一種OTP存儲(chǔ)器片上時(shí)序信號(hào)產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)
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第二，低電平脈沖結(jié)束以后ATD_OUT變?yōu)楦唠娖?，此時(shí)NET0為高電平，P0、P1關(guān)斷．NET4為低電平，N8關(guān)斷，MOS管P6對(duì)MOS電容N7及連線NET5上的寄生電容充電，NET5的電位由GND逐漸上升，當(dāng)NET5上的電位上升到反相器INV1的開關(guān)閾值VM以上(設(shè)這個(gè)過程所需的時(shí)間為T，T的大小決定了WOUT的脈沖寬度)時(shí)，反相器INV1的輸出發(fā)生從高到低的翻轉(zhuǎn)，反相器INV2的輸出發(fā)生低到高的翻轉(zhuǎn)，NET6的電位瞬間被抬高為VDD，迫使N0、N1導(dǎo)通，從而將NET1、NET2從之前的VDD下拉到GND，迫使P3、P5導(dǎo)通，將NET3、WOUT從之前的GND拉回VDD，使N6導(dǎo)通，將NET5清零，準(zhǔn)備下一個(gè)低電平脈沖的到來；至此，完成了一個(gè)完整的調(diào)整低電平脈沖寬度的操作。
輸出WOUT的脈沖寬度主要由MOS管P6對(duì)連線NET5上的寄生電容及MOS電容充電到反相器INV1的開關(guān)閾值VM以上的電位需要的時(shí)間所決定。
2 充電時(shí)間T
下面推導(dǎo)NET5上的電位從0上升到VM的充電時(shí)間T的表達(dá)式：
假設(shè)反相器INV1的PMOS管和NMOS管的寬長比分別為(W／L)p和(W／L)n，反相器的開關(guān)閾值定義為Vin=Vout的點(diǎn)，該點(diǎn)處PMOS、NMOS管均滿足VGS=VDS，都處于飽和區(qū)，由飽和區(qū)電流方程，使PMOS管的電流等于NMOS管的電流，忽略溝道長度調(diào)制效應(yīng)等因素，可以得到
只要知道了PMOS管和NMOS管的寬長比就可以計(jì)算出r，進(jìn)而計(jì)算出VM；反過來，如果預(yù)先確定了我們需要的VM的值，可以由(1)、(2)兩式算出反相器PMOS管和NMOS管的尺寸。例如，我們需要一個(gè)對(duì)稱的反相器INV1，則希望VM的值正好是VDD／2，由(1)式可得r的值約為1。
假設(shè)N7管的寬長比為Wn7／Ln7，柵氧單位面積的電容為Cox=εox／tox，N7的柵源、柵漏覆蓋電容之和為2CoxxdWn7，其中xd是由工藝決定的參數(shù)，為忽略N7的柵電壓VGS(即NET5上的電壓)對(duì)其柵電容的影響，得到N7的柵電容Cg7為
假設(shè)反相器INV1的柵電容為CgINV1，CgINV1的值可以由上面的方法帶入反相器的尺寸計(jì)算得到。
假設(shè)N6管的漏極結(jié)電容為CjN6，CjN6的值可以由N6管版圖實(shí)現(xiàn)時(shí)的漏結(jié)面積與工藝的單位面積結(jié)電容參數(shù)計(jì)算得到。
連線NET5上的總的寄生電容Ctotal為
假設(shè)P6的寬長比為Wp6／Lp6，閾值電壓為VT，NET5上的電位由于P6的充電從0開始逐漸往上抬升。
當(dāng)NET5的電位VNET5滿足VNET5≤|VT|時(shí)，P6工作在飽和區(qū)，充電電流Ichg1即是P6的飽和區(qū)電流
當(dāng)NET5的電位VNET5滿足|VT|VNET5≤VM時(shí)，P6工作在線性區(qū)，充電電流Ichg2即是P6的線性區(qū)電流
通過調(diào)節(jié)N7、P6的尺寸可以分別調(diào)整電容或者充電電流的大小，達(dá)到調(diào)整時(shí)間T的目的，而時(shí)間T的大小直接表現(xiàn)在電路的輸出WOUT的脈沖寬度上；即通過調(diào)整N7、P6可以達(dá)到控制輸出WOUT的脈沖寬度的作用。不管需要什么樣脈寬的WOUT，都能通過控制N7、P6來實(shí)現(xiàn)。
評(píng)論