模擬集成電路版圖基礎-資料下載頁
2025-05-13 00:45本頁面
【正文】 導致寄生電阻不同，從而導致失配。而右邊的布局采用了中心對稱，匹配很好。 電阻的匹配 ? 在晶圓加工時，由于過度刻蝕和摻雜不均，會導致電阻阻值的失配。 ? 對于過度刻蝕，可以用 dummy device 的方法來避免，這里值得提出的是， dummy電阻也必須和其余的電阻，在寬度和間距上保持一致，這樣才能保證，電阻周圍的環(huán)境是一樣的。 ? 電阻的布局有兩種方式，一種是叉指式，如圖 412a 所示。另一種是中心對稱式，如圖 412b 所示。由于摻雜不均，導致在 X 軸上方塊電阻值的不同。因此對于匹配而言，中心對稱式是最佳的選擇。 電阻計算 ? 電阻的計算，是以 1 個方塊電阻為多少計算，常見的如 poly1 電阻 1 個方塊電阻為 811Ω， nwell 電阻 1 方塊電阻為 1KΩ。 最小組件的選擇 ? 對于一組電阻值為 2K,1K 和 500 的電阻，不同的人，就會有不同的畫法，如圖 413 所示。之所以會出現(xiàn)上圖這幾種畫法，原因在于所采用的最小組件不同，變化就產生了。 ? 最小組件的選擇。 – 選定最小組件后，再進行中心對稱，達到合理的布局。 – 同時在畫電阻時，還要要考慮到節(jié)點的問題，因為節(jié)點寄生電阻的存在，無疑加大了電阻的阻值?？梢圆捎?電阻并聯(lián) 的特性，將節(jié)點電阻進行并聯(lián)，從而減少節(jié)點寄生電阻。 – 因此圖 413 中 D 即考慮了對稱性，又考慮到節(jié)點電阻的問題，是最好的選擇。 從考慮節(jié)點電阻來看，組件的選擇不是最小最好，適用才是最好，主要還是按實際情況而定。 四、電容的匹配 ? 電容的版圖設計中匹配的考慮，類似于電阻中的匹配考慮。也要注意到氧化層的不均勻，和過度刻蝕的問題，解決的方法和電阻差不多，見圖 414，圖 415。 ? 多電容值的布局和電阻考慮的方法相同，采用最小組件和共中心布局方法，見圖 416 所示。 模擬版圖噪聲效應 ? 知識單元 ? 襯底噪聲； ? 金屬線之間的串擾； ? 噪聲在集成電路中一直是一個比較難以解決的問題，特別在高速和敏感電路中，它更需要小心對待。這里所討論的噪聲現(xiàn)象不是由于器件熱噪聲或者電荷散射所引起的，而是由于 襯底寄生電容引起的襯底噪聲 ，或者是時鐘信號由于寄生電容耦合導致的串擾噪聲，或者是 CMOS I/O 上由于電平的變化導致的電源總線噪聲等等。 襯底噪聲 ? 襯底并不是想象中的那么安靜。由于寄生電容的存在，噪聲可以通過襯底傳播到芯片的任何地方，如圖 51。對于噪聲嚴重的電路，我們可以用 guard ring 將它圍住，同時也用 guard ring 將低噪聲電路圍起來，減少噪聲對它的影響，如圖 52。我們還可以在版圖布局時，將噪聲嚴重的電路和低噪聲的電路放開的遠一點，如圖 53。 ? 在數(shù)模混合電路中，由于數(shù)字時鐘信號的緣故，數(shù)字電路會產生比較大的噪聲，會對模擬電路造成較大的影響。 ? 要小心對待模擬功能塊和數(shù)字功能塊電源地的安排。一般要將數(shù)字地和模擬地分開，如圖 54。這樣可以避免數(shù)字模塊產生的大的瞬態(tài)噪聲干擾模擬模塊的工作。 ? 這樣又存在一個問題，芯片的襯底應該和那個地相連？一般來說，這取決于從襯底和地流經數(shù)字模塊的瞬態(tài)電流大小和圖 54 中 L L2 的大小，但大多數(shù)情況下，芯片的襯底都和模擬地相連。一般情況下，需要對整個環(huán)境（包括封裝）進行細致逼真的仿真，才能確定那個方法更好一點。 ? 技術可以減小信號的串擾： – 一種是采用新的電路結構 ——差分對。利用差分信號將大多數(shù)的串擾信號轉換成共模干擾。如圖 56 中，由于 CK 和 Vin， VA 和 VB 與 Vin 之間的耦合電容的存在，會對 Vin 和 Vout 的信號產生干擾。由于 VA 和 VB， CK 傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，因此它們的電壓擺幅很大，因此 Vin 和 Vout 的信號損失是相當明顯的。為了解決這個問題，可以采用圖 57 中的差分對結構，這樣可以將干擾減小一個數(shù)量級。注意版圖中增加了一個虛擬的連線，其目的是在 CK 和 Vin之間生成一個與 CK 和 Vin+之間電容相等的交疊電容。 減小信號的串擾： “屏蔽”敏感信號 ? 另一種方法就是在版圖設計中，“屏蔽”敏感信號。如圖 58 中，在敏感信號線兩邊都放一條地線，這樣就使噪聲干擾線發(fā)出的大部分電場線終止于地線而不是信號線。 ? 這樣的布線比單純的增加信號線與干擾線之間的距離根為有效。 ? 但是可惜的是，這樣做同時也增加了信號線與襯底的寄生電容。
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