（10）
10.在图（10）中加入输入输出端口，进行DRC检查无误后，选取Cell→Rename命令，命名为my_inv,得到图（11）所示的反相器布局图。
反相器布局图（11）
11.将编辑好的反相器布局图成果转化成Spice文件，选择Tools→Export命令设置输出路径和输出spc格式文件，命名为my_inv，用Tspice打开my_inv.spc文件进行仿真设置，选择Edit→Insert Command命令，依次进行加载包含文件、Vdd电压值设定、IN的输入信号设定、分析设定、输出设定，反相器布局图的设定设定结果和仿真结果分别如下图（12）（13）。
设定结果图（12）
仿真结果图（13）
三、使用LVS对比反相器
1.打开LVS程序，打开要进行对比的两个反相器电路，即布局图转化成的my_inv.spc 文件和原理图转化成的my_inv.sp文件。
2.修改文件：修改my_inv.spc与my_inv.sp文件中的include命令用*注释。
3.打开LVS新文件：在LVS环境下选择File→New命令，对话框中选择LVS Setup选项。
4.设定：（1）文件设定：选择File选项卡进行文件设定，在Input Files选项组的Layout netlist文本框中输入L-Edit转化的my_inv.spc文件，在Schematic netlist文本框中输入S-Edit输出的my_inv.sp文件。
（2）元件参数设定:选择Device Parameters选项卡，在MOSFET Elements选项组中选中Lengths and widths。
（3）选项设定：选择Options选项卡，选中Operate in T-Spice ayntax mode与Consider bulk nodes during iteration matching 复选框。
（4）执行设定：选择Performance选项卡，选择Normal iteration：considere fanout and element type。
（5）存储文件:设定完成后，选择File→Save命令，存储为my_inv.vdb。
5.执行对比：设定成功后，进行inv.spc文件与inv.sp文件的对比，单击仿真按钮进行对比，对比结果如下图（14）所示
执行对比结果（14）
四：实验心得体会。