【每日一题】一起学Verilog 001-004

001

画出CMOS反相器的电路原理图

这个学过数集应该都会画,NMOS接地,PMOS接高电平。

002

反向器的速度与哪些因素有关?什么是转换时间(transition time)和传播延迟(propagation delay)?
反相器的速度与哪些因素有关。

(1)电容(负载电容、自载电容、连线电容)较小,漏端扩散区的面积应尽可能小。输入电容要考虑: (1)Cgs 随栅压而变化(2)密勒效应(3)自举效应

(2)加大晶体管的尺寸(驱动能力),使晶体管的等效导通电阻(输出电阻)较小。但这同时加大自载电容和负载电容(下一级晶体管的输入电容)。

(3)提高电源电压,提高电源电压可以降低延时,即用功耗换取性能但超过一定程度后改善有限。电压过高会引起可靠性问题(氧化层击穿、热电子等)。

Transition Time(转换时间):
上升时间:从10%Vdd上升到90%Vdd的时间。
下降时间:从90%Vdd下降到10%dd的时间。
上升时间和下降时间统称为Transition Time,也有定义为20%到80%。

2

Propagation Delay(传播延时):在输入信号变化到50%Vdd到输出信号变化到50%Vdd之间的时间。

3

003

解释一下Vih,Vil,Vol,Voh,Vt。

Vih:输入电压由高到低变化时,输出电压开始上升且传输特性曲线斜率为-1的点,即图中B点对应的输入电压。(仍能维持输出为逻辑“1”的最大输出电压)

Vil:输入电压由低到高变化时,输出电压开始下降且传输特性曲线斜率为-1的点,即图中A点对应的输入电压。(仍能维持输出为逻辑“0”的最小输出电压)

Voh:定义为最小合格高电平。(维持输出为逻辑“1”的最大输出电压)

Vol:定义为最大合格低电平。(维持输出为逻辑“0”的最大输出电压)

CMOS集成电路内部规定Vol = 0v,Voh = Vdd。

Vt:MOS管的阈值电压

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004

什么是原码,反码,补码,符号-数值码。以4bit为例,给出各自表示的数值范围。

原码:符号位+真值
范围:0111(-7)到1111(+7)
原码中0000和1000都表示0

反码:正数的反码是其本身,负数的反码是其符号位外逐位取反。
例:[+3]原 = [0011]原 = [0011]反
[-3]原 = [1011]原 = [1100]反
表示范围:-7到+7

补码:正数补码是其本身,负数补码是符号位外逐位取反再加一
例:[+3]原 = [0011]原 = [0011]反 = [0011]补
[-3]原 = [1011]原 = [1100]反 = [1101]补
表示范围:-8到+7
补码中0的表示只有一种形式,即0000,1000表示-8

以上是有符号数,对于无符号数来说都是来表示整数,其原码、反码、补码都是其本身。

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