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第五章 MOS电路版图设计
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§5-1 MOS管图形尺寸的设计
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思考题
MOS管沟道的宽长比(W/L)如何确定?
MOS管沟道的宽度(W)和长度(L)如何确定?
MOS管源漏区尺寸如何确定?
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MOS管宽长比(W/L)的确定 1. NMOS逻辑门电路
(1)NMOS逻辑门电路是有比电路,根据VOL的要求,确定最小R 。
Vi
Vo
VDD
ML
MI
Vi
Vo
VDD
MD
ME
(2) 根据负载CL情况和速度要求(tr和tf) 确定负载管和等效输入管的最小W/L 。
VOL 
(VDD VTL )2
2R(VOHVTI)
E/E饱和负载
VOL 
VTD 2
2R(VOHVTE)
E/D
4
MOS管宽长比(W/L)的确定 1. NMOS逻辑门电路(续)
Vi
Vo
VDD
ML
MI
Vi
Vo
VDD
MD
ME
(3) 根据静态功耗的要求来确定负载管最大的W/L 。
(4) 根据上述结果最终确定负载管和等效输入管的W/L 。
(5) 根据输入结构和等效输入管的W/L确定每个输入管的W/L 。
VDD
A
B
C
F
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MOS管宽长比(W/L)的确定 2. CMOS逻辑门电路
(2) 根据负载CL情况和速度要求(tr和tf) 确定等效的PMOS管和NMOS管的最小W/L 。
Vi
Vo
VDD
MP
MN
(1) 根据抗干扰能力(噪声容限、输入转折电压V*)确定0范围。
V* =
VDD+ VTP +VTN o
1 + o
o增大
VDD
0
VO
Vi
VDD
V*
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MOS管宽长比(W/L)的确定 2. CMOS逻辑门电路(续)
(4) 根据电路结构和等效的W/L确定每个管的W/L 。
(3) 根据上述结果最终确定等效的PMOS管和NMOS管的最小W/L。
Vi
Vo
VDD
MP
MN
无比电路VOL与o无关
VDD
A
B
F
nor2
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MOS管宽长比(W/L)的确定 3. 传输门电路
(2) 对于CMOS传输门,一般应当考虑NMOS
管和PMOS管特性的对称性。
MOS的W/L直接影响传输门的导通电阻,因而影响传输速度。因此,根据传输速度的要求(考虑负载情况和前级驱动情况)来确定MOS管的W/L.
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MOS管沟道长度(L)的确定
(2)要考虑工艺水平。
(1)要考虑MOS管的耐压能力,一般MOS管的击穿电压由源漏穿通电压决定:
BVDSP=qNBL2/2osi
(3)要考虑沟道长度调制效应对特性的影响。
W
L
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MOS管沟道宽度(W)的确定
(2)对于窄沟(长沟)器件,应根据工艺水平先考虑确定沟道宽度W,然后再根据已确定W/L的值来确定L的值。
(1)根据已确定的W/L 和L的值来确定W的值。
L
W
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