O PROJETO DE CIRCUITOS INTEGRADOS DIGITAIS

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ – UFPR

CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

EDILSON JUNIOR GROSSL DE OLIVEIRA

GRR20131193

DISCIPLINA TE130 – PROJETO DE CIRCUITOS INTEGRADOS DIGITAIS

INVERSOR CMOS

PROFESSOR OSCAR DA COSTA GOUVEIA FILHO, DR.

CURITIBA

2018

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO                                                                3
2. MONTAGEM DO INVERSOR CMOS                                                   4
3. SIMULAÇÃO                                                                5

3.1 SIMULAÇÃO DC                                                                5

3.2 SIMULAÇÃO TRANSITÓRIO                                                7

1. CARACTERIZAÇÃO                                                        8
2. CONCLUSÃO                                                                10
3. REFERÊNCIAS                                                                11

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1. INTRODUÇÃO

Ao longo deste relatório, serão expostas as experiências obtidas durnte os testes e simulações do funcionamento de um inversor CMOS. No desenvolvimento das simulações, foi possível colocar em prática os conhecimentos adquiridos em sala, durantes as aulas de projeto de circuitos integrados digitais (TE130). O software utilizado para a realização das simulações foi o Cadence Virtuoso.

1. MONTAGEM DO INVERSOR CMOS

Foi tido como base teórica, as aulas lecionadas da disciplina de projeto de circuitos integrados digitais. Nestas, foi possível observar vários parâmetros de funcionamento de um inversor CMOS, assim como análises e dimensionamento.

Com isso, iniciamos os trabalhos de simulações, montando um esquemático de um circuito inversor, sendo este a principal base para as simulações deste experimento.

[pic 1]

Figura 01- Esquemático do inversor

Para facilitar a montagem das simulações, foi projetado um símbolo que representa este esquemático.

[pic 2]

Figura 02- Símbolo do inversor

1. SIMULAÇÃO

3.1 SIMULAÇÃO DC

Para a realização da simulação, foi montado um esquemático com os inversores, onde foi possível analisar o comportamento do inversor CMOS.

[pic 3]

Figura 03- Esquemático teste para o inversor CMOS DC

Para a realização dos testes, a fonte foi configurada para ter uma tensão de 1.2 V. Assim, foi possível elaborar uma análise DC, sobre o comportamento do segundo inversor. Nesta análise, foi colocada uma variável para o comprimento W do PMOS do inversor, e foram feitas simulações para estimar o valor da largura do canal de uma forma que este atenda às especificações da tensão de  Threshold (Vth), sendo esta, definida em 0,6V.

[pic 4]

Figura 04- Simulação DC

[pic 5]

Figura 04.1- Simulação DC legenda

Foi possível observar que a curva simulada com a largaura do PMOS em 1.1e-06, foi a que mais se aproximou da tensão de Threshold.

[pic 6]

Figura 05- Simulação Dc para W = 1.1 e -06

Com essa simulação, podemos observar que as curvas se cruzam bem próximo à metade do sinal (0,6V), para esta largura do Pmos.

3.2 SIMULAÇÃO TRANSITÓRIO

Na segunda etapa de simulações, foi possível analisar o comportamento transitório do dispositivo CMOS.

[pic 7]

Figura 06- Simulação transitório para f = 1MHz

[pic 8]

Figura 07- Simulação transitório para f = 20MHz

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1. CARACTERIZAÇÃO

O gráfico abaixo representa o funcionamento do dispositivo inversor, em uma análise DC. Neste gráfico, é possível analisar alguns parâmetros importantes para a caracterização do dispositivo, sendo assim possível alterar os parâmetros construtivos dos transistores para que estes atendam às especificações de aplicação para os valores de VOH, VOL e VTH

[pic 9]

Figura 08- Curva característica estática do inversor