Tụ điện là gì trong thiết kế VLSI?

SOI (Silicon on Insulator) là công nghệ sử dụng một lớp vật liệu cách điện (thường là silicon dioxide) giữa lớp silicon hoạt động và lớp nền silicon. Điều này giúp giảm điện dung ký sinh, đặc biệt là điện dung của lớp tiếp giáp giữa nguồn/máng và lớp nền. Việc giảm điện dung ký sinh này giúp cải thiện tốc độ chuyển mạch của transistor và giảm tiêu thụ năng lượng. * **A. Hiệu ứng body:** SOI giúp giảm hiệu ứng body do lớp cách điện ngăn cách body với nền, làm cho điện thế body ít bị ảnh hưởng bởi điện thế nguồn. * **B. Hiệu ứng kênh dài:** SOI không trực tiếp giải quyết hiệu ứng kênh dài. Hiệu ứng kênh dài liên quan đến việc kênh dẫn điện bị ảnh hưởng bởi điện thế máng khi chiều dài kênh lớn. * **C. Hiệu ứng kim loại (metal gate effect):** Đây không phải là một vấn đề chính mà SOI giải quyết. Loại vật liệu cổng (metal gate) được sử dụng để cải thiện hiệu năng, nhưng không liên quan trực tiếp đến lợi ích của SOI. * **D. Hiệu ứng trễ đầu vào (input delay effect):** SOI gián tiếp giảm trễ đầu vào bằng cách giảm điện dung ký sinh, tuy nhiên hiệu ứng body được giải quyết trực tiếp hơn. Vì vậy, đáp án chính xác nhất là A: Hiệu ứng body

Công nghệ SOI (Silicon on Insulator) có một số nhược điểm so với công nghệ bulk silicon truyền thống. - **Độ phức tạp trong quá trình chế tạo mạch:** Việc tạo ra lớp oxide cách điện (buried oxide - BOX) và lớp silicon mỏng phía trên đòi hỏi quy trình sản xuất phức tạp và đắt đỏ hơn. - **Độ bền cơ học thấp của wafer:** Lớp BOX có thể làm giảm độ bền cơ học của wafer SOI, khiến nó dễ bị nứt vỡ hơn trong quá trình sản xuất và sử dụng. Các phương án C và D không phải là nhược điểm, mà là ưu điểm của công nghệ SOI. SOI giúp tăng độ cách điện và có thể cải thiện độ kín của mạch trong một số ứng dụng nhất định. Do đó, các đáp án A và B đều là nhược điểm của SOI, tuy nhiên đáp án A bao quát hơn về mặt quy trình chế tạo.

Latch CMOS được sử dụng chủ yếu để lưu trữ dữ liệu tạm thời. Latch là một loại mạch điện tử có khả năng giữ trạng thái của nó (0 hoặc 1) cho đến khi có tín hiệu thay đổi trạng thái. Trong VLSI (Very-Large-Scale Integration), latch được sử dụng rộng rãi trong các thanh ghi, bộ nhớ cache và các mạch logic tuần tự khác để lưu trữ dữ liệu tạm thời trong quá trình xử lý. Các lựa chọn khác không đúng vì: - Tạo hình mạch: Đây là một công đoạn trong quá trình sản xuất VLSI, không phải là mục đích sử dụng của latch. - Kiểm soát dòng điện trong mạch: Chức năng này thường do các transistor đảm nhiệm. - Tạo kết nối giữa các thành phần trên wafer: Việc này được thực hiện bởi các lớp kim loại và các kỹ thuật kết nối khác, không phải latch.

Sơ đồ mạch điện được cung cấp mô tả một ô nhớ DRAM (Dynamic Random Access Memory). DRAM lưu trữ mỗi bit dữ liệu trong một tụ điện riêng biệt. Tụ điện này có thể tích điện (biểu thị giá trị 1) hoặc không tích điện (biểu thị giá trị 0). Vì tụ điện sẽ phóng điện theo thời gian, thông tin cần được làm tươi (refresh) định kỳ. SRAM (Static RAM) sử dụng các flip-flop để lưu trữ dữ liệu, không cần làm tươi, và cấu trúc phức tạp hơn. Flash memory và ROM (Read-Only Memory) là các loại bộ nhớ không thay đổi (non-volatile), lưu trữ dữ liệu ngay cả khi không có nguồn điện, và có cấu trúc khác biệt so với sơ đồ đã cho.