《Layout布局讨论》PPT课件

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1、Layout布局讨论周倩华2008.6.21OUTLINETransistor的布局Net的布局Resistor的布局PNP的布局CMP的布局OPAMP的布局Transistor的布局MOS的放置方向MOS的匹配MOS的放置方向CMOS电路中，单个MOS的特性，取决于单个晶体管的宽长比(W/L),比值越大，晶体管的速度就快，反之则慢。在生产过程中，晶片会在某个方向上存在差异性，这便导致了晶体管的差异。MOS的放置方向A，B两个晶体管，只是位置有所变化，宽长比均为W/L=2/0.5=4假设在垂直方向有差异-0.05(数据均为假设，是为计算方便)A情况W=2-->1.95L=0.

2、5-->0.5 W/L=3.9B情况W=2-->2   L=0.5-->0.45W/L=4.444A/B=0.8775于是差异就这样产生了。MOS的放置方向GATE我们建议不要采用拐弯设计，这时的W/L很不精确。不能拐弯应该是基于迁移率的考虑，不同晶向迁移率不一样，会影响匹配。MOS的匹配NMOSA&B是有一公共节点的两个matchedtransistors，A&B均m=8，我们可以有下面2种设计。MOS的匹配可以看到图1.分别有A和B的对称轴A、B而图2.A和B是共同的对称轴ABMOS的匹配由以上分析，两种方案中后者ABBAABBA的匹配性能更高一点，我们无论是从左看还是从

3、右看，A&B环境都是一致的。OP中MOS的匹配在OP中，我们的对管需要很精确的匹配，以上的布局方式就达不到我们的要求，所以我们可以采取“共质心对称法”来达到我们的目的。OP中MOS的匹配A和B均采用单管非镜像设计，以质心O作为对称源来实现匹配，此时匹配最佳。OP中MOS的匹配OP中MOS的匹配若由于布局空间限制，我们有可以采用效果略差的DABBAD（D表示DUMMY）布局方式。DUMMY管的L=minwidth，W=WA=WBOP中MOS的匹配还有种比较省面积，大多在工艺很成熟、很准确的情况下会采用，但我们还是建议用前两种。WaffleTransistor的布局正方形放置，4

4、5度布线。降低S、D、G的串联电阻降低S/D与称底之间的寄生电容WaffleTransistor的布局菱形放置，垂直布线，电流通畅。布线的匹配器件的对称性，直接影响对电路的好坏。对于对称，不仅是在考虑器件之间的对称性，还好考虑诸如布线的长度，走势，布局水平还是垂直等等方方面面结合考虑，都有对称的必要性。布线的匹配器件A与器件B有两条线相连，其中一条net01因有其他器件阻碍，所以要绕道，从而增加线的长度。从图中，可以看出，net01和net02有很大的区别，net01走线长，还附带出线上的寄生电容和寄生电阻等不良因素，因此信号从net01和从net02上传输时，就产生的差异。

5、如果要求信号同时到达，以这种情况看，电路的功能便有可能不能实现。所以对称性是方方面面的，随时都应留心。布线的匹配下图是布线进行对称的示图：尽量发现类似的布线，并调整到平衡的位置。电阻的布局在我们设计时往往会碰到一组电阻，而它们的匹配性要求也比较高。例如，Bandgap电路中，为了保证流经两个PNP的e->c电流有相同的参考电压，将两个参考点接入一个运放的两个输入端，由于运放的虚短路特性，保证了参考点的电位相同。运放输入端的电阻匹配也非常重要，其原则是利用中心对称或者轴对称来达到匹配的目的。电阻的布局对于一组电阻有2K,1K和500，不同的人，就会有不同的画法，如下图：电阻的布

6、局所以关键问题，应取决于最小组件的选择。选定最小组件后，再进行中心对称，达到合理的布局。在画电阻时，我们要考虑到节点的问题，因为节点的存在，无疑加大了电阻的阻值，这是电路中不想见到的。采用电阻并联的特性，将节点电阻进行并联，减少了节点电阻。电阻的布局所以就个人的眼光看，上图中D，即考虑了对称性，又考虑到节点电阻的问题，是最好的选择。从考虑节点电阻来看，组件的选择不是最小最好，适用才是最好，主要还是按实际情况而定。一般画电阻时，都会在两边或四周画一些dummy电阻，以保护内部电阻。电阻的布局一般画电阻时，都会在两边或四周画一些dummy电阻，以保护内部电阻。右图是相同材料的电阻

7、，此时的电阻和走线都比较匹配。电阻头中的contact布局PPLUSDIFF电阻1个squareR1=153Ω而在PPLUSDIFF上1个contactsquareR2=115Ω，两个square几乎相等，所以我们在设计时电阻头将会让几个contact并联，以减小contact的阻值。PNP在带隙基准中基准电压由两个尺寸不同的PNP管的Vbe之差加上其中一个较小Vbe的和产生，因此这两个PNP的匹配非常重要，为了画版图上的方便，一般这两个PNP管的尺寸比为8:1，这样，将8的管子围在1的管子周围，可以达