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By Dr. rer. nat. Wolfgang Rosenstiel, Dr. rer. nat. Raul Camposano (auth.)

Dieses Buch enthält die notwendigen Grundlagen für das Verständnis und den Entwurf hochintegrierter MOS-Schaltungen. Obwohl der rechnerunterstützte Entwurf dabei im Vordergrund steht, werden die notwendigen physikalischen und elektrotechnischen Grundbegriffe nicht vernachlässigt. Auch wird die Herstellung integrierter Schaltungen kurz angesprochen, da ein gewisses produktionstechnisches Verständnis für den Entwurf notwendig ist. Damit ist dieses Buch weniger zur Erweiterung und Vertiefung der zu den angsprochenen Themen reichlich vorhandenen Spezialliteratur gedacht. Vielmehr sollen die notwendigen Grundlagen sowohl des Schaltungsentwurfs als auch der Entwurfsautomatisierung verständlich zusammengestellt werden, um den Leser in die Lage zu versetzen, auf dem Gebiet des Entwurfs hochintegrierter Schaltungen tätig zu werden und die Spezialliteratur zu verstehen. Der Leser lernt digitale MOS-Schaltungen in verschiedenen Schaltungstechniken auf der Schaltkreisebene verstehen und zu entwerfen. Es werden verschiedene Entwurfsstile vorgestellt und die geläufigen Methoden und Algorithmen für Layout-Erstellung detailliert beschrieben.

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Rechnergestützter Entwurf hochintegrierter MOS-Schaltungen

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1st das Valenzband gefiillt, so kann also ein Elektron mit einer gegebenen Wahrscheinlichkeit bei Temperaturen tiber dem absoluten Nullpunkt gentigend Energie haben, urn einen Zustand im Leitungsband einzunehmen. 10. 1 Leitung in Halbleitern Mit Hilfe der Fermi-Dirac-Verteilung laSt sich die Anzahl der freien Elektronen in einem Halbleiter berechnen. Das Ergebnis fUr die Elektronendichte ni bzw. deren Quadrat n? 22) wobei a eine Konstante ist. 13) berechnen. Es muS bei einem Halbleiter jedoch beriicksichtigt werden, daB fUr jedes freie Elektron ein Loch entsteht.

2Ih. Dynamische CMOSSchaltung 54 Dynamische nMOS-Schaltungen haben den Vorteil, daB sie weniger Transistoren als CMOS-Schaltungen benotigen und daB kein standiger Strom wie bei statischen nMOSSchaltungen flieBt Allerdings benotigen sie zusatzliche Taktleitungen und sind langsamer als statische Schaltungen. Es ist zu bemerken, daB beim Hintereinanderschalten von dynamischen Schaltungen mindestens zwei Taktphasen notwendig sind: Die Auswertungsphase darf nur bei stabilen Eingangen vorgenommen werden (siehe auch Abschn.

B. die Schalter("switch-level") und die Register-Transfer-Ebene. Ein wei teres Beispiel betrifft die Automatisierung des Layoutentwurfs, dessen Randbedingungen sieh mit zunehmender Integrationsdichte verschiirft haben. So ist u. a. eine hundertprozentige Verdrahtung notwendig, und es mussen mehrere Verbindungsebenen mit verschiedenen Eigenschaften und verschiedenen Einschrankungen berucksichtigt werden. Ais letztes Beispiel sei hier die Logik-Synthese aufgefllhrt. Wahrend fruher der Schwerpunkt eindeutig in der Minimierung der Anzahl der Bausteine lag, wird zusehends die maximale GroBe der zu minimierenden Schaltung wichtiger.

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