Исследование влияния передаточного ключа на параметры фрагментов кмоп-сбис

Известия ТРТУ

Специальный выпуск

ширине 5 мкм. В этом случае потребляемая мощность не превышает 0,4 мВт на элемент.

В то же время КМОП-элементы с поликремниевым затвором и с такой же длиной канала и занимаемой площадью обладают временем задержки распространения сигнала порядка 500 пс при температуре 300 К.

Элементы ЭСЛ, обладающие временем задержки, аналогичным задержке в СаАБ-элементах, характеризуются уровнем потребляемой мощности порядка 10 мВт на элемент.

На основании проведенных исследований был сделан вывод о возможности применения данной элементной базы в ОаЛэ-БИС и выработаны рекомендации по проектированию ее элементов.

УДК 621.3.049.77.001.66 •

А. В. Сковородников

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЕРЕДАТОЧНОГО КЛЮЧА НА ПАРАМЕТРЫ ФРАГМЕНТОВ КМОП-СБИС

Проводилось исследование передаточного ключа, разработанного для параметризуемой библиотеки КМОП-элементов. На основе данного элемента, спроектирован четырехразрядный регистр. Использование данного элемента! в составе регистра позволило сократить занимаемую им площадь на 10%.

Возникла необходимость исследовать передаточный ключ для уточнение его влияния на быстродействие схемы в целом. :

При расчете времени задержки переключения использовалась схема из двух последовательно соединенных инверторов с включенным между ними передаточным ключом. При подаче .на вход ключа логической единицы ко времени заряда нагрузочной емкости добавляется время заряда паразитной емкости р-канального транзистора. Если на вход передаточного ключа подается логический ноль, то ко времени заряда нагрузочной емкости добавляется время заряда емкости п-канального транзистора. Основными величинами при расчете схемы, содержащей передаточный ключ, являлись: паразитные емкости, полные постоянные времени переключения транзисторов и времена задержки переключения из одного состояния в другое. Для сравнения проведены расчеты схемы из двух инверторов без передаточного ключа.

Основные зависимости времени задержки от толщины подзатворнрго диэлектрика и ширины каналов транзисторов показали, что передаточный ключ не дает значительного увеличения времени задержки. Оптимальные значения времени задержки можно получить, изменяя параметры каждого транзистора отдельно, а также меняя напряжение питания в пределах от 3 до 5 В. Быстродействие схемы при подключении передаточного ключа ухудшается в среднем на 2%. При расчете изменение параметров проводилось в пределах всей анализируемой схемы (как с переходным ключом, так и без него). Полученные результаты могут быть значительно улучшены при более точном расчете каждого структурно-топологического примитива в отдельности, а также исходя из конкретных требований при проектировании.