集成电路版图设计 反相器 传输门

集成电路版图设计

实验报告

学院：电气与控制工程学院班级：XXXXXXXXXX 学号：XXXXXXXX 姓名：XXXX

完成日期：2015年1月22日

一、实验要求

1、掌握Linux常用命令（cd、ls、pwd等）。

（1）cd命令。用于切换子目录。输入cd并在后面跟一个路径名，就可以直接进入到另一个子目录中；cd..返回根目录；cd返回主目录。

（2）ls命令。用于列出当前子目录下所有内容清单。

（3）pwd命令。用于显示当前所在位置。

2、掌握集成电路设计流程。

模拟集成电路设计的一般过程：

（1）电路设计。依据电路功能完成电路的设计。

（2）前仿真。电路功能的仿真，包括功耗，电流，电压，温度，压摆幅，输入输出特性等参数的仿真。

（3）版图设计（Layout）。依据所设计的电路画版图。一般使用Cadence 软件。

（4）后仿真。对所画的版图进行仿真，并与前仿真比较，若达不到要求需修改或重新设计版图。

（5）后续处理。将版图文件生成GDSII文件交予Foundry流片。3、掌握Cadence软件的使用

（1）使用Cadence Schematic Editor绘制原理图。

（2）由Schematic产生symbol。

（3）在测试电路中使用Analog Environment工具进行功能测试。（4）使用Cadence Layout Editor根据原理图绘制相应版图，以

0.6umCMOS设计规则为准。

（5）对所设计的版图进行DRC验证，查错并修改。

以PMOS为例，部分设计规则如下：（um）

N-Well包含P+Active的宽度：1.8

MOS管沟道最小宽度：0.75 最小长度：0.6

Active区伸出栅极Ploy的最小延伸长度：0.5

Contact最小尺寸：0.6*0.6

Contact与Contact之间的最小间距：0.7

Active包最小尺寸Contact的最小宽度：0.4 非最小尺寸Contact的最小宽度：0.6

Active上的Contact距栅极Poly1的最小距离：0.6

Metal1包最小尺寸的Contact：0.3

Metal1与Metal1之间的最小间距：0.8

二、实验内容

1、CMOS反相器设计（电路设计、仿真、版图设计、验证）

2、CMOS传输门设计（电路设计、仿真、版图设计、验证）

三、实验结果

1、CMOS反相器

（1）Schematic

当输入端in输入高电平时，MOS管M1截止，M2导通，输出端out 输出低电平。当输入端in输入低电平时，MOS管M1导通，M2截止，输出端out输出低电平，即可实现反相功能。

（2）Symbol

（3）测试电路

测试结果

由图可看出，当输入端x输入高电平时，输出端y输出低电平，输入端x输入低电平时，输出端y输出高电平，可实现反相功能。

（2）Layout

由设计规则和原理图可得如下图。

2、CMOS传输门

（1）Schematic

当c为低电平时，M0、M1截止；传输门相当于开关断开。当c=vdd，c’=0v时，Vin由0~（vdd-vt）范围变化时M1导通，Vin由（vdd-vt）~vdd范围变化时M0导通，即Vin在0~vdd范围变化时，M0、M1中至少有一个管子导通，使V out=Vin；传输门相当于开关闭合。（2）Symbol

（2）测试电路

测试结果

由图可得，当c为低电平，c’为高电平时，V out无输出，当c为高电平，c’为低电平时，V out=Vin。可实现传输门功能。

(3)Layout

由设计规则和原理图可得如下图。

四、问题与解决

在测试电路进行仿真时，每次设置输入信号很麻烦。可以通过直接加信号源来解决。

五、心得体会

经过两周的集成电路版图设计的学习，我又学习了一项集成电路设计软件——Cadence的使用。Cadence软件功能强大，可以实现电路设计、仿真、版图设计、验证等功能。这两周的学习中遇到很多困

难。Cadence软件必须在Linux系统中运行，所以为了方便学习使用，我在电脑上安装了虚拟机来虚拟Linux系统。

这两周的学习中遇到很多困难。在第一天学习使用Linux常用命令时，由于最初只是看书，混淆了一些指令和符号，所以得到的总是command not found，经过老师的示范，我终于清楚命令应该怎么输入和使用。经过半个小时的练习，我已经对Linux常用命令非常熟悉。接下来的Schematic设计以及生成symbol根据书上的内容很容易便学会了，但是在进行仿真的时候又出了问题，虽然看了老师的示范，但是步骤繁多，下课以后完全不会做了，之后看了几遍同学的示范，清楚了每个步骤的目的，发现这个仿真过程和以前学过的EDA软件的仿真过程基本相同，便学会了仿真。万事开头难，在完成了电路的设计和验证之后，版图设计又遇到了问题，书上的内容看不懂，也没有具体过程，完全不知道如何画出一个MOS管，纠结了两天，终于借到一本过程很详细的参考书，按照上面的步骤画出了一个像模像样的MOS管，学会一个，其他的便都得心应手。

学会了功能强大的Cadence软件的基本使用我很高兴，虽然这次的设计内容非常简单，但是这仅仅是一个开始，对以后的学习和工作都有很大的作用。遇到困难要及时解决，这样在学习过程中才能不断进步。