【摘 要】
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该硕士学位论文通过单元电路的设计,研究了纳米MOSFET在模拟和数字两类集成电路中可能的应用.使用沟道长度100nm以下的MOSFET设计并模拟了集成运算放大器和反相器.在设计集成
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该硕士学位论文通过单元电路的设计,研究了纳米MOSFET在模拟和数字两类集成电路中可能的应用.使用沟道长度100nm以下的MOSFET设计并模拟了集成运算放大器和反相器.在设计集成运算放大器之前,基于SPICE的BSIM4模型提出了两组纳米MOSFET的参数.它们分别来自较长沟道器件的按比例缩小和实验数据拟合.然后设计了共源、共栅和差分对等简单放大器,并分析了它们的特性变化.设计的集成运算放大器包括简单两级和共源-共栅串级两种形式,前者使用实验拟合的MOSFET模型参数,后者则基于按比例缩小得到的参数组.讨论并比较了两类运算放大器在纳米MOS工艺下的优劣.在此基础上,总结了纳米MOS模拟电路设计的主要困难.结果表明虽然性能有了很大的下降,传统运放组态在纳米领域仍然是可行的.文中给出的反相器由弹道输运的MOSFET和单电子晶体管构成.先通过近似的方法解出弹道输运MOSFET的方程组,使用Matlab模拟可以得到其电流特性.分别使用MOSFET作为驱动管和负载管,提出了两种混合反相器的设计.文中模拟了它们的输入输出特性并计算了功耗指标.这一设计解决了单电子晶体管电路的驱动能力过弱的问题,并保有了其功耗极低的优势.以上工作是属开创性的研究.
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