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专利号: 2021107860687
申请人: 沈阳工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电子电路
更新日期:2024-04-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.4晶体管双向异或非门CMOS集成电路,其特征在于:该电路包含:第一N型MOS晶体管NMOS;第一P型MOS晶体管PMOS;第二N型MOS晶体管NMOS;第二P型MOS晶体管PMOS;信号输入端A;信号输入端B;电源电压VDD;XNOR逻辑门输出端;第一金属导线M(9);第二金属导线M(10);第三金属导线M(11);第四金属导线M(12);第一N型MOS晶体管NMOS的第一N型掺杂源漏区NSD(17)与第一P型MOS晶体管PMOS的第一P型掺杂源漏区PSD(20)通过第一金属导线M(9)彼此相互连接,且第一N型MOS晶体管NMOS的第一N型掺杂源漏区NSD(17)与第一P型MOS晶体管PMOS的第一P型掺杂源漏区PSD(20)通过第一金属导线M连接到电源电压VDD上;第一N型MOS晶体管NMOS的第一栅极NG(13)与第一P型MOS晶体管PMOS的第一栅极PG(14)通过第三金属导线M相互连接,并连接到信号输入端A;第二N型MOS晶体管NMOS的第三N型掺杂源漏区NSD(19)与第二P型MOS晶体管PMOS的第三P型掺杂源漏区PSD(22)通过第二金属导线M(10)彼此相互连接,且第二N型MOS晶体管NMOS的第三N型掺杂源漏区NSD(19)与第二P型MOS晶体管PMOS的第三P型掺杂源漏区PSD(22)通过第二金属导线M(10)连接到XNOR逻辑门输出端上;第二N型MOS晶体管NMOS的第二栅极NG(15)与第二P型MOS晶体管PMOS的第二栅极PG(16)通过第四金属导线M相互连接,并连接到信号输入端B;第一N型MOS晶体管NMOS与第二N型MOS晶体管NMOS共用第二N型掺杂源漏区NSD(18);第一P型MOS晶体管PMOS与第二P型MOS晶体管PMOS共用第二P型掺杂源漏区PSD(21)。

2.一种如权利要求1所述的4晶体管双向异或非门CMOS集成电路的使用方法,其特征在于:4晶体管双向异或非门CMOS集成电路形成双向结构对称性;当信号输入端A与信号输入端B同时输入高电平时,第一N型MOS晶体管NMOS与第二N型MOS晶体管NMOS同时处于导通、低阻状态,第一N型MOS晶体管NMOS与第二N型MOS晶体管NMOS所共同组成的串联电路处于导通、低阻状态,电源电压VDD经由第一N型MOS晶体管NMOS与第二N型MOS晶体管NMOS所共同组成的串联电路传递至XNOR逻辑门输出端,使得XNOR逻辑门输出端为高电平状态;当信号输入端A与信号输入端B同时输入低电平时,第一P型MOS晶体管PMOS与第二P型MOS晶体管PMOS处于导通、低阻状态,第一P型MOS晶体管PMOS与第二P型MOS晶体管PMOS所共同组成的串联电路处于导通、低阻状态,电源电压VDD经由第一P型MOS晶体管PMOS与第二P型MOS晶体管PMOS所共同组成的串联电路传递至XNOR逻辑门输出端,使得XNOR逻辑门输出端为高电平状态;当信号输入端A输入高电平,且信号输入端B输入低电平时,第一N型MOS晶体管NMOS处于导通、低阻状态,第二N型MOS晶体管NMOS处于截止、高阻状态,第一N型MOS晶体管NMOS与第二N型MOS晶体管NMOS所共同组成的串联电路处于截止、高阻状态,且第一P型MOS晶体管PMOS处于截止、高阻状态,第二P型MOS晶体管PMOS处于导通、低阻状态,第一P型MOS晶体管PMOS与第二P型MOS晶体管PMOS所共同组成的串联电路处于截止、高阻状态,使得XNOR逻辑门输出端为低电平状态;当信号输入端A输入低电平,且信号输入端B输入高电平时,第一N型MOS晶体管NMOS处于截止、高阻状态,第二N型MOS晶体管NMOS处于导通、低阻状态,第一N型MOS晶体管NMOS与第二N型MOS晶体管NMOS所共同组成的串联电路处于截止、高阻状态,且第一P型MOS晶体管PMOS处于导通、低阻状态,PMOS2处于截止、高阻状态,第一P型MOS晶体管PMOS与第二P型MOS晶体管PMOS所共同组成的串联电路处于截止、高阻状态,使得XNOR逻辑门输出端为低电平状态;通过上述过程实现对XNOR逻辑门输出端的异或非逻辑门输出功能;4晶体管双向异或非门CMOS集成电路形成双向结构对称性。

3.根据权利要求2所述的4晶体管双向异或非门CMOS集成电路的使用方法,其特征在于:双向结构对称性使得当电源电压VDD与XNOR逻辑门输出端互换,即当第一金属导线M(9)与XNOR逻辑门输出端相互连接,且第四金属导线M(12)与电源电压VDD相互连接时,XNOR逻辑门输出端所述4晶体管双向异或非门CMOS集成电路亦对XNOR逻辑门输出端输出异或非逻辑。

4.一种如权利要求1所述的4晶体管双向异或非门CMOS集成电路与SOI晶圆硅衬底的连接方法,其特征在于:4晶体管双向异或非门CMOS集成电路在SOI晶圆硅衬底上的连接方式为:SOI晶圆硅衬底(33)上方为SOI晶圆的衬底绝缘层(32),SOI晶圆的衬底绝缘层(32)的上方中央部分为绝缘隔离层(31)的部分区域,SOI晶圆的衬底绝缘层(32)的上方中央部分为绝缘隔离层(31)的部分区域的前侧从左至右依次为第一P型掺杂源漏区PSD(20)、第二半导体薄膜(24),第二P型掺杂源漏区PSD(21)、第四半导体薄膜(26)和第三P型掺杂源漏区PSD(22),SOI晶圆的衬底绝缘层(32)的上方中央部分为绝缘隔离层(31)的部分区域的后侧从左至右依次为第一N型掺杂源漏区NSD(17)、第一半导体薄膜(23)、第二N型掺杂源漏区NSD(18)、第三半导体薄膜(25)和第三N型掺杂源漏区NSD(19);第一半导体薄膜(23)和第三半导体薄膜(25)为本征半导体或P型掺杂半导体,第二半导体薄膜(24)和第四半导体薄膜(26)为本征半导体或N型掺杂半导体;第一半导体薄膜(23)、第二半导体薄膜(24)、第三半导体薄膜(25)和第四半导体薄膜(26)上方分别为第一栅极绝缘层(27)、第二栅极绝缘层(28)、第三栅极绝缘层(29)和第四栅极绝缘层(30);第一栅极绝缘层(27)、第二栅极绝缘层(28)、第三栅极绝缘层(29)和第四栅极绝缘层(30)的上方分别为第一栅极NG(13)、第一栅极PG(14)、第二栅极NG(15)和第二栅极PG(16);第一栅极NG(13)和第一栅极PG(14)上表面与第三金属导线M(11)相互接触;第二栅极NG(15)和第二栅极PG(16)上表面与第四金属导线M(12)相互接触;第一N型掺杂源漏区NSD(17)的上表面和第一P型掺杂源漏区PSD(20)的上表面的部分区域与第一金属导线M(9)相互接触;第三N型掺杂源漏区NSD(19)和第三P型掺杂源漏区PSD(22)的上表面的部分区域与第四金属导线M(12)相互接触;第二金属导线M(10)与信号输入端A相互连接;第三金属导线M(11)与信号输入端B相互连接;第一金属导线M(9)与电源电压VDD相互连接;第四金属导线M(12)与XNOR逻辑门输出端相互连接,形成了4晶体管双向异或非门CMOS集成电路与SOI晶圆硅衬底(33)具有双向对称结构。

5.根据权利要求4所述的4晶体管双向异或非门CMOS集成电路与SOI晶圆硅衬底的连接方法,其特征在于:4晶体管双向异或非门CMOS集成电路与SOI晶圆硅衬底(33)具有双向对称结构,在电源电压VDD与XNOR逻辑门输出端相互对调的情况下亦输出异或非逻辑,形成了双向异或非逻辑。