【正文】 ....... 25 版圖數(shù)據(jù)提交 ................................................................................................ 29 八、心得體會 .............................................................................................................. 31 九、參考文獻 .............................................................................................................. 31 3 一．目的與任務 本課程設計是《集成電路分析與設計 基礎》的實踐課程，其主要目的是使學生在熟悉集成電路制造技術、半導體器件原理和集成電路分析與設計基礎上 ，訓練綜合運用已掌握的知識，利用相關軟件，初步熟悉和掌握集成電路芯片的系統(tǒng)設計→電路設計及模擬→版圖設計→版圖驗證等正向設計方法 二 ．設計題目及要求 器件名稱 含 2 個 2— 4 譯碼器的 74HC139 芯片 （根據(jù)要求使用工藝及規(guī)則： MOSISI： mhp_ns8，自選用 模型 ） 要求的電路性能指標 （ 1）可驅動 10 個 LSTTL 電路（相當于 15PF 電容負載）； （ 2）輸出高電平時， VA VI OHOH ,20 m in, ?? ? ； （ 3）輸出低電平時， VmA VI OLOL ,4 m a x. ?? ； （ 4）輸出級充放電時間 tt fr? ， nstpd 25? ； （ 5）工作電源是 5V，常溫工作，工作頻率 MHzf work 30? ，總功耗 mWP 150max ? 。 設計內(nèi)容 ； ； ； ； ； ： DRC 與 LVS； (選做 )； 。 4 圖 1 74HC139 的管腳圖 表 1 74HC139 真值表 片選 輸入 數(shù)據(jù)輸出 Cs A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 74HC139 的邏輯表達式： 01010 AACAACY ss ?????? ， 01011 AACAACY ss ?????? 01012 AACAACY ss ?????? ， 01013 AACAACY ss ?????? 74HC139 的邏輯圖如圖 2 所示： 5 圖 2 74HC139 的邏輯圖 四、電路設計 工藝與設計規(guī)則和模型的選取 ： MOSIS: mhp_ns8 ： ******************************************************** .model nmos nmos + Level=2 Ld= Tox= + Nsub=+16 Vto= Kp= + Gamma=.639243 Phi= Uo= + Uexp= Ucrit=174667 Delta= + Vmax=177269 Xj=.9u Lambda= + Nfs=+12 Neff= Nss=+10 + Tpg= Rsh=60 Cgso= + Cgdo= Cj= Mj= + Cjsw= Mjsw= .model pmos pmos + Level=2 Ld=.03000u Tox= + Nsub=+16 Vto= Kp= 6 + Gamma= Phi=.541111 Uo= + Uexp= Ucrit=637449 Delta= + Vmax= Xj= Lambda= + Nfs=+11 Neff= Nss=+10 + Tpg= Rsh=150 Cgso= + Cgdo= Cj= Mj=.341 + Cjsw= Mjsw= 輸出級電路設計 據(jù)要求，輸出級等效電路如圖 3 所示。 圖 3 輸出級等效電路 輸出級 N 管（ W/L） N的計算 當輸入為高電平時，輸出為低電平， N 管導通，后級 TTL 有較大的灌電流輸入，要求 |IOL|≤ 4mA， VOL， ma x=，依據(jù) NMOS 管的 理想電流方程分段表達式 ： ? ?? ??????????????????????????????????????????飽和＜＜線性＜＜截止dstgstngsNoxNoxtgsdsdsdstngsNoxNoxtgsd s nVVVVVLWtVVVVVVLWtVVI02102V0022???? 根據(jù)設計要求和部分從模型讀出的參數(shù)可知： Vg=5V ， Vs=0V ， Vd= VOL， ma x= ， Vto= Vgs=5V， Vds= ， tgsds VVV ?＜＜0 == 所以 NMOS 工作在線性區(qū) 7 Tox= mFox ????? SVP m ??? 24101 2 1 5 .7 4? |IOL|=Ids= ? ? ?????? ?????????? 2V 2dsdstngsNoxNox VVVLWt?? = ? ? ?????? ???????????? ????? 21012NLW = A3104 ?? ???????? NLW 取相鄰整數(shù) ??22814 ????????? NLW 輸出級 P 管（ W/L） P的計算 當輸入為低電平時，輸出為高電平， P 管導通。 ○ 1 以 |IOH|≤ 20μ A， VOH， min=（ W/L） P， min 極限值：用 PMOS管的 理想電流方程分段表達式 ： ?PMOS 低電平導通， Vs=5V Vg=0V Vd= Tox= Vto= Uo= svm ?? ? 2410 ? Vgs= 5V Vds= Vds VtVgs? PMOS 工作在線性區(qū) Ids= ? ? ?????? ????????????? 2 )()(V 2DDdsDDdstpDDgsPoxPox VVVVVVLWt ?? ?? ?? ? ? ? ? ? ALWP6210 412 10202 ?? ?? ???????? ??????????????? ???? ? ?? ?????????????????????????????? ????????????????飽和＜＜線性＜＜截止dstgstpDDgsPoxPoxtgsdsDDdsDDdstpDDgsPoxPoxtgsd s PVVVVVVLWtVVVVVVVVVLWtVVI02102)()(V0022???? 8 ? ??????? PLW 取相近整數(shù) 1??????? PLW ○ 2 又 ?N 管和 P 管的充放電時間 tr和 tf表達式分別為： ? ?? ? ? ? ??????????? ??????????????????? ddtpddtpddtpddddtpppoxoxLr VVVVVVVVVWLtCt 2?? 以