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디지털집적회로설계 12주차 Full Adder 레이아웃 설계 및 시뮬레이션2025.11.161. Static CMOS Full Adder 설계 Static CMOS Full Adder는 12개의 PMOS, 12개의 NMOS, 2개의 Inverter로 구성된 총 28개의 트랜지스터로 이루어진 회로이다. P/N Ratio를 고려하여 ndc와 pdc의 크기를 설정하였으며, (A+B)*Cin은 2의 크기로 ndc 16칸, pdc 32칸으로 설계하였다. SUM 출력의 경우 ((A+B+Cin)*Cin)은 ndc 16칙, pdc 32칸으로, Cin*A*B는 ndc 24칸, pdc 48칸으로 구성하였다. 2. Subcell을 이용한 F...2025.11.16
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TTL 논리 회로 설계 및 실험2025.11.161. TTL과 CMOS 입출력 특성 TTL은 Low Level 0V~0.8V, High Level 2V~전원전압으로 인식하며, 입력 전류는 High에서 20μA, Low에서 4~8mA입니다. CMOS는 전원전압 5V 기준으로 Low Level 0V~1.66V, High Level 3.33V~5V로 인식하며, 입력핀에는 거의 전류가 흐르지 않습니다. CMOS 출력이 Low일 때 약 5mA의 유입 전류가 발생합니다. 2. 팬아웃(Fan-out) 개념 팬아웃은 1개의 출력 단자에서 신호를 추출할 수 있는 최대 허용 출력선의 수입니다. 출...2025.11.16
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디지털집적회로설계 XOR 게이트 레이아웃 설계 및 시뮬레이션2025.11.151. Full CMOS XOR GATE 설계 트랜지스터 레벨에서 CMOS XOR 게이트를 직접 구현한 방식으로, 4개의 PMOS와 4개의 NMOS를 중앙 논리 부분에 사용하고 4개의 인버터를 포함하여 총 12개의 트랜지스터로 구현되었다. Mobility 비율 μn/μp = 2를 만족시키기 위해 wp = 2wn으로 설정하여 pull-up 네트워크의 PMOS 폭을 pull-down 네트워크의 NMOS 폭의 두 배로 디자인했다. 가로 11.46 μm, 세로 12.12 μm의 크기로 면적은 138.90 (μm)²이다. 2. Subcell ...2025.11.15
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TTL 논리 회로 설계 및 구현 실험2025.11.161. TTL 및 CMOS 디지털 로직 TTL(Transistor-Transistor Logic)과 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)의 입출력 전압 및 전류 특성을 비교 분석했다. TTL은 Low Level 0~0.8V, High Level 2V~전원전압으로 인식하며, CMOS는 전원전압에 따라 달라진다. TTL의 입출력 전류는 μA~mA 범위이고, CMOS는 입력핀에 거의 전류가 흐르지 않는 특징이 있다. 팬아웃(Fan-out)은 출력단에서 구동할 수 있는 최대 입력 수를 나타내며, ...2025.11.16
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CMOS 인버터 설계 및 특성 분석 실험2025.11.181. CMOS 인버터 설계 공정 CMOS 인버터 설계는 웨이퍼 준비, n-well 형성, 활성 영역 정의, 게이트 형성, S/D 도핑, 어닐링, 컨택 형성, 금속화, 전극 형성 등 10단계의 공정으로 구성된다. 총 7개의 마스크(well, active region, poly, n-select, p-select, contact, metal mask)를 사용하여 미세한 패턴을 형성하고, 각 단계에서 산화막 증착, 식각, 이온 주입, 확산 등의 반도체 공정 기술이 적용된다. 2. 도핑 농도 및 접합 깊이 최적화 NMOS와 PMOS의 도핑...2025.11.18
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전자회로실험 과탑 A+ 결과 보고서 (실험 9 MOSFET 기본 특성)2025.01.291. NMOS 회로의 전류-전압 특성 NMOS 회로는 공통 소스 증폭기 회로로, 입력 신호가 NMOS 트랜지스터의 게이트에 인가되어 출력 전압을 변조하는 구조다. 게이트와 소스 간 전압 V_GS가 임계 전압 V_th보다 클 때 트랜지스터가 켜져서 드레인에서 소스로 전류가 흐르게 된다. 출력 전압은 V_DD - I_D * R_D로 계산된다. 2. PMOS 회로의 전류-전압 특성 PMOS 회로는 공통 소스 증폭기 회로로, NMOS와는 반대로 동작한다. PMOS는 게이트 전압이 소스 전압보다 낮을 때 턴온된다. 게이트와 소스 간 전압 V...2025.01.29
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반도체 소자 및 설계 - 62025.05.101. FET(NMOS, PMOS) 공정 FET(NMOS, PMOS) 공정에 대해 설명합니다. FET(NMOS, PMOS)의 기호와 동작 원리, 특히 NMOS와 PMOS의 차단 모드, 선형 모드, 포화 모드에 대해 자세히 설명하고 있습니다. 2. 래치업 효과 CMOS 기술에서 내재된 바이폴라 접합 트랜지스터로 인해 발생할 수 있는 래치업 효과에 대해 설명합니다. 래치업 효과는 Vdd와 GND 라인을 단락시켜 칩을 파괴하거나 시스템 오류를 일으킬 수 있습니다. 3. 래치업 효과 해결 방법 래치업 효과를 해결하기 위한 방법으로 산화물 트...2025.05.10
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디지털집적회로설계 - 1bit Full Adder 구현 실습2025.11.151. Full Adder 회로 설계 1bit Full Adder를 Subcircuit 방식으로 구현한 실습 과제입니다. Half Adder와 OR 게이트를 조합하여 Full Adder를 설계했으며, 입력 신호로 Pulse를 사용하여 시뮬레이션을 수행했습니다. 진리표와 비교하여 Sum 출력값이 정확하게 나왔음을 확인했습니다. 이 설계는 향후 다중 비트 Full Adder 구현 시 재사용 가능하도록 모듈화되었습니다. 2. CMOS 기본 게이트 설계 Inverter, NAND, AND, OR, XOR 등의 기본 논리 게이트를 트랜지스터 ...2025.11.15
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디지털IC 계열의 전력소모 특성 분석2025.11.121. 전력 계산 공식 전력을 구하는 기본 공식은 전압(V) × 전류(A) = 전력(W)이다. 전압과 전류가 존재하는 곳에는 항상 전력이 존재하며, 전압과 전류가 흐를 때 일을 하는 힘의 크기를 나타내는 전기에너지가 생성된다. 이 공식을 이용하여 각 IC의 소모 전력을 계산하고 비교 분석할 수 있다. 2. 디지털IC 종류별 전력소모 비교 디지털IC 계열의 소모 전력을 계산하기 위해서는 각 IC의 전압과 전류 값을 알아야 하며, 이를 곱하여 소모 전력을 비교 분석할 수 있다. 분석 결과 가장 낮은 전력을 소모하는 IC는 '74LS00'...2025.11.12
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디지털 회로 실험 및 설계 - 기본 논리 게이트(Gate) 및 TTL, CMOS I.F 실험 22025.05.161. 디지털 회로 실험 및 설계 이 보고서는 디지털 회로 실험 및 설계 과정에서 수행한 기본 논리 게이트(Gate) 및 TTL, CMOS I/F 실험에 대한 내용을 다루고 있습니다. 실험에서는 전압 레벨 측정, OR + Inverter 진리표 작성, AND-OR-NOT 게이트를 이용한 XOR 설계, CMOS와 TTL 인터페이스 등을 다루었으며, 이론값과 실험 결과를 비교 분석하였습니다. 오차 분석에서는 전류 측정의 어려움, 점퍼선의 저항, 브래드 보드의 불확실성 등이 원인으로 지적되었습니다. 1. 디지털 회로 실험 및 설계 디지털 ...2025.05.16
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