反相器设计实验

实验一反相器电路设计

一、实验目的和内容

掌握反相器电路的设计流程。完成反相器电路的设计和仿真，完成版图的设计及其DRC、LVS和LPE，最后完成后仿真。

二、实验器材

1.计算机

2.Cadence版图设计工具Virtuoso软件

3.Hspice模拟电路仿真软件

三、实验说明

1.熟悉版图设计工具Virtuoso软件的操作，使用Virtuoso绘制反相器版图

(Layout)，利用Diva的DRC文件做设计规则检查，利用LVS文件做电路和版图的一致性检查。

2.熟悉Hspice软件的操作，使用Hspice验证反相器的电路特性。

四、SPICE仿真过程

如何利用HSPICE对反相器电路进行仿真？以下是参考步骤：

（1）利用windows自带的记事本编辑仿真程序，并把文件命名为inverter.sp。（2）在记事本内编辑inverter.sp文件，程序说明如下：

*Lab1Inverter.sp

*********SPICE Library**************

.include'hua05.sp'

***************************************

.global VDD GND

M1OUT IN VDD VDD PMOS W=20u L=0.6u

M2OUT IN GND GND NMOS W=10u L=0.6u

V1VDD GND5

V2IN GND PULSE(050ns0.5ns0.5ns5ns10ns)

.OPTIONS POST

.tran0.01ns100ns

.end

利用HSPICE对网表进行仿真，结果如下图所示：

五、反相器Layout设计

1.反相器的设计的设计经过以下几步：

画n-well→PMOS和NMOS的active区→形成poly-si和栅氧化层→形成NMOS的源漏的掺杂→形成PMOS的源漏的掺杂→形成contact孔以及欧姆接触的重掺杂→形成金属层→金属层标注。

至此就完成了反相器Layout的设计。

我设计的反相器版图如下图所示：

2.DRC（Design Rules Check）版图设计规则检查

DRC检测的目的是：对IC版图做几何空间检查，以确保线路能够被特定加工工艺实现。

drc检测无错：

2.对版图进行lvs检测

Lvs检测的目的是将版图与电路原理图做对比，以检查电路的连接，与网表中MOS管的长宽值是否匹配。

Lvs版图与网表匹配：

3.寄生参数提取

寄生参数提取：从版图数据库提取电气参数（如MOS的W、L值BJT、二极管的面积，周长，结点寄生电容等）并以Hspice网表方式表示电路。

其结果如下图所示：

后仿真结果如下图所示：

七.实验心得体会

通过本次实验我了解了一个反相器设计的基本步骤，对软件的使用也已经变得

比较熟练，对数字集成电路设计有了一个宏观的理解，受益匪浅！