Tsev > Xov xwm > Ntsiab lus

Layout Tsim Rau CMOS Analog Circuit Court

Jan 20, 2018

Kev paub txog kev ua haujlwm CMOS tam sim no muaj ntau thiab ntau dua, ua hauj lwm ceev thiab ceev dua, thiab ua haujlwm tsis muaj zog tsawg dua thaum uas txo cov cuab yeej ntim thaj chaw, txo hwj chim ntau, ua kom zoo dua, thiab tsim qhov tsim ntawm qhov tsis tagnrho, kev txwv tsis pub lub zog ceev thiab qhov tseeb, yog li qhov tsim qauv tsim yog ib qho tseem ceeb ntawm analog tus qauv tsim ntawm cov khoom siv analog, nws muaj ob lub ntsiab lus: kom txo tau cov chip tsam thiab yuav cuam tshuam rau cov khoom siv phem qhov kev hloov ntawm Circuit Court poob rau qhov qis tshaj plaws hauv daim ntawv no tau pib tshaj tawm analog transistors thiab symmetry interdigital circuit layout. Ib qho kev qhia luv luv ntawm cov tawv nqaij thiab lub zog ntawm daim txiag siv, thiab paub qhov txuas.


1 CMOS chav tsev cov khoom siv folding

Muaj kev tiv thaiv kab mob parasitic thiab kev muaj peev xwm hauv qhov tseeb MOS Circuit Court. Qhov kev ntaus parasitic no tsuas yog txiav txim siab los ntawm cov duab ntawm lub qhov rooj. Vim hais tias thaj chaw ntawm lub rooj vag yog txiav txim siab los ntawm kev tsim ntawm Circuit Court, nws tsis muaj peev xwm teeb tsa lub tsev tsim teeb meem kom txo tau lub qhov rooj ntawm lub cuab yeej, tab sis peb tuaj yeem txo qee qhov lwm cov kab mob parasitic los ntawm kev kho cov txheej ntawm lub cuab yeej, xws li PN hlw kom qis. Rau qhov kev sib txuas ntawm cov kev sib txuas ntawm txoj kev sib txuas ntawm qhov sib npaug ntawm qhov loj ntawm lub peev txheej ntawm qhov loj ntawm kev ua haujlwm ntawm Circuit Court, cov qauv ntawm cov qauv kev sib hloov, MOS raj hauv qhov dav dav ntev, txais yuav ib lub qauv ntawm ntau qhov chaw thiab ntws thaj av, tag nrho cheeb tsam ntawm qhov chaw thiab ntws cov cheeb tsam, yog li txo qhov kev peev txheej ntawm tib lub sijhawm. Txo MOS ntaus ntawv qhov chaw thiab ntws PN hlw kom qis zog, txhawm rau txhim kho cov yam ntxwv ntawm txoj haujlwm ntawm Circuit Court.

1.png


Raws li kev paub, siv lub qhov rooj ntawm daim tawv nqaij MOS, qhov dav ntawm txhua tus ntiv tes transistor yuav tsum raug xaiv los xyuas kom meej tias lub rooj laj kab thaiv ntawm lub transistor tsawg tshaj qhov sib thooj ntawm nws kev hloov. Kev siv lub suab nrov, lub rooj sib zog ua haujlwm yuav tsum yog 1 / gm, 1/5 mus rau 1/10, thiab cov xov tooj ntawm cov kabmob MOS yog qhov tseem ceeb ntawm cov duab, uas yog txiav txim siab los ntawm cov channel W ntawm cov cuab yeej thiab cov channel dav ntawm tus me me loj MOS yeeb nkab kom sib npaug rau txhua interdigital. Ntxiv nrog rau qhov kev xav ua kom zoo ntawm kev ntaus ntawv nkaus xwb, qhov piv txwv ntawm tus me me loj heev MOS raj yuav tsum xav txog thaj chaw nyob los ntawm tag nrho cov khoom siv sib luag, qhov tsim nyog ntawm kev teeb tsa ntawm qhov tsim tawm thiab tus txheej txheem ntawm cov txheej txheem dispersion.


Thaum cov qauv kev sib koom ua ke tau txais, qhov sib txawv ntawm qhov chaw qev txha muaj txawv txav ntawm kev ua haujlwm ntawm Circuit Court. Cov ntiv tes tom qab 3 interdigitated thiab 4 cov khoom siv sib xyaw ua ke tau muab coj los ua piv txwv los piav txog qhov zoo sib xws thiab txawv ntawm khib thiab txawm interdigits. Raws li qhia hauv daim duab 2.

2.png


Tus qauv khab naj npawb ntaus sib npaug yog sib npaug ntawm thaj chaw ntawm qhov chaw xau, qhov ntawd yog, tib lub hauv paus peev thiab lub qhov dej tu tu. Rau cov qauv siv ntawm cov ntiv tes txawm naj npawb, cov xov tooj xau ntawm qhov chaw tsis sib luag yog tsis sib luag, thiab qhov sib txawv ntawm ob yog thaj chaw khiav dej num. Yog li ntawd, tag nrho cheeb tsam ntawm lub hauv paus thiab qhov dej yog qhov sib txawv, yog li ntawd lub peev xwm coj los kuj sib txawv. Thaum tsim qhov kev teeb tsa, peb yuav tsum xav txog qhov twg lub tsho yog qhov tseem ceeb rau lub peev xwm, thiab tom qab ntawd txo qhov cheeb tsam ntawm cov ncej. Lub cheeb tsam me me, qhov loj me ntawm qhov muaj peev xwm.


Los ntawm qhov kev tshawb fawb saum toj no, nyob rau hauv tus tsim ntawm interdigital transistor, yuav tsum kom deb li deb tau siv cov khib interdigital txoj kev saws mus rau ib tug transistor mus rau hauv ib tug ntau ntawm parallel ntiv tes transistor, tab sis muaj qhov zoo ntawm kev txo qhov rooj tiv thaiv tsis kam, tab sis significantly nce lub capacitance nyob ib ncig ntawm lub hauv paus thiab qhov chaw ntws tawm. Rau khib naj npawb ntawm folding (lub fork index yog N), qhov dej cwj pwm txawv ntawm qhov chaw thaj tsam:

3.png

E yog qhov ntev ntawm qhov chaw ntub dej, qhov W yog qhov txawv txav, thiab Cjsw yog sab phab ntsa daim txiag ntawm chav tsev ntev.


Nws pom los ntawm daim ntawv loj: yog tus W ntawm MOS raj yog qhov tseeb, los txo qhov Cp capacitance nyob ze ntawm qhov chaw ntu, N thiab E yuav tsum nyob deb tsawg dua tus nqi W. Tiam sis hauv kev xyaum, qee lub sij hawm no kuj yuav muaj kev cuam tshuam nrog kev txo qis suab paj nruag piv, thiab qhov kev coj ua yuav tsum tau ua raws li kev ua cov ntaub ntawv.


2 Kev ua yuam kev thiab kev tsis haum ntawm MOS raj

Qhov hluav taws xob ntawm cov khoom siv tsis yog tib yam tsis yog tib yam tom qab ua tiav cov txheej txheem thiab cov khoom siv thiab cov txiaj ntsig ua tau zoo. Yog li, tus neeg siv cov khoom siv thiab kev tsim qauv tsim nyog, tus ntaus ntawv yuav tsum muab coj los ua tus zauv qhov teeb meem thiab kev ua yuam kev, los ntawm qhov tsim qauv tsim kom tsis txhob los sis txo qhov yuam kev yuam kev thiab cov duab 3 (a) hauv khub sib txawv li ib qho piv txwv, (b) ob tug MOS nrog kev sib txawv ntawm lub raj, yooj yim los ntawm ion implantation anisotropic geometric distortion los ntawm mismatch. Qhov teeb tsa uas pom hauv daim duab 3 (d) yog ib qho qauv siv. Thaum muaj duab ntxoov ntxoo los ntawm qhov kev txhaj tshuaj, ib qho yog nyob rau hauv thaj tsam ntawm lub qhov dej thiab lwm qhov nyob rau ntawm qhov chaw, uas ua rau ob lub qhov MOS plab tsis haum. Daim duab 3 (c) yog qhov zoo tshaj plaws.

4.png

Hauv qhov tsim tawm, ib lub vas nthiv muaj feem ntau ntxiv rau ob tog nrog daim duab 3 (d) los txhim kho symmetry raws li qhia hauv daim duab 4.

5.png

Nws yog ib qho tseem ceeb ntawm txoj kab ntawm CMOS Circuit Circuit Simulation, raws li qhia hauv daim duab 5 (a) qhia tau hais tias, muaj ib txoj kab hlau dawb ntawm M1 sab, uas yuav txo qhov symmetry, ua qhov tsis sib haum ntawm M1 thiab M2 , kom txo qee qhov chaw ntawm lub cheeb tsam, mus rau ntawm M2 ib qho chaw ntawm ib qho xaim tib yam (los yog tshem tawm), raws li muaj nyob hauv daim duab 5 (b) kom tsis txhob muaj kev cuam tshuam ntawm MOS cov yeeb nkab hauv kev coj ua, raws li pom hauv daim duab 6, tuaj yeem siv qhov kev sib txuas ntawm tus ntoo khaub lig, txhua qhov MOS raj thiab MOS raj mus rau hauv ib qho xov tooj, tom qab ntawd muab tso rau, qhov kev paub ntawm "concentric layout". Qhov no ua rau muaj kev sib tw ntawm M1 thiab M2. Tab sis xav tias qhov tseem ceeb ntawm cov hlau lead, thaiv yuav ntau dua, thiab qhov teeb meem ntawm txoj kab thaiv cov qhov thaiv yuav loj dua. Yog li ntawd, tsuas yog nyob hauv qhov chaw nres nkoj nkag siab ntawm high precision operational amplifier yuav ua daim ntawv no.

6.png

7.png


3 Kev sib hloov thiab kev ua kom sib haum

Kev sib hloov ntawm cov kab xev tshuaj tiv thaiv polycrystalline yog ib qho ua haujlwm ntawm qhov loj me. Feem ntau ntawm cov cai rau qhov teeb tsa ntawm MOS cov cuab yeej kuj muaj feem xyuam rau qhov kev tawm tsam. Qhov ua haujlwm ntawm qhov ntev thiab dav dav nrawm nruj txhais yuav tsum tau ua los ntawm tib lub tsev ua haujlwm nyob rau hauv los yog nyob rau hauv parallel (nrog tib cov kev taw qhia). Thaum tsim cov qauv nrog kev sib raug zoo, qhov hluav taws xob cov yam ntxwv ntawm cov Circuit Court mas feem ntau yog cov feem xyuam nrog kev sib raug zoo, tab sis nws muaj kev sib raug zoo nrog txoj kev muaj nqis ntawm ib tus neeg uas tsis sib haum. Hauv kev tsim qauv tsim, cov feem xyuam nrog cov feem xyuam siv cov qauv kev lag luam hauv kev loj hlob los txo qhov feem cuam tshuam.


Rau siab precision circuits, qhov layout ntawm lub capacitor yuav tsum ua raws li cov qauv saum toj no rau transistors thiab resistors. Qhov yuam kev ntawm kev ua lag luam yog los ntawm qhov yuam kev ntawm cheeb tsam thiab lub thickness ntawm dielectric txheej. Yog li nws yog qhov zoo sib xws rau qhov tsis haum. Thaum txhua qhov kev tsim nyog me me ua tiav los ntawm qhov kev ua yuam kev, qhov feem ntawm qhov peev txheej ntawm qhov ua tsis tau yog tsis hloov.


4 Cov qauv tsim ntawm kev xa tawm

Lub peev xwm ntawm cov kab xev no tuaj yeem tsim cov nyhuv. Cov nram qab no ob leeg muaj qhov tsim kom muaj peev xwm:

(1) qhov ob kab lus sib tshooj sib tshooj hauv sib txawv khaubncaws sab nraud povtseg rau kev ua haujlwm overlapping capacitors.

(2) qhov ob kab lus ua ke yog tib seem rau tib lub txheej, ua ib qho kev ua kom tsis muaj qhov sib npaug.

Nws muaj peev xwm txo cov kev sib tshooj ntawm kev sib tshooj thiab qhov sib npaug ntawm qhov sib npaug los ntawm kev txo qhov sib tshooj thiab sib luag ntev ntawm cov neeg sib tw, thiab mus cuag tus neeg xyuas pib nrog kev sib npaug los sis kev ruaj siab ntawm ob tus neeg sib tw ua ke kom tiv thaiv lub plhaub keeb ntawm lawv.


Qhov ua haujlwm ntawm cov hluav taws xob ua haujlwm kuj ua rau kev ua haujlwm, ua qhov tsis ruaj tsis khov thiab tsim lub suab nrov, thiab lub hwj huam kab tuaj yeem ua kom luv lossis ntxiv kom tsis txhob muaj qhov tsis kam.