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CMOS版图分析

(2011-07-13 13:10:59)
标签:

cmos

集成电路

版图分析

ic

传输门

c2mos

版图

分类: 专业

1.单级CMOS版图分析

单级CMOS版图的重点是分析串并联关系。

 

MOS管并联:源区连在一起,漏区连在一起。

如例1,N阱中的PMOS从左面第一个开始,到第四个栅后,有源区没有和前面的有源区相连,所以有三个MOS管并联,且后面的必然和这三个属串联关系。

 

MOS管串联:源漏区首尾相连,整体看只有一个源和一个漏与外部连接。

例如下图N阱中PMOS,两组并联的PMOS,先将各组看为一个栅,则两个栅之间的有源区为首位相连,两组为串联关系。

 

复杂的版图,先将已分析出的串联管、并联管分别等效为一个MOS管,再分析。

例1.分析过程: 红->蓝->绿

http://s16/middle/7bf0c30fha7ec826ef5af&690
    例2. 分析PDN:先把串联栅等效为一个MOS管,可以看出剩下2个漏相连,2个源接地,共有2+2-1即3组MOS管并联,再将合并管恢复。

http://s4/middle/7bf0c30fha7ec8356b7e3&690

例3. CMOS版图选择性分析:CMOS版图的PUN和PDN实现的是相同的功能,如果判断出是标准CMOS版图(特点是相应的NMOS、PMOS管栅极相连),则可只分析PUN或PDN中的一个。直观上看,二者中简单者有源区相连比较有规律,如下图中的PUN就要简单于PDN。

但是分析PUN要注意,分析完的串并联关系,要先做对偶变换(加乘互换,0、1互换),再加上“非”。

http://s5/middle/7bf0c30fha7ec846c9b34&690

2.多级CMOS版图分析

多级CMOS版图中,必有漏极(前级输出)和栅极(后级输入)相连,所以要先找到两级间相连的部分。然后从已知的栅极开始,逐级分析。每一级的PUN和PDN一般靠的较近,如下图,很容易区分。

在分析的过程中,仍然要注意从PUN和PDN中的简单者开始。

 

例4. F=~(~(A+B)+AB)

http://s7/middle/7bf0c30fha7ec85f6ebc6&690

例5. F=~(~(AB)·(A+B))

http://s13/middle/7bf0c30fha7ec8736dfcc&690

例6.半加器

http://s6/middle/7bf0c30fha7ec88a792c5&690

http://s7/middle/7bf0c30fha7ec892ba896&690

3.复杂版图分析(C2MOS和传输门)

原则:

 

1.以电源、地的连接点和隔离区为原则初步划分版图;(下图5块)

2.逐块分析,两个电源(地)之间无法用单纯串并联组合时进一步划分;(紫色)

3.熟悉常见的版图结构。

 

重点:基本版图结构,串并联关系。

 

版图结构:

1.CMOS电路中多晶硅栅一般为纵向的一小段,若是出现穿插在版图中的复杂多晶硅栅,必然是连线用的主要信号线,如时钟线。

2.CMOS特点是PUN和PDN中栅极输入信号相同,而C2MOS中PUN和PDN有且只有一对信号不相同,CMOS传输门的特点是NMOS和PMOS的源区相连、漏区相连,栅极输入信号相反。

3.版图变为逻辑图的重点是找到用作输入的栅极和输出地漏极,确定是否是标准CMOS,确定串并联关系。

 

例7:

http://s12/middle/7bf0c30fha7ec8ac2eb7b&690

http://s4/middle/7bf0c30fha7ec8ad23ed3&690

例8:

http://s5/middle/7bf0c30fha7ec8e822dd4&690

http://s7/middle/7bf0c30fha7ec8ea0a976&690

例9
http://s9/middle/7bf0c30fha7ec99d38e28&690
http://s8/middle/7bf0c30fha7ec9e02ade7&690

 

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