第三讲_模拟IC及其模块设计
模拟ic模块设计38页PPT
ห้องสมุดไป่ตู้
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
模拟ic模块设计
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
模拟集成电路教程课程设计
模拟集成电路教程课程设计课程设计概述设计背景本课程设计旨在通过学生自主设计和实现一个基于模拟集成电路的小型电子产品，使学生在知识理解、产品设计、系统集成和实现调试等方面，学有所获，充实自己，为未来职业生涯做好准备。
设计目标•理解模拟集成电路的基本原理和设计方法，掌握常用的放大器、运算放大器、滤波器等电路的设计方法；•学习电路原理和外围设备的基本布线方案；•学习电路板的设计和制作、部分原理测试和调试方法；•学习系统调度、问题解决以及测试方法和思路。
设计任务根据学生的实际情况，本次课程设计的任务主要包括以下几个方面：•选择一款电子产品，比如放大器、音量调节器或者其他你自己感兴趣的产品；•设计和实现该电子产品所需的模拟集成电路和其他外围电路；•设计和制作电路板，并在板上安装所需的元器件；•进行实验测试和调试，保证系统的正常工作；•撰写电子产品的设计说明书、电路原理图以及相关测试报告和仿真结果。
设计步骤及流程第一步：产品选型在第一步，主要是要选定一个电子产品，然后明确设计任务，以便进一步开展设计。
电子产品的选择应该基于自己的兴趣爱好、所具备的技术能力、经济条件等综合因素进行综合考虑。
建议选择的电子产品难度适中，可以参考课程教学要求或者请教导师。
第二步：电路设计在第二步中，主要是对所选电子产品的模拟集成电路进行设计。
根据设计要求，需要选择合适的模拟集成电路组件，包括放大器、运算放大器、滤波器等。
其中，运算放大器是模拟集成电路设计中最为常用的组件之一。
在进行模拟集成电路设计之前，要先了解电路的基本原理和设计方法。
具体可以参照模拟电路设计的相关教材或者通过搜索引擎进行查找。
第三步：电路布局在第三步中，主要是进行电路的布局和线路的连接。
这个步骤需要注意一些常见的布线方法和线路连接方式，以确保电路的可靠性和系统的稳定性。
为了提高电路的可靠性和稳定性，建议在布线过程中使用设计软件进行模拟和分析，以便更好地评估电路的性能和效果。
模拟IC设计进阶课程内容
一、低功耗蓝牙（BLE）Transceiver系统结构
BLE Transceiver LDOs
VGA ADC
3V VDDIO GNDIO
+
LNA
-
0/90
LPF/BPF Filter
VGA
RFp RFn
ADC
4.8GHz VCO
PLL
DCXO
VGA
DAC
PA
0/90 DAC
VGA
一、低功耗蓝牙（BLE）Transceiver系统结构
模拟IC设计进阶 课 程 内 容
主讲人：Chris
目录 Agenda
一 低功耗蓝牙（BLE）Transceiver系统结构介绍
二 CMOS工艺有源及无源器件介绍
三 gm/Id设计方法介绍及曲线仿真 四 Bandgap电路仿真及版图设计 五 LDO电路仿真及版图设计 六 有源低通滤波器（LPF）仿真及版图设计
二、 CMOS工艺有源及无源器件介绍
MOS晶体管、BJT、电阻、电容、电感等
三、 gm/Id设计方法介绍及曲线仿真
、 Bandgap电路仿真及版图设计
五、 LDO电路仿真及版图设计
六、有源低通滤波器（LPF）仿真及版图设计
六、有源低通滤波器（LPF）仿真及版图设计
04_集成电路_第三讲_Spectre、Ultrasim和Spectre-Verilog_仿真介绍
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pnp gnd vdc idc vpulse vpwl
vsin
14
元器件symbol视图
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模拟仿真的设置(重点)
Composerschamatic界面中 的Tools → Analog Environment项可 以打开Analog Design Environment 窗口， 如右图所示。
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11
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工具栏介绍
从上至下：
1.Check and Save
2.Save
3.Zoom in by 2 ]
4.Zoom out by 2 [
5.Stretch
s
6.Copy
c
7.Delete
Del
8.Undo
u
9.Property
q
10.Instance
i
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注意！ View要选择symbol
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13
常用analoglib库的元器件
器件 电阻 电容 电感 NMOS PMOS
npn管
Cell 名称 res cap ind
nmos4 pmos4
npn
pnp管 地
直流电压源 直流电流源 方波发生源
可编程方波发 生源
正弦波发生源
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一、模拟前端EDA工具简介
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3
电子系统的层次
上游
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下游
4
模拟集成电路的设计流程
1.交互式电路图输入
2.电路仿真 3.版图设计
模拟IC设计流程总结PPT课件
PM Group 陈志军
1
微固学院 功率集成技术实验室
.
主要内容
31
绪论
2
前端设计
3
后端设计
4
后端设计工具
35
结论
2
.
模拟IC与数字IC的比较
3
.
模拟IC设计的特点 ▪ Geometry is an important part of the design ▪ Usually implemented in a mixed analog-digital circuit ▪ Analog is 20% and digital 80% of the chip area ▪ Analog requires 80% of the design time
9 CMOS Mixed-Signal Circuit Design
10 Analog MOS Integrated Circuits II 11 Fundamentals of Power Electronics 12 Switching Power Supply Design 13 Power Electronics :Circuits,Devices and Applications 14 Modern DC- to-DC Switchmode Power Converter Circu8its
养成边标线边纪录的习惯。
▪ 提取版图是一个需要细心和耐心的过程。版图提取错误，会给
随后的电路分析造成很大的麻烦和重复劳动，浪费时间，延缓 进度。
▪ 按照版图的布局分块提取版图，注明晶体管的类型，遵循版图
原状，不要合并晶体管。
▪ 提取版图时应先确定器件的类型，再从POLY层画出器件，然后
模拟集成电路的设计流程
模拟集成电路的设计流程一、需求分析与规格确定1. 应用场景：了解电路将用于何种设备，如手机、电脑、汽车电子等，以及这些设备对电路的特殊要求。
2. 性能指标：根据应用场景，确定电路的关键性能参数，如增益、带宽、功耗、线性度、噪声等。
3. 工作条件：明确电路的工作电压、温度范围、湿度、震动等环境条件。
4. 成本与尺寸：考虑电路的成本目标和封装尺寸，确保设计在商业上是可行的。
5. 制定规格书：将上述分析结果整理成详细的技术规格书，为后续设计工作提供依据。
二、电路架构设计与仿真在规格确定后，设计师开始进行电路架构的设计。
这一阶段，设计师需要运用专业知识，选择合适的电路拓扑，并进行初步的仿真验证。
1. 电路拓扑选择：根据规格书要求，选择合适的电路拓扑，如运算放大器、滤波器、稳压器等。
2. 元器件选型：根据电路拓扑，选取合适的晶体管、电阻、电容等元器件。
3. 原理图绘制：使用电路设计软件，绘制电路的原理图。
4. 参数调整与优化：通过仿真软件，对电路参数进行调整，以优化电路性能。
5. 仿真验证：进行直流分析、交流分析、瞬态分析等仿真，验证电路在不同工作条件下的性能是否符合规格要求。
三、版图布局与设计规则检查1. 版图绘制：根据原理图，绘制电路的版图，包括元器件布局、连线、焊盘等。
2. 设计规则检查（DRC）：确保版图设计符合制造工艺的设计规则，如线宽、线间距、寄生效应等。
3. 版图与原理图一致性检查（LVS）：通过软件工具，比较版图与原理图是否一致，确保没有设计错误。
4. 参数提取：从版图中提取寄生参数，为后续的版图后仿真做准备。
四、版图后仿真与优化版图设计完成后，需要进行版图后仿真，以验证实际制造出的电路性能。
1. 版图后仿真：利用提取的寄生参数，对版图进行后仿真，检查电路性能是否受到影响。
2. 性能优化：根据仿真结果，对版图进行必要的调整，以优化电路性能。
3. 设计迭代：如果仿真结果不理想，可能需要返回前面的步骤，对电路架构或版图进行重新设计。
集成电路版图设计基础第五章：模拟IC版图
电源分布是版图设计中非常重要 的一个环节，它涉及到如何合理 地分布电源网络，以保证电路的
稳定性和性能。
常用的电源分布技术包括电源网 格、电源岛和电源总线等，这些 技术可以有效减小电源网络的阻
抗和减小电压降。
热设计
在模拟IC版图设计中，热设计 是一个不可忽视的环节，它涉 及到如何有效地散热和防止热 失效。
验证与测试
功能验证
通过仿真测试或实际测试，验证版图实现的电路功能是 否正确。
时序验证
检查电路时序是否满足设计要求，确保电路正常工作。
ABCD
性能测试
对版图实现的电路进行性能测试，包括参数、频率、功 耗等方面的测试。
可测性、可维护性和可靠性测试
对版图进行测试，验证其在测试、维修和可靠性方面的 表现是否符合要求。
02
模拟IC版图设计流程
电路设计
确定设计目标
根据项目需求，明确电路 的功能、性能指标和限制 条件。
选择合适的工艺
根据电路需求，选择合适 的工艺制程，确保电路性 能和可靠性。
电路原理图设计
使用电路设计软件，根据 电路功能和性能要求，设 计电路原理图。
参数提取与仿真验证
对电路原理图进行仿真验 证，提取关键参数，确保 电路性能满足设计要求。
版图布局
确定版图布局方案
模块划分与放置
根据电路原理图和工艺制程要求，确定合 理的版图布局方案。
将电路原理图划分为若干个模块，合理放 置在版图上，确保模块间的连接关系清晰 、简洁。
电源与地线设计
考虑可测性、可维护性和可靠性
合理规划电源和地线的分布，降低电源和 地线阻抗，提高电路性能。
在版图布局时，应考虑测试、维修和可靠 性等方面的需求。
IC模拟版图设计ppt课件
DRC文件
第三部分：版图的准备 3. DRC文件
3.3 举例说明 nwell的 DRC文 件
NW DRC
第三部分：版图的准备
4. LVS文件 4.1 LVS: layout versus schematic，版图与电路图 对照。 4.2 LVS工具不仅能检查器件和布 线，而且还能确认器件的值 和类型是否正确。
YES LAYOUT CASE
YES
第三部分：版图的准备
4. LVS文件 4.4 layer mapping: 1) 右图描述了文件的层次定义、 层次描述及gds代码； 2) Map文件 是工艺转换
之间的一个桥梁。
第三部分：版图的准备
4. LVS文件 4.5 Logic operation: 定义了文件层次的 逻辑 运算。
IC模拟版图设计
39
第三部分：版图的准备
1. 必要文件 ✓ PDK ✓ *.tf ✓ display.drf ✓ DRC ✓ LVS ✓ cds.lib ✓ .cdsenv ✓ .cdsinit
40
版图设计基础——设计规则 2. 设计规则
2.1 版图设计规则——工艺技术要求 2.2 0.35um，0.25um，0.18um，0.13um，不同的工艺
电路图
版图
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4. LVS文件 4.9 LVS网表对比
第三部分：版图的准备
电路网表 版图网表
电路网表与版
图网表完全一
致的结果显示 （ Calibre工具）
版图网表转换为
版图
Back 59
IC模拟版图设计
第四部分：版图的艺术
1. 模拟版图和数字版图的首要目标 2. 首先考虑的三个问题 3. 匹配
3.1 匹配中心思想 3.2 匹配问题 3.3 如何匹配 3.4 MOS管 3.5 电阻 3.6 电容 3.7 匹配规则
IC模拟版图课程设计
IC模拟版图课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解IC版图的基本概念，掌握版图设计的基本原理。
2. 学生能够运用所学知识，进行简单的IC模拟版图设计。
3. 学生了解版图中常见的电路元件及其符号，掌握其连接方式和布局规则。
技能目标：1. 学生能够运用专业软件进行IC模拟版图的设计与绘制。
2. 学生掌握版图设计中常见的调试方法，具备分析和解决问题的能力。
3. 学生通过实际操作，提高团队协作能力和沟通能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子科技的兴趣，增强对IC行业的认知。
2. 学生在实践过程中，树立正确的工程观念，注重细节，追求精益求精。
3. 学生通过课程学习，培养良好的学习习惯和团队合作精神。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论教学，使学生能够将所学知识应用于实际操作中。
学生特点：学生具备一定的电子基础知识，对IC设计有一定了解，但对版图设计较为陌生。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，以学生为中心，引导他们主动探究、积极实践，提高学生的动手能力和创新能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，提供有针对性的指导。
通过课程学习，使学生达到上述设定的知识、技能和情感态度价值观目标。
二、教学内容1. 版图设计基础理论：- 版图基本概念、版图设计流程及规范。
- 版图中常见的电路元件、符号及其连接方式。
- 版图布局规则及注意事项。
2. 版图设计实践操作：- 使用专业软件进行版图设计的基本操作。
- 简单IC模拟版图的设计与绘制。
- 版图设计中常见问题的调试与解决。
3. 教学案例分析：- 分析典型IC模拟版图案例，了解版图设计的实际应用。
- 学习优秀版图设计技巧，提高自身设计水平。
教学内容安排与进度：第一周：版图设计基础理论、软件操作介绍。
第二周：版图中常见电路元件及其连接方式、布局规则。
第三周：实际操作练习，进行简单IC模拟版图设计。
第四周：版图设计案例分析，总结经验，提高设计能力。
教材章节及内容：第一章：版图设计基础1.1 版图基本概念1.2 版图设计流程及规范1.3 版图中常见的电路元件及符号第二章：版图设计实践2.1 专业软件操作2.2 简单IC模拟版图设计2.3 版图调试与问题解决第三章：教学案例分析3.1 典型IC模拟版图案例3.2 优秀版图设计技巧教学内容确保科学性和系统性，结合实际教学需求，注重理论与实践相结合，使学生能够循序渐进地掌握版图设计相关知识。
工程师谈模拟IC设计，这四个部分必须掌握
工程师谈模拟IC设计，这四个部分必须掌握操作系统众所周知，模拟电路难学，以最普遍的晶体管来说，我们分析它的时候必须首先分析直流偏置，其次在分析交流输出电压。
可以说，确定工作点就是一项相当麻烦的工作（实际中来说），晶体管的参数多、参数的离散性也较大。
但值得我们注意的是，模拟电路构建了电子行业的基础，至今为止，电子技术已经发展到如此高的水平。
但如果我们观察各种电子电路的发展，我们会发现：几乎所有的电子技术都离不开放大技术。
即使是数字芯片内部，其基本单元都是互补型源极接地放大电路。
模拟电子技术的重要性时不我待。
模拟电路再怎么说，关键的是多学多做，做出片子就自然懂得哪些知识点需要掌握了。
这里就主要谈谈学习模拟电路要求的四个知识部分，要成为模拟电路的设计者，我们必须掌握其最基本的以下四个组成部分：（1）晶体管元件的设计它是指半导体工程学方面的知识，任何设计的IC芯片都将最终回归于它，一般都是从薛定谔波动方程式开始引出的（比较复杂），但与实际具体设计电路直接联系不大，而我们又不能缺少这部分，是理论基础。
（2）晶体管电路的设计要从事模拟电路设计事实上必须掌握晶体管电路的基本知识，推荐一边学习一边实验、仿真，PSPICE之类的都可以，通一个就行，同时要注意多想多动手。
时间长了自然能掌握晶体管电路的设计技术，这里面的学习，我们就开始掌握经验。
晶体管、FET是构建整个电路的基础，这里学通了，诸多IC的原理图就很直观了。
（3）功能模块的设计功能模块主要以各种各样的运放为基础，包括AD、DA、PLL、稳压源等等，它们都主要是由晶体管构成的，功能模块设计工程中都会将元器件适当的理想化。
这部分的学习是十分重要的。
一般都是从这里开始学习模拟电路，这部分相对来说比较易懂，也是模拟电路学习的切入点。
（4）系统设计这部分就需要相当的高度，需要虑方方面面。
其实，说实在的，真正做过一两块片子就差不多能通大半部分。
关键是试验、动手。
模拟电路的境界复旦攻读微电子专业模拟芯片设计方向研究生开始到现在五年工作经验，已经整整八年了，其间聆听过很多国内外专家的指点。
芯片设计中的模拟电路设计技巧有哪些
芯片设计中的模拟电路设计技巧有哪些在当今的科技时代，芯片作为电子设备的核心组件，其性能和功能的优劣直接影响着整个设备的表现。
而在芯片设计中，模拟电路设计是一个至关重要的环节。
模拟电路负责处理连续变化的信号，如声音、图像和温度等，其设计的好坏直接关系到芯片的精度、稳定性和可靠性。
那么，在芯片设计中，模拟电路设计有哪些技巧呢？首先，了解需求是设计的第一步。
在开始模拟电路设计之前，必须要对整个系统的需求有清晰的认识。
这包括输入输出信号的范围、精度要求、工作频率、功耗限制等等。
只有明确了这些需求，才能为后续的设计工作提供正确的方向。
例如，如果是设计一个音频处理芯片中的模拟放大器，就需要知道音频信号的频率范围、增益要求以及噪声和失真的容忍限度。
电路拓扑结构的选择是关键之一。
不同的模拟电路功能往往有多种可行的拓扑结构，选择合适的结构能够大大提高电路的性能。
以放大器为例，常见的有共射放大器、共集放大器和共基放大器等。
共射放大器具有较高的增益，但输入输出电阻不太理想；共集放大器输入电阻高、输出电阻低，但增益相对较低；共基放大器则具有较高的频率响应。
在实际设计中，需要根据具体的性能要求来选择合适的拓扑结构。
器件选型也不容忽视。
在模拟电路中，常用的器件有晶体管、电阻、电容和电感等。
对于晶体管，需要考虑其类型（如BJT 或MOSFET）、参数（如跨导、阈值电压等）以及工作特性。
电阻和电容的精度、温度系数等参数也会对电路性能产生重要影响。
例如，在高精度的模拟电路中，可能需要使用精密电阻和低温度系数的电容。
电源和地的设计至关重要。
稳定的电源供应是保证模拟电路正常工作的基础。
电源的噪声、纹波和稳定性都会影响电路的性能。
合理的电源布线和去耦电容的使用可以有效地降低电源噪声。
同时，良好的接地设计可以减少地电位的波动和噪声干扰。
在多层电路板设计中，要将电源层和地层合理布局，以提供低阻抗的电流回路。
反馈的运用是模拟电路设计中的重要手段。
芯片设计中的模拟电路设计技巧是什么
芯片设计中的模拟电路设计技巧是什么在当今的科技时代，芯片作为各种电子设备的核心组件，其性能和功能的优劣直接影响着设备的整体表现。
而在芯片设计中，模拟电路设计是一个至关重要的环节。
它与数字电路设计相辅相成，共同构成了复杂而强大的芯片系统。
那么，芯片设计中的模拟电路设计技巧究竟是什么呢？让我们一起来探讨一下。
首先，我们要明白模拟电路设计的目标是实现对连续信号的准确处理和传输。
与数字电路中只有“0”和“1”两种状态不同，模拟电路处理的信号是连续变化的电压或电流。
这就要求模拟电路设计师对电路中的各种参数有极其精确的把控。
电源管理是模拟电路设计中的一个关键技巧。
在芯片中，各个模块都需要稳定且合适的电源供应。
设计师需要精心设计电源电路，以确保在不同的工作条件下，电源电压的稳定性和噪声水平都能满足芯片的要求。
例如，采用低噪声的稳压器件、合理布局电源走线以减小电阻和电感带来的压降等。
器件选型也是至关重要的一环。
不同的半导体器件具有不同的特性，如晶体管的增益、带宽、噪声等参数。
设计师需要根据具体的应用需求，选择合适的器件。
比如，在对带宽要求较高的放大器设计中，可能会选择高速晶体管；而在对噪声要求苛刻的传感器接口电路中，则会选用低噪声的器件。
版图设计是模拟电路设计中容易被忽视但却极其重要的技巧。
良好的版图设计不仅能够提高电路的性能，还能增强芯片的可靠性。
在版图设计中，要考虑器件的匹配性、寄生参数的影响以及信号的完整性。
例如，对于需要高精度匹配的电阻或电容，应采用共心布局以减小工艺偏差带来的影响；对于高频信号线路，要注意减少寄生电感和电容，避免信号反射和衰减。
反馈技术在模拟电路设计中被广泛应用。
通过引入适当的反馈，可以改善电路的稳定性、线性度和增益精度。
负反馈能够减小增益误差、拓宽带宽并提高线性度，但如果反馈量过大，可能会导致电路不稳定。
因此，设计师需要准确计算反馈系数，以在性能优化和稳定性之间找到最佳平衡点。
噪声管理是模拟电路设计中必须面对的挑战。
模拟射频IC设计理论学习过程
模拟射频IC设计基础理论知识学习及进阶过程模拟集成电路设计最重要的是基础理论知识，基础理论的重要性很多人一开始并没有意识到，工作一段时间，做过几个项目以后就会深有感触。
除此之外就是个人的学习能力和分析问题、解决问题的能力，其实这些能力还是与基础知识有极大关系。
因为理论知识的学习需要一个系统的学习过程，其中涉及到非常多的相关课程，并不是一门实践课所能解决的。
基础理论知识的学习途径很多，可以是学校的基础课和专业课，也可以是个人自学相关课程，IC设计所需要的理论知识的深度不是完成学业应付考试的水平所能比拟的，因此需要一个刻苦的深入学习过程。
本文主要介绍模拟射频IC设计中所需要的相关基础理论知识的学习过程。
本文就从模拟、射频IC所需要的基础理论知识说起，一步一步说明如何进阶学习。
最基础的是高等数学，电路分析基础，模拟电路基础，数字电路，信号与系统，自动控制理论，高频电路基础，射频微波电路理论，无线通信原理，这些是电路方面需要具备的基础知识，其中模拟电路和射频电路需要深入学习，学校课程上的那点皮毛是完全不够用的，需要做到知其然也知其所以然，很多公式及理论的计算推导过程最好彻底吃透；射频电路的S参数、smith圆图、阻抗匹配、噪声系数、线性度、射频收发机结构等理论知识很关键，这个过程非常考验个人的学习能力；无线通信原理是做射频ic必须熟悉的系统方面的知识，射频ic绝大部分是用于通信领域的。
然后需要学习的是半导体工艺相关的基础知识，包括半导体器件物理、半导体工艺技术及流程等微电子基础理论知识，因为模拟射频集成电路用到的晶体管、无源器件建模和半导体工艺关系紧密，射频电路实际设计中采用的增强隔离性及降低噪声耦合等的方法和工艺息息相关。
基础知识扎实以后可以开始具体模拟ic设计的课程学习，当然这部分的学习过程也可以和基础知识学习过程结合起来，很多经典ic设计教材都是从基础知识开始讲起，一步一步进阶模拟ic设计的。
这个过程比较推荐P.R.Gray的《模拟集成电路分析与设计》，当然最好是英文原版，翻译版本错误多多，容易把初学者带沟里，这本教材的分析推导过程无比详细，能够跟着推导一遍的话绝对收获无穷，从基础的工艺，器件模型，基本放大电路到模拟电路的精髓---运算放大器每一部分都是ic设计的核心基础。
课程设计说明书模拟IC设计报告
北京理工大学珠海学院课程设计说明书题目: 模拟IC课程设计学院：信息学院专业班级： 11电子科学与技术班学号：学生姓名：指导教师：2014年 1月1日北京理工大学珠海学院课程设计任务书2013 ～2014 学年第 1 学期学生姓名：专业班级： 11电班指导教师：工作部门：信息学院一、课程设计题目模拟IC课程设计二、课程设计内容1、了解模拟电路仿真工具Hspice的使用，会编写电路的网表文件，并用hspice对其进行仿真分析。
2、掌握模拟电路设计工具virtuoso使用，能够绘制基本电路单元的版图。
三、进度安排1. Hspice使用介绍及上机操作；2天2．Composer使用介绍及上机操作；7天3．答辩验收；1天四、基本要求1．通过实训使学生了解掌握电路仿真软件Hspice的使用。
2．了解掌握模拟电路版图绘制工具Virtuoso的使用流程。
教研室主任签名：鄢永明2013年 01月 04日目录正文一．HSPICE软件介绍 (1)二．HSPICE软件的应用 (1)1.HSPICE软件工具界面 (1)2.HSPICE的简单应用——反相器网表 (2)3.仿真结果 (2)Cadence—版图设计与仿真一．Cadence的简介 (3)二．Cadence的应用 (3)1.实验内容 (3)2.实验过程 (3)3.实验结果 (5)（1）反相器原理图 (5)（2）反相器仿真图 (5)（3）反相器DC仿真结果 (5)（4）反相器版图 (6)三．RDC验证 (6)四．LVS验证 (7)拓展实验——CMOS运算放大器的仿真一．实验原理图 (8)二．运算放大器仿真图 (9)三．DC仿真结果 (11)实验总结 (12)参考文献 (13)正文一．HSPICE软件介绍随着微电子技术的迅速发展以及集成电路规模不断提高，对电路性能的设计要求越来越严格，这势必对用于大规模集成电路设计的EDA 工具提出越来越高的要求。
自1972 年美国加利福尼亚大学伯克利分校电机工程和计算机科学系开发的用于集成电路性能分析的电路模拟程序SPICE（Simulation Program with IC Emphasis）诞生以来，为适应现代微电子工业的发展，各种用于集成电路设计的电路模拟分析工具不断涌现。
集成电路模拟射频ic
集成电路模拟射频ic射频集成电路（RFIC）是一种专门设计和制造射频信号处理和传输的集成电路。
它在无线通信、雷达、无线电频率识别（RFID）、卫星通信等领域发挥着重要作用。
RFIC的设计和模拟是确保射频系统性能的关键步骤之一。
在RFIC的设计过程中，模拟是必不可少的。
通过模拟，设计人员可以评估电路的工作状态，调整参数以获得最佳性能。
模拟可以帮助设计人员预测电路的响应，优化功耗和频率响应，并确保电路的稳定性和可靠性。
模拟射频IC的过程通常涉及到多个步骤。
首先，设计人员需要确定电路的规格和性能要求。
然后，他们使用模拟工具来创建电路的原理图，并选择合适的元器件来实现设计。
设计人员还需考虑电路的布局和布线，以确保信号传输的可靠性和最小的功耗。
在模拟过程中，设计人员还需要考虑射频信号的特性，如信号强度、频率、相位等。
他们使用模拟工具来模拟射频信号在电路中的传播和衰减情况，并根据结果进行调整和优化。
模拟射频IC的过程中，设计人员还需要考虑到电路中可能存在的噪声和干扰。
他们使用模拟工具来评估电路的噪声性能，并采取相应的措施来降低噪声和干扰。
值得注意的是，射频集成电路的设计和模拟是一项复杂而精密的工作。
设计人员需要具备深入的电路知识和射频技术，以及熟练的模拟工具的使用。
他们还需要不断学习和研究最新的射频技术，以跟上行业的发展和需求。
模拟射频IC是设计和制造射频系统的关键步骤之一。
通过模拟，设计人员可以评估电路性能、优化设计参数，并确保电路的稳定性和可靠性。
射频集成电路的设计和模拟是一项复杂而精密的工作，需要设计人员具备深入的电路知识和射频技术，以及熟练的模拟工具的使用。
通过不断学习和研究，设计人员可以不断提高射频集成电路的设计和模拟水平，推动射频技术的发展和创新。
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温 温 温 温 温 (d器的设计(差模输入输出)
两级放大，共源共栅输入 ，共模反馈，Miller电容零极点补偿
浙大微电子 13/22
带有共模反馈的运算放大器
两级放大，共源共栅输入 ，共模反馈，Miller电容零极点补偿
• 电路设计软件及模型
– 电路图绘制 – 电路仿真（验证） – SPICE MODEL（工艺）
• 版图设计软件及验证文件
– 版图绘制 – 设计规则检查（DRC） – 版图-电路图一致性检查（LVS）
• 后仿真
– 寄生参数提取（Extract）
浙大微电子 3/22
DRC验证文件(Design Rule Check)
浙大微电子 9/22
带隙基准源温度特性
ff 54ppm
温 温 温 温 (V)
tt 13.2ppm
ss 19.4ppm
温 温 (° C)
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带隙基准源输出与电源电压关系
温 温 温 温 (V)
ff tt ss
温 温 温 温 (V)
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带隙基准源电源抑制比
ff tt ss
ivIf(switch("drc?") then ；条件转移语句，选择是否运行drc ivIf(switch("checkTechFile") then checkAllLayers() ) ；N阱规则检查 ivIf(switch("nwell")||switch("all") then ；条件转移语句，选择是否检查N阱 drc(nwell width < 4.8 "1.a:Minimum nwell width =4.8") ；检查N阱宽度是否小于4.8um drc(nwell sep < 1.8 "1.b:Minimum nwell to nwell spacing =1.8") ；检查N阱之间的最小间距是否小于1.8um drc(nwell ndiff enc < 0.6 "1.c:nwell enclosure ndiff =0.6" ) ；检查N阱过覆盖N扩散区是否大于0.6um drc(nwell pdiff enc < 1.8 "1.d:nwell enclosure pdiff =1.8") ；检查N阱过覆盖N扩散区是否大于1.8um saveDerived(geomAndNot(pgate nwell) "1.e:p mos device must in nwell") ) ；检查pmos是否在N阱内
第三讲
模拟IC及其模块设计
浙大微电子 韩 雁
2010.3
内容
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 模拟IC设计需要具备的条件 模拟IC设计受非理想因素的影响 带隙基准源的设计 运算放大器的设计 电压比较器的设计 过温保护电路的设计 欠压保护电路的设计
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1、模拟IC设计需要具备的条件
P
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温 温 温 温 (V)
• 偏差士10%
ff 54ppm
tt 13.2ppm
ss 19.4ppm
温 温 (° C)
N+
N+
模拟IC设计受非理想因素的影响（2）
• 寄生电感电容电阻的影响
– 互感 – 连线电阻 – 结电容、连线电容（线间、对地）
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3、带隙基准源的设计
推导公式如下：
V IRV B E 1 2 B E 2
I VBE1 Vt ln( 1 ) Is I VBE 2 Vt ln( 2 ) nI s
I2
Vt ln( n ) R
VV () k R V V l n ( n ) R E F B E 3I 2 B E 3k t
dV dV dV BE 3 t REF k ln( n ) 0 令： dT dT dT
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Extract（寄生）器件、参数提取文件
• drcExtractRules( • ivIf( switch( "extract?" ) then ；定义识别层 ngate=geomAnd(ndiff poly) pgate=geomAnd(pdiff poly) ；提取器件 extractDevice( pgate poly("G") psd("S" "D") "pmos ivpcell" ) extractDevice( ngate poly("G") nsd("S" "D") "nmos ivpcell")
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LVS验证文件(Layout Versus Sch.)
lvsRules( procedure( compareMOS (layPlist,schPlist) ；比较MOS管的属性 prog( ( ) if(layPlist->w!=nil && schPlist->w!=nil then if( layPlist->w !=schPlist->w then sprintf (errorW,"Gate width mismatch: %gu layout to %gu schematic", float( layPlist->w ), float( schPlist->w ) ) return( errorW ) ) ) if(layPlist->l !=nil && schPlist->l !=nil then if( layPlist->l != schPlist-> then sprintf( errorL, "Gate length mismatch: %gu layout to %gu schematic", float( layPlist->l ),float(schPlist->l) ) return( errorL ) ) ) return( nil ) ) )
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2、模拟IC设计受非理想因素的影响（1）
• PVT(制造工艺、工作电压、环 境温度) – P (制造工艺)
• tt ff ss sf fs 五个工艺角
– V (工作电压)
– T (环境温度)
• 民品（0 °- 75°C）
• 工业用品（-25 °- 85°C） • 军品（-55 °- 125°C）