集成電路后端設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 合集成電路標(biāo)準(zhǔn)通用集成電路專用集成電路集成電路設(shè)計(jì)方法 ? 全定制方法（ FullCustom Design Approach） ? 適用于要求得到最高速度、最低功耗、最省面積和最高成品率的芯片設(shè)計(jì) ? 完全是由用戶設(shè)計(jì)師根據(jù)所選定的生產(chǎn)工藝按自己的要求獨(dú)立地進(jìn)行集成電路產(chǎn)品設(shè)計(jì)，這樣可以使所設(shè)計(jì)的電路具有盡可能高的工作速度、盡可能小的芯片面積和滿意的封裝 ? 針對(duì)每個(gè)晶體管進(jìn)行電路參數(shù)和版圖優(yōu)化，以獲得最佳的性能 (包括速度和功耗 )以及最小的芯片面積。單元本身經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，并完成了設(shè)計(jì)規(guī)則檢查和電學(xué)性能驗(yàn)證 ? 設(shè)計(jì)者將所需要的單元從標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)中調(diào)出來(lái)，并排列成行，行間留有可調(diào)整的布線通道。 n型M O S管p摻 雜 半 導(dǎo) 體 襯 底nn導(dǎo) 體絕 緣 體漏 極柵 極源 極耗 盡 型 電 路 符 號(hào)柵 極源 極漏 極襯 底增 強(qiáng) 型 電 路 符 號(hào)柵 極源 極漏 極襯 底N型 MOS管物理結(jié)構(gòu)和電路符號(hào) p型M O S管n摻 雜 半 導(dǎo) 體 襯 底pp導(dǎo) 體絕 緣 體漏 極柵 極源 極柵 極源 極漏 極襯 底柵 極源 極漏 極襯 底耗 盡 型 電 路 符 號(hào) 增 強(qiáng) 型 電 路 符 號(hào)P型 MOS管物理結(jié)構(gòu)和電路符號(hào) MOS晶體管的基本工作原理 1. 從漏到源是兩個(gè)背對(duì)背的二極管。 2. 當(dāng)柵 源電壓 Vgs等于開(kāi)啟電壓 VT時(shí)，該器件開(kāi)始導(dǎo)通。這時(shí)溝道電流受柵極電壓控制，幾乎與漏極電壓無(wú)關(guān)。 NMOS晶體管的襯底與它的源極相連并接地 ， PMOS晶體管的襯底與它的源極相連并接電源 。 值得指出的是 ， 任一種邏輯狀態(tài) ， 不管是 Vi為 VDD或?yàn)?VSS， 兩個(gè)晶體管必有一個(gè)截止 。 與非門(mén)和或非門(mén)版圖 與非門(mén)版圖： 與非門(mén)和或非門(mén)版圖 或非門(mén)版圖： CMOS傳輸門(mén) CMOS傳輸門(mén) 電路圖： CMOS傳輸門(mén) CMOS傳輸門(mén) 工作原理： 從 MOS晶體管的基本工作原理我們已經(jīng)知道：當(dāng) MOS管的表面形成導(dǎo)電溝道后 , 器件源漏極之間就呈現(xiàn)低電阻連通；反之，如果 MOS管截止，器件的源漏就呈現(xiàn)高電阻斷開(kāi)，因此 MOS器件是一個(gè)典型的開(kāi)關(guān)。 驅(qū)動(dòng)電路 大寬長(zhǎng)比非門(mén)版圖： IO單元、無(wú)源器件及互連線的設(shè)計(jì) 任何一種設(shè)計(jì)技術(shù)，版圖結(jié)構(gòu)都需要焊盤(pán)輸入 /輸出單元（ I/O PAD）。 （ 3） D2稱為下拉二極管，相對(duì)地起到保護(hù)作用。 在版圖中遠(yuǎn)距離連線采用的是金屬線，電源線和地線一般也采用金屬連線。計(jì)算機(jī)輔助的版圖設(shè)計(jì)將電路中所有元器件及其相互連接轉(zhuǎn)換成能進(jìn)行芯片光刻加工、正確可靠的掩模圖形數(shù)據(jù)。 版圖設(shè)計(jì) ? 版圖布局布線 （ 1）布局就是將組成集成電路的各部分合理地布置在芯片上。線路圖 (schematic view) 最終，設(shè)計(jì)的版圖所對(duì)應(yīng)的電路必須與原始設(shè)計(jì)和模擬時(shí)所采用的電路在表示 連接關(guān)系 和 元器件參數(shù) 完全一致 寄生參數(shù)提取 (LPE) 我們?cè)诶L制版圖的時(shí)候不可避免的會(huì)引入寄生參數(shù)，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)使版圖失效，所以作為版圖設(shè)計(jì)人員還要對(duì) 寄生參數(shù)進(jìn)行提取 ，再將提取的寄生參數(shù)回代到原電路設(shè)計(jì)中再模擬。設(shè)計(jì)者只能根據(jù)廠家提供的設(shè)計(jì)規(guī)則進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)。 版圖設(shè)計(jì) ? 單元和單元庫(kù)的建立 （ 1）在版圖設(shè)計(jì)階段，無(wú)論是全定制還是半定制版圖設(shè)計(jì)一定都會(huì)用到單元或單元庫(kù)。 （ 3）版圖設(shè)計(jì)軟件常采用兩種長(zhǎng)度單位 ——用戶單位 或 數(shù)據(jù)單位 。 一般來(lái)講，設(shè)計(jì)規(guī)則反映了性能和成品率之間可能的最好的折衷。這個(gè)反相器除了完成反相的功能外，另一個(gè)主要作用是提供一定的驅(qū)動(dòng)能力。 因此 ， 輸入單元的結(jié)構(gòu)主要是輸入保護(hù)電路 。 CMOS傳輸門(mén) CMOS傳輸門(mén)版圖： 驅(qū)動(dòng)電路 ? 任何一個(gè)邏輯門(mén)都有一定的驅(qū)動(dòng)能力，當(dāng)它所要驅(qū)動(dòng)的負(fù)載超過(guò)了它的能力，就將導(dǎo)致速度性能的嚴(yán)重退化。 這時(shí)相當(dāng)于一個(gè)有限的 PMOS管導(dǎo)通電阻 （ 稱為上拉電阻 ） 和一個(gè)無(wú)窮
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