模擬IC及其模塊設(shè)計

1、第三講模擬ic及其模塊設(shè)計浙大微電子內(nèi)容模擬模擬ic設(shè)計需要具備的條件設(shè)計需要具備的條件模擬模擬ic設(shè)計受非理想因素的影響設(shè)計受非理想因素的影響帶隙基準(zhǔn)源的設(shè)計帶隙基準(zhǔn)源的設(shè)計運算放大器的設(shè)計運算放大器的設(shè)計電壓比較器的設(shè)計電壓比較器的設(shè)計過溫保護(hù)電路的設(shè)計過溫保護(hù)電路的設(shè)計欠壓保護(hù)電路的設(shè)計欠壓保護(hù)電路的設(shè)計浙大微電子1、模擬模擬ic設(shè)計需要具備的條件設(shè)計需要具備的條件 電路設(shè)計軟件及模型電路設(shè)計軟件及模型 電路圖繪制電路圖繪制 電路仿真（驗證）電路仿真（驗證） spice model（工藝）（工藝） 版圖設(shè)計軟件及驗證文件版圖設(shè)計軟件及驗證文件 版圖繪制版圖繪制 設(shè)計規(guī)則檢查（設(shè)計規(guī)則檢查

2、（drc） 版圖版圖-電路圖一致性檢查（電路圖一致性檢查（lvs） 后仿真后仿真 寄生參數(shù)提?。纳鷧?shù)提?。╡xtract）浙大微電子drc驗證文件驗證文件(design rule check)ivif(switch(drc?) then ；條件轉(zhuǎn)移語句，選擇是否運行drcivif(switch(checktechfile) then checkalllayers() ) ；n阱規(guī)則檢查ivif(switch(nwell)|switch(all) then ；條件轉(zhuǎn)移語句，選擇是否檢查n阱drc(nwell width 4.8 1.a:minimum nwell width =4.8) ；檢

3、查n阱寬度是否小于4.8umdrc(nwell sep 1.8 1.b:minimum nwell to nwell spacing =1.8) ；檢查n阱之間的最小間距是否小于1.8umdrc(nwell ndiff enc 0.6 1.c:nwell enclosure ndiff =0.6 )；檢查n阱過覆蓋n擴(kuò)散區(qū)是否大于0.6umdrc(nwell pdiff enc w!=nil & schplist-w!=nil then if( layplist-w !=schplist-w then sprintf (errorw,gate width mismatch: %gu layou

4、t to %gu schematic, float( layplist-w ), float( schplist-w ) ) return( errorw ) ) ) if(layplist-l !=nil & schplist-l !=nil then if( layplist-l != schplist- then sprintf( errorl, gate length mismatch: %gu layout to %gu schematic, float( layplist-l ),float(schplist-l) ) return( errorl ) ) ) return( ni

5、l ) ) ) 浙大微電子extract（寄生）器件、參數(shù)提取文件 drcextractrules( ivif( switch( extract? ) then；定義識別層 ngate=geomand(ndiff poly) pgate=geomand(pdiff poly)；提取器件extractdevice( pgate poly(g) psd(s d) pmos ivpcell )extractdevice( ngate poly(g) nsd(s d) nmos ivpcell)浙大微電子2、模擬模擬ic設(shè)計受非理想因素的影響（設(shè)計受非理想因素的影響（1） pvt(制造工藝、工作電壓、

6、環(huán)境溫度) p (制造工藝制造工藝) tt ff ss sf fs 五個工藝角五個工藝角 v (工作電壓工作電壓) 偏差士偏差士10% t (環(huán)境溫度環(huán)境溫度) 民品（民品（0 - 75c） 工業(yè)用品（工業(yè)用品（-25 - 85c） 軍品（軍品（-55 - 125c）n+ n+ p浙大微電子模擬模擬ic設(shè)計受非理想因素的影響（設(shè)計受非理想因素的影響（2） 寄生電感電容電阻的影響 互感 連線電阻 結(jié)電容、連線電容（線間、對地）浙大微電子3、帶隙基準(zhǔn)源的設(shè)計、帶隙基準(zhǔn)源的設(shè)計122bebevi rv11ln()betsivvi22ln()betsivvni2ln( )rtvin323()ln( )

7、refbebetvvikrvkvn0)ln(3dtdvnkdtdvdtdvtberef令： 推導(dǎo)公式如下： 浙大微電子帶隙基準(zhǔn)源溫度特性 浙大微電子帶隙基準(zhǔn)源輸出與電源電壓關(guān)系 浙大微電子帶隙基準(zhǔn)源電源抑制比 浙大微電子4、運算放大器的設(shè)計、運算放大器的設(shè)計(差模輸入輸出差模輸入輸出)兩級放大，共源共柵輸入兩級放大，共源共柵輸入 ，共模反饋，共模反饋，miller電容零極點補(bǔ)償電容零極點補(bǔ)償浙大微電子帶有共模反饋的運算放大器帶有共模反饋的運算放大器兩級放大，共源共柵輸入兩級放大，共源共柵輸入 ，共模反饋，共模反饋，miller電容零極點補(bǔ)償電容零極點補(bǔ)償浙大微電子運放的單位增益帶寬與相位裕度浙

8、大微電子5、電壓比較器的設(shè)計、電壓比較器的設(shè)計 要求有較高的靈敏度。通常把比較器能有效要求有較高的靈敏度。通常把比較器能有效比較的最低電平值定義為靈敏度。比較的最低電平值定義為靈敏度。 要求有較高的響應(yīng)速度。一般比較器的響應(yīng)要求有較高的響應(yīng)速度。一般比較器的響應(yīng)時間和它的轉(zhuǎn)換速率及增益帶寬有關(guān)。時間和它的轉(zhuǎn)換速率及增益帶寬有關(guān)。 要求有良好的穩(wěn)定性。要求有良好的穩(wěn)定性。 要求有良好的工藝兼容性要求有良好的工藝兼容性。浙大微電子比較器的性能參數(shù)有比較器的性能參數(shù)有： 靈敏度 輸入失調(diào)電壓 輸入共模范圍 輸入偏置電流 輸出驅(qū)動電流 輸出電壓 電源電壓 靜態(tài)電流 輸出上升時間，輸出下降時間，輸出延遲

9、時間 芯片面積指標(biāo)實例：100ns delay with 5mv overdrive 0; 當(dāng)輸出電平當(dāng)輸出電平vo為低電平時為低電平時, 可判定可判定(v i - vref) =5.7v時，時，va大于大于基準(zhǔn)電壓，使比較器基準(zhǔn)電壓，使比較器c2 輸出低電平。輸出低電平。vb也大于基也大于基準(zhǔn)電壓，使比較器準(zhǔn)電壓，使比較器c1 輸出高電平。經(jīng)輸出高電平。經(jīng)rs觸發(fā)器等觸發(fā)器等邏輯電路后輸出高電平。電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)。邏輯電路后輸出高電平。電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)。電路一旦進(jìn)入正常工作狀態(tài)，電路一旦進(jìn)入正常工作狀態(tài)，將應(yīng)該允許工作電壓有一個適將應(yīng)該允許工作電壓有一個適當(dāng)?shù)牟▌臃秶?dāng)?shù)牟▌臃秶?.7-5.7v.但當(dāng)?shù)?dāng)vc降低時，欠壓保護(hù)應(yīng)降低時，欠壓保護(hù)應(yīng)起作用。當(dāng)起作用。當(dāng)vc低于設(shè)定下限低于設(shè)定下限4.7v時，時，vb小于基準(zhǔn)電壓。小于基準(zhǔn)電壓。va也小于基