Chapter 5 Inverter

• 反相器的电路图与版图

• 两级反相器的级联

• 电源轨到地轨的摆幅 $\to$$\rightarrow$ 高噪声容限

  • 逻辑电平不依赖于相对器件尺寸： 晶体管可以采用最小尺寸，也就是“无比逻辑（ratioless）”

  • 注意：增加扇出会增大传播延时，导致瞬态响应变差

CMOS 反相器的静态特性

• 将 PMOS 和 NMOS $I-V$$I -V$ 特性曲线集中在一张图上，来得出反相器的静态工作点

• 所有的工作点，输出要么处于低电平，要么处于高电平

• VTC：Voltage Transfer Characteristic

• 让开关阈值$V_M$$V_M$处于所希望的值时所要求的PMOS和NMOS管的尺寸比

• 使用这一表达式要确认，对于所选定的工作点，这两个器件都处于速度饱和的假设成立

• 虽然PMOS强，$V_M$$V_M$会趋于VDD；NMOS强，$V_M$$V_M$会趋于GND，但开关阈值$V_M$$V_M$对于器件比值的变化是相对不敏感的。

• 一定程度上，降低电源电压可以让反相器过渡区的增益进一步增大。

CMOS反相器的动态特性