一种教学用CMOS反相器模具

一种教学用cmos反相器模具
技术领域
1.本发明涉及教具制备技术领域，特别涉及一种教学用cmos反相器模具。


背景技术：

2.反相器可以将输入信号的相位反转180度，这种电路应用在模拟电路，比如说音频放大，时钟振荡器等。在集成电路设计中，经常要用到反相器。cmos反相器是所有数字集成电路设计的核心器件，它具有较大的噪声容限、极高的输入电阻、极低的静态功耗以及对噪声和干扰不敏感等优点，因此广泛应用于数字集成电路中。cmos反相器的制造工艺是集成电路专业学生需要掌握的技能点，现有的集成电路教学过程中，通常是通过ppt进行教学讲解，学生无法直观了解和查看cmos反相器的结构和制造工艺。因此，亟需提供一种cmos反相器模具，便于学生对cmos反相器的结构进行掌握，提升学生的学习兴趣和学习效率。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种教学用cmos反相器模具，能够对cmos反相器的结构进行清晰的呈现，便于掌握cmos反相器的结构，提升学习兴趣及学习效率。
4.本发明提供的基础方案：
5.一种教学用cmos反相器模具，包括模型建立模块和模型打印模块；
6.所述模型建立模块包括参数生成模块、模型组装模块和参数调整模块；
7.所述参数生成模块，用于生成若干模具部件的模具参数；
8.所述模型组装模块，用于根据所述参数生成模块生成的模具参数，对模具部件进行组装，并生成组装效果示意图；
9.所述参数调整模块，用于根据所述组装效果示意图，调整所述参数生成模块生成的模具参数，并生成调整后的模具参数；
10.所述模型打印模块，用于根据调整后的模具参数，打印模具部件。
11.本发明的原理及优点在于：设置模具部件的模具参数，并根据生成的模具参数对模具部件进行组装，并生成组装效果示意图，从而可以通过生成的组装效果示意图查看各模具部件组装后的效果，查看模具参数是否恰当，便于在打印模具部件前对模具部件的模具参数做出调整，避免打印结束后才发现各模具部件存在比例不当、形状有误等问题，节省了打印成本，提高了模具制作效率。通过打印出来的模具部件，可以让学生更加直观、清楚的了解到各模具部件，对cmos反相器的结构进行清晰的呈现，便于学生掌握cmos反相器的结构，提升学习兴趣及学习效率。
12.进一步，所述模具部件包括p型衬底、n型肼结构、n+注入区、n型漏极电极、n型源极电极和n型栅极区。
13.有益效果：p型衬底、n型肼结构、n+注入区、n型漏极电极、n型源极电极和n型栅极区构成一个n型mos管。
14.进一步，所述模具部件还包括p型肼结构、p+注入区、p型漏极电极、p型源极电极和
p型栅极区。
15.有益效果：p型衬底、p型肼结构、p+注入区、p型漏极电极、p型源极电极和p型栅极区构成一个p型mos管。
16.进一步，所述n型漏极电极与p型漏极电极连接；所述n型栅极区与p型栅极区连接。
17.有益效果：实现n型漏极电极与p型漏极电极的连接，以及n型栅极区与p型栅极区的连接后，n型mos管与p型mos管就形成了一个cmos反相器，也即得到了一个完整的cmos反相器模具，可以通过本方案提供的模具对cmos反相器结构进行清晰的了解。
18.进一步，所述组装效果示意图包括模型展示面和模型背面；所述模型展示面用于展示模具部件；
19.所述模具部件还包括栅极电极，所述n型栅极区与p型栅极区通过栅极电极连接；
20.所述栅极电极设置于模型背面；所述n型漏极电极、n型源极电极、p型漏极电极和p型源极电极均设置于模型展示面。
21.有益效果：所述n型漏极电极、n型源极电极、p型漏极电极和p型源极电极均设置于模型展示面，而n型栅极区与p型栅极区通过设置于模型背面的栅极电极连接，从而可以避免各电极之间相互影响，从而避免短路情况的发生。
22.进一步，所述模型打印模块预存有温度阈值范围；所述模型打印模块用于根据温度阈值范围，打印模具部件。
23.有益效果：根据温度阈值范围对模具部件进行打印，避免打印过程中出现卷边的问题，提升模具部件的精确度。
24.进一步，所述参数调整模块包括间距分析模块和调整模块；
25.所述间距分析模块，用于分析所述组装效果示意图中，相邻模具部件的间隔距离值；
26.所述调整模块，用于根据相邻模具部件的间隔距离值，调整所述参数生成模块生成的模具参数。
27.有益效果：分析相邻模具部件的间隔距离值，从而可以得出各个单独的模具部件根据自身模具参数制成后，能否在组装成完整模具时与其他模具部件相匹配，再依次对模具参数进行调整，从而保证打印出的模具部件能够与其他模具部件相匹配。
28.进一步，所述模型打印模块通过3d打印的方式打印模具部件。
29.有益效果：相对于传统制造方法而言，3d打印的生产速度更快，且有效降低了人工成本。
附图说明
30.图1为本发明实施例一种教学用cmos反相器模具的逻辑框图。
31.图2为本发明实施例一种教学用cmos反相器模具的模型展示面视图。
32.图3为本发明实施例一种教学用cmos反相器模具的模型背面视图。
33.图4为本发明实施例一种教学用cmos反相器模具的结构示意图。
具体实施方式
34.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
35.说明书附图中的标记包括：p型衬底1、n型肼结构2、n+注入区3、n型漏极电极4、n型源极电极5、n型栅极区6、p型肼结构7、p+注入区8、p型漏极电极9、p型源极电极10、p型栅极区11、栅极电极12。
36.实施例1：
37.实施例1基本如附图1所示：
38.一种教学用cmos反相器模具，如图1所示，包括模型建立模块和模型打印模块。所述模型建立模块包括参数生成模块、模型组装模块和参数调整模块。
39.所述参数生成模块，用于生成若干模具部件的模具参数。本实施例中，所述模具部件包括p型衬底1、n型肼结构2、n+注入区3、n型漏极电极4、n型源极电极5、n型栅极区6、p型肼结构7、p+注入区8、p型漏极电极9、p型源极电极10、p型栅极区11和栅极电极12。所述模具参数包括各模具部件的形状、尺寸和颜色，本实施例中，各模具部件的颜色均不相同，以便对各模具部件进行区分。其中，所述n型漏极电极4与p型漏极电极9连接；所述n型栅极区6与p型栅极区11通过栅极电极12连接。
40.所述模型组装模块，用于根据所述参数生成模块生成的模具参数，对模具部件进行组装，并生成组装效果示意图。具体的，先根据各模具部件的模具参数，生成虚拟的模具部件vr示意图，再将各模具部件按照既定规则进行组装，合成一个完整的cmos反相器模型，所述组装效果示意图包括模型展示面和模型背面；如图2所示，所述模型展示面用于展示模具部件。如图3所示，所述栅极电极12设置于模型背面；所述n型漏极电极4、n型源极电极5、p型漏极电极9和p型源极电极10均设置于模型展示面。
41.所述参数调整模块，用于根据所述组装效果示意图，调整所述参数生成模块生成的模具参数，并生成调整后的模具参数。所述参数调整模块包括间距分析模块和调整模块。
42.所述间距分析模块，用于分析所述组装效果示意图中，相邻模具部件的间隔距离值，以便分析各模具部件是否能够贴合，是否存在穿模情况。
43.所述调整模块，用于根据相邻模具部件的间隔距离值，调整所述参数生成模块生成的模具参数。具体的，当所述相邻模具部件的间隔距离值小于距离阈值时，调小该相邻两模具部件的尺寸，以使得各模具部件能够贴合，以便于模具部件的组装。
44.所述模型打印模块，所述模型打印模块预存有温度阈值范围；所述模型打印模块用于根据调整后的模具参数，在温度阈值范围内通过3d打印的方式打印模具部件，如图4所示，打印出来的模具部件可以手动拆卸组装，再现了cmos反相器的生产过程。该教具配合虚拟仿真动画，将微观的、不可视、不可触摸的集成电路基本单元完美地呈现眼前，解决了集成电路教学的难点问题。
45.以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实
施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。