인하대 전자공학과 VLSI inverter magic layout 및 hspice simulation

Ⅰ. 실습 이론

VLSI(초대형 집적회로) 설계에서 인버터는 기본적인 구성 요소로서 중요한 역할을 한다. 인버터는 입력 신호를 반전시켜 출력하는 회로로, 디지털 회로의 가장 기본적인 기능을 수행한다. VLSI 설계의 첫 단계는 회로의 개념을 이해하고 이를 바탕으로 적절한 물리적 배치를 정의하는 것인데, 이는 레이아웃이나 배선과 같은 물리적 구현을 포함한다. 여기에 사용되는 도구 중 하나가 매직(Magic)이라는 레이아웃 편집기이다. 매직은 VLSI 회로 설계에 특화된 오픈 소스 소프트웨어로, 사용자가 회로의 레이아웃을 정의하고 시뮬레이션을 실행할 수 있도록 돕는 기능을 제공한다. 인버터 레이아웃에서는 NMOS와 PMOS 트랜지스터를 적절히 배치하고, 이들 사이의 연결을 통해 전기적 신호를 처리할 수 있도록 한다. NMOS와 PMOS 트랜지스터의 특성은 서로 다르기 때문에 적절한 설계와 배치가 필요하다. NMOS는 전압이 높을 때 전류가 흐르며, PMOS는 전압이 낮을 때 전류가 흐른다. 이러한 성질 덕분에 인버터는 입력 전압이 높으면 출력 전압이 낮고, 입력 전압이 낮으면 출력 전압이 높아지는 작동을 하게 된다. 매직 레이아웃에서 인버터를 설계할 때는 각…(생략)