1、北大微：模擬集成電路原理版圖、設計補充（第30、31講）授課教師：高: wgluMax GBW Ch. 11 # 1北大微：模擬集成電路原理本講內容的帶寬極限偏置電路的設計版圖設計Max GBW Ch. 11 # 2北大微：模擬集成電路原理MOSFET的寄生電容Max GBW Ch. 11 # 3北大微：模擬集成電路原理MOSFET的截至頻率fTC= 2 WLCW V，而g= m C，C= 3 fF / m 2GSoxmnoxdsatox3L= 3 mVdsatgmi= i時，MOSFET的截至頻率f=GSDST2pC22pL2GSmm2mm2m= 60mA /V ，m C= 30mA /V

2、, 反推得mn = 20 10Hz，m p= 10 102299nCoxHzpoxVV320 109 0.2= 0.5m，NMOS : Vdsat = 0.2V，fT = 2 Hz 3.8GHzLmin6.28 0.25Max GBW Ch. 11 # 4北大微：模擬集成電路原理高增益vs高速Max GBW Ch. 11 # 5北大微：模擬集成電路原理非主極點的極限頻率（1）Max GBW Ch. 11 # 6北大微：模擬集成電路原理非主極點的極限頻率（2）Max GBW Ch. 11 # 7北大微：模擬集成電路原理高速Miller的設計（1）Max GBW Ch. 11 # 8北大微：模擬集

3、成電路原理高速Miller的設計（2）CL abCGS 6gm6gm6fTfTfnd1 1 1 8pC1 +pCab 1 +ab 1 + b 22bbLGS 6fTGBW 16Max GBW Ch. 11 # 9北大微：模擬集成電路原理GBW最大值與L的Max GBW Ch. 11 # 10北大微：模擬集成電路原理本講內容的帶寬極限偏置電路的設計版圖設計Max GBW Ch. 11 # 11北大微：模擬集成電路原理折疊共源共柵Vb4Vb3Vb2Vb1Max GBW Ch. 11 # 12北大微：模擬集成電路原理偏置電路 NMOS=V=1+VtVhdsat 1Vb1GS1M 2、M 3體管后的晶

4、串聯 M 23VGS 23、dVsat 23b1+ VGS 23= VVb 2VGS 2取 W1若M 1、M均3W /LL111W1，因此M 23的等效溝長N(+1)+ 1 L而M 2取1W1/NL1VN1L=dsat，V則dsat 3 = Vdsat，dsaVt=23N dsat設 Vdsat 1V= Vb1 + ( N +11) Vdsat-Vb 2W /L11b 2- dsaVt，所以N 3VVb16Max GBW 1Ch. 1 # 13北大微：模擬集成電路原理偏置電路 PMOS= Vb4-dd=-dsa-t 0VVddVVVGS 00thMV4 、GS 45、M串5 聯后的晶體管 M

5、45dVsat 45W2/L2= Vb4- VGS 45+ VGS 5Vb 3、M5均取 W2W2/ML2若M 0L2取W2，因此M 45的等效溝長M(1)+ 1+ L而M 2M12LW /L22dsat 0V=dsaVt ， dsat =45dVsatVV =設dsat ，則Vdsat 5V M(-1)V-b4+M1Vdsatb 3b4- dsaVt，所以M 3VVb 36Max GBW 1Ch. 1 # 14北大微：模擬集成電路原理Vb1Vb4的產生Max GBW Ch. 11 # 15北大微：模擬集成電路原理本講內容的帶寬極限偏置電路的設計版圖設計 設計規則天線效應 減小柵電阻與漏寄生電

6、容 對稱性設計Max GBW Ch. 11 # 16北大微：模擬集成電路原理設計規則設計規則 最小寬度(width) 最小間距(spacing) 最小包圍(enclosure) 最小延伸 extensionMax GBW Ch. 11 # 17北大微：模擬集成電路原理最小寬度 width掩模版定義的幾何圖形，其寬度必須大于某個值偏差：取決于光刻和工藝水平層厚度越小，該層允許的最小寬度也越小Max GBW Ch. 11 # 18北大微：模擬集成電路原理最小間距 sacin同層圖形： 金屬短路不同層圖形：擴散區與多晶硅Max GBW Ch. 11 # 19北大微：模擬集成電路原理最小包圍 encl

7、osure如N擴散區應被N注入區包圍Cantact應被Poly或者Metal1包圍在被包圍圖形周圍留夠余量Max GBW Ch. 11 # 20北大微：模擬集成電路原理最小延伸 extensionPoly在有源區外延伸工藝偏差確保邊緣部分正常Max GBW Ch. 11 # 21北大微：模擬集成電路原理設計規則與版圖Max GBW Ch. 11 # 22北大微：模擬集成電路原理本講內容的帶寬極限偏置電路的設計版圖設計 設計規則天線效應 減小柵電阻與漏寄生電容 對稱性設計Max GBW Ch. 11 # 23北大微：模擬集成電路原理天線效應刻蝕第一層會收集離子。，這層金屬就像一根天線，面積越大，

8、收集的離子越多，擊穿柵氧。圖a解決：通過Metal2過渡。圖(b)Max GBW Ch. 11 # 24北大微：模擬集成電路原理本講內容的帶寬極限偏置電路的設計版圖設計 設計規則天線效應 減小柵電阻與漏寄生電容 對稱性設計Max GBW Ch. 11 # 25北大微：模擬集成電路原理叉指晶體管圖a：簡單折疊，減小漏端電容圖b：減小柵電阻Rg，使Rg1/gm低噪聲應用：Rg為1/gm的1/51/10。以上Rg、gm為單個叉指管的參數Max GBW Ch. 11 # 26北大微：模擬集成電路原理叉指數目：奇數vs偶數叉指數目為偶數時漏區面積最小通常叉指數目為偶數Max GBW Ch. 11 # 2

9、7北大微：模擬集成電路原理叉指數目：偶數Max GBW Ch. 11 # 28北大微：模擬集成電路原理叉指數目較大時分成兩排或多排防止的不成比例Max GBW Ch. 11 # 29北大微：模擬集成電路原理共源共柵電路的版圖共源管與共柵一樣的共源管的漏與共柵管的源連在一該節點無其他連接！不必提供contactMax GBW Ch. 11 # 30北大微：模擬集成電路原理本講內容的帶寬極限偏置電路的設計版圖設計 設計規則天線效應 減小柵電阻與漏寄生電容 對稱性設計Max GBW Ch. 11 # 31北大微：模擬集成電路原理差分對的對稱C相對較好Max GBW Ch. 11 # 32北大微：模擬

10、集成電路原理注入的方向性圖a更好Max GBW Ch. 11 # 33北大微：模擬集成電路原理使周圍環境一致1、虛擬管（Dummy）2、Metal1應對稱Max GBW Ch. 11 # 34北大微：模擬集成電路原理離子濃度梯度變化的影響沿梯度方向，M1、M2嚴重失配Max GBW Ch. 11 # 35北大微：模擬集成電路原理一維交叉耦合A圖更好！為什么？Max GBW Ch. 11 # 36北大微：模擬集成電路原理共質心的版圖布局Max GBW Ch. 11 # 37北大微：模擬集成電路原理共質心版圖M1M2M2M1M2M1M1M2Max GBW Ch. 11 # 38北大微：模擬集成電路原理參考源的分布Circuit1、Circuit2等與MREF距離較遠1、晶體管之間失配2、電源線的連線電阻3、柵電阻：噪聲問題