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Module 3 模拟集成电路版图基础 Lab3-1 CMOS 无源器件结构与版图?知识单元: ?1、电阻?2、电容?3、电阻和电容画法实例一、电阻: 1、方块电阻?方块电阻测量方法: –用 poly 来做一个电阻,先做一个正方形,长,宽相等。通过在其两端加电压,测量电流的方法,可以得到它的阻值。?电阻连接: –假设最后所得结果是 200ohms 。接下来把这 2 块用金属线连在一起,那么可以得到 400ohms 加上连线阻值的测量结果。所有材料都有阻值,金属也不例外,因此电阻的和会比 400ohms 大一些。方块电阻?直接连接: –如果把这 2 块直接连在一起,那么可以测量得到阻值正好是 400ohms 。?电阻并联: –会达到什么结果呢? 200ohms 。把四个 200ohms 的方块组合成一个更大的方块,可以同样得到 200ohms 的电阻值。可以把这个方块越做越大,但最终测得电阻值将始终为 200ohms 。?对于不同大小的方块来说,阻值是一样的。由此可以用每方块多少电阻来讨论电阻大小( 200ohms/squares )。只考虑方块数,所有相同材料的方块有相同的电阻值。 Poly 电阻:基本 poly 电阻版图? poly 电阻表现形式: –它的电阻可以从材料的宽度和 2 个引线孔之间的距离来计算得到,这一部分电阻称为体电阻,右图。?电阻制作原则: –实际上,电阻大小不确定性非常高,因此最终做出来的电阻大小不可能是完全和 CAD 软件中所设计的大小一样,这里引入一个 delta 的概念,称为偏差补偿。在实际使用中,应该把电阻的宽度尽量做大,长度做长, 这样 delta 的影响就会很小。–一般来说,长度取不小于 10um ,宽度取不小于 5um 。这些措施可以获得更好的精度和匹配。如果要获得更高的精度,可以把电阻作得更宽更长, 因为 delta 值是不变的,相应的它们的影响就变小了。 II、电阻的其他选项?高阻值低精度: –在有些设计中,可能会需要很大的电阻值,如果对它的精度并不是很介意,允许有 15% 左右的变化。那么也可以把电阻的宽度做到比引线孔的宽度还要小,这种电阻的形状非常象狗骨头。在高阻值,精度没有特殊要求的情况下,可以使用这种结构。蛇形电阻?蛇形电阻的体电阻的计算: –有一些新的规定,每一个拐角计半个方块,因为电流流过拐角的时候它的实际通路如下图(图 1-9 、 1-10 )所示。低阻值高精度电阻的原则?如果想要得到一个阻值极低的电阻,而精度要求很高,可以选择用金属来做。大的面积将有助于减少 delta 的影响,从而保证精度。 ? N+ 电阻: –无需增添任何新的掩模版或层,只是用原先已有的其他层来替代 poly ,就可以获得很多种电阻类型。? P+ 电阻: –一般来说是做在 nwell 中,因此必须增加第三个的端点连接 nwell ,而且必须连接到最正的电平,一般来说是 vdd 。这样可以防止寄生 PN 结的影响。直接 nwell 电阻?直接 nwell 电阻: –只不过需要 2 个 N+ 作为电阻头。–对于较大的阻值的电阻可用 nwell 来做。– Nwell 掺杂低,经过光照,电阻值会降低,呈现不稳定的现象。?处理方法:在 nwell 上覆盖金属,并将其电位接到电源电压上,若无法接到电源电压时,可将其接到电阻两端较高电位端。?在 nwell 电阻四周加电源电压,以降低电压系数。当 well 电阻要接到 pad ,则必须于外围环绕 pseudo collector ,电位接到地,以防止其对其他的电路造成 latch-up 。