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1、第五章 模拟IC版图,DIC和AIC技巧对比 三个关键问题 1 这个电路是做什么用的？2 需要多大的电流？2a 大电流路径和小电流路径在哪里？3 有哪些匹配要求？双极型模拟电路,school of phye,basics of ic layout design,1,school of phye,basics of ic layout design,2,规模不同 DIC：可能一千万个反相器；AIC：可能几个放大器。,DIC和AIC技巧对比,an example of digital layout,the area report is 0.3 million,school of phye,basi
2、cs of ic layout design,3,规模不同 DIC：可能一千万个反相器；AIC：可能几个放大器。,DIC和AIC技巧对比,a circuit and its layout of OP,school of phye,basics of ic layout design,4,主要目标不同 DIC：优化芯片的尺寸和提高集成度；AIC：优化电路的性能、匹配程度、速度和各种功能方面 的问题。,DIC和AIC技巧对比,performance,speed,matching,size,area,others,school of phye,basics of ic layout design,5
3、,团队工作方式不同 DIC：相对独立，少许交流（I/O，Supply/Gound）；AIC：communicate with your team from front to back of the project。完成进度不同 DIC：在开始版图工作时，绝大部分电路已设计完毕；AIC：电路设计往往与单元模块的版图设计同步进行。,DIC和AIC技巧对比,school of phye,basics of ic layout design,6,创新要求不同 DIC：电路的大部分已在过去设计过，版图也已完成过许多许 多次；AIC：电路或版图过去几乎从未设计过。约束条件不同 DIC：设计规则较多；AIC
4、：几乎没有什么规则。对电路技术理解程度的要求不同 AIC要比DIC的掩模设计者掌握更多的电路技术。,DIC和AIC技巧对比,school of phye,basics of ic layout design,7,了解电路的功能对版图设计至关重要。电路功能决定了在版图设计时将如何处理如下一些问题：绝缘 isolation 匹配 matching 布局 placement 均衡 balance 覆盖 overlap 保护方法 protection schemes I/O导线的位置 location of I/O wires 器件分割 device splitting 平面布局 floorplann
5、ing 许多其他的技术 many other techniques,三个关键问题-1：这个电路是做什么用的？,school of phye,basics of ic layout design,8,得到的回答将影响许多器件的选择、许多金属线尺寸的选择，并在一定程度上影响你的布置方案。利用工艺手册中提供的电流密度计算布线宽度，计算得到的线宽可能大于各个metal层的最小线宽，所以在所有的metal层上不能简单地使用该层所规定的“minWidth”。“典型CMOS工艺电流密度为0.5 mA/microns”,三个关键问题-2：需要多大的电流？,school of phye,basics of ic
6、 layout design,9,2a 大电流路径和小电流路径在哪里？电路中可能有多条路径，每一条都有自己的电流要求，即每条路径都有自己的最小金属线宽要求。设FET M1要驱动5mA的电流，则需要10um的导线来连接。如果电流自左边流入，则要经过一个很拥挤的小瓶颈区向上到达器件的顶部。可以将10um导线放到顶上。,三个关键问题-2：需要多大的电流？,current comes from the left,10um,current comes from the top,10um,10um,school of phye,basics of ic layout design,10,2a 大电流路径和
7、小电流路径在哪里？将10um导线放到顶上的好处：电子可以分散开，有效地降低了电阻。也可以把标准库的器件逆时针旋转90度，而不必从上方走线。这就是知道电流情况后，对器件布置方向所产生的影响。如果重新设计该器件的版图，必须保持栅的有效面积相同，因为这决定了晶体管将如何工作。我们不仅需要关注流入和流出器件的电流的大小，而且也必须注意器件内部金属线上的电流密度。,三个关键问题-2：需要多大的电流？,school of phye,basics of ic layout design,11,2a 大电流路径和小电流路径在哪里？如果将器件分割成相同的4个，可利用宽度为2.5um的内部总线把电流分配到4个器件
8、中去。,三个关键问题-2：需要多大的电流？,10um,10um,2.5um,school of phye,basics of ic layout design,12,全面而详细的匹配技术将在以后的章节中具体介绍。,三个关键问题-3：有哪些匹配要求？,需要匹配的镜像电流源的两器件及其版图,school of phye,basics of ic layout design,13,双极型模拟电路,双极型模拟版图在某种程度上要比CMOS版图略微简单一些。双极型晶体管通常灵活性较差。如可能只有一种类型的双极型晶体管，而且只有4种尺寸，1um、5um、10um及20um。预先定义了各个工艺层，只需关心金属连接就可以了。不用像对一个CMOS晶体管那样去摆弄双极型晶体管的内部。电路的频率会直接影响怎样设计版图。低频电路：可不必太在意器件的布线方式，因寄生效应影响小。高频电路：注意降低噪声，采用减少寄生的布线方式。,
