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模拟集成电路设计的流程

时间:2023-10-11 16:32:48

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇模拟集成电路设计的流程,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

模拟集成电路设计的流程

第1篇

>> “射频集成电路设计”课程教学改革初探 应用于相控阵收发组件的射频微波集成电路设计探讨 纳米尺度互连线寄生参数的仿真及应用于CMOS射频集成电路设计 模拟集成电路设计教学探讨 《集成电路设计》课程教学改革与探索 集成电路设计本科教学改革探索 集成电路设计与集成系统专业人才培养模式的探究 集成电路设计与集成系统专业CDIO培养模式的研究与实践 集成电路设计专业课程体系改革与实践 《数字集成电路设计原理》课程教学探索 集成电路设计作为专业核心课程设置的探讨 集成电路设计方法及IP设计技术的探讨 集成电路设计的本科教学现状及探索 模拟集成电路设计教学方法探讨 《专用集成电路设计》教学方法初探 结合集成电路设计大赛谈创新能力的培养 同步数字集成电路设计中的时钟偏移分析 《2012中国集成电路设计业发展报告》的统计及结论 模拟集成电路设计的自动化综合流程研究 以工程需求为导向的集成电路设计闭环教育研究 常见问题解答 当前所在位置:l.

[3]http://.cn/Info/html/n14730_1.htm.

[4]http:///info/20121026/227691.shtml.

[5]冯卫东.美科学家证实电路世界第四种基本元件存在[N/OL].科技日报,2008-05-06.

[6]李九生.“微波与射频技术”课程新式教学理念应用[J].科技信息,2010,(6).

[7]李金凤,王健,刘欢.“射频集成电路设计”课程教学改革初探[J].考试周刊,2012,(15).

[8]张银蒲.基于射频方向课程群的教学改革与创新[J].唐山学院学报,2013,(1).

[9]王立华.虚拟网络分析仪在射频电路设计中的应用[J].电子测量技术,2012,(4).

收稿日期:2013-09-10

第2篇

关键词:版图设计;集成电路;教学与实践

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)06-0153-02

目前,集成电路设计公司在招聘新版图设计员工时,都希望找到已经具备一定工作经验的,并且熟悉本行业规范的设计师。但是,IC设计这个行业圈并不大,招聘人才难觅,不得不从其他同行业挖人才或通过猎头公司。企业不得不付出很高的薪资,设计师才会考虑跳槽,于是一些企业将招聘新员工目标转向了应届毕业生或在校生,以提供较低薪酬聘用员工或实习方式来培养适合本公司的版图师。一些具备版图设计知识的即将毕业学生就进入了IC设计行业。但是,企业通常在招聘时或是毕业生进入企业一段时间后发现,即使是懂点版图知识的新员工,电路和工艺的知识差强人意,再就是行业术语与设计软件使用不够熟练、甚至不懂。这就要求我们在版图教学时渗入电路与工艺等知识,使学生明确其中紧密关联关系,树立电路、工艺以及设计软件为版图设计服务的理念。

一、企业对IC版图设计的要求分析

集成电路设计公司在招聘版图设计员工时,除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外,大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求:熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺;熟悉集成电路(数字、模拟)设计,了解电路原理,设计关键点;熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则;掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具;完成手工版图设计和工艺验证[1,2]。另外,公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识,还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广,而国内学校开设这方面专业比较晚,IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大,所以拥有一定工作经验的设计工程师,就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4,5]。

二、针对企业要求的版图设计教学规划

1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件,它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时,一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等,鉴于很少有学校开设这门课程,可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计,可以由Foundry厂提供,也可由公司自定制标准单元版图库,因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。

2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中,无论是CMOS还是双极型电路,主要目标并不是芯片的尺寸,而是优化电路的性能,匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者,更关心的是电路的性能,了解电压和电流以及它们之间的相互关系,应当知道为什么差分对需要匹配,应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的,面积在某种程度上说仍然是一个问题,但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中,性能比尺寸更重要。另外,模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手,经常需要与前端工程师交流,看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等,这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。

3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理,实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此,对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高,版图设计工作还涵盖了电路提取与整理,这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程;而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。

三、教学实现

1.数字版图。数字集成电路版图在教学时,一是掌握自动布局布线工具的使用,还需要对UNIX或LINUX系统熟悉,尤其是一些常用的基本指令;二是数字逻辑单元版图的设计,目前数字集成电路设计大都采用CMOS工艺,因此,必须深入学习CMOS工艺流程。在教学时,可以做个形象的PPT,空间立体感要强,使学生更容易理解CMOS工艺的层次、空间感。逻辑单元版图具体教学方法应当采用上机操作并配备投影仪,教师一边讲解电路和绘制版图,一边讲解软件的操作、设计规则、画版图步骤、注意事项,学生跟着一步一步紧随教师演示学习如何画版图,同时教师可适当调整教学速度,适时停下来检查学生的学习情况,若有错加以纠正。这样,教师一个单元版图讲解完毕,学生亦完成一个单元版图。亦步亦趋、步步跟随,学生的注意力更容易集中,掌握速度更快。课堂讲解完成后,安排学生实验以巩固所学。逻辑单元版图教学内容安排应当采用目前常用的单元,并具有代表性、扩展性,使学生可以举一反三,扩展到整个单元库。具体单元内容安排如反相器、与非门/或非门、选择器、异或门/同或门、D触发器与SRAM等。在教授时一定要注意符合行业规范,比如单元的高度、宽度的确定要符合自动布局布线的要求;单元版图一定要最小化,如异或门与触发器等常使用传输门实现,绘制版图时注意晶体管源漏区的合并;大尺寸晶体管的串并联安排合理等。

2.模拟版图。模拟集成电路版图设计更注重电路的性能实现,经常需要与前端电路设计工程师交流。因此,版图教学时教师须要求学生掌握模拟集成电路的基本原理,学生能识CMOS模拟电路,与前端电路工程师交流无障碍。同时也要求学生掌握工艺对模拟版图的影响,熟练运用模拟版图的晶体管匹配、保护环、Dummy晶体管等关键技术。在教学方法上,依然采用数字集成电路版图的教学过程,实现教与学的同步。在内容安排上,一是以运算放大器为例,深入讲解差分对管、电流镜、电容的匹配机理,版图匹配时结构采用一维还是二维,具体是如何布局的,以及保护环与dummy管版图绘制技术。二是以带隙基准电压源为例,深入讲解N阱CMOS工艺下双极晶体管PNP与电阻匹配的版图绘制技术。在教学时需注意晶体管与电阻并联拆分的合理性、电阻与电容的类型与计算方法以及布线的规范性。

3.逆向版图设计。逆向集成电路版图设计需要学生掌握数字标准单元的命名规范、所有标准单元电路结构、常用模拟电路的结构以及芯片的工艺,要求学生熟悉模拟和数字集成单元电路。这样才可以在逆向提取电路与版图时,做到准确无误。教学方法同样还是采用数字集成电路版图教学流程,达到学以致用。教学内容当以一个既含数字电路又含模拟电路的芯片为例。为了提取数字单元电路,需讲解foundry提供的标准单元库里的单元电路与命名规范。在提取单元电路教学时,说明数字电路需要归并同类图形,例如与非门、或非门、触发器等,同样的图形不要分析多次。强调学生注意电路的共性、版图布局与布线的规律性,做到熟能生巧。模拟电路的提取与版图绘制教学要求学生掌握模拟集成电路常用电路结构与工作原理,因为逆向设计软件提出的元器件符号应该按照易于理解的电路整理,使其他人员也能看出你提取电路的功能,做到准确通用规范性。

集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。本文从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。

参考文献:

[1]王静霞,余菲,赵杰.面向职业岗位构建高职微电子技术专业人才培养模式[J].职业技术教育,2010,31(14):5-8.

[2]刘俐,赵杰.针对职业岗位需求?摇探索集成电路设计技术课程教学新模式[J].中国职业技术教育,2012,(2):5-8.

[3]鞠家欣,鲍嘉明,杨兵.探索微电子专业实践教学新方法-以“集成电路版图设计”课程为例[J].实验技术与管理,2012,29(3):280-282.

[4]李淑萍,史小波,金曦.微电子技术专业服务地方经济培养高技能人才的探索[J].职业技术教育,2010,13(11):13-16.

第3篇

关键词微电子技术;课程建设;实验教学

中图分类号:G434文献标识码:A

前言微电子技术是现代电子信息技术发展的重要前沿领域,取得了很好的经济和社会效益。微电子技术的发展和应用为促进了电子产品设计及制造领域的变革。微电子技术是以半导体工艺为设计载体,通过器件电路或者硬件描述语言描述硬件电路的连接,再利用专业的开发和设计仿真软件进行工艺仿真、电路仿真和版图设计,最终完成半导体工艺流程、电路硬件集成。在实训教学的过程中,容易将学生带入到工作环境的实景,能够提高学生主动学习的兴趣,激发学生的求知欲。在微电子技术的实训教学过程中,利用设计辅助软件让学生加深对专业理论知识的深度理解,通过实训内容的合理安排,验证所学的专业知识,掌握设计方法和实现手段,从而达到理论和实践有机结合的教学目的,实现本专业学生素质教育培养的最终目的。

1现阶段微电子技术教学模式分析

微电子技术具有抽象、层次化、流程复杂的特点,在教学过程中,应该根据微电子技术的特点,在器件模型、硬件描述语言、配套软硬件、实验内容及课程内容设置等几个方面进行课程教学的改革。

目前,微电子技术的实训教学,主要围绕集成电路工艺、硬件描述语言、可编程器件等环节开展。硬件描述语言具有设计灵活、电路设计效率高的特点。大规模可编程逻辑器件通过编程来实现所需的逻辑功能,与采用专用集成电路设计方法相比,具有更好的设计灵活性、设计周期短、成本低、便于实验验证的优势,在实训环节得到了广泛的采用。现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)能够提供更高的逻辑密度、最丰富的特性和极高的性能,因此,数字集成电路的实训内容,主要围绕FPGA的内部结构以及资源分布做相应介绍。

微电子技术的实训教学在本科教学中具有极强的实践特点,尤其是作为电子科学本科教学,对学生的电子设计思维模式的构建有着重要作用。实践教学离不开大量的实训反馈。目前大多数高校微电子技术的授课课时数一般安排为48课时,其中实验课占10课时,实践课和理论课的课时数比例约为1:3.8,且课程多安排在三年级。从课时安排来看,存在重理论轻实践的弊端,容易让学生产生盲目应试的想法,导致学生只注重考试,而忽略了至关重要的实践环节。另外,微电子技术课程最好作为专业基础课程,为学习其它多门课程打下良好基础。在微电子技术课程开展教学和实训的时候,最好与学生的其它专业实习的时间错开,让学生能够更加专心对待,避免专业知识和概念的混乱。如果将微电子技术课程课实训安排在四年级第一学期,非常容易与毕业实习、求职环节发生冲突,导致学生对微电子技术课程和实训内容认知不足,仓促应付课程和实训内容,不利于对学生电子设计能力的培养,也会降低学生的就业竞争能力。

微电子技术的实训环节对于本科生而言,会给学生产生软件编程的想法,不能真正将电路设计的理念深化,会造成实验内容的创新性不够,教学成果难以达到预期。

2微电子技术实践环节教学

本课题对现阶段微电子技术课程和实训环节做了深入分析,总结了教学过程中存在的问题及改进需求,对未来的微电子技术实训教学模式进行的理论和实践探索。自动化设计软件是的设计人员可以在计算机上完成很多复杂计算工作。微电子技术软件通常在服务器或者多线程工作站运行,自动化程度很好,具有很强大的功能和丰富的界面。在高校中开展的微电子设计类实训课程是一门实践性很强的专业基础性课程,既可以由学生独立完成,也可以设计成分工协作的实验项目。

为了提高学生对微电子技术的理解和设计能力的掌握,微电子实训由32个课时组成,其中课内实验分配了16学时、微电子设计实训分配16学时,重点提高学生的动手能力和主动思考能力,激发学生的创新思维。

2.1课内实验设计

微电子技术课程的课内实验包含基础验证性实验和研究型实验,其目的是掌握基本的硬件描述语言的编程方式及技巧,并能够采用模拟器件设计模拟集成电路,让学生能够具备独立设计集成电路的能力,熟悉集成电路设计计算机辅助设计手段,结合以往的电子电路知识,完成基本器件的设计和调用。

课内实验设计以工艺器件仿真、电路设计仿真手段为主,利用准确的工艺和器件模型,准确模拟集成电路工艺的流程和半导体器件的电学特性。软件仿真已经成为新工艺、新器件、新电路设计的重要支撑手段,可以在短时间内建立实验环节、调节参数、修改电路结构,弥补实验室硬件投入不足以及对多种实验室耗材的依赖,有利于学生建立系统性的知识结构。另外微电子技术的课内实验也包含综合性实验环节,通过调用基本功能模块,设计一个适当规模的数模混合集成电路,提高整体电路的综合性能指标,实现良好的信号控制和传输,提高学生的综合设计能力。

例如,半导体工艺演示实验可以快速呈现不同工艺流程和工艺环境对工艺结果的影响,能够设定不同的偏置条件来研究器件的能带、电场、载流子浓度分布、伏安特性等内部特征,避免恶劣繁杂的对物理过程的解析建模,具有直观和形象的特点,加深学生对理论知识的理解和提高学习的积极性。可以针对成熟工艺,利用仿真软件进行器件和电路设计。实际过程中,参照经典的器件结构和电路模块单元,开展新特性、新功能的设计性实验,锻炼学生综合知识的能力,面向工程实践,对专业知识进行融会贯通。这个过程需要授课教師根据学生的已开设课程和知识结构来编写适宜的实验辅助教材,对实验内容进行精巧的设计及和细致地指导。

2.2实训环节设计

微电子技术实训环节旨在锻炼学生的实践动手能力,掌握集成电路设计开发流程,能够根据系统的性能指标进行分层分级设计,根据硬件电路的额性能特点来构建规模化电路。在实训环节中,强调综合设计能力的培养,利用微电子设计的计算机辅助设计工具完成一定规模电路的设计、仿真、版图设计、版图检查等环节。通过微电子技术实训环节的练习,学生能够培养独立设计能力、系统分析能力、电路综合能力等,为将来进入研发设计类型的工作岗位打下坚实的基础。

对实训环节的考核,采用大作业或者设计报告的形式,让学生通过查阅参考文献进行设计选题,发挥学生的主观能动性。通过对参考文献的参考和综述,掌握课题的结构和流程设计,充分了解系统的模型,理解各模块对系统设计的影响。实训环节是的一次较为系统的设计方法训练,不仅可以巩固课堂和教材上的内容,还可以引入实际工程系统的指标要求,锻炼学生的综合规划和设计能力。

3微电子技术教学改革实施效果

通过微电子技术的教学和实训模式的改革,在实践中积极总结得失,发现微电子技术的教学该给能够帮助学生提高微电子设计的专业素养,主要体现在以下方面:

1)学生对微电子技术课程内容的理解程度大幅提高,原先学生对课本的知识抱有敬畏的心理,在课程和实践环节之后,都产生了很大程度的自信。微电子技术课程、实验、实训考核成绩的优秀率也大大提高,表明通过微电子技术的教学和实践改革,学生能够比较好地掌握课程大纲所要求的内容。

2)通过细致地设计实践环节,能够调动学生学习专业知识的积极性,实验项目的完成情况比较理想,报告内容的撰写也更加细致、全面。

3)通过综合设计实验和实训,让学生勤于动脑,在多种手段和方法中,寻找最优的方案,优化设计过程。

4结束语

第4篇

关键词:工艺补偿;温度补偿;电流基准源

中图分类号:TN431文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)28-0218-04

Design of a New CMOS Constant Current Reference

ZHANG Yu-ming, WU Jing

(IC College,Southeast University,Nanjing 210096,China)

Abstract: Providing bias current into different blocks in any analog or mixed-signal system, constant current reference casts some important influence on the performance of a whole circuit . Byexploiting the physical relationship between K’and Vt across various process corners,we design a kind of circuit to deliminish the influence of variations of different process. Using a PTAT voltage reference, the circuit also can compensate power supply and temperature variations.The circuit is implemented by CSMS 0.6um process and simulated with candence spectre.The result show the circuit has high PSRR and can compensate process variations and temperature variations well.

Key Words: process compensate; temperature compensate; current reference

1 前言

恒定电流源是任何一个模拟或者混合信号系统密不可分的组成部分。电流基准被成比例或者镜像复制成为其他模块的偏置电流。基准电流源的变动将影响模块的静态偏置环境,同时影响整个电路的性能。以前构建的不同电流基准源的流程,任何一种都只补偿了温度,电源电压,和工艺三种参数中的一种或两种。

本文设计了一种同时对三种参数进行补偿的电路。

2 设计思路

工艺补偿:

对于MOS器件来说,工艺主要受跨导参数K'和阈值电压Vt影响。K'和Vt的变化主要受工艺参数tox和Nch影响,它们的值可以通过线性迭代的方法[1]来提取。通过比较不同工艺条件下K'和Vt的值,发现它们的变化遵循一定的规律。

本文使用的工艺环境nomal,ff,ss,fs,sf。其中nomal代表标准MOS器件,ff和ss分别代表快速MOS器件和慢速MOS器件。sf代表慢速PMOS和快速NMOS, fs代表快速NMOS和慢速PMOS。 根据提取的数据比较可以看出,在至少50%的工艺中,K'上升时伴随着Vt的下降,反之亦然。这种相反性可以被我们用来改进电路,此时我们假设漏电流的表达式是:

■ (1)

对上式求导得到:

■(2)

通过上式可以发现,K'和Vt向相反方向变化时,漏电流的变化可以减小,如果在某些工艺条件中K'和Vt的变化不符合相反性关系,可以通过增大Vgs减小漏电流的变化。在以下的讨论中,我们假设在所有的工艺条件下K'和Vt都符合相反性关系,该电路的电流源部分如图1所示。

在此电路中,有4个设计参数Vgs,α,β和γ,分别为M3管的栅源电压,M3管的宽长比,M1和M2管的宽长比,M4管的宽长比。所有PMOS器件的源极和衬底都被连接在一起,基准电流由下式表示:

■ (3)

假设是理想的NMOS电流镜,参考电流被修改成

■(4)

或者

■(5)

在方程(5)中,Vgs是恒定电压。α,β,γ 是PMOS器件各自的宽长比。为了使不同的工艺条件中的漏电流不变,得到:

■(6)

将(5)代入(6)

■(7)

方程两边同时积分,用VTP和KP'的标准工艺值消去积分常项,得到:

■ (8)

在方程(8)中,K'P,nom和VTP,nom是KP'和VTP在标准工艺条件下的值。

下面为确定α和β的设计流程:

1) 根据所需要的基准电流I,确定α,Vgs可以设置的比较大,通常为VTP,nom的两倍

■ (9)

2) 根据给定的工艺组合,确定β

■ (12)

3) 最后,根据所需要的基准电流,使用方程(5),可以计算得到γ。

温度和电源电压补偿:

电路的电压源部分用来对电压和温度补偿,如图2所示。

在(5)式给出的基准电流中,和电源相关的项只有Vgs。如果Vgs保持恒定,电流基准源就可以相对于电源变化保持恒定。可以通过在CMOS电流镜中使用长沟道器件和使用cascoding电流镜结构来提高电源抑制比。

对于温度补偿,(5)式给出的基准电源依赖于K'P和VTP,而这两个参数随温度变化。K'P的变化主要取决于漂移系数相对于温度的变化,VTP与温度的关系呈负斜率的直线。它们可以简单的用下式表示:

■(11)

K'PO K'P和VTPO是K'P和VTP在绝对零度时的值,随着温度的升高,K'P和VTP都将下降,这将导致基准电流的下降。为了使基准电流恒定,Vgs被做成一个如图2所示的PTAT电压源。

在图2中,R2 上的电压定义为Vgs,Vgs的 值可以被表示成

Vgs=(mPTAT)T(12)

此时, ■(13)

将(11)和(12)代入(5),得到

■此时 ■ (14)

为了补偿温度变化,方程(14)中唯一可以调整的变量是“a”,其值取决于α和β。α和β由(9)和(10)决定。这表明工艺补偿不能同时满足温度补偿。对于温度变化,

如果”a”接近于1,基准电流为

■(15)

如果“a”的值远小于1,基准电流为

■ (16)

方程(15)和(16)与温度的变化关系相反。所以可以将它们相加保证基准电流相对于温度恒定。将(15)和(16)相加,结果对于温度的微分为0,可得下式

■ (17)

式(17)给出了温度补偿下的β值,VTP的标准值被用来计算β,为了求VTPO,我们需要知道mTV,可以从模拟中得到。式(17)计算了温度补偿所需要的β,式(10)计算了工艺补偿时的β,两者之间可能相差很远,显然,必须在两者之间折中考虑。

3 电路结构与模拟仿真

电路结构与模拟仿真图见图3。

器件尺寸见表2。

整个电路采用0.5umCOMS工艺进行设计,使用Candence spectre软件进行仿真. 从模拟结果(图4)可以看出, 当VCC在4V到6V变化的范围内,输出电流变化约为2uA,小于2%。在5种不同的工艺条件下,温度相同时输出电流变化小于 5%(图5)。可见该电路可以在4V到6V的电源下适用于不同的工艺条件。

图4 输出电流与Vcc的关系

4 版图设计与验证

4.1 注意事项

1) NMOS和PMOS分别集中放置在版图的下方和上方,设计时依照DRC文件中P+区和N+的间隔的要求,合理安排之间的距离。这样做的目的,可以保证所有同类型的MOS管在同一个阱中,避免使用多个阱。

2) 某些MOS管的宽长比例过大,因此采用梳状结构以便节省芯片面积,如图6。

3) 电路中的电流镜结构在版图布局时采用对称结构,减小版图差异对电路性能的影响,如图7。

4) 为了消除latch up 效应,必须将有源器件的位置控制在井接触30um的范围内,并且尽可能增加井接触的面积 。

4.2 设计过程

开始设计时先要做到对每个器件的大小和总体布局心中有数,优先满足MOS管的布局,其次再考虑电阻,电容和三极管,对称器件在版图中也要使用对称图形,在实现版图使,先画独立器件,最后再使用金属线连接。同时要严格遵循DRC效验规则,例如接触孔的大小,金属线的宽度,金属接触的超出宽度等等。以下是完整的版图:

图8 完整版图

在设计完成之后要对版图进行DRC效验,修正版图中不符合晶元厂工艺要求的部分,完成DRC后,进行LVS效验,这一步是将版图和原理图进行比较,确保版图所实现的电路功能和原理图相同。

LVS通过把原理图转换成为网表(NETLIST)文件,把版图转换成GDS文件后,cadence能自动识别版图中和原理图不相一致的地方。对这些不相符的地方,要认真的修改。修改完成之后,一般先做LVS检测,没有错误之后再做一次DRC检查,以免和工艺规则的不符。

5 总结

以上展示了一种PVT补偿,无电阻的CMOS电流基准源电路,基准电流采用MOS器件的电流漏,通过调节K'和VT之间的物理关系来补偿工艺变化,通过使用PTAT电压基准,它可以同时补偿电源和温度变化,本电路在CMOS各种工艺中都展示出满意的效果,基准电流的变化被控制在标准值的 5%以内。

参考文献:

[1] Allen P E.CMOS模拟集成电路设计,附录B(CMOS器件性能)[M].北京:电子工业出版社,2007.

[2] Wang Zhenhua.Automatic VT Extractors Based on an n x n2 MOS Transistor Array and Their Application[J].IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS,1992,27(9).