[发明专利]一种基于FinFET器件的三态反相器

说明书

技术领域

本发明涉及一种三态反相器，尤其是涉及一种基于FinFET器件的三态反相器。

背景技术

随着工艺尺寸进入纳米级，功耗成为集成电路设计者不得不关注的问题。许多处理电子信息的新产品，包括数字信号处理器和便携式电子信息设备中的微处理器、存储器和数据总线，不但需要用于隔离、缓冲或某一确定逻辑功能的输入/输出(I/O)端三态缓冲/驱动器或三态逻辑门电路，而且要求三态门电路具有低电源电压等级、快速、低功耗和高集成度的性能。

三态反相器是使用广泛的一种三态门电路。传统的三态反相器(即BSIMIMG工艺库中经典的三态反相器)的电路如图1所示，该三态反相器由三个NMOS管和三个PMOS管组成，45nm技术节点以下由于漏电流急剧增大，故漏功耗不断增大，导致功耗过大难以忍受；同时与总线相连的三态反相器的所占的面积一直未得到改善，尤其是在手机、掌上电脑(PDA)和笔记本电脑等大量便携式设备的出现以后,面积小、低功耗的要求更加迫切。显然,设计出低功耗、小面积的三态逻辑门对数字系统发展的关键和挑战。

FinFET管(鳍式场效晶体管，Fin Field-Effect Transistor)是一种新的互补式金氧半导体(CMOS)晶体管，具有功耗低和面积小的优点。鉴此，设计一种在不影响电路性能的情况下，电路面积、延时、功耗和功耗延时积均较小的基于FinFET器件的三态反相器具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在不影响电路性能的情况下，电路面积、延时、功耗和功耗延时积均较小的基于FinFET器件的三态反相器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于FinFET器件的三态反相器，包括第一N型FinFET管、第二N型FinFET管、第一P型FinFET管和第二P型FinFET管，所述的第一P型FinFET管为高阈值P型FinFET管，所述的第一N型FinFET管为高阈值N型FinFET管，所述的第二P型FinFET管为低阈值P型FinFET管，所述的第二N型FinFET管为低阈值N型FinFET管；所述的第一P型FinFET管的源极和所述的第二P型FinFET管的源极均接入电源，所述的第一P型FinFET管的前栅和所述的第一N型FinFET管的前栅连接且其连接端为所述的三态反相器的输入端，所述的第一P型FinFET管的背栅、所述的第二P型FinFET管的前栅、所述的第二P型FinFET管的背栅、所述的第二N型FinFET管的前栅和所述的第二N型FinFET管的背栅连接且其连接端为所述的三态反相器的使能端，所述的第一P型FinFET管的漏极和所述的第一N型FinFET管的漏极连接且其连接端为所述的三态反相器的输出端，所述的第二P型FinFET管的漏极、所述的第一N型FinFET管的背栅和所述的第二N型FinFET管的漏极连接，所述的第一N型FinFET管的源极和所述的第二N型FinFET管的源极均接地。

所述的第一P型FinFET管的阈值电压为0.63V，所述的第一N型FinFET管的阈值电压为0.70V，所述的第二P型FinFET管的阈值电压为0.16V，所述的第二N型FinFET管的阈值电压为0.33V。

所述的第一N型FinFET管鳍的个数为1，所述的第二N型FinFET管鳍的个数为1，所述的第一P型FinFET管鳍的个数为1，所述的第二P型FinFET管鳍的个数为1。