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种OTP存储器片上时序信号产生电路的设计

作者: 时间:2012-09-03 来源:网络 收藏

第二,低电平脉冲结束以后ATD_OUT变为高电平,此时NET0为高电平,P0、P1关断.NET4为低电平,N8关断,MOS管P6对MOS电容N7及连线NET5上的寄生电容充电,NET5的电位由GND逐渐上升,当NET5上的电位上升到反相器INV1的开关阈值VM以上(设这个过程所需的时间为T,T的大小决定了WOUT的脉冲宽度)时,反相器INV1的输出发生从高到低的翻转,反相器INV2的输出发生低到高的翻转,NET6的电位瞬间被抬高为VDD,迫使N0、N1导通,从而将NET1、NET2从之前的VDD下拉到GND,迫使P3、P5导通,将NET3、WOUT从之前的GND拉回VDD,使N6导通,将NET5清零,准备下一个低电平脉冲的到来;至此,完成了一个完整的调整低电平脉冲宽度的操作。
输出WOUT的脉冲宽度主要由MOS管P6对连线NET5上的寄生电容及MOS电容充电到反相器INV1的开关阈值VM以上的电位需要的时间所决定。

2 充电时间T
下面推导NET5上的电位从0上升到VM的充电时间T的表达式:
假设反相器INV1的PMOS管和NMOS管的宽长比分别为(W/L)p和(W/L)n,反相器的开关阈值定义为Vin=Vout的点,该点处PMOS、NMOS管均满足VGS=VDS,都处于饱和区,由饱和区电流方程,使PMOS管的电流等于NMOS管的电流,忽略沟道长度调制效应等因素,可以得到
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只要知道了PMOS管和NMOS管的宽长比就可以计算出r,进而计算出VM;反过来,如果预先确定了我们需要的VM的值,可以由(1)、(2)两式算出反相器PMOS管和NMOS管的尺寸。例如,我们需要一个对称的反相器INV1,则希望VM的值正好是VDD/2,由(1)式可得r的值约为1。
假设N7管的宽长比为Wn7/Ln7,栅氧单位面积的电容为Cox=εox/tox,N7的栅源、栅漏覆盖电容之和为2CoxxdWn7,其中xd是由工艺决定的参数,为忽略N7的栅电压VGS(即NET5上的电压)对其栅电容的影响,得到N7的栅电容Cg7为
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假设反相器INV1的栅电容为CgINV1,CgINV1的值可以由上面的方法带入反相器的尺寸计算得到。
假设N6管的漏极结电容为CjN6,CjN6的值可以由N6管版图实现时的漏结面积与工艺的单位面积结电容参数计算得到。
连线NET5上的总的寄生电容Ctotal为
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假设P6的宽长比为Wp6/Lp6,阈值电压为VT,NET5上的电位由于P6的充电从0开始逐渐往上抬升。
当NET5的电位VNET5满足VNET5≤|VT|时,P6工作在饱和区,充电电流Ichg1即是P6的饱和区电流
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当NET5的电位VNET5满足|VT|VNET5≤VM时,P6工作在线性区,充电电流Ichg2即是P6的线性区电流
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通过调节N7、P6的尺寸可以分别调整电容或者充电电流的大小,达到调整时间T的目的,而时间T的大小直接表现在电路的输出WOUT的脉冲宽度上;即通过调整N7、P6可以达到控制输出WOUT的脉冲宽度的作用。不管需要什么样脉宽的WOUT,都能通过控制N7、P6来实现。



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