ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI Prova scritta del 23/01/14 1)Nel circuito in figura si ha: QP: Kp = µpCox = 50 µA/V2, VTP =-2 V, LP =2 µm QN: Kn = µnCox = 100 µA/V2, VTN =2 V, LN =2 µm, WN=4 µm VDD= 6 V QP a) Determinare il valore di WP per il quale si ottiene Vout=VTN/2 quando Vin=VDD. Con il valore di WP determinato al punto a): b) determinare la tensione di soglia logica VSL. Determinare inoltre la potenza dissipata da ciascun transistore e la pendenza della caratteristica di trasferimento in corrispondenza di VSL. c) supponendo che fra l’uscita e VDD sia collegato un condensatore da V in 10 pF, calcolare la pendenza iniziale della tensione in uscita in corrispondenza di una transizione istantanea della tensione di ingresso dalla tensione 5 V a VSL e viceversa. QN Vout 2) L’inverter di riferimento per una famiglia logica CMOS è caratterizzato dalle dimensioni seguenti: WP =3 µm, WN =2µm, LP = LN =2µm; a) Si determini lo schema elettrico di una possibile implementazione della funzione logica: Y = ABC+ ABC+ABC+ABC VDD (metal) dimensionando ciascun transistore in maniera conforme all’inverter A (poly) Y (poly) B (metal) di riferimento. b) Si rappresenti il circuito determinato al punto a) mediante “stick C (poly) diagram” rispettando la disposizione di ingressi e uscite riportate GND (metal) nello schema a destra. c) Supponendo di disporre delle model spice dei transistori, si proponga il file spice che consente di descrivere il circuito e di valutare la caratteristica di trasferimento tra l’ingresso A e l’ uscita Y supponendo che gli ingressi B e C siano posti rispettivamente a 0 V entrambi e a VDD=6 V. 3)Nel circuito in figura si ha: QN: Kn = µnCox = 100 µA/V2, VTN =-1 V, LN =3 µm. QP: Kp = µpCox = 50 µA/V2, VTP =-1 V, LP =5 µm, WN=5 µm VDD= 6 V QP a) Calcolare il valore della larghezza di canale WN per il quale si ottiene una tensione di uscita di 4 V quanto la tensione di ingresso vale 2 V. Con il valore di W così determinato si calcolino la tensione di soglia logica VSL, e la tensione di uscita in corrispondenza di Vin=0 V e Vin=6V. b) Con il valore di WN determinato al punto precedente calcolare la potenza dissipata dai transistori in corrispondenza delle seguenti tensioni di ingresso: V1=1 V, V2=0 V, V3=VSL, V4=VDD. Vin QN Vout