模拟集成电路设计流程培训课件
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模拟集成电路版图设计基础专题培训课件
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PMOS管,做在N阱中,沟 道为N型,源漏为P型
2) 包括层次:
NWELL,N阱 PIMP,P+注入 DIFF,有源区 Poly,栅 M1,金属 CONT,过孔
3) MOS管的宽长确定
PMOS版图
五、版图的组成
1.1MOS管
反向器
器件剖面图及俯视图
器件版图
五、版图的组成
(1)对P型硅片进行氧化, 生成较 薄的一层Si3N4, 然后进行光刻, 刻出有源区后进行场氧化。
紫外线照射
掩膜版 掩膜版图形
P-Si
Si3 N4
P-Si
Si3 N4
P-Si
SiO2
集成电路工艺基础
P-Si (b)
P-Si (c)
P-Si
N+ (d )
多晶硅 0.5~ 2m
(2) 进行氧化(栅氧化), 在暴露的硅表面生成一 层严格控制的薄SiO2层。 (3) 淀积多晶硅, 刻蚀多晶硅以形成栅极及互连线 图形。
模拟集成电路版图设计基础
目录
• 前言 集成电路工艺基础 • 一、什么是版图? • 二、版图的意义 • 三、版图与线路图、工艺的关系 • 四、版图设计的过程 • 五、版图的组成 • 六、版图的层次 • 七、如何绘制版图 • 八、版图验证与检查 • 九、版图的艺术
集成电路工艺基础
P-Si P-Si
光刻胶 Si3 N4
五、版图的组成
版图其实就是另一种形式的电路图,作为电路图最 基本的有两大组成部分
1.器件(常见)
1 MOS管 2 电阻 3 电容
2.互连
2.2.1金属(第一层金属,第二层金属……) 2.2.2通孔
五、版图的组成
1.1MOS管
2) 包括层次:
NWELL,N阱 PIMP,P+注入 DIFF,有源区 Poly,栅 M1,金属 CONT,过孔
3) MOS管的宽长确定
PMOS版图
五、版图的组成
1.1MOS管
反向器
器件剖面图及俯视图
器件版图
五、版图的组成
(1)对P型硅片进行氧化, 生成较 薄的一层Si3N4, 然后进行光刻, 刻出有源区后进行场氧化。
紫外线照射
掩膜版 掩膜版图形
P-Si
Si3 N4
P-Si
Si3 N4
P-Si
SiO2
集成电路工艺基础
P-Si (b)
P-Si (c)
P-Si
N+ (d )
多晶硅 0.5~ 2m
(2) 进行氧化(栅氧化), 在暴露的硅表面生成一 层严格控制的薄SiO2层。 (3) 淀积多晶硅, 刻蚀多晶硅以形成栅极及互连线 图形。
模拟集成电路版图设计基础
目录
• 前言 集成电路工艺基础 • 一、什么是版图? • 二、版图的意义 • 三、版图与线路图、工艺的关系 • 四、版图设计的过程 • 五、版图的组成 • 六、版图的层次 • 七、如何绘制版图 • 八、版图验证与检查 • 九、版图的艺术
集成电路工艺基础
P-Si P-Si
光刻胶 Si3 N4
五、版图的组成
版图其实就是另一种形式的电路图,作为电路图最 基本的有两大组成部分
1.器件(常见)
1 MOS管 2 电阻 3 电容
2.互连
2.2.1金属(第一层金属,第二层金属……) 2.2.2通孔
五、版图的组成
1.1MOS管
模拟CMOS集成电路设计课件
![模拟CMOS集成电路设计课件](https://img.taocdn.com/s3/m/ec2a8127011ca300a6c3906d.png)
医学图像处理、音频处理
PPT学习交流
6
5
2、集成电路工艺
速度高, 功耗大, 集成度低
最早MOS工 艺,速度低
超高速、高频 IC
光电集成器件
主流工艺,集 成度高、功耗 低、速度快、 抗干扰性强
PPT学习交流
7
6
CMOS工艺
B
S
G
D
B
S
G
D
n+
n+
p+
p+
p 型衬底
n 型阱
n 阱CMOS工艺
B
S
G
D
20
沿沟道x点处的电荷密度为: 沟道x点的电势,以源级为参考点
电流为:
载流子为电子,电荷为负,电荷运动方向与电流 方向相反
其中: 得到:
v=μE μ为载流子的迁移率,E为电场 E=-dV(x)/dx
PPT学习交流
22
21
在整个沟道长度内积分得:
由于ID沿沟道方向是常数,因此:
电流随VGS的 增大而增加
漏极的反型层消失,出现由耗尽层
构成的夹断区。
➢电子沿沟道从源极向漏极运动,达
到夹断区边缘时,受夹断区强电场
的作用,很快漂移到漏极。 B
➢VDS的变化主要体现在夹断区上,
p+
对沟道长度和沟道内的场强影响不
大,因此可以近似认为沟道电流保
p-
持恒定。
VDS
-+
-+
VGS
G
S
D
n+
n+
夹断区
PPT学习交流
20
19
2、NMOS 管IV特性推导与分析
PPT学习交流
6
5
2、集成电路工艺
速度高, 功耗大, 集成度低
最早MOS工 艺,速度低
超高速、高频 IC
光电集成器件
主流工艺,集 成度高、功耗 低、速度快、 抗干扰性强
PPT学习交流
7
6
CMOS工艺
B
S
G
D
B
S
G
D
n+
n+
p+
p+
p 型衬底
n 型阱
n 阱CMOS工艺
B
S
G
D
20
沿沟道x点处的电荷密度为: 沟道x点的电势,以源级为参考点
电流为:
载流子为电子,电荷为负,电荷运动方向与电流 方向相反
其中: 得到:
v=μE μ为载流子的迁移率,E为电场 E=-dV(x)/dx
PPT学习交流
22
21
在整个沟道长度内积分得:
由于ID沿沟道方向是常数,因此:
电流随VGS的 增大而增加
漏极的反型层消失,出现由耗尽层
构成的夹断区。
➢电子沿沟道从源极向漏极运动,达
到夹断区边缘时,受夹断区强电场
的作用,很快漂移到漏极。 B
➢VDS的变化主要体现在夹断区上,
p+
对沟道长度和沟道内的场强影响不
大,因此可以近似认为沟道电流保
p-
持恒定。
VDS
-+
-+
VGS
G
S
D
n+
n+
夹断区
PPT学习交流
20
19
2、NMOS 管IV特性推导与分析
《模拟集成电路》课件
![《模拟集成电路》课件](https://img.taocdn.com/s3/m/b952cb07e418964bcf84b9d528ea81c758f52eaa.png)
,以便对设计的电路进行全面的测试和评估。
PART 05
模拟集成电路的制造工艺
REPORTING
半导体材料
硅材料
硅是最常用的半导体材料,具有 稳定的物理和化学性质,成熟的 制造工艺以及低成本等优点。
化合物半导体
如砷化镓、磷化铟等化合物半导 体材料,具有高电子迁移率、宽 禁带等特点,常用于高速、高频 和高温电子器件。
《模拟集成电路》课 件
REPORTING
• 模拟集成电路概述 • 模拟集成电路的基本元件 • 模拟集成电路的分析方法 • 模拟集成电路的设计流程 • 模拟集成电路的制造工艺 • 模拟集成电路的优化与改进
目录
PART 01
模拟集成电路概述
REPORTING
定义与特点
定义
模拟集成电路是指由电阻、电容、电 感、晶体管等电子元件按一定电路拓 扑连接在一起,实现模拟信号处理功 能的集成电路。
围和失真。
信号分析方法
01
02
03
04
频域分析
将时域信号转换为频域信号, 分析信号的频率成分和频谱特
性。
时域分析
研究信号的幅度、相位、频率 和时间变化特性,分析信号的
波形和特征参数。
调制解调分析
研究信号的调制与解调过程, 分析信号的调制特性、解调失
真等。
非线性分析
研究电路的非线性效应,分析 信号的非线性失真和互调失真
音频领域
模拟集成电路在音频领域中主要用于 音频信号的放大、滤波、音效处理等 功能,如音响设备、耳机等产品中的 模拟集成电路。
模拟集成电路的发展趋势
集成度不断提高
随着半导体工艺的不断发展,模 拟集成电路的集成度不断提高, 能够实现更加复杂的模拟信号处
最新模拟集成电路设计流程课件
![最新模拟集成电路设计流程课件](https://img.taocdn.com/s3/m/58116ed30740be1e650e9ae4.png)
Session菜单
Schematic Window Save State Load State Options Reset Quit
回到电路图
2021/1/15
保存当前 所设定的 模拟所用 到的各种
参数
加载已 经保存 的状态
共88页
一些显 示选项 的设置
重置
analog artist。 相当于 重新打 开一个 模拟窗
ac(交流分析)是 分析电路性能随着 运行频率变化而变
化的仿真。
既可以对频率进行 扫描也可以在某个 频率下进行对其它
变量的扫描。
2021/1/15
共88页
22
其它有关的菜单项
Outputs/Setup
当然我们需要输出的有时不仅仅是电流、电压,还有一 些更高级的。比如说:带宽、增益等需要计算的值,这时 我们可以在Outputs/setup中设定其名称和表达式。在运行 模拟之后,这些输出将会很直观的显示出来。
2021/1/15
共88页
11
编辑完成的电路图
2021/1/15
共88页
12
一些快捷键
以下是一些常用的快捷键: i 添加元件,即打开添加元件的窗口; [ 缩小两倍; ] 扩大两倍; w 连线(细线); f 全图显示; p 查看元件属性; m 整体移动(带连接关系); shift+m 移动(不带连接关系)。
2021/1/15
共88页
13
生成symbol
进入“Virtuoso Schematic Editing: mylib nand2 schematic”窗口。
Design -> Create Cellview->From Cellview
模拟集成电路设计.ppt
![模拟集成电路设计.ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/d3fbdd8d998fcc22bdd10d45.png)
1.物理图
§3-3: 其他MOS管大信号模型的参数
17
二、MOS电容
2. 耗尽结电容:CBD, CBS
P65 上式S→D 则 CBS→ CBD
18
§3-3: 其他MOS管大信号模型的参数
3.电荷存储电容: CGD, DGS ,CGB
交叠电容: C1、C3 、C5 珊-源/漏 C1 C3 LD Weff Cox CGXO Weff
25
§3-4: MOS管的小信号模型
1. gm,gmbs , gds 在饱和区:
gm (2K'W / L) ID (1 VDS ) (2K'W / L) ID
gmbs
iD vBS
iD vSB
( iD VT
)( VT ) vSB
iD iD VT vGS
gmbs gm 2(2 F
VSB )1/ 2
(a) (b)
多个器件的表示, 从匹配角度看更好。
37
§3-7: MOS电路的SPICE模拟
三、MOS模型描述
.MODEL < 模型名> <模型类型> <模型参数>
例如: .MODEL NCH NMOS LEVEL=1 VT0=1 KP=50U GAMMA=0.5 +LAMBDA=0.01
四、分析实例
vGS
VT
n
kT q
(简化模型,适合手工计算)
第3章第7节
35
3.7 MOS电路的SPICE模拟
36
§3-7: MOS电路的SPICE模拟
一、SPICE 模拟文件的一般格式
● 标题 ● 电路描述 (器件描述和模型描述) ● 分析类型描述 ● 输出描述
§3-3: 其他MOS管大信号模型的参数
17
二、MOS电容
2. 耗尽结电容:CBD, CBS
P65 上式S→D 则 CBS→ CBD
18
§3-3: 其他MOS管大信号模型的参数
3.电荷存储电容: CGD, DGS ,CGB
交叠电容: C1、C3 、C5 珊-源/漏 C1 C3 LD Weff Cox CGXO Weff
25
§3-4: MOS管的小信号模型
1. gm,gmbs , gds 在饱和区:
gm (2K'W / L) ID (1 VDS ) (2K'W / L) ID
gmbs
iD vBS
iD vSB
( iD VT
)( VT ) vSB
iD iD VT vGS
gmbs gm 2(2 F
VSB )1/ 2
(a) (b)
多个器件的表示, 从匹配角度看更好。
37
§3-7: MOS电路的SPICE模拟
三、MOS模型描述
.MODEL < 模型名> <模型类型> <模型参数>
例如: .MODEL NCH NMOS LEVEL=1 VT0=1 KP=50U GAMMA=0.5 +LAMBDA=0.01
四、分析实例
vGS
VT
n
kT q
(简化模型,适合手工计算)
第3章第7节
35
3.7 MOS电路的SPICE模拟
36
§3-7: MOS电路的SPICE模拟
一、SPICE 模拟文件的一般格式
● 标题 ● 电路描述 (器件描述和模型描述) ● 分析类型描述 ● 输出描述
集成电路制备工艺培训课件
![集成电路制备工艺培训课件](https://img.taocdn.com/s3/m/4a9fc5328f9951e79b89680203d8ce2f01666561.png)
样品准备
选取具有代表性的 样品,进行前处理 和后续测试。
结果分析
对测试数据进行统 计和分析,得出评 估结论。
制定评估计划
明确评估目标、评 估范围、评估方法 等。
测试过程
按照评估计划进行 各项测试,记录测 试数据。
问题改进
针对评估中发现的 问题,提出改进措 施并实施改进。
06
安全生产与环境保护要求
安全生产规章制度制定和执行情况介绍
化学气相沉积设备
利用化学反应,在一定温度和压力下,将气态物质转化为固 态薄膜。
光刻设备
接触式光刻机
利用光学投影原理,将掩膜版上的图 形转移到硅片表面。
投影式光刻机
通过透镜或反射镜将掩膜版上的图形 放大,再投影到硅片表面。
刻蚀设备
等离子刻蚀机
利用等离子体进行刻蚀,具有高精度、高速度和高效率等特点。
湿法刻蚀机
利用化学溶液进行刻蚀,适用于大面积、低成本的集成电路制备。
掺杂设备
扩散炉
利用高温扩散原理,将杂质元素掺入硅片中,以改变其导电性质。
离子注入机
利用离子束注入技术,将杂质离子注入到硅片内部,实现精准掺杂。
材料选择与制备
半导体材料
如硅、锗等,具有高纯度、低缺陷等特点,是集 成电路制备的基础。
利用X射线荧光技术测量刻蚀后的硅片表面元素含量,计算刻蚀 深度。
掺杂浓度测量方法
化学分析法
通过化学分析方法测量硅片中的杂质含量,评估掺杂浓度。
原子吸收光谱法
利用原子吸收光谱技术测量硅片中的杂质含量,评估掺杂浓度。
离子选择电极法
利用离子选择电极技术测量硅片中的杂质含量,评估掺杂浓度。
可靠性评估流程设计
应急预案制定和演练活动安排
选取具有代表性的 样品,进行前处理 和后续测试。
结果分析
对测试数据进行统 计和分析,得出评 估结论。
制定评估计划
明确评估目标、评 估范围、评估方法 等。
测试过程
按照评估计划进行 各项测试,记录测 试数据。
问题改进
针对评估中发现的 问题,提出改进措 施并实施改进。
06
安全生产与环境保护要求
安全生产规章制度制定和执行情况介绍
化学气相沉积设备
利用化学反应,在一定温度和压力下,将气态物质转化为固 态薄膜。
光刻设备
接触式光刻机
利用光学投影原理,将掩膜版上的图 形转移到硅片表面。
投影式光刻机
通过透镜或反射镜将掩膜版上的图形 放大,再投影到硅片表面。
刻蚀设备
等离子刻蚀机
利用等离子体进行刻蚀,具有高精度、高速度和高效率等特点。
湿法刻蚀机
利用化学溶液进行刻蚀,适用于大面积、低成本的集成电路制备。
掺杂设备
扩散炉
利用高温扩散原理,将杂质元素掺入硅片中,以改变其导电性质。
离子注入机
利用离子束注入技术,将杂质离子注入到硅片内部,实现精准掺杂。
材料选择与制备
半导体材料
如硅、锗等,具有高纯度、低缺陷等特点,是集 成电路制备的基础。
利用X射线荧光技术测量刻蚀后的硅片表面元素含量,计算刻蚀 深度。
掺杂浓度测量方法
化学分析法
通过化学分析方法测量硅片中的杂质含量,评估掺杂浓度。
原子吸收光谱法
利用原子吸收光谱技术测量硅片中的杂质含量,评估掺杂浓度。
离子选择电极法
利用离子选择电极技术测量硅片中的杂质含量,评估掺杂浓度。
可靠性评估流程设计
应急预案制定和演练活动安排
模拟集成电路的设计4z24页PPT
![模拟集成电路的设计4z24页PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/b4b3e8cc33687e21ae45a982.png)
第4章
1
设计层次运算放大器模拟电路的分层1
4.1 MOS开关
目的: 研究与CMOS集成电路兼容的开关特性
模拟集成电路设计
2009.5
§4-1: MOS开关
一、开关模型
● 理想开关 导通时短路,关断时开路
● 实际开关
模拟集成电路设计
41
实际开关 2009.5
情况2, U=5V/10ns=5X108<2.66X109 属慢跃变, Verror=10.95mV
说明:不要期望从误差公式得到关于电荷馈通量的精确答案。 相反,它们只是帮助了解各种电路元件和端口的条件的影响, 以便在设计技术中最大限度地减少不必要的行为。
2009.5
41
§4-1: MOS开关
5.解决电荷注入的方案
2009.5
§4-1: MOS开关 4.近似电荷注入的分析表达式 假设珊极电压从VH到VL变化 所以: 定义: 又:
电荷注入引起的误差:
其中,U是vG(t)的斜率
(1 )慢跃变时
(2 )快跃变时
41
2009.5
41
§4-1: MOS开关 P98 例4.1-1 电荷馈通误差的计算
情况1: U=5V/0.2ns=25X109>2.66X109 属快跃变,Verror=19.7mV
(1)使用最小尺寸的开关,以减少重叠电容;增加CL ; (2)使用虚拟补偿晶体管;
● 需要一个互补时钟; ● 完全消除是困难的,实际上可能会在其他方面产生问题。
(3)使用互补开关;
2009.5
第1节
41
4.2 MOS二极管、有源电阻
模拟集成电路设计
2009.5
41
§4-1: MOS开关
1
设计层次运算放大器模拟电路的分层1
4.1 MOS开关
目的: 研究与CMOS集成电路兼容的开关特性
模拟集成电路设计
2009.5
§4-1: MOS开关
一、开关模型
● 理想开关 导通时短路,关断时开路
● 实际开关
模拟集成电路设计
41
实际开关 2009.5
情况2, U=5V/10ns=5X108<2.66X109 属慢跃变, Verror=10.95mV
说明:不要期望从误差公式得到关于电荷馈通量的精确答案。 相反,它们只是帮助了解各种电路元件和端口的条件的影响, 以便在设计技术中最大限度地减少不必要的行为。
2009.5
41
§4-1: MOS开关
5.解决电荷注入的方案
2009.5
§4-1: MOS开关 4.近似电荷注入的分析表达式 假设珊极电压从VH到VL变化 所以: 定义: 又:
电荷注入引起的误差:
其中,U是vG(t)的斜率
(1 )慢跃变时
(2 )快跃变时
41
2009.5
41
§4-1: MOS开关 P98 例4.1-1 电荷馈通误差的计算
情况1: U=5V/0.2ns=25X109>2.66X109 属快跃变,Verror=19.7mV
(1)使用最小尺寸的开关,以减少重叠电容;增加CL ; (2)使用虚拟补偿晶体管;
● 需要一个互补时钟; ● 完全消除是困难的,实际上可能会在其他方面产生问题。
(3)使用互补开关;
2009.5
第1节
41
4.2 MOS二极管、有源电阻
模拟集成电路设计
2009.5
41
§4-1: MOS开关
模拟集成电路-课件
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2021/6/20
31
NMOS沟道电势示意图(0<VDS< VGS-VT )
dq(x) = -CoxWdx[vGS - v(x) - VTH ] 边界条件:V(x)|x=0=0, V(x)|x=L=VDS
2021/6/20
32
I/V特性的推导(1)
沟道单位长度电荷(C/m)
电荷移 动速度
I = Qd .v (m/s)
组合二进制数据 DAC 多电平信号 ADC 确定所传送电平
传送端
接收端
磁盘驱动电子学
存储数据 恢复数据
硬盘存储和读出后的数据
无线接收机
无线接收天线接收到的信号(幅度只有几微伏)和噪声频谱
接收机放大低电平信号时必须具有极小噪 声、工作在高频并能抑制大的有害成分。
光接收机
转换为一个小电流 高速电流处理器
假定 “1”电平为3V, “0”电平为0V,VTP =-0.5V,试确定C1、C2的终值电压。
2021/6/20
45
MOS管的开启电压VT及体效应
VTH = ΦMS + 2ΦF + Qdep , where Cox
ΦMS = Φgate - Φsilicon
ΦF = kT q ln
Nsub ni
模拟集成电路的特点是什么?
从模拟集成电路的工作机理和功能要求来考虑,与数 字集成电路相比,概括起来,有以下5个特点:
1) 电路所要处理的是连续变化的模拟信号(模拟 量);
2) 除了需要功率输出的输出级外,电路中信号的电 平值是比较小的,即模拟集成电路一般多工作于小信 号状态,不象逻辑集成电路那样只工作于大信号开关 状态;
ID
= 2ID VGS - VTH
第6章模拟集成电路PPT课件
![第6章模拟集成电路PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/3b519dd358fb770bf68a5513.png)
结论:
无论Rc值如何, IC2电流值保持不变(前提:电源要稳定)
第6页/共55页
当较小时,可用 带缓冲级的镜像电流源
增加T0,使IC更加接近IREF 三、镜像电流源特点 1 内阻ro一般在几百千欧以上
2. 电流受电源波动影响大; 3. 电流最低至mA级。 4. 具有温度补偿特性。
第7页/共55页
6.1.2微电流源(P259)
第24页/共55页
+
+
-vid
差放
vi1 +
-
vi2 -
+
-vod
+
+ vo1
vo2 -
-
差分式放大电路输入输出结构示意图
总输出电压
vo
=
v
od
v oc
A VD v id A VC v ic
第25页/共55页
5.主要技术指标计算(P265)
vi1
=
vic
1 2
vid
vi2
=
vic
1 2
vid
假设 AV1 = 100, AV2 = 100, AV3 = 1 。 若第一级漂了100 uV, 则输出漂移 1 V。 若第二级也漂了100 uV, 则输出漂移 10 mV。
采用差分式放大电路
第14页/共55页
漂移 1 V+ 10 mV
6.2.2 基本差分式放大电路
1. 电路组成 两个BJT特性一致,参数相等。
第27页/共55页
(1) 双入双出AVD(P265)
负载开路
时:
AVD
=
Vo Vid
= Vo1 Vo2 Vi1 Vi2
= 2Vo1 Vo1
无论Rc值如何, IC2电流值保持不变(前提:电源要稳定)
第6页/共55页
当较小时,可用 带缓冲级的镜像电流源
增加T0,使IC更加接近IREF 三、镜像电流源特点 1 内阻ro一般在几百千欧以上
2. 电流受电源波动影响大; 3. 电流最低至mA级。 4. 具有温度补偿特性。
第7页/共55页
6.1.2微电流源(P259)
第24页/共55页
+
+
-vid
差放
vi1 +
-
vi2 -
+
-vod
+
+ vo1
vo2 -
-
差分式放大电路输入输出结构示意图
总输出电压
vo
=
v
od
v oc
A VD v id A VC v ic
第25页/共55页
5.主要技术指标计算(P265)
vi1
=
vic
1 2
vid
vi2
=
vic
1 2
vid
假设 AV1 = 100, AV2 = 100, AV3 = 1 。 若第一级漂了100 uV, 则输出漂移 1 V。 若第二级也漂了100 uV, 则输出漂移 10 mV。
采用差分式放大电路
第14页/共55页
漂移 1 V+ 10 mV
6.2.2 基本差分式放大电路
1. 电路组成 两个BJT特性一致,参数相等。
第27页/共55页
(1) 双入双出AVD(P265)
负载开路
时:
AVD
=
Vo Vid
= Vo1 Vo2 Vi1 Vi2
= 2Vo1 Vo1
现代模拟集成电路技术课件
![现代模拟集成电路技术课件](https://img.taocdn.com/s3/m/f6dc298a250c844769eae009581b6bd97e19bc43.png)
图8—9给出电流模运放AD811的典型接法及其闭 环频率响应。
表8—1给出一些电流模运放的型号和主要参数, 供读者参考。
510 ui
510
+ 15V
- +
- 15V
0.1μ
uo 0.1μ
(a)
GAI /NdB
12 G=+2
9 RL=150Ω 6 RG=RFB
US=±15V
3 0 -3 -6
1M
US=±5V
式(8—8)可改写为
1
CW
A j CW
I Cj
CCW
引入面积比系数λ,
Aj
CW
Aj
CCW
A Cj A Cj
CW
CCW
1
Aj
I Cj
(8—10) (8—11) (8—12)
8—1—2 跨导线性环——电流模电路举例
一、互补跟随输出级
互补跟随输出级电路如图8—2所示。由图可见,
X是一个由输入信号控制的系数。 该电路存在一个跨导线性环,由V1、V2、V3、V4组
成。现在我们来计算输出差模电流iod。 设各管发射区面积相同,λ=1,根据TL环原理,有
( 1- X) ( I+ IE ) i1
( 1+ X) ( I+ IE ) i2
V3
V4
( 1- X) I
V1
V2
2IE
( 1+ X) I
Ar
(s)
Uo(s) Ii (s)
RT 1sRTCT
若用开环差模电压增益表示,则
Au(s)
Uo(s) Ui (s)
Uo(s) Ii(s) Ri
RT Ri (1 sRTCT )
(8—33) (8—34)
8—2—2 电流模运放的典型电路 电流模运算放大器的典型电路如图8—7所示。
表8—1给出一些电流模运放的型号和主要参数, 供读者参考。
510 ui
510
+ 15V
- +
- 15V
0.1μ
uo 0.1μ
(a)
GAI /NdB
12 G=+2
9 RL=150Ω 6 RG=RFB
US=±15V
3 0 -3 -6
1M
US=±5V
式(8—8)可改写为
1
CW
A j CW
I Cj
CCW
引入面积比系数λ,
Aj
CW
Aj
CCW
A Cj A Cj
CW
CCW
1
Aj
I Cj
(8—10) (8—11) (8—12)
8—1—2 跨导线性环——电流模电路举例
一、互补跟随输出级
互补跟随输出级电路如图8—2所示。由图可见,
X是一个由输入信号控制的系数。 该电路存在一个跨导线性环,由V1、V2、V3、V4组
成。现在我们来计算输出差模电流iod。 设各管发射区面积相同,λ=1,根据TL环原理,有
( 1- X) ( I+ IE ) i1
( 1+ X) ( I+ IE ) i2
V3
V4
( 1- X) I
V1
V2
2IE
( 1+ X) I
Ar
(s)
Uo(s) Ii (s)
RT 1sRTCT
若用开环差模电压增益表示,则
Au(s)
Uo(s) Ui (s)
Uo(s) Ii(s) Ri
RT Ri (1 sRTCT )
(8—33) (8—34)
8—2—2 电流模运放的典型电路 电流模运算放大器的典型电路如图8—7所示。
模拟集成电路的设计流程89页PPT
![模拟集成电路的设计流程89页PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/e82bbdd80975f46527d3e1f6.png)
Hspice: 作为业界标准的电路仿真工具,它自带了许多器 件模型,包括小尺寸的MOSFET和MESFET。Cadence提 供了hspice的基本元件库并提供了与Hspice的全面的接口。
Spectre: 由Cadence开发的电路仿真器,在SPICE的基础 上进行了改进,使得计算的速度更快,收敛性能更好。
2019/11/15
共88页
29
其它有关的菜单项(1)
Tools/Parametric Analysis
它提供了一种很重要的分析方法——参量分 析的方法,也即参量扫描。可以对温度,用 户自定义的变量(variables)进行扫描,从 而找出最合适的值。
2019/11/15
共88页
30
其它有关的菜单项(2)
举个例子:标识3db的点,我们用到的表达式如下: bandwidth(VF(“/Out),3,“low”)。
需要注意的是:表达式一般都是通过计算器(caculator)输入的。Cadance 自带的计算器功能强大,除了输入一些普通表达式以外,还自带有一些特殊
表达式,如bandwidth、average等等。
2019/11/15
共88页
6
一、进入Cadence软件包
方法一
安装并运行exeed软件, 使用putty软件(缘网下 载),在Host name处填 工作站地址,端口默认, 协议(protocol)选SSH, 如图所示,然后点击 Open。
2019/11/15
共88页
7
1、键入用户名和密码, 在提示符处键入: source/opt/demo/cds. env(回车)
口
退出
23
Setup菜单
Setup菜单
Spectre: 由Cadence开发的电路仿真器,在SPICE的基础 上进行了改进,使得计算的速度更快,收敛性能更好。
2019/11/15
共88页
29
其它有关的菜单项(1)
Tools/Parametric Analysis
它提供了一种很重要的分析方法——参量分 析的方法,也即参量扫描。可以对温度,用 户自定义的变量(variables)进行扫描,从 而找出最合适的值。
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其它有关的菜单项(2)
举个例子:标识3db的点,我们用到的表达式如下: bandwidth(VF(“/Out),3,“low”)。
需要注意的是:表达式一般都是通过计算器(caculator)输入的。Cadance 自带的计算器功能强大,除了输入一些普通表达式以外,还自带有一些特殊
表达式,如bandwidth、average等等。
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一、进入Cadence软件包
方法一
安装并运行exeed软件, 使用putty软件(缘网下 载),在Host name处填 工作站地址,端口默认, 协议(protocol)选SSH, 如图所示,然后点击 Open。
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1、键入用户名和密码, 在提示符处键入: source/opt/demo/cds. env(回车)
口
退出
23
Setup菜单
Setup菜单
集成电路模拟版图设计基础106页PPT
![集成电路模拟版图设计基础106页PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/5370e32ff7ec4afe05a1df1d.png)
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 4. 寄生效应 5. 噪声 6. 布局规划 7. ESD 8. 封装
IC模拟版图设计
第一部分:了解版图
1. 版图的定义 2. 版图的意义 3. 版图的工具 4. 版图的设计流程
第一部分:了解版图
PMOS版图
第二部分:版图设计基础
2.1 器件
反向器
器件剖面图及俯视图
器件版 图
第二部分:版图设计基础
2.1 器件
2.1.1 MOS管 1)反向器
VDD
3u/0.18u
IN
OUT
1u/0.18u
2)NMOS,PMOS
3)金属连线
GND
4)关于Butting Contact部分
第二部分:版图设计基础
2)它需要设计者具有电路系统原理与工艺制造方面的基 本知识,设计出一套符合设计规则的“正确”版图也 许并不困难,但是设计出最大程度体现高性能、低功 耗、低成本、能实际可靠工作的芯片版图缺不是一朝 一夕能学会的本事。
第一部分:了解版图
3. 版图的工具:
– Cadence
Virtuoso Dracula Assura Diva
IC模拟版图设计
目录
第一部分:了解版图
1. 版图的定义 2. 版图的意义 3. 版图的工具 4. 版图的设计流程
第二部分:版图设计基础
1. 认识版图 2. 版图组成两大部件 3. 版图编辑器 4. 电路图编辑器 5. 了解工艺厂商
目录
第三部分:版图的准备
1. 必要文件 2. 设计规则 3. DRC文件 4. LVS文件
第二部分:版图设计基础
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 4. 寄生效应 5. 噪声 6. 布局规划 7. ESD 8. 封装
IC模拟版图设计
第一部分:了解版图
1. 版图的定义 2. 版图的意义 3. 版图的工具 4. 版图的设计流程
第一部分:了解版图
PMOS版图
第二部分:版图设计基础
2.1 器件
反向器
器件剖面图及俯视图
器件版 图
第二部分:版图设计基础
2.1 器件
2.1.1 MOS管 1)反向器
VDD
3u/0.18u
IN
OUT
1u/0.18u
2)NMOS,PMOS
3)金属连线
GND
4)关于Butting Contact部分
第二部分:版图设计基础
2)它需要设计者具有电路系统原理与工艺制造方面的基 本知识,设计出一套符合设计规则的“正确”版图也 许并不困难,但是设计出最大程度体现高性能、低功 耗、低成本、能实际可靠工作的芯片版图缺不是一朝 一夕能学会的本事。
第一部分:了解版图
3. 版图的工具:
– Cadence
Virtuoso Dracula Assura Diva
IC模拟版图设计
目录
第一部分:了解版图
1. 版图的定义 2. 版图的意义 3. 版图的工具 4. 版图的设计流程
第二部分:版图设计基础
1. 认识版图 2. 版图组成两大部件 3. 版图编辑器 4. 电路图编辑器 5. 了解工艺厂商
目录
第三部分:版图的准备
1. 必要文件 2. 设计规则 3. DRC文件 4. LVS文件
第二部分:版图设计基础
模拟集成电路设计流程(ppt 54页)
![模拟集成电路设计流程(ppt 54页)](https://img.taocdn.com/s3/m/162426b1d15abe23492f4d0b.png)
source cshrc.iclab
cp ~wanghan/CMOS/cds.lib . ( “.”指当前文件夹)
cp /soft1/cdsmgr/cadence/IC5141/tools.Inx86
(接上行)/dfII/cdsuser/.cds init ~ (设置Cadence快捷键)
setdt ic
需要注意的是:表达式一般都是通过计算器(caculator) 输入的。Cadance自带的计算器功能强大,除了输入一些 普通表达式以外,还自带有一些特殊表达式,如
bandwidth、average等等。
2019/11/14
共88页
24
Calculator的使用
Calculator是 一个重要的数 据处理工具, 可以用来仿真 电源抑制比, 相位裕度,共
口
退出
18
Setup菜单
Setup菜单
Design Simulator/directory/host Temperature Model Library Environment
选择所要 模拟的线
路图
选择模拟使用 的模型一般有
cdsSpice hspiceS spectre等
设置模拟 时的温度
设置库文件 的路径和仿 真方式,修 改工艺角
共88页
14
生成symbol
进入“Virtuoso Schematic Editing: mylib nand2 schematic”窗口。
Design -> Create Cellview->From Cellview
在Cellview From Cellview窗口,From View Name栏为:schematic,Tool / Data Type栏为Composer-Symbol。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Vth0=-0.402
u0=8.6m
lambda的选取可以参照razavi书上的lambda与L成反比,
其中L=0.5um时 lambdaN=0.1,lmabdaP=0.2
2模020型/10中/2 各工艺参数定义可参考bsimset.pdf文件。
7
建立新库、新单元以及新视图
在CIW中,File->New->Library, 在弹出的“New Library”窗口,Name栏中:mylib 选中右下方:Attach to an existing techfile 点击OK,之后弹出图2,选smic18mmrf,点击ok
>=1um Total Width 表示总的沟道宽度 Finger Width 表示一个finger的宽度 Fingers 表示finger的个数 Total width = finger witdth × finger width 设计时 尽量使mos管接近方形,而不是长条形
2020/10/2
在“Virtuoso Schematic Editing:…”窗口, 鼠 标左键单击一次,间隔一定距离再单击一次, 这样就增加了2个n18元件,键撤销本次操作 ESC
按照如上方法添加所需要的 NMOS与PMOS以及电阻元件以及pin
2020/10/2
10
mos管的主要参数
multiplier 表示几个管子并联数 Length 表示沟道长度 ,设计时我们按照长沟道设计L取值
RF器件模型文件,我们实验只用到普通器件,因此只需要前 者,电路仿真时Spectre会自动加载这几个文件
2020/10/2
6
相关工艺参数可以在ms018_v1p7_spe.mdl文件中查到:
N18:
Tox=3.87n (可由此算出Cox)
vth0=0.39(无衬偏效应)
u0=34m
P18:
Tox=3.74n
在弹出的“Virtuoso Schematic Editing:…”窗 口中,左边为工具栏,选instance 图标(或i)
单击“Add instance”窗口Library栏最右侧 Browser,
弹出“Library Browser-…”窗口,Library选 smic18mmrf,Cell选n18, View选symbol
7.流片(gdsii)
2020/10/2
2
Cadence中Spectre的模拟仿真
1、进入Cadence软件包 2、建立可进行SPECTRE模拟的单元文件 3、编辑可进行SPECTRE模拟的单元文件 4、模拟仿真的设置(重点) 5、模拟仿真结果的显示以及处理 6、分模块模拟(建立子模块) 7、运算放大器仿真实例
Library
Cell
Schematic Symbol
Layout (View)
Verilog
Library,Cell以及View的关系
1、library(库)的地位相当于文件夹,它用来存放一整个设计 的所有数据,包括子单元(cell)以及子单元(cell)中的 多种视图(view)。新建库时注意选择链接所用工艺pdk 的techfile。
生成symbol
进入“Virtuoso Schematic Editing: mylib nand2 schematic”窗口。
查看CIW窗口:Tools->Library Manager,在Library 中应有mylib,单击它。
在Library Manager 窗口,File->New->Cellview, 在弹出的“Create New File”窗口Cell Name栏中,
opam Tool栏中,选Composer-Schematic OK ,弹出新的原理图编辑窗口
2020/10/2
3
一、进入Cadence软件包
登陆到服务器上后,进入adelibic5这个文件夹(如果没有这个文件夹, 按照vlsi课件实验1自行拷贝)
在命令行输入 source /eva02/dept23/uwb03/.cshrc.ic23 icfb& 红色界面的IC5141窗口出现,之后ciw弹出来
2、Cell(单元)可以是一个简单的单元,像一个与非门, 也可以是比较复杂的单元(由symbol搭建而成)。
3、View则包含多种类型,常用的有schemetic,symbol, layout,calibre等等 ,新建Cellview要注意选择View的类 型。
2020/10/2
9
添加元件(实例instance)
2020/10/2
4
二、建立可行SPECTRE模拟 的单元文件
主窗口分为信息窗口 CIW、命令行以及主 菜单。信息窗口会给 出一些系统信息(如 出错信息,程序运行 情况等)。在命令行 中可以输入某些命令。
主菜单包括:
1、File菜单 2、Tools菜单 3、Options菜单
2020/10/2
5
11
编辑完成的电路图
2020/10/2
12
一些快捷键
以下是一些常用的快捷键: i 添加元件,即打开添加元件的窗口; [ 缩小两倍; ] 扩大两倍; w 连线(细线); f 全图显示; p 查看元件属性; m 整体移动(带连接关系); shift+m 移动(不带连接关系)。
2020/10/2
13
设计环境设置
工艺库工作站目录 /eva02/ic/BA083006/smic18/ 关联工艺库的方法 在cds.lib中加入如下语句(用Vi或Gvim编辑器) INCLUDE /eva02/ic/BA083006/smic18/cds.lib 工艺模型文件目录 /eva02/ic/BA083006/smic18/models/spectre 这个目录下有如下文件 其中ms018_v1p7**是普通器件模型文件,ms018_rf_v1p6**是
Spectre/Virtuoso/Calibre 工具使用介绍
2020/10/2
1
模拟集成电路的设计流程
1.交互式电路图输入
全定制
2.电路仿真(spectre)
3.版图设计 (virtuoso)
4.版图的验证(DRC LVS) (calibre)
5.寄生参数提取(calibre)
6.后仿真 (spectre)