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1、四输入或非门课程设计学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: 四输入或非门的设计初始条件：计算机、ORCAD 软件，L-EDIT 软件要求完成的主要任务: （包括集成电路专项实践工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、集成电路专项实践工作量：1 周2、技术要求：（1）学习 ORCAD 软件，L-EDIT 软件。（2）设计一个四输入或非门电路。（3）利用 ORCAD 软件，L-EDIT 软件对该电路进行系统设计、电路设计和版图设计，并进行相应的设计、模拟和仿真工作。3、查阅至少 5 篇参考文献。按武汉理工大学课程设计工作规范要求撰写设计报告书。全文用 A4 纸打印，图纸
2、应符合绘图规范。时间安排：2015.6.19 布置集成电路专项实践任务、选题；讲解集成电路专项实践具体实施计划与课程设计报告格式的要求；集成电路专项实践答疑事项。2015.6.19-6.20 学习 ORCAD 软件，L-EDIT 软件，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。2015.6.21-6.25 用 ORCAD 软件设计四输入或非门电路并进行仿真工作，再利用 L-EDIT 软件绘制其版图，完成 集成电路专项实践报告的撰写。2015.6.26 提交集成电路专项实践报告，进行答辩。指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日武汉理工大学集成电路专项实践课程设计说明书
3、目录摘要 .IAbstract .II1 绪论 .12 四输入或非门 .22.1 四输入或非门的电路结构 .22.2 四输入或非门的电路设计与仿真 .32.2.1 ORCAD 软件介绍 .32.2.2 绘制电路图 .32.2.3 电路仿真 .42.4 四输入或非门的版图绘制 .62.4.1 L-EDIT 软件介绍 .62.4.2 版图绘制 .63 总结 .10参考文献 .11武汉理工大学集成电路专项实践课程设计说明书摘要性能优越的四输入或非门是数字电路中很常见的一种逻辑电路，可广泛应用于算术逻辑单元等电路中。CMOS 集成电路由于工艺技术的进步以及功耗低、稳定性高、抗干扰性强、噪声容限大、可适
4、应较宽的环境温度和电源电压等一系列的优点，成为现在 IC 设计的主流技术。本文首先介绍了 CMOS 四输入或非门电路，紧接着介绍了 ORCAD 软件，并利用此软件搭建了仿真电路图，对电路进行了仿真分析。最后介绍了 L-EDIT 软件，并利用此软件绘制了该电路的版图。关键词：四输入或非门；ORCAD；L-EDIT ；版图武汉理工大学集成电路专项实践课程设计说明书IAbstractThe superior performance of four input or gate, a logical circuit in digital circuits, is very common.It can b
5、e widely used in the arithmetic logic unit circuits. CMOS integrated circuits due to technology progress and low power consumption, high stability, strong anti interference, noise margin limit, can adapt to a wide ambient temperature and supply voltage and a series of advantages, become the mainstre
6、am technology of IC design now.In this paper, we first introduce the CMOS four-input NOR circuit, followed by the introduction of ORCAD software, and use the software to build the circuit simulation, the simulation of the circuit is analyzed. At the end of the paper, the L-EDIT software is introduce
7、d, and the layout of the circuit is drawn.Key words: four-input NOR gate; ORCAD; L-EDIT; layout武汉理工大学集成电路专项实践课程设计说明书01 绪论或非门是数字逻辑中实现逻辑或非的逻辑门。有多个输入端、1 个输出端，每增加一个输入端只需增加一对 CMOS 管。若输入中有高电平“1”，则输出为低电平“0”；否则输出为高电平“1”。或非门在实际运用中相当普遍，在集成电路设计中或非门与与非门也是主要的数字集成组成方法。CMOS 集成电路采用场效应管，且都是互补结构，工作时两个串联的场效应管总是处于一个管导通
8、，另一个管截止的状态，电路静态功耗理论上为零。实际上，由于存在漏电流，CMOS 电路尚有微量静态功耗。单个门电路的功耗典型值仅为 20mW，动态功耗（在 1MHz 工作频率时）也仅为几 mW。CMOS 集成电路供电简单，供电电源体积小，基本上不需稳压。CMOS 集成电路由于工艺技术的进步以及功耗低、稳定性高、抗干扰性强、噪声容限大、可等比例缩小、以及可适应较宽的环境温度和电源电压等一系列优点，成为现在 IC 设计的主流技术。在 CMOS 集成电路设计中，或非电路的设计与应用是非常重要的。IC 设计者可以根据芯片的不同功能和要求采用各种不同结构的或非电路，从而实现电路的最优化设计 5。CMOS
9、或非门的版图设计是集成电路设计中的一个重要单元，它的复杂度与功耗密切相关，越复杂功耗就越大。如何在保持高性能的情况下减小芯片面积和功耗，无疑是设计的关键，这要求设计者对芯片的重要部件进行各方面的优化。Capture 提供层次式电路和平坦式电路两种原理图绘制方式，设计师可以更快、更简捷、更直观地完成原理图设计与绘制。L-Edit 是 Tanner 公司的全定制版图编辑工具。它具有速度快、功能强、使用方便和分层设计的特点。ORCAD 软件和 L-EDIT 软件是 IC 设计和验证的高性能软件系统模块，具有高效率，交互式等特点，强大而且完善的功能包括从 IC 设计到输出，以及最后的加工服务，丰富完善
10、的功能为每个 IC 设计者和生产商提供了快速、易用、精确的设计系统 2。武汉理工大学集成电路专项实践课程设计说明书12 四输入或非门2.1 四输入或非门的电路结构四输入或非门是最常用的基本功能电路之一，广泛应用于数字逻辑电路电路设计中。在本次课程设计中，采用 CMOS 管实现或非逻辑结构，CMOS 逻辑门电路功耗极低，成本低，电源电压范围宽，逻辑度高，抗干扰能力强，输入阻抗高，扇出能力强 2。用N 沟通增强型场效应管构成的逻辑电路称为 NMOS 电路；用 P 沟道场效应管构成的逻辑电路称为 PMOS 电路； CMOS 电路则是 NMOS 和 PMOS 的互补型电路。四输入或非门真值表如表 1。
11、表 1 四输入或非门的真值表本次设计的四输入或非门有 8 个 MOS 管组成，其中 4 个 NMOS，4 个 PMOS，只要一个输入端为高电平（假设 B 为高电平），则与 B 相连的 PMOS 截止，NMOS 导通，形成该输出 Y 到地的通路，阻断 VCC 到 Y 的通路，形成一个截止 PMOS（无穷大电阻）与导通 NMOS（有限的下拉电阻）的分压电路，因此输出 Y 为低电平；若输入均为低电平，则左右的 NMOS 都截止，PMOS 都导通，形成 VCC 到 Y 的通路，因此输出为高电平。原理图如图 1。武汉理工大学集成电路专项实践课程设计说明书2图 1 四输入或非门的原理图2.2 四输入或非门的电路设计与仿真
