第11章运放设计补充2008.ppt

1、北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 1,第11章 运放设计补充,授课教师：鲁文高 Email: 2008年5月19日、22日,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 2,本讲内容,运放的带宽极限 常见的运放结构 偏置电路的设计 版图设计,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 3,MOSFET的寄生电容,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 4,MOSFET的截至频率fT,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 5,高增益vs高速,北大微电子：模拟集成电路原理,Max

2、GBW Ch. 11 # 6,非主极点的极限频率（1）,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 7,非主极点的极限频率（2）,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 8,高速Miller运放的设计（1）,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 9,高速Miller运放的设计（2）,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 10,GBW最大值与L的关系,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 11,本讲内容,运放的带宽极限 常见的运放结构 偏置电路的设计 版图设计,北大微电子：模

3、拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 12,五MOSFET运放,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 13,套筒式共源共栅运放,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 14,对称结构运放,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 15,对称结构运放,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 16,折叠共源共栅运放,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 17,两级Miller运放,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 18,两级Miller

4、运放,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 19,两级Miller运放,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 20,本讲内容,运放的带宽极限 常见的运放结构 偏置电路的设计 版图设计,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 21,折叠共源共栅运放,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 22,偏置电路(NMOS),北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 23,偏置电路(PMOS),北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 24,Vb1Vb4的产生,北

5、大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 25,本讲内容,运放的带宽极限 常见的运放结构 偏置电路的设计 版图设计 设计规则 天线效应 减小栅电阻与漏寄生电容 对称性设计,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 26,设计规则,设计规则分类 最小宽度(width) 最小间距(spacing) 最小包围(enclosure) 最小延伸(extension),北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 27,最小宽度(width),掩模版定义的几何图形，其宽度必须大于某个值 偏差：取决于光刻和工艺水平 层厚度越小，该层允许的最小宽度也

6、越小,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 28,最小间距(spacing),同层图形： 金属短路 不同层图形： 扩散区与多晶硅,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 29,最小包围(enclosure),如N扩散区应被N注入区包围 Cantact应被Poly或者Metal1包围 在被包围图形周围留够余量,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 30,最小延伸(extension),Poly在有源区外延伸 工艺偏差 确保边缘部分正常,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 31,设计规则与版图,

7、北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 32,本讲内容,运放的带宽极限 偏置电路的设计 版图设计 设计规则 天线效应 减小栅电阻与漏寄生电容 对称性设计,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 33,天线效应,刻蚀第一层金属时，这层金属就像一根天线，会收集离子。 面积越大，收集的离子越多，击穿栅氧。图(a) 解决方法：通过Metal2过渡。图(b),北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 34,本讲内容,运放的带宽极限 偏置电路的设计 版图设计 设计规则 天线效应 减小栅电阻与漏寄生电容 对称性设计,北大微电子：模拟集成电

8、路原理,Max GBW Ch. 11 # 35,叉指晶体管,图a：简单折叠，减小漏端电容 图b：减小栅电阻Rg，使Rg1/gm 低噪声应用：Rg为1/gm的1/51/10。 以上Rg、gm为单个叉指管的参数,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 36,叉指数目：奇数vs偶数,叉指数目为偶数时 漏区面积最小 通常叉指数目为偶数,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 37,叉指数目：偶数,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 38,叉指数目较大时,分成两排或多排 防止芯片的尺寸不成比例,北大微电子：模拟集成电路原理,Ma

9、x GBW Ch. 11 # 39,共源共栅电路的版图,共源管与共栅管取一样的尺寸 共源管的漏与共栅管的源连在一起 该节点无其他连接关系！不必提供contact,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 40,本讲内容,运放的带宽极限 偏置电路的设计 版图设计 设计规则 天线效应 减小栅电阻与漏寄生电容 对称性设计,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 41,差分对的对称,C相对较好,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 42,注入的方向性,图a更好,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 43,使周围环境一致,1、虚拟管（Dummy） 2、Metal1应对称,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 44,离子浓度梯度变化的影响,沿梯度方向，M1、M2严重失配,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 45,一维交叉耦合,A图更好！ 为什么？,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW Ch. 11 # 46,共质心的版图布局,北大微电子：模拟集成电路原理,Max GBW