【《迟滞比较器版图实现分析案例》2900字】

迟滞比较器版图实现分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u5588迟滞比较器版图实现分析案例 1108041.1模拟版图设计基本原则 1228231.版图布局方面 1171592.对差分对的认识及匹配 112394第2章迟滞比较器版图验证 41.1模拟版图设计基本原则1.版图布局方面在画版图之前，首先应该做好版图的布图规划。在一定约束条件下对设计进行物理划分，并初步确定芯片面积和形状、单元区位置、功能块的面积形状和相对位置、I/O位置，产生布线网格，还可以规划电源、地线以及数据通道分布[15]。在制定电路版图过程中的布局设计方案时，首先我们必须要充分考虑如何将强高压电流短路信号和弱高压电流短路信号进行隔离，大高压电流和小高压电流如何隔离，高压和和中低压电流信号如何隔离。其次要大概确定好VDD、GND的位置及宽度，大体摆放好器件所在位置。特别要注意的是关于器件的匹配问题，电路图中的电流镜以及差分对都要进行匹配。Power线要尽量等宽，如果不能，要遵循从主干到分支越来越小的原则。版图布局要尽量紧凑，节省面积。2.对差分对的认识及匹配差分信号系统主要原理是通过电路采用高频双绞线传输方式直接进行差分信号的数据传输，双绞线中的一条差分信号双绞线主要向前两相传送原来的差分信号，另一条则主要是与原来的差分信号进行逆转而形成一个正相。差分模式信号处理器就是为了有效缓冲和同时消除在信号数据来源和应用负载之间不同的各种参考信号，对它们的位置进行连接而采用的一种技术手段，对电子产品可能受到的各种干扰损害具有固有性和抑制性的效果。差分发射信号的另一个重要技术优点之一就是它同样可以有效减小差分信号通过导线发射对外时可能产生的外部电磁干扰(EMI)。对于差分信号而言，对其性能影响最大的一个因素，就是它们的相对阻抗是否一致。它们之间的分布式电容越多只会导致衰落信号的强度,不会造成噪声和干扰,也就是说对信噪比的影响不会受到太多的影响。在设计差分管时，需要进行高精度的信号匹配，保持它们所周边的环境一致，并且还要加上保护环，减小了外界对其的影响和干扰，这样我们才能够确保良好的集成器和电路性能。一般的情况下，差分管的最佳输入和控制信号最好是不要与其他输出和控制信号相互交叉[16]。因为在信号传感器中，系统的输入信号很小而有可能会对系统的输出信号电路产生较大干扰，进而可能会直接性地影响传感到系统输入输出信号的传输准确性。差值积分管通常认为是函数采用二位函数匹配后依次添加DUMMY的一种计算方式，其中二位函数匹配的具体计算方法大致描述如下图即图4-1所示，采用的是共质心匹配。图4-1差分信号匹配方式3.对电流镜的认识及匹配电流镜器件是大型模拟集成电路中常见并且普遍广泛使用的一种标准器件组成的元部件。在采用基于传统的运算电流放大器的硬件设计中,电流镜设计是一种用来直接检测一个产生偏置的有源电流并将其作为一个有源电流负载。在新型相互电流补充模式下的电路仿真以及集成电路的工程设计中,电流镜除了可以广泛用来用于控制如何产生偏置的单端电流外,还被广泛地可以用来用于控制如何实现电流单端回路电流补充信号的快速复制或电流倍乘,单端电流镜还常常用来实现对极性差动电流单端回路电流控制信号的快速转换。电流镜不仅是用于设计一个电流集成电路的基础单元控制电路,而且本身也可以是一种非常典型的电流检测模式控制电路,在一些典型电流控制模式电路系统(比如高频连续的长时间电流滤波器、人工神经网络)中已经开始得到直接的广泛应用。实际的集成电路中往往会有许多的电流源,通常是应用于器件的基准电流匹配方法,仅用一个“基准电流源”作为输入,给多个恒定电流源同时提供一个偏置的电压,或者说直接给一个恒定的电流。这些由匹配元件组合而成的结构,称之为电流镜[17]。它的被控电流和输入的参考电流之间相等,也就是输入和被控电流之间的传输比要大约等于1。特征就是输出电流就是对一个输入电流进行按一定的比例“复制”。电流镜匹配方式为“叉值匹配”，两边也要加DUMMY，如下图4-2所示。4-2电流镜的匹配方式4．匹配精度等级实际上，版图中的各个元器件想要做到完全相互匹配还是不容易的。一般而言，把各个元器件之间进行匹配的准确度分成三个层次，即最低匹配、中度匹配和精密匹配[18]。最低匹配元器件适合于一般情况下的使用，例如在偏置电路中采用了正负反馈式电流显示器。中度匹配元器件特别是适合能隙基准电压来源、运算放大器、比较仪和多数仿真电路等领域。精密相互匹配时的元器件特别适宜在A/D、D/A转换器及其他需要精密匹配的应用场合。通常，电容比电阻更容易获得这种精密匹配的精度。在进行版图设计时，除了必须要充分体现各个电路的逻辑或其他功能来确保版图验证正确外，还要考虑添加一些其他与电路相互匹配完全无关的图形，以便于减小中间操作过程中的误差，我们通常把这些图形简单地称之为DUMMY。有些DUMMY是为了避免在防止刻蚀时候会因为刻蚀量不够或者是刻蚀量太大而进行额外的增加。另外一些则主要是为了充分考虑照度对于光的反射和衍生，为了能够保证在关键图形情况下大体上是相当，避免由于曝光而直接影响照度到关键图形的大小和尺寸而额外增加了DUMMY器件。1.2迟滞比较器版图实现当一个给定的电路原理图要让我们在设计它的版图时，必须按照所用工艺和设计的规则，时刻要注意与版图在不同阶段之间的图形尺寸及其相对地点位置的关系。版图实现最重要的就是它的布局与布线。版图布局是指把组成集成电路中的各个部件合理布置到芯片上。布线是按照电路框图中给出来的连接关系，在版图上对元器件之间、各个组成部分之间进行的连接。由于这些连接点也需要具备一定的芯片范围，因此在进行版图布局时就需要为其留下必须的布线渠道。确定好布局后,对迟滞比较器版图进行布线。按照电路指定的连接电路区域连接它就完成了一个电路指定的连接区域(其中包括它的面积、形态、层次)。布线要均匀，保障了连线布通道的效率。布线时，电源线和地线都应该尽量避免直接使用电流扩散接线区和其他多晶硅电源来进行走线，特别是还要注意选择通过较大电源输出产生电流的部分，如电源线和地线[19,20]。完成迟滞比较器的布局与布线后，最终版图如下图4-3所示。4-3迟滞比较器最终版图第2章迟滞比较器版图验证2.1迟滞比较器版图DRC验证(1)点击迟滞比较比较器的版图打开，在Calibre的开始菜单下点RUNDRC键。(2)在弹出的窗口里，RUNDRC键是必须自己来设置。然后点击Rules键,在CalibreDRCRulesFile下选中DRC验证所需要的文件，DRC所需要的文件里内容是对于一些层次的定义及工艺间距规则。(3)点击Inputs键，在Layout行导入所需验证版图的GDS文件，也可以设置成自动生成GDS文件进行验证。(4)设置完成后，就可点击RunDRC键运行DRC。运行完DRC后会弹出来一个窗口，对照窗口里出来的错误进行版图的间距修改，改完后DRC所有类型的错误都是绿色的对勾。迟滞比较器版图的DRC验证除密度错误外全部通过，截图如下图5-1所示。图5-1迟滞比较器DRC验证2.2迟滞比较器版图LVS验证（1）点击迟滞比较器的版图打开，在Calibre的开始菜单下点RUNLVS键。（2）点击Input