[發(fā)明專利]一種基于FinFET器件的電流模D觸發(fā)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710259231.8
• 申請(qǐng)日: 2017-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN107196627B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡建平;熊陽;柏文敬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號(hào): H03K3/356
• 分類號(hào): H03K3/356;H03K3/012
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 方小惠

本發(fā)明公開了一種基于FinFET器件的電流模D觸發(fā)器，包括第一P型FinFET管、第二P型FinFET管、第三P型FinFET管、第四P型FinFET管、第一N型FinFET管、第二N型FinFET管、第三N型FinFET管、第四N型FinFET管、第五N型FinFET管、第六N型FinFET管、第七N型FinFET管和第八N型FinFET管；優(yōu)點(diǎn)是電路面積、延時(shí)、功耗和功耗延時(shí)積均較小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電流模D觸發(fā)器，尤其是涉及一種基于FinFET器件的電流模D觸發(fā)器。

背景技術(shù)

隨著晶體管尺寸的不斷縮小，受短溝道效應(yīng)和當(dāng)前制造工藝的限制，普通的CMOS晶體管尺寸降低的空間極度縮小。當(dāng)普通CMOS晶體管的尺寸縮小到20nm以下時(shí)，器件的漏電流會(huì)急劇加大，造成較大的電路漏功耗。并且，電路短溝道效應(yīng)變得更加明顯，器件變得相當(dāng)不穩(wěn)定，極大的限制了電路性能的提高。FinFET管(鰭式場(chǎng)效晶體管，F(xiàn)in Field-Effect Transistor)是一種新的互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體(CMOS)晶體管為一種新型的3D晶體管，在當(dāng)前電路設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用。FinFET管的溝道采用零摻雜或是低摻雜，溝道被柵三面包圍。這種特殊的三維立體結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了柵對(duì)溝道的控制力度，極大的抑制了短溝道效應(yīng)，抑制了器件的漏電流。FinFET管具有功耗低，面積小的優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為接替普通CMOS器件，延續(xù)摩爾定律的優(yōu)良器件之一。

觸發(fā)器作為數(shù)字電路系統(tǒng)的一種基本運(yùn)算單元，被廣泛運(yùn)用在大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)中,在性能要求比較高的微處理器以及單片機(jī)系統(tǒng)中，觸發(fā)器的性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)性能的影響特別重要。D觸發(fā)器是數(shù)字電路系統(tǒng)中較為常用的一種觸發(fā)器。目前FinFET器件已被應(yīng)用于D觸發(fā)器的設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

現(xiàn)有的基于CMOS器件的電流模D觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。該電流模D觸發(fā)器由主鎖存器、從鎖存器組成，主鎖存器由兩個(gè)PMOS管(P1、P2)和六個(gè)NMOS管(N1、N2、N3、N4、N5、N6)組成，PMOS管P1與NMOS管N1構(gòu)成反相器，產(chǎn)生傳遞信號(hào)Xb，NMOS管N2和NMOS管N3串聯(lián)實(shí)現(xiàn)Xb和clkb的與邏輯，NMOS管N4與NMOS管N5串聯(lián)實(shí)現(xiàn)了D和clk的與邏輯，PMOS管P1、PMOS管P2、NMOS管N1、NMOS管N2、NMOS管N3、NMOS管N4和NMOS管N5的組合邏輯產(chǎn)生傳遞信號(hào)Xb的互補(bǔ)信號(hào)X；從鎖存器由兩個(gè)PMOS管(P3、P4)和六個(gè)NMOS管(N7、N8、N9、N10、N11、N12)組成，PMOS管P4與NMOS管N11構(gòu)成反相器，產(chǎn)生輸出信號(hào)Qb，NMOS管N7和NMOS管N8串聯(lián)實(shí)現(xiàn)了X和clkb的與邏輯，NMOS管N9與NMOS管N10串聯(lián)實(shí)現(xiàn)了Qb和clk的與邏輯，PMOS管P3、PMOS管P4、NMOS管N7、NMOS管N8、NMOS管N9、NMOS管N10和NMOS管N11的組合邏輯產(chǎn)生輸出信號(hào)Q，實(shí)現(xiàn)D觸發(fā)器功能。但現(xiàn)有的電流模D觸發(fā)器晶體管數(shù)目較多，延時(shí)和漏功耗均偏大，由此導(dǎo)致功耗和功耗延時(shí)積均較大。

鑒此，設(shè)計(jì)一種延時(shí)、功耗和功耗延時(shí)積均較小的基于FinFET器件的電流模D觸發(fā)器具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電路面積、延時(shí)、功耗和功耗延時(shí)積均較小的基于FinFET器件的電流模D觸發(fā)器。