Hình 3.85 Vị trí xảy ra lỗi
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG THIẾT KẾ
4.1 Giới thiệu chương
4.2 Kết quả mô phỏng trước thiết kế vật lý
4.2.1 Kết quả mô phỏng khối phân cực4.2.1.1 DC Operation Point 4.2.1.1 DC Operation Point
Sử dụng phương pháp DC Operation Point để khảo sát vùng hoạt động và các giá trị dòng, áp của các MOSFET trong mạch phân cực ở 3 trường hợp kiểm tra gồm TT, SS, FF. Kết quả đo được thể hiện trong bảng sau:
Trườn
g hợp Linhkiện Vùng Id Vgs Vds Vth Vdsat
TT
N21 Bão hòa 99.08u 432.7m 713.28m 432.4m 210.9m N22 Bão hòa 100.5u 650.9m 650.9m 429.4m 279.7m P18 Bão hòa 99.08u 868.5m 868.5m 362.2m 375.2m P19 Bão hòa 100.5u 868.5m 1.14V 362.19m 375.23m
SS
N21 Bão hòa 66.87u 489.7m 620.18m 485.27m 216m N22 Bão hòa 67.37u 661.33m 661.33m 482.79m 273.6m P18 Bão hòa 66.88u 828.16m 828.16m 438.19m 333.2m P19 Bão hòa 67.37u 828.16m 958.66m 438.18m 333.2m
FF
N21 Bão hòa 172.85u 339.6m 645.6m 338.3m 206m N22 Bão hòa 175.6u 661.2m 661.2m 335m 300m P18 Bão hòa 172.85u 1V 1V 258.2m 462m P19 Bão hòa 175.6u 1V 1.3V 258.2m 462.4m
- Dòng điện phân cực ở trường hợp TT là 100.5uA, gần đúng với yêu cầu đề ra là 100uA. Dòng điện phân cực ở SS và FF lần lượt là 67.37uA và 175.6uA, dòng điện trong 2 trường hợp này lệch đi nhiều là do cấu trúc mạch lúc này vẫn còn phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ.
- Các MOSFET lúc này có Vgs > Vth, nghĩa là các MOSFET vẫn đang trong vùng đảo mạnh (strong inversion). Nhóm không đưa các MOSFET này vào trong vùng đảo yếu (weak inversion) như trong lý thuyết đã đề cập là do để đưa được các MOSFET vào vùng đảo yếu, các MOSFET cần phải có kích thước rất lớn để hạ thấp được Vgs mà vẫn giữ được giá trị dòng phân cực dựa trên công thức dòng qua MOSFET ở vùng bão hòa:
ID=12β(VGS−Vth)2
Bên cạnh đó, kích thước của NMOS ở mạch điều khiển tín hiệu đầu ra cũng phải lớn hơn khoảng 32 lần kích thước NMOS ở mạch phân cực như đã đề cập ở Chương 3. Vì vậy, việc đưa các MOSFET vào vùng đảo yếu cần một lượng không gian rất lớn. 4.2.1.2 DC Analysis
Sử dụng phương pháp DC Analysis để khảo sát sự phụ thuộc của dòng điện phân cực nếu nguồn điện áp thay đổi hoặc nhiệt độ thay đổi.
Ở trường hợp điện áp thay đổi từ 1.62V đến 1.98V, kết quả đo được như sau:
Hình 4.1 Đồ thị sự thay đổi của dòng điện theo điện áp nguồn
Điện áp Dòng điện
VDDQ = 1.62V 98.4uA
VDDQ = 1.8V 100.5uA