与非门版图设计

目录

1绪论 (2)

1.1 设计背景 (2)

1.2设计目标 (2)

2与门电路设计 (3)

2.1电路原理 (3)

2.2电路结构 (3)

2.3与门电路仿真波形 (4)

2.4与门电路的版图绘制及DRC验证 (5)

2.5与门电路版图仿真 (6)

2.6 LVS检查匹配 (6)

总结 (8)

参考文献 (9)

附录一版图网表： (10)

附录二电路图网表 (12)

1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MOS场效应管实现二输入与门电路。

2.用tanner软件中的原理图编辑器S-Edit编辑反相器电路原理图。

3.用tanner软件中的W-Edit对反相器电路进行仿真，并观察波形。

4.用tanner软件中的L-Edit绘制反相器版图，并进行DRC验证。

5.用W-Edit对反相器的版图电路进行仿真并观察波形。

6.用tanner软件中的layout-Edit对反相器进行LVS检验观察原理图与版图的

匹配程度。

2与门电路设计

2.1电路原理

该电路是与门逻辑，实现Y=AB，其真值表如下表2.1：

表2.1 与门真值表

2.2电路结构

用CMOS实现反相器电路，PMOS和NMOS管进行全互补连接方式，栅极相连作为输入，电路上面是两个PMOS并联，PMOS的漏极与下面NMOS的漏极相连作为输出，POMS管的源极和衬底相连接高电平，NMOS管的源极与衬底相连接低电平；原理图如图2.1

图2.1电路原理图

结构说明：

在该电路图中，前一级为一个正常的输出电路，后一级为一个反相器，对前一级的输出取反。当A,B输入低电平时，下面两个NMOS截止，上面两个PMOS 导通，输出为1，经反相器取反后，输出为0；当A,B输入为0,1时，与地相连的NMOS导通，与A 相连的PMOS导通，此时输出仍为1，取反后输出为0；当A,B输入为1，0时，与A 相连的NMOS 导通，与B相连的PMOS导通，此时输出为1，取反后为0；只有当A,B输入均为1,1时，下面两个NMOS同时导通，输出为0，经反相器取反后，输出为1。

2.3与门电路仿真波形

进入T-spice软件，点击File，将电路图生成的网表添加到选项栏中，然后点击运行，波形图便会出现。为了便于观察，点击工具栏中的chart，让输入，输出在不同的坐标轴下体现。给与门的输入加激励，高电平为Vdd=5V，低电平为Gnd，并添加输入输出延迟时间，进行仿真，并输出波形；波形图如下图2.2:

图2.2 与门电路仿真波形

2.4与门电路的版图绘制及DRC验证

用L-Edit版图绘制软件对与门电路进行版图绘制。首先要进行一些参数的设置，设置完成后点击左侧的工具栏可以对应画出相应的结构。本设计中主要是绘制有源区avtive,栅极A,B，Nselect和Pselect,接触孔contact以及metal1和输出Y,电源Vdd和地Gnd，根据设计规则，可以画出版图。版图画好后，点击DRC，检查电路版图是否正确，然后生成网表。其版图如下图2.3所示

图2.3 与门电路版图

图2.4 DRC检查

2.5与门电路版图仿真

同与非门原理图仿真相同，添加激励、电源和地，同时观察输入输出波形；波形如下图2.5

图2.5 与门电路版图波形图

与非门电路的版图仿真波形与原理图的仿真输出波形基本一致，并且符合输入输出的逻辑关系，电路的设计正确无误；

2.6 LVS检查匹配

用layout-Edit对电路进行LVS检查验证，首先添加输入输出文件，点击File，选择要查看的输出，单击运行，会出现Verification对话框，观察输出结果检查电路原理图与版图的匹配程度；若出现Circuits are equal，则说明电路图与版图是互相匹配的，输出结果如下图2.6所示：

图2.6 与门电路LVS检查匹配图由以上可得出结论：电路图与版图是互相匹配的。

总结

经过两周的学习和调试，终于完成了本次课程设计，通过这次课程设计，我对版图工艺有了进一步的了解。再借助典型器件特性的探讨，tanner软件模拟电路的原理图绘制，熟悉了tanner软件在此方面的应用，而且最重要的是增强了我对学习的信心。

这两周的设计让我明白，纸上得来终觉浅，觉知此事要躬行的道理。设计过程中，我遇到一个难题，就是电路与版图不匹配，版图是经过DRC验证无误的，电路也是出了波形的，可是就是对不上。经过仔细的检查，我发现问题出在版图上，DRC只是检验尺寸的合理性，它与电路图没有必然联系，而且我的输入输出接反了，导致我LVS检查不过关，修改后，终于匹配了。我们在书本上所学得理论知识只是给实践做指导，理论必须应用于实践。综合运用所学的知识完成了设计任务，使我更进一步熟悉了专业知识，并深入掌握仿真方法和工具、同时为毕业设计打下基础。这次课设培养了综合运用所学知识的能力，独立分析和解决工程技术问题的能力；培养了在理论计算、制图、运用标准和规范、查阅设计手册与资料以及应用工具等方面的能力，逐步树立正确的设计思想。同时我要感谢我的指导老师张老师以及热心帮助我的同学们。