第六章mos电路版图设计资料.ppt

2005 年8月来逢昌 HIT Micro-Electronics Center 1 微电子中心 HMEC 集成电路设计原理第六章 MOS 电路版图设计 2005 年8月来逢昌 HIT Micro-Electronics Center 2 微电子中心 HMEC 集成电路设计原理§ 6-1 MOS 管图形尺寸的设计 2005 年8月来逢昌 HIT Micro-Electronics Center 3 微电子中心 HMEC 集成电路设计原理思考题 1. MOS 管沟道的宽长比( W/L) 如何确定? 2. MOS 管沟道的宽度( W) 和长度( L)如何确定? 3. MOS 管源漏区尺寸如何确定? 2005 年8月来逢昌 HIT Micro-Electronics Center 4 微电子中心 HMEC 集成电路设计原理 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 V OL的要求,确定最小? R。 Vi Vo V DDM LM I Vi Vo V DDM DM E (2) 根据负载 C L情况和速度要求(t r和t f)确定负载管和等效输入管的最小 W/L 。 V OL?(V DD ?V TL) 22? R(V OH?V TI) E/E 饱和负载 V OL? V TD 22? R(V OH?V TE) E/D 2005 年8月来逢昌 HIT Micro-Electronics Center 5 微电子中心 HMEC 集成电路设计原理 MOS 管宽长比( W/L) 的确定 1. NMOS 逻辑门电路(续) Vi Vo V DDM LM I Vi Vo V DDM DM E (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 ABCF 2005 年8月来逢昌 HIT Micro-Electronics Center 6 微电子中心 HMEC 集成电路设计原理 MOS 管宽长比( W/L) 的确定 2. CMOS 逻辑门电路(2) 根据负载 C L情况和速度要求(t r和t f)确定等效的 PMOS 管和 NMOS 管的最小 W/L 。 Vi Vo V DDM PM N (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 *= V DD + V TP +V TN ? o1 + ? o? o增大 V DD0 V OV iV DD V * 2005 年8月来逢昌 HIT Micro-Electronics Center 7 微电子中心 HMEC 集成电路设计原理 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 V DDM PM N 无比电路 V OL与? o无关 V DD ABF nor2 2005 年8月来逢昌 HIT Micro-Electronics Center 8 微电子中心 HMEC 集成电路设计原理 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。⑴ 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. 2005 年8月来逢昌 HIT Micro-Electronics Center 9 微电子中心 HMEC 集成电路设计原理 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: BV DSP=qN BL 2/2? o? si (3) 要考虑沟道长度调制效应对特性的影响。 W L 2005 年8月来逢昌 HIT Micro-Electronics Center 10 微电子中心 HMEC 集成电路设计原理 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。 LW