Tuve este problema en mi final de electrónica digital. Quiero saber cómo resolver esto, aunque voy a usar valores diferentes ya que no recuerdo los valores exactos de la prueba. También escribiré mi solución, pero solo hice esta solución Debido a que había visto problemas similares, no entiendo el razonamiento o incluso sé si es correcto. Mi objetivo es entender esto, ya que siento que entendí bastante bien todas las otras partes del curso. Pero la electrónica ha sido muy desafiante para mí, ya que soy ingeniero informático.
Información del problema:
El siguiente boceto muestra el circuito para una celda de RAM dinámica.
El transistor es un NMOS. \ $ V_ {DD} = V_ {WL} = 3V, V_T = 1V \ $ Cuando hay una operación de lectura, BL se carga previamente a \ $ \ frac {V_ {DD}} {2} \ $. La capacitancia de la línea de bits \ $ C_ {BL} = 0.1pF \ $. Determine el valor mínimo para la capacitancia de la celda \ $ C_C \ $, de modo que durante una operación de lectura el cambio en el voltaje en el BL sea al menos 10 mV. Ignorar el efecto del cuerpo.
Mi solución:
Para la lógica-1, el voltaje en \ $ C_C \ $, \ $ V_ {C_C (1)} \ $ sería \ $ V_ {WL} - V_T = 3 - 1 = 2V \ $.
Para logic-0, el voltaje en \ $ C_C \ $, \ $ V_ {C_C (0)} \ $ bajaría a 0V.
Logic-1:
El profesor ha usado esta fórmula varias veces, realmente no sé el razonamiento detrás de esto. Cuando pregunté, dijeron conversación de energía. Supongo que acabo de aceptar eso, porque parece que tendría sentido. Aquí está:
\ $ C_C * V_ {C_C (1)} + C_ {BL} * V_ {C_ {BL} (1)} = V_f * (C_C + C_ {BL}) \ $.
Así que conocemos todos estos valores, podemos conectarlos en:
\ $ C_C * 2V + 0.1pF * 1.5V = 1.51V * (C_C + 0.1pF) \ $
Y resolvemos para \ $ C_C \ $, entonces \ $ C_C = 2.04fF \ $
Logic-0:
Usando la misma fórmula que antes:
\ $ C_C * V_ {C_C (0)} + C_ {BL} * V_ {C_ {BL} (0)} = V_f * (C_C + C_ {BL}) \ $.
Conectamos nuestros valores conocidos:
\ $ C_C * 0V + 0.1pF * 1.5V = 1.49V * (C_C + 0.1pF) \ $
Encontramos que \ $ C_C = 0.67fF \ $.
Conclusión:
Cuando tenemos la lógica-1 necesitamos una capacitancia de celda \ $ C_C = 2.04fF \ $, y cuando tenemos una lógica-0 necesitamos una capacitancia de celda \ $ C_C = 0.67fF \ $, para tener una \ $ \ Delta V_ {BL} = 10mV \ $. Si hiciéramos la lógica-0 \ $ C_C \ $ más grande, solo haría que \ $ \ Delta V_ {BL} \ $ sea mayor, lo que estaría bien. Si hacemos que la lógica-1 \ $ C_C \ $ sea más pequeña, entonces \ $ \ Delta V_ {BL} \ $ sería inferior a 10mV.
Por lo tanto, la respuesta es \ $ C_C = 2.04fF \ $.
¿Esto es correcto?