CMOS反相器电路版图设计与仿真

合集下载

MOS集成电路--CMOS反相器电路仿真及版图设计

MOS管集成电路设计题目：CMOS反相器电路仿真及版图设计*名：***学号：***********专业：通信工程指导老师：***2014年6月1日摘要本文介绍了集成电路设计的相关思路、电路的实现、SPICE电路模拟软件和LASI7集成电路版图设计的相关用法。

主要讲述CMOS反相器的设计目的、设计的思路、以及设计的过程，用SPICE电路设计软件来实现对反相器的设计和仿真。

集成电路反相器的实现用到NMOS和PMOS各一个，用LASI7实现了其版图的设计。

关键字：集成电路CMOS反相器LT SPICE LASI7目录引言 ....................................................................................................................................... - 2 -一、概述 ............................................................................................................................... - 2 -1.1MOS集成电路简介.................................................................................................... - 2 -1.2MOS集成电路分类.................................................................................................... - 2 -1.3MOS集成电路的优点................................................................................................ - 3 -二、LTspice电路仿真 .......................................................................................................... - 3 -2.1SPICE简介 ................................................................................................................... - 3 -2.2CMOS反相器LT SPICE仿真过程 ..................................................................... - 3 -2.2.1实现方案 .............................................................................................................. - 3 -2.2.2 LTspice电路仿真结果 ...................................................................................... - 5 -三、LASI版图设计 ............................................................................................................... - 5 -3.1LASI软件简介........................................................................................................ - 5 -3.2版图设计原理......................................................................................................... - 6 -3.3LASI的版图设计.................................................................................................... - 6 -四、实验结果分析 ............................................................................................................... - 8 -五、结束语 ........................................................................................................................... - 8 -参考文献 ............................................................................................................................... - 8 -引言CMOS技术自身的巨大潜力是IC高速持续发展的基础。

CMOS反相器版图设计

XXXXXXX实验报告课程名称：集成电路设计实验名称：CMOS反相器版图设计学号姓名：指导教师评定：____________________________ 签名：_____________________________一、实验目的1、了解集成电路版图设计流程。

2、利用L-Edit 进行NMOSFET 版图设计。

3、利用L-Edit 进行CMOS反相器设计。

二、实验器材计算机一台，Tanner L-Edit软件三、实验原理CMOS 反相器由PMOS 和NMOS 晶体管组成，利用PMOS晶体管版图和NMOS 晶体管版图可以完成COMS反相器版图的设计。

四、实验步骤1、设计PMOS晶体管版图。

2、设计N MOS晶体管版图。

3、设计CMOS反相器版图：（1）启动版图编辑器L-Edit。

（2）新建文件。

新建一个Layout 文件，文件的设置信息可以从前面创建的文件中复制。

(3) 对文件进行重命名。

将L-Edit 编辑器默认的文件名Layout 改为Inverter。

(4) 设置格点与坐标。

格点与坐标的设定方式与创建PMOS 晶体管时设定的方法一致。

(5) 调用PMOS 和NMOS 晶体管作为例化单元。

使用Cell---Instance 命令来调用PMOS 单元。

在出现的Select Cell to Instance 对话框中，通过点击Browse按钮浏览到“MOS”文件，可以看到该文件下面有PMOS 和NMOS 两个单元，点击PMOS，然后点击“OK”，可以看到Inverter 文件cell0 单元的版图已经添加了PMOS 单元。

利用同样的方法，可以将NMOS 单元也添加进来。

(6) 连接PMOS 和NMOS 晶体管的栅极。

从CMOS 反相器电路可知，PMOS晶体管和NMOS 晶体管的栅极要连在一起作为反相器的输入端，所以在放置这两个晶体管的时候可以将两者的栅极对准，以便连接。

具体操作是，选择Layer的多晶硅(Poly)层和方框绘图工具后，在版图区域中画一个宽度与晶体管栅极相等的多晶硅矩形，如图1 所示。

CMOS反相器原理图版图的仿真设计

集成电路专业学年论文论文题目：CMOS反相器原理图版图设计与仿真学院：电子工程学院年级：2008级专业：集成电路设计与集成系统姓名：学号：指导教师：2011年 7月 8日摘要门电路是构成各种复杂数字电路的基本逻辑单元，掌握各种门电路的逻辑功能和电气特性，对于正确使用数字集成电路是十分必要的。

MOS门电路：以MOS管作为开关元件构成的门电路。

MOS门电路，尤其是CMOS门电路具有制造工艺简单、集成度高、抗干扰能力强、功耗低、价格便宜等优点，得到了十分迅速的发展。

所谓CMOS (Complementary MOS)，是在集成电路设计中，同时采用两种MOS器件：NMOS和PMOS，并通常配对出现的一种电路结构。

CMOS电路及其技术已成为当今集成电路,尤其是大规模电路、超大规模集成电路的主流技术。

反相器是数字电路中的一种基本功能模块。

将两个串行反相器的输出作为一位寄存器的输入就构成了锁存器。

锁存器、数据选择器、译码器和状态机等精密数字符件都需要使用基本反相器。

因此此次针对CMOS反相器原理图、版图设计与仿真也是很有必要的自己学会了Tanner EDA软件的使用。

也进一步了解了CMOS反相器直流特性瞬态特性和版图的绘制。

关键词CMOS;反相器;Tanner EDA;设计;仿真;版图;AbstractThe complex digital circuits are constituted by the basic gate circuits,and the Gate circuits is the logic cells.Grasp at various kinds of logic gates' functions and electrical characteristics for the proper use of digital integrated circuits is essential. MOS gate[1]: The MOS tube as a switching element constitute the gate. MOS gate, especially a CMOS gate with simple manufacturing process, high integration, anti-interference ability, low power consumption, cheap, etc., has been very rapid development. The so-called CMOS (Complementary MOS), is in IC Design, while using two MOS devices: NMOS and PMOS, and the emergence of a circuit is usually paired structure. CMOS circuits and technology has become today's integrated circuits, especially large-scale circuits, VLSI mainstream technology.Inverter is a basic digital circuit modules. The two serial output of the inverter as a register input to constitute a latch. Latch, data selectors, decoders and state machines and other precision parts are required to use a few characters in the basic inverter.Therefore, the schematic for the CMOS inverter layout design and simulation is necessary to learn their own Tanner EDA software. Further understanding of the transient characteristics of CMOS inverter DC characteristics and layout drawing.Key wordsCMOS; inverter; TannerEDA; design; simulation; territory;目录摘要 (II)Abstract (III)前言 (3)第一章使用S-Edit编辑设计CMOS反相器原理图 (4)1.1绘制CMOS反相器原理图 (4)1.1.1进入S-Edit建立新文件 (4)1.1.2环境设置环境设置 (4)1.1.3编辑模块并浏览组件库 (5)1.1.4从组件库引用模块 (5)1.1.5编辑反相器 (6)1.1.6加入输入输出端口 (7)1.1.7反相器的输出成果 (7)1.2反相器瞬态分析 (8)1.2.1进入S-Edit编辑文件 (8)1.2.2输出成Spice文件 (8)1.2.3加载包含文件 (9)1.2.4插入分析设定和输出设定命令 (10)1.2.5进行模拟 (11)1.3反相器直流分析 (12)1.3.1 进入S-Edit (12)1.3.2 加入工作电源和输入直流信号 (12)1.3.3 编辑直流电压源 (13)1.3.4 输出spice文件 (13)1.3.5分析设定和输出设定 (14)1.3.6进行模拟 (115)1.3.7结果分析 (116)第二章使用S-Edit编辑设计CMOS反相器原理图 (17)2.1绘制反相器版图的前期设置工作 (17)2.1.1 打开L-Edit软件新建版图文件 (17)2.1.2 取代设定 (17)2.1.3编辑组件 (17)2.1.4设计环境设定 (17)2.2绘制反相器 (18)2.2.1 编辑PMOS (18)2.2.2 编辑NMOS (18)2.2.3 其他部分 (20)2.3使用T-Spice进行版图设计仿真 (21)结论 (22)参考文献 (23)前言CMOS结构的主要优点是电路的静态功耗非常小，电路结构简单规则，使得它可以用于大规模集成电路、超大规模集成电路。

CMOS反相器电路设计

经典文论文题目：CMOS反相器电路设计、仿真及版图设计学生姓名：欧阳倩学号：20131060189专业：通信工程任课教师：梁竹关摘要：本文着重介绍了LTspice和LASI软件的相关设计原理和简单的设计操作，对此，我首先将从电路的工作原理方面介绍CMOS4反相器的结构、特性及其电路工作原理。

了解其工作原理是进行仿真和版图设计的基础。

然后我选择利用LTspice来进行CMOS反相器的设计仿真以此来证实其设计正确性，之后采用LASI画出符合工业设计的CMOS反相器的版图。

通过本次设计实验可以更加了解CMOS4反相器的工作原理，并掌握了CMOS4反相器的基本设计方法。

关键词：CMOS反相器LTspice LASI版图设计封装测试目录第一章引言 (4)第二章CMOS反相器 (4)2.1 CMOS反相器的结构原理 (4)2.2 CMOS反相器的特性分析 (5)第三章CMOS反相器的电路仿真 (8)3.1 CMOS反相器的电路图设计 (9)3.2 CMOS反相器的仿真及结果分析 (11)第四章CMOS反相器的版图设计 (12)结束语 (20)参考文献 (21)引言现在是一个电子信息高速发展得时代，电子产品无处不在，我们也越来越离不开各式各样的电子产品，集成电路作为电子产品的核心同样也受到了重视，电子设计也是当今社会的一大焦点问题，怎样才能设计出集性能、高效、便捷、低价为一体的电路器件又是当下人们急需解决的任务，因此培养集成设计人才也是众多高校重视的任务。

以MOS管作为开关元件的门电路称为MOS门电路。

由于MOS型集成门电路具有制造工艺简单、集成度高、功耗小以及抗干扰能力强等优点，因此它在数字集成电路产品中占据相当大的比例。

与TTL门电路相比，MOS门电路的速度较低。

MOS门电路有三种类型：使用P沟道管的PMOS电路、使用N沟道管的NMOS电路和同时使用PMOS和NMOS管的CMOS电路。

其中CMOS性能更优，因此CMOS门电路是应用较为普遍的逻辑电路之一。

CMOS反相器电路版图设计与仿真

CMO反相器电路版图设计与仿真姓名：邓翔学号：33导师：马奎本组成员：邓翔石贵超王大鹏CMO反相器电路版图设计与仿真摘要：本文是基于老师的指导下，对cade nee软件的熟悉与使用, 进行CMO反相器的电路设计和电路的仿真以及版图设计与版图验证仿真。

关键字：CMO反相器；版图设计。

Abstract：This article is based on the teacher's guida nee,familiar with cade nee software and use, for CMOS in verter circuit design and circuit simulation and Iandscape and the Iandscape design of the simulatio n.Key word : CMOS inverter;Landscape design.一引言20世纪70年代后期以来，一个以计算机辅助设计技术为代表的新的技术改革浪潮席卷了全世界，它不仅促进了计算机本身性能的进步和更新换代，而且几乎影响到全部技术领域，冲击着传统的工作模式。

以计算机辅助设计这种高技术为代表的先进技术已经、并将进一步给人类带来巨大的影响和利益。

计算机辅助设计技术的水平成了衡量一个国家产业技术水平的重要标志。

计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助知识劳动者进行工程和产品的设计与分析，以达到理想的目的或取得创新成果的一种技术。

它是综合了计算机科学与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科。

计算机辅助设计技术的发展是与计算机软件、硬件技术的发展和完善，与工程设计方法的革新紧密相关的。

采用计算机辅助设计已是现代工程设计的迫切需要。

电子技术的发展使计算机辅助设计（CAD）技术成为电路设计不可或缺的有力工具。

CMOS反相器版图设计与仿真报告

CMOS反相器版图设计与仿真报告在此次实例设计中采用Tanner Pro 软件中的L-Edit组件设计CMOS反相器的版图，进而掌握L-Edit的基本功能和使用方法。

操作流程如下：进入L-Edit—>建立新文件—>环境设定—>编辑组件—>绘制多种图层形状—>设计规则检查—>修改对象—>设计规则检查—>电路转化—>电路仿真。

一、绘制反相器版图1）打开L-Edit程序，并将新文件另存以合适的文件名存储在一定的文件夹下：在自己的计算机上一定的位置处打开L-Edit程序，此时L-Edit自动将工作文件命名为Layout1.sdb 并显示在窗口的标题栏上。

而在本例中则在L-Edit文件夹中新建立“反相器版图”文件夹，并将新文件以文件名“Ex11”存与此文件夹中。

如图一所示。

图一打开L-Edit，并另存文件为Ex112）取代设定：选择File->Replace Setup命令，在弹出的对话框中单击浏览按钮，按照路径..\Samples\SPR\example1\lights.tdb找到“lights.tdb”文件，单击OK即可。

此时可将lights.tdb 文件的设定选择性的应用到目前编辑的文件中。

如图二所示。

图二取代设定3）编辑组件：L-Edit编辑方式是以组件（Cell）为单位而不是以文件为单位，一个文件中可以包含多个组件，而每一个组件则表示一种说明或者一种电路版图。

每次打开一个新文件时便自动打开一个组件并命名为“Cell0”；也可以重命名组件名。

方法是选择Cell->Rename 命令，在弹出的对话框中的Rename cell as文本框中输入符合实际电路的名称，如本设计中采用组件名“inv”即可,之后单击OK按钮。

如图三所示。

图三重命名组件为inv4）设计环境设定：绘制布局图必须要有确实的大小，因此要绘图前先要确认或设定坐标与实际长度的关系。

实验二 CMOS反相器版图设计

实验二CMOS反相器的版图设计主要内容：1．pmos1）N Well （横24纵15）2）Active（横14纵5）3) P Select（横18纵9）4）Poly（横2纵9）5) Active Contact（横2纵2）6) Metal1（横4纵4）2．Nmos1）Active（横14纵5）2) N Select（横18纵9）3）Poly（横2纵9）4) Active Contact（横2纵2）5) Metal1（横4纵4）3. 引用pmos、nmos4. 新增PMOS基板节点元件Basecontactp1）N Well （横15纵15）2）Active（横5纵5）3) N Select（横9纵9）4) Active Contact（横2纵2）5) Metal1（横4纵4）5. 新增NMOS基板节点元件Basecontactn1）Active（横5纵5）2) N Select（横9纵9）3) Active Contact（横2纵2）4) Metal1（横4纵4）6. 引用Basecontactp、Basecontactn7. 连接栅极Poly8. 连接漏极9.绘制电源线（横39纵5）10. 绘制地线（横39纵5）11.标出Vdd与GND节点12.连接电源与接触点（PMOS左边接触点与Basecontactp；连接地与接触点（NMOS左边接触点与Basecontactn。

13.加入输入端口PortA1）Poly Contact（横2纵2）2) Poly （横5纵5）3) Metal1（横10纵4）4) Via （横2纵2）----- Via在Metal1中5）Metal2（横4纵4）------ Metal2与Via、Metal1重叠14. 加入输出端口OUT1) Via （横2纵2）----- Via在Metal1中5）Metal2（横4纵4）------ Metal2与Via、Metal1重叠。

数字集成电路第5章 CMOS反相器的设计

输入高电平时的噪声容限为
VTH VOH VON VDD VON
输入低电平时的噪声容限为
VNL VOFF VOL VOFF
第一章概
论
5.2CMOS反相器的直流噪声容限
1.由极限输出电平定义的噪声容限
第一章概
论
5.2CMOS反相器的直流噪声容限
2.由单位增益点定义的噪声容限在增益为0和增益很大的输入电平的区域之间必然存在单位增益点，即

第一章概
论
5.1 CMOS反相器的直流特性
在直流情况下，反相器没有输出电流，总满足
I DN I DP
（1）
V V
in
TN
0
（如ab段）
在此范围内，NMOS管截止，PMOS管工作在线性区
I DN I DP 0
KP
V in V TP V DD V in V TP V out 0
KN KP
，则可以得到
3 1 VC1 VDD VT 8 4
VC 2
5 1 VDD VT 8 4
这种情况下，CMOS反相器的输入高电平和输入低电平的噪声容限相等，
VTH VNL
3 1 VDD VT 8 4
第一章概
论
5.2CMOS反相器的直流噪声容限
2.由单位增益点定义的噪声容限
特点：
Vin作为PMOS和NMOS的共栅极； Vout作为共漏极； VDD作为PMOS的源极和体端； GND作为NMOS的源极和体端
第一章概
论
5.1 CMOS反相器的直流特性
第一章概
论
5.1 CMOS反相器的直流特性

CMOS反相器电路前仿

实验二 CMOS反相器电路前仿一、实验目的1、熟悉CMOS反向器电路原理图的输入方法2、掌握逻辑符号创建方法3、熟悉仿真参数设置4、掌握仿真步骤二、实验原理CMOS反相器是由一个n管和一个p管组成的，p管源极接vdd，n管源极接gnd，若输入IN为低电平，则p管导通，n管截止，输出OUT为高电平。

若输D入IN为高电平，则n管导通，p管截止，输出OUT为低电平。

从而该电路实现了非的逻辑运算，构成了CMOS反相器。

下图是CMOS反相器的原理图：图1：CMOS反相器原理图三、实验内容1、在cadence软件中新建名为‘XXXXXXX’的library。

2、新建原理图cellview，画出CMOS反相器的电路原理图。

3、创建反相器的符号图2:反相器符号4、再新建一个原理图，调用反相器符号，并对应添加外加输入电压vpulse、输出电阻以及激励vdc。

并修改对应参数修改激励vpulse电压值为5V修改vdc电压值5v5、前仿：进行ADE的设置，①设置model library正确路径②设置仿真参数Analyses-->choose-->tran、4n ③选择输入输出电压线④进行仿真 netlist and run得到输入输出电压仿真波形，如下图输入输出电压分开显示四、实验问题思考与总结实验中由于绘制原理图的操作已经很熟悉，所有很快完成，不过在另外新建的原理图中，因为在第一个反相器原理图中的vdd没有实际电压，所以在反相器符号添加有外部输入电压vpulse以及激励vdc，并修改了对应参数，所以在后面前仿时就不用再在setup-->stimuli中设置参数了，这个问题开始困扰了我们好多人，导致仿真失败。

而在前仿中选择电压线的时候也出现了点小小问题，在原理图的画制中反相器输入输出两边连接线过短，导致后面选择电压线选择不到，选为了电流点，从而仿真出错，通过修正，成功完成实验仿真。

本次实验前面原理图的绘制由于有了上次的基础，绘制的很快，但在后面的过程中出现了上述问题，从而拖了很多时间，在老师的帮助下才进一步完成实验，当然，在实验过程中同学之间的相互帮助也是必不可少的。

CMOS反相器版图设计与仿真报告

CMOS反相器版图设计与仿真报告在此次实例设计中采用Tanner Pro 软件中的L-Edit组件设计CMOS反相器的版图，进而掌握L-Edit的基本功能和使用方法。

而在本例中则在L-Edit文件夹中新建立“反相器版图”文件夹，并将新文件以文件名“Ex11”存与此文件夹中。

如图一所示。

此时可将lights.tdb文件的设定选择性的应用到目前编辑的文件中。

如图二所示。

每次打开一个新文件时便自动打开一个组件并命名为“Cell0”；也可以重命名组件名。

方法是选择Cell->Rename 命令，在弹出的对话框中的Rename cell as文本框中输入符合实际电路的名称，如本设计中采用组件名“inv”即可,之后单击OK按钮。

如图三所示。

图三重命名组件为inv4）设计环境设定：绘制布局图必须要有确实的大小，因此要绘图前先要确认或设定坐标与实际长度的关系。

CMOS反相器设计与仿真报告

CMOS 反相器设计与仿真报告CMOS 反相器相当于非门，是数字集成电路中最基本的单元电路。

搞清楚CMOS 反相器的特性，可为复杂数字电路的设计打下基础。

如图0所示电路为反相器，P 管衬底接Udd ，N 管衬底接地，栅极与各自的源极相接，消除了背栅效应，而且P 管和N 管轮流导通和截止，输出非0即Udd ，故CMOS 反相器又称为“无比电路”。

反相器的输入输出端口的关系如表一所示：表格 1 反相器输入输出端口反相器关系式：OUT=~IN 。

一、使用S-Edit 编辑CMOS 反相器原理图在此次实例设计中采用Tanner Pro 软件中的S-Edit 组件设计CMOS 反相器的原理图，进而掌握S-Edit 的基本功能和使用方法。

操作流程如下：进入S-Edit —>建立新文件—>环境设置—>引用模块—>建立反相器电路。

1）打开S-Edit 程序，并将新文件另存以合适的文件名存储在一定的文件夹下：在自己的计算机上一定的位置处打开S-Edit 程序。

在本例中在S-Edit 文件夹中新建立“反相器原理图”文件夹，并将新文件以文件名“Ex2”存与此文件夹中。

如图二所示。

图0：CMOS 反相器图 a 另存新文件为Ex22）环境设置：S-Edit 默认的工作环境是黑底白线，但可以按照用户的喜好自行设定。

即选择Setup->Colors 命令，打开Colors 对话框，可分别设置背景色、前景色、选取颜色、栅格颜色、原点颜色和可更换颜色等。

如图二所示。

图二环境设置3）编辑模块并浏览组件库：S-Edit 编辑方式是以模块为单位而不是以文件为单位，一个文件中可以包含多个模块，而每一个模块则表示一种基本组件或者一种电路。

每次打开一个新文件时便自动打开一个模块并命名为“Module0”；也可以重命名模块名。

方法是选择Module->Rename 命令，在弹出的对话框中的New Name 中输入符合实际电路的名称，如“inv_dc ” 即可,之后单击OK 按钮就可以。

CMOS反相器电路版图设计与仿真

CMOS反相器电路版图设计与仿真姓名：邓翔学号：1007010033导师：马奎本组成员：邓翔石贵超王大鹏CMOS反相器电路版图设计与仿真摘要：本文是基于老师的指导下，对cadence软件的熟悉与使用，进行CMOS反相器的电路设计和电路的仿真以及版图设计与版图验证仿真。

关键字：CMOS反相器；版图设计。

Abstract:This article is based on the teacher's guidance, familiar with cadence software and use, for CMOS inverter circuit design and circuit simulation and landscape and the landscape design of the simulation.Key word:CMOS inverter;Landscape design.一引言20世纪70年代后期以来，一个以计算机辅助设计技术为代表的新的技术改革浪潮席卷了全世界，它不仅促进了计算机本身性能的进步和更新换代，而且几乎影响到全部技术领域，冲击着传统的工作模式。

以计算机辅助设计这种高技术为代表的先进技术已经、并将进一步给人类带来巨大的影响和利益。

计算机辅助设计技术的水平成了衡量一个国家产业技术水平的重要标志。

计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助知识劳动者进行工程和产品的设计与分析，以达到理想的目的或取得创新成果的一种技术。

它是综合了计算机科学与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科。

计算机辅助设计技术的发展是与计算机软件、硬件技术的发展和完善，与工程设计方法的革新紧密相关的。

采用计算机辅助设计已是现代工程设计的迫切需要。

电子技术的发展使计算机辅助设计(CAD)技术成为电路设计不可或缺的有力工具。

MOS集成电路--CMOS反相器电路仿真及版图设计

MOS管集成电路设计题目：CMOS反相器电路仿真及版图设计**：***学号：***********专业：通信工程****：***2014年6月1日摘要本文介绍了集成电路设计的相关思路、电路的实现、SPICE电路模拟软件和LASI7集成电路版图设计的相关用法。

主要讲述CMOS反相器的设计目的、设计的思路、以及设计的过程，用SPICE电路设计软件来实现对反相器的设计和仿真。

集成电路反相器的实现用到NMOS和PMOS各一个，用LASI7实现了其版图的设计。

设计。

集成电路 CMOS反相器LT SPICE LASI7 关键字：集成电路目录引言 ....................................................................................................................................... - 2 -一、概述 ............................................................................................................................... - 2 -1.1MOS集成电路简介集成电路简介 .................................................................................................... - 2 -1.2MOS集成电路分类集成电路分类 .................................................................................................... - 2 -1.3MOS集成电路的优点集成电路的优点 ................................................................................................ - 3 -二、LTspice电路仿真 .......................................................................................................... - 3 -2.1SPICE简介 ................................................................................................................... - 3 -仿真过程 ..................................................................... - 3 -2.2CMOS反相器LT SPICE仿真过程2.2.1实现方案 .............................................................................................................. - 3 -2.2.2 LTspice电路仿真结果 ...................................................................................... - 5 -三、LASI版图设计 ............................................................................................................... - 5 -软件简介 ........................................................................................................ - 5 -3.1LASI软件简介版图设计原理 ......................................................................................................... - 6 -3.2版图设计原理的版图设计 .................................................................................................... - 6 -3.3LASI的版图设计四、实验结果分析 ............................................................................................................... - 8 -五、结束语 ........................................................................................................................... - 8 -参考文献 ............................................................................................................................... - 8 -引言CMOS 技术自身的巨大潜力是IC 高速持续发展的基础。

CMOS反相器的版图设计

实验一：CMOS反相器的版图设计一、实验目的1、创建CMOS反相器的电路原理图Schematic、电气符号symbol以及版图layout;2、利用’gpdk090’工艺库实例化MOS管；3、运行设计规则验证Design Rule Check;DRC确保版图没有设计规则错误..二、实验要求1、打印出完整的CMOS反相器的电路原理图以及版图；2、打印CMOS反相器的DRC报告..三、实验工具Virtuoso四、实验内容1、创建CMOS反相器的电路原理图；2、创建CMOS反相器的电气符号；3、创建CMOS反相器的版图；4、对版图进行DRC验证..1、创建CMOS反相器的电路原理图及电气符号图首先创建自己的工作目录并将/home/iccad/cds.lib复制到自己的工作目录下我的工作目录为/home/iccad/iclab;在工作目录内打开终端并打开virtuoso命令为icfb &.在打开的icfb –log中选择tools->Library Manager;再创建自己的库;在当前的对话框上选择File->New->Library;创建自己的库并为自己的库命名我的命名为lab1;点击OK后在弹出的对话框中选择Attach to an exiting techfile并选择gpdk090_v4.6的库;此时Library manager的窗口应如图1所示：图1 创建好的自己的库以及inv创建好自己的库之后;就可以开始绘制电路原理图;在Library manager窗口中选中lab1;点击File->New->Cell view;将这个视图命名为invCMOS反相器..需要注意的是Library Name一定是自己的库;View Name是schematic;具体如图2所示：图2 inv电路原理图的创建窗口点击OK后弹出schematic editing的对话框;就可以开始绘制反相器的电路原理图schematic view..其中nmos宽为120nm;长为100nm.与pmos宽为240nm;长为100nm.从gpdk090_v4.6这个库中添加;vdd与gnd在analogLib这个库中添加;将各个原件用wire连接起来;连接好的反相器电路原理图如图3所示：图3 inv的电路原理图对电路原理图检查并保存左边菜单栏的第一个;check and save;接下来创建CMOS反相器的电气符号图创建电气符号图是为了之后在其他的门电路中更方便的绘制电路原理图..在菜单栏中选择design->Create cellview->From cellview;在symbol editing中编辑反相器的电气符号图;创建好的symbol如图4所示：图4 inv的电气符号图2、创建CMOS反相器的版图接下来可以创建并绘制CMOS反相器的版图;在Library Manager中选择File->new->cell view;将view name改为layout;tool改为virtuoso;具体如图5所示：图5 inv版图的创建窗口点击OK;会弹出两个对话框;一个LSW和一个layout editing在弹出来的layout editing中进行版图的绘制;利用快捷键‘i’在gpdk090_v4.6选择nmos和pmos;并将pmos摆放至nmos的上方;为方便确认各个金属或者mos管的距离或者长度;可以使用尺子作为辅助;使用快捷键’k’画一个尺子;使得nmos与pmos的源漏之间距离为0.6nm;如图6所示：图6 mos管源漏之间的距离图然后继续用尺子在nmos与pmos的正中间分别往上下延伸1.5nm;该点即为电源轨道和地轨道的中心点;轨道的宽为0.6nm;长为1.8nm;在LSW窗口中选择metal1作为电源轨道;返回layout editing窗口;使用快捷键’p’;然后设置金属的宽度;将其设置为0.6nm;接着在layout editing窗口中将轨道绘制出来;nmos与pmos 之间用poly金属层连接起来;pmos的源级用metal1金属与上层的电源轨道连接起来;nmos的源级用metal1金属与下层的电源轨道连接起来;并在vdd电源轨道上加一个M1_NWELL;在gnd轨道上加一个M1_PSUB;放置好选中并点击快捷钱’q’;将通孔个数改为3个如图7所示;将columns那一栏的1改为3;pmos及以上部分用nwell包裹起来;具体的连接如图8所示:图7 M1_NWELL的属性图8 连接好的inv版图3、设计规则检查DRC将连接好的inv版图保存;在菜单栏上选择verify->DRC;在弹出的对话框修改一些信息;如图9所示;确保路径正确;并且将Rules library前的勾选取消..图9 DRC的参数设置点击OK;验证完成并成功后会在icfb –log窗口出现如图10所示提示且版图上不会出现错误闪烁;如果有错误的话;可以在菜单栏中点击verify->markets->explain;并选中错误的地方;就会弹出详细的错误解释;然后根据提示修改错误..图10 DRC报告4、打印CMOS反相器的电路原理图以及版图在layout editing窗口的菜单栏上选择Design->plot->submit;然后再弹出来的窗口中修改参数;将header前的勾选取消;如图11所示：图11 打印参数设置继续点击Plot Options;将里面的参数修改如图12所示：图12 打印参数设置点击OK;可在自己的工作目录下找到inv.ps文件;打开文件即可看到打印出来的CMOS反相器版图;如图13所示：图13 打印出来的CMOS反相器版图同理;电路原理图也是如此打印;打印出来的CMOS反相器的电路原理图如图14所示：图14 打印出来的CMOS反相器的电路原理图。

CMOS反相器版图设计说明

目录目录III1.绪论11.1设计背景11.2设计目标12.CMOS反相器22.1CMOS反相器电路结构22.2CMOS反相器电路仿真22.3CMOS反相器的版图绘制22.4CMOS反相器的版图电路仿真22.5LVS检查匹配3总结3参考文献4附录一：原理图网表5附录二：版图网表51.绪论1.1设计背景Tanner集成电路设计软件是由Tanner Research 公司开发的基于Windows平台的用于集成电路设计的工具软件。

该软件功能十分强大,易学易用,包括S-Edit,T-Spice,W-Edit,L-Edit与LVS,从电路设计、分析模拟到电路布局一应俱全。

其中的L-Edit版图编辑器在国内应用广泛,具有很高知名度。

L-Edit Pro是Tanner EDA软件公司所出品的一个IC设计和验证的高性能软件系统模块,具有高效率,交互式等特点,强大而且完善的功能包括从IC设计到输出,以及最后的加工服务,完全可以媲美百万美元级的IC设计软件。

L-Edit Pro包含IC设计编辑器<Layout Editor>、自动布线系统<Standard Cell Place & Route>、线上设计规则检查器〔DRC、组件特性提取器〔Device Extractor、设计布局与电路netlist的比较器<LVS>、CMOS Library、Marco Library,这些模块组成了一个完整的IC设计与验证解决方案。

L-Edit Pro丰富完善的功能为每个IC设计者和生产商提供了快速、易用、精确的设计系统。

1.2设计目标1.用tanner软件中的原理图编辑器S-Edit编辑CMOS反相器电路原理图。

2.用tanner软件中的TSpice对CMOS反相器进行仿真并观察波形。

3.用tanner软件中的L-Edit绘制CMOS反相器版图,并进行DRC验证。

4.用tanner软件中的TSpice对CMOS反相器的版图电路进行仿真并观察波形。

CMOS反相器电路设计

论文题目：CMOS反相器电路设计、仿真及版图设计学生姓名：欧阳倩学号：20131060189专业：通信工程任课教师：梁竹关摘要：本文着重介绍了LTspice和LASI软件的相关设计原理和简单的设计操作，对此，我首先将从电路的工作原理方面介绍CMOS4反相器的结构、特性及其电路工作原理。

了解其工作原理是进行仿真和版图设计的基础。

然后我选择利用LTspice来进行CMOS反相器的设计仿真以此来证实其设计正确性，之后采用LASI画出符合工业设计的CMOS反相器的版图。

通过本次设计实验可以更加了解CMOS4反相器的工作原理，并掌握了CMOS4反相器的基本设计方法。

关键词：CMOS反相器LTspice LASI版图设计封装测试目录第一章引言 (4)第二章CMOS反相器 (4)2.1 CMOS反相器的结构原理 (4)2.2 CMOS反相器的特性分析 (5)第三章CMOS反相器的电路仿真 (8)3.1CMOS反相器的电路图设计 (9)3.2 CMOS反相器的仿真及结果分析 (11)第四章CMOS反相器的版图设计 (12)结束语 (20)参考文献 (21)引言现在是一个电子信息高速发展得时代，电子产品无处不在，我们也越来越离不开各式各样的电子产品，集成电路作为电子产品的核心同样也受到了重视，电子设计也是当今社会的一大焦点问题，怎样才能设计出集性能、高效、便捷、低价为一体的电路器件又是当下人们急需解决的任务，因此培养集成设计人才也是众多高校重视的任务。

以MOS管作为开关元件的门电路称为MOS门电路。

由于MOS型集成门电路具有制造工艺简单、集成度高、功耗小以及抗干扰能力强等优点，因此它在数字集成电路产品中占据相当大的比例。

与TTL门电路相比，MOS门电路的速度较低。

MOS门电路有三种类型：使用P沟道管的PMOS电路、使用N沟道管的NMOS电路和同时使用PMOS和NMOS管的CMOS电路。

其中CMOS性能更优，因此CMOS门电路是应用较为普遍的逻辑电路之一。

反相器的设计与仿真

0.18umCMOS反相器的设计与仿真2016311030103 吴昊一．实验目的在SMIC 0.18um CMOS mix-signal环境下设计一个反相器，使其tpHL=tpLH，并且tp越小越好。

利用这个反相器驱动2pf电容，观察tp。

以这个反相器为最小单元，驱动6pf电容，总延迟越小越好。

制作版图，后仿真，提取参数。

二．实验原理1.反相器特性1、输出高低电平为VDD和GND,电压摆幅等于电源电压；2、逻辑电平与器件尺寸无关；3、稳态是总存在输出到电源或者地通路；4、输入阻抗高；5、稳态时电源和地没通路；2.开关阈值电压Vm和噪声容限Vm的值取决于kp/kn所以P管和N管的宽长比值不同，Vm的值不同。

增加P管宽度使Vm移向Vdd，增加N管宽度使Vm移向GND。

当Vm=1/2Vdd时，得到最大噪声容限。

要使得噪声容限最大，PMOS部分的尺寸要比NMOS大，计算结果是3.5倍，实际设计中一般是2~2.5倍。

3.反向器传播延迟优化1、使电容最小（负载电容、自载电容、连线电容）漏端扩散区的面积应尽可能小输入电容要考虑：（1）Cgs 随栅压而变化（2）密勒效应（3）自举电路2、使晶体管的等效导通电阻（输出电阻）较小：加大晶体管的尺寸（驱动能力）但这同时加大自载电容和负载电容（下一级晶体管的输入电容）3、提高电源电压提高电源电压可以降低延时，即可用功耗换取性能。

但超过一定程度后改善有限。

电压过高会引起可靠性问题.当电源电压超过2Vt 以后作用不明显.4、对称性设计要求令Wp/Wn=μp/μu 可得到相等的上升延时和下降延时，即tpHL=tpLH。

仿真结果表明：当P，N管尺寸比为1.9时，延时最小，在2.4时为上升和下降延时相等。

4.反相器驱动能力考虑1.单个反相器驱动固定负载tp0为反相器的本征延迟，S是反向尺寸与参照反相器尺寸的比值。

tp0与门的尺寸大小无关而仅与工艺及版图有关。

无负载时，增加门的尺寸不能减少延迟。

CMOS门电路的线路图设计与仿真

电路newb5．CMOS三输入与非门6. CMOS三输入或非门内容（方法、步骤、要求或考核标准及所需工具、设备等）一、实训设备与工具1．PVI计算机一台；2．Tanner Pro集成电路设计软件二、实训方法、步骤与要求1．CMOS门电路的线路图设计1）进入S-EDIT程序2）打开CMOS反相器模块3）复制为新的设计模块newa或newb4）将电路中的N管和P管分别进行复制，即每个门电路中有2个NMOS管和2个PMOS管5）进行电路newa的连接：①对于newa，2个NMOS管串联，而2个PMOS管并联；②将PMOS管和NMOS管栅-栅对应相连，作为电路的输入，电路有两个输入端；③将串联N管和并联P管的漏-漏相连，作为电路的输出；④将串联N管的源接地，并联P管的源接电源电压；⑤妥善处置好电路中所有MOS管的衬底。

6）进行电路newb的连接：①对于newb，2个NMOS管并联，而2个PMOS管串联；②将PMOS管和NMOS管栅-栅对应相连，作为电路的输入，电路有两个输入端；③将并联N管和串联P管的漏-漏相连，作为电路的输出；④将并联N管的源接地，串联P管的源接电源电压；⑤妥善处置好电路中所有MOS管的衬底。

7）妥善设置每个MOS管的尺寸原则是等效的CMOS倒相器的尺寸，与标准CMOS倒相器尺寸匹配。

2．对电路newa和newb分析模拟1）进入T-SPICE程序2）加载包含文件，即引用1.25um的CMOS流程组件模型文件“ml2_125.md”3）设定电源电压：Edit Insert Command Voltage Source Constant，恒定电压加在电路的电源电压和地之间4）设定输入信号：Edit Insert Command Voltage Source Pulse 需要对电路的两个输入端设置脉冲信号，两路脉冲信号的频率应当不同，一路是另一路的一倍为妥当，这样可以在最短的时间周期内，观测到所有可能信号5）分析设定：Edit Insert Command Analysis Transient6）输出设定：Edit Insert Command Output Transient Results7）进行瞬时模拟8）观察分析电路的瞬时分析结果3．根据仿真结果，确定电路的功能，并牢记CMOS门电路构造电路的规则：对于NMOS管，串与并或对于PMOS管，并与串或4. CMOS门电路的线路结构如下图所示图1 CMOS newa门电路的线路结构图图2 CMOS newb门电路的线路结构图5．试设计CMOS三输入与非门。