集成电路模拟版图入门-版图基础学习笔记（五）

第四部分：版图的艺术

模拟版图和数字版图的首要目标
首先考虑的三个问题
匹配
3.1 匹配中心思想
3.2 匹配问题
3.3 如何匹配
3.4 MOS管
3.5 电阻
3.6 电容
3.7 匹配规则
寄生效应
4.1 寄生的产生
4.2 寄生电容
4.3 寄生电阻
4.4 天线效应
4.5 闩锁效应
噪声
布局规划
ESD
封装
1.模拟电路和数字电路的首要目标
模拟电路关注的是功能

电路性能、匹配、速度等
没有EDA软件能全自动实现，所以需要手工处理
2.数字电路关注的是面积
什么都是最小化
Astro、appollo等自动布局布线工具

*2.首先考虑的三个问题**

这个电路时做什么用的？
电路功能？
频率多少？
低寄生参数节点？

电流多大？
大电流在哪里？
小电流在哪里？
电流流入其他模块？

有哪些匹配要求？
认出节点
认出晶体管
认出其他模块
认出远处部件

还有其他什么吗？
器件布置分面的考虑？
金属选择？
隔离要求？

3. 匹配
3.1 中心思想：
1）使所有的东西尽量理想，使要匹配的器件被相同的因素以相同的方式影响。
2）把器件围绕一个公共点中心放置为共心布置。甚至把器件在一条直线上对称放置也可以看作是共心技术。
2.1）共心技术对减少在集成电路中存在的热或工艺的线性梯度影响非常有效。

3. 匹配
3.2 匹配问题
3.2.1 差分对、电流镜……
3.2.2 误差
3.2.3 工艺导致不匹配
1）不统一的扩散
2）不统一的注入
3）CMP后的不完美平面
3.2.4 片上变化导致不匹配
1）温度梯度
2）电压变化

3.3 如何匹配
1）需要匹配的器件尽量彼此挨近
芯片不同的地方工作环境不同，如温度
2）需要匹配的器件方向应相同
工艺刻蚀各向异性
如对MOS器件的影响
3）选择单位器件做匹配
如电阻电容，选一个中间值作为单位电阻（电容），串并得到其它电阻（电容）
单位电阻电容彼此靠近方向相同放置，相对匹配精度较好
4）叉指型结构匹配
5）虚拟器件
使器件的中间部位与边缘部位所处环境相同
刻蚀时不会使器件自身不同部位不匹配
6）保证对称性
6.1 轴对称的布局
6.2 四角交叉布局
6.2.1 缓解热梯度效应和工艺梯度效应的影响
6.2.2 连线时也要注意对称性
同一层金属
同样多的瞳孔
同样长的金属线
6.3 器件之间、模块之间，尽量让所有东西布局对称
7）信号线匹配
7.1 差分信号线，彼此靠近，相同长度
7.2 寄生效应相同，延迟时间常数相同，信号上升下降时间相同
8）器件尺寸的选择
8.1 相同的宽度
8.2 尺寸大些
8.2.1 工艺刻蚀偏差所占的比例小些
3.4 MOS管
DUMMY管使边界条件与内部相同
DUMMY管短路减小寄生贡献
3.4 MOS管
1）轴对称匹配

3.4 MOS管
2）匹配金属连线
3.4 MOS管
3）MOS管的匹配
拆为相同数目的finger
排列成：AABBAABB或者ABBAABBA

3.4 MOS管
4）中心对称

3.4 MOS管
5）有相同节点时

3.4 MOS管
6）差分的匹配
6.1）一种需要高度匹配的电路技术就是所谓的差分逻辑。
6.2）在coms逻辑中，每个信号只有一条导线来传送低或高电平，由此来决定逻辑状态。
6.3）在差分逻辑中每个信号有两条导线，确定在两条导线上两个信号之间的差就告诉了你逻辑状态。
7）差分的匹配版图（一）
两MOS管源端相同时中心对称实例
8）差分的匹配版图（二）

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