부경대학교 VLSI 과제(CMOS 인버터) 실험보고서

1. 설계 과정

부경대학교 VLSI 과제인 CMOS 인버터의 설계 과정에 대해 자세히 서술한다. CMOS 인버터는 Complementary Metal-Oxide-Semiconductor 기술을 이용하여 주어진 입력 신호에 따라 출력 신호를 반전시키는 기본적인 디지털 회로이다. 이 회로는 PMOS와 NMOS 트랜지스터 두 개를 사용하여 구성되며, 서로 보완적인 역할을 수행한다. 설계 과정은 일반적으로 회로의 구성 요소를 정의하고, 성능 요구 사항을 충족하는 최적의 트랜지스터 크기를 선택하는 단계로 진행된다. 첫 번째로 회로의 동작을 이해하기 위해 CMOS 인버터의 기본 작동 원리를 분석한다. PMOS와 NMOS 트랜지스터는 입력 신호에 따라 서로 다른 상태로 동작하므로, 입력이 ‘0’일 때 PMOS가 온 상태가 되고 NMOS는 꺼지게 된다. 이 경우 출력이 ‘Vdd’에 연결되어 논리 ‘1’의 상태를 유지하게 된다. 반대로 입력이 ‘1’일 때 NMOS가 켜지고 PMOS는 꺼져 출력이 ‘0’이 된다. 이러한 동작 원리를 통해 회로가 어떻게 작동하는지를 파악해야 한다. 다음으로, 설계 시 고려해야 할 사항 중 하나는 전력 소모와 속도다. 특히 VLSI 설계에서는 전력 소모가 중요한 요소로 작용한다. 낮은 전력 소…(생략)