声明：本文主要基于b站up主 请原谅我犯的错 的视频《CMOS施密特触发器原理分析、设计与仿真》（BV1Yp4y1C7qc），是我本人的学习记录。能力有限，如有错误还望指正。

图表 1 工作原理

下文所说的器件编号全以上图为准。

1.转折点

1.1上转折点公式计算：

公式一

解得

1.2下转折点公式计算：

公式三

解得

公式四

2.参数计算

首先取所有管子L=1u M，令

公式五

跟视频中不一样的是我并没有先计算出M3和M6的宽长比，而是先将NMOS管都设为一个值，PMOS管都设为一个值。

然后根据上转折点的计算公式，

公式六

计算得

公式七

同理，根据下转折点的计算公式

公式八

计算得，

公式九

3.Cadence仿真设置

图表 2 sch

图表 3 ade设置

3.1第一次仿真结果

图表 4 一仿

可以看出转折点VH=3V,VL=1.8V。（VH=VTRP+,VL=VTRP-,这里就懒得改了）

仿真结果和手算结果的误差来源于我们在计算上下转折点时，近似将M1和M3的阈值电压，M5和M6的阈值电压认为相等。

接着我们先看上转折点，根据上转折点计算公式，要使得VH变高，就需要增大。若M1的宽长比不变，则需要增大M3的宽长比。

下面我们用参数扫描的方法来看下应该取多大的M3宽长比。

这里设L不变，扫描W。参数扫描设置如下：

图表 5 sweep parameter

3.2第二次仿真结果

图表 6 二仿

我们基本确定了W3的取值范围，这里取W3=12u，L3=1u。

下转折点的调整方式和前面一样,要使VL变大，需要调小M6的宽长比。具体步骤这里就不赘述了。最后取W6=1.5u，L6=1.5u

最后进行瞬态仿真。

3.3Tran仿真验证

3.3.1 testbench

图表 7 瞬态仿真

我在后面多加了一级反相器，可以更明显的看下这个上下翻转点。

3.3.1 tran1

图表 8 tran1

3.3.2 tran2

图表 9 tran2

4.总结

VH主要受(W/L)3/(W/L)1影响。(W/L)3/(W/L)1越大，VH越大，反之越小。

VL受(W/L)6/(W/L)5影响。(W/L)6/(W/L)5越大，VL越小，反之越大。

我看到知乎有一博主说改变M1或M5的L会影响schmitt上拉/下拉能力，感兴趣的可以自己去想下。链接在参考资料2。

参考资料：

1. https://www.bilibili.com/video/BV1Yp4y1C7qc/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=e937c6db09d34e730c835b053ed12f5c​

2. https://zhuanlan.zhihu.com/p/540825737

3. https://www.bilibili.com/video/BV1oa411k76q/?spm_id_from=333.880.my_history.page.click&vd_source=e937c6db09d34e730c835b053ed12f5c​

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