优化8输入CMOS与非门设计：掌握大扇入电路技巧

本资源主要探讨了CMOS八输入与非门的课程设计，重点在于通过性能优化来掌握大扇入组合逻辑电路的设计策略。实验目标包括熟悉8输入与非门的性能优化方法以及掌握HSPICE等电子设计自动化(EDA)软件的运用。 实验原理部分详细介绍了针对大扇入设计的技术手段，如调整晶体管尺寸、逐级增大、重新安排输入和逻辑结构的重组。其中，传播延时与输入模式的关系被强调，特别是当涉及输出由低至高翻转的情况，选择特定输入模式（如全1到1的变化）来简化模拟分析。对于输出由高到低的情况，由于内部节点电容的影响，延时计算更为复杂，此时需考虑节点的初始状态。 在实验内容方面，使用的是HSPICE C-2009.09软件和MM180_LVT18_V113工艺库，设定的参考反相器比例为Wp/Wn=2/1，并确定了八输入与非门的Wp/Wn=2/8，具体参数如Wp/L=2，L=0.18um，Wn/L=8。实验中，首先验证了当负载电容主要是门本身的电容时，晶体管尺寸调整对传播延时不产生影响。通过分别设置Wp/L为2、3、4来模拟，代码展示了如何在HSPICE中实现这一部分的仿真。 此外，资源还涵盖了其他设计技术的验证，如针对扇出为主的负载，放大晶体管尺寸可能会影响传播延时。整个过程旨在通过实践操作，使学生深入理解并掌握CMOS电路设计中的优化技巧，以及如何利用HSPICE这样的工具进行有效的性能评估。