宽温区高温体硅CMOS倒相器的优化设计  

Optimum Design of High-temperature Bulk-silicon CMOS Inverter in Wide Temperature Range

作　　者：冯耀兰[1] 魏同立[1] 张海鹏[1] 宋安飞[1] 罗岚[1] 

机构地区：[1]东南大学微电子中心,南京210096

出　　处：《固体电子学研究与进展》2001年第3期258-264,共7页Research & Progress of SSE

基　　金：国家自然科学基金资助重点项目 (批准号 :6973 60 2 0 )

摘　　要：在对体硅 CMOS倒相器直流特性、瞬态特性的高温模型和高温特性深入研究的基础上 ,提出了高温体硅 CMOS倒相器结构参数设计的考虑 ,给出了宽温区 (2 7～ 2 5 0℃ )体硅 CMOS倒相器优化设计的结果。模拟验证表明 ,所设计的体硅 CMOS倒相器在宽温区能满足下列电学参数设计指标 :输出高电平 Vo H>4 .95 V,输出低电平 Vo L<0 .0 5 V,转换电平 V*i (2 7℃ ) =2 .5 V,V*i(2 5 0℃ ) =2 .4 V,上升时间 tr(2 7℃ ) <110 ns,tr(2 5 0℃ ) <180 ns,下降时间 tf(2 7℃ ) <110 ns,tf(2 5 0℃ ) <16 0 ns。This paper puts fo rward full consideration of design of th e structure parameter of high-temperatur e bulk-silicon CMOS inverter and brings about the results of optimum design of high-temperature bulk-silicon CMOS inver ter in wide temperature range(27～250 ℃), on the basis of comprehensive research of the high-temperature models of DC cha racteristic and transient characteristi c of bulk-silicon CMOS inverter.The simu lation results show that,in wide tempera ture range,the designed bulk-silicon CMO S inverter designed can meet the followi ng design quota of electric parameters: Output high level V oH>4.95 V,Output low level V oL<0.05 V, Transition level V  i(27 ℃)=2.5 V,V  i(250 ℃)=2.4 V Rising time t r(27 ℃)<110 ns,t r(250 ℃)<180 ns Falling time t f(270 ℃)<110 ns,t f(2 50 ℃)<160 ns.

关 键 词：集成电路 体硅 宽温区 互补金属-氧化物-半导体倒相器 优化设计 

分 类 号：TN432[电子电信—微电子学与固体电子学]