模拟电路版图设计方法与框架结构

模拟电路版图设计方法与框架 结构11应用电子(1) 胡穆

课题的研究目的随着电子、通信技术的快速发展，今天的集成电路设计面 临的已经是与以往截然不同的、全新的挑战。 2013 年，集 成电成为我国第一大进口商品。 现代生活中，这个行业是智能穿戴的基础行业，同时还关 系着智能汽车、智能家居等智能生活的方方面面，作为电 子信息产业的基础， IC 与智能生活息息相关，仅以智能手 机而言， IC 的产品就涉及无线模组、传感器、芯片、电源 管理、闪存以及内存等。

一、集成电路版图的介绍集成电路版图是电路系统与集成电路工艺之间的中 间环节，是一个必不可少的重要环节。版图设计是一个上承 电路系统，下接集成电路芯片制造的中间桥梁。集成电路版 图定义：集成电路的版图就是为集成电路制造所用的掩膜上 的几何图形。集成电路版图内涵：集成电路的版图是集成电 路设计到集成电路制造不可却少的技术环节。

一、版图组成部件1. MOS器件 2. 电阻 3. 电容 4. 二极管 5. 双极型晶体管 6. 电感

2.1 MOS器件MOS器件是四端器件，一种载流子导电，是电压控制器件。 MOS器件的源和漏端在几何上是等效的。MOS器件分成 NMOS、PMOS两种器件，如图2.1-1、图2.1-2所示。NMOS 2.1-1 PMOS 2.1-2

2.2 电阻电阻是一个限流元件，它可限制通过它所连支路的电流 大小。在电路中导体虽然容易导电，但都对电流有阻碍作 用。在相同的电压作用下，通过不同导体的电流大小不同， 表示不同导体对电流的阻碍作用不同。电阻就是为了描述 导体对电流阻碍作用大小而引入的物理量。 电阻类型分为：poly电阻、有缘电阻、阱电阻

2.3 电容电容器是一种存储电荷的器件。电容存储电荷的能力称 为容性。它测量单位为法拉。在集成电路中，电容是无 时不在的，只要有一块导电材料跨过另外一块导电材料 就会形成一个电容。电容式对频率敏感的电阻，因此， 电容器有时候被称为去耦电容，或者有时候被称为隔直 电容——耦合电容

2.4 二极管二极管，电子元件当中，一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过。许多的使用是应用其整流 的功能。二极管具有单向导电性，即正向导通，反向截 止。 在二极管两端外加正向电压，二极管导通，正向 压降0.7V,相当一个开关闭合； 在二极管两端外加反向 电压，二极管截止，其电流为0V,相当一个开关断开； 这种特性经常被利用在数字电路中产生高低电压，一般 用1代表高电平，0代表低电平。

2.5 双极型晶体管由两个背靠背PN结构成的具有电流放大作用的晶体三极管，双极型晶体管是一种电流控制器件

,电子和空穴同 时参与导电。同场效应晶体管相比，双极型晶体管开关速

度慢，输入阻抗小，功耗大。双极型晶体管的工作原理 发射结正偏，集电结反偏时，为放大工作状态； 发射结正偏，集电结也正偏，为饱和工作状态；、 发射结反偏，集电结反偏时，为截止工作状态；

发射结反偏，集电结正偏时，为反向工作状态；

2.5 电感电感在电路中基本作用：滤波、振荡、延迟、陷波等 “通直流，阻交流” 通直流：所谓通直流就是指在直流电路中，电感的作用就相 当于一根导线，不起任何作用。 阻交流：在交流电路中，电感会有阻抗，整个电路的电流会 变小，对交流有一定的阻碍作用。

三、模拟电路匹配规则一、匹配的规则 我们需要把需要匹配的器件相互靠近、使器件保持同一个 方向、需要用虚设器件把需要匹配的包围起来、使导线上的 寄生参数匹配，同时每一样东西都对称、使差分逻辑布线一 致、使器件宽度一致。采用尺寸较大的器件，设计时总是与 你的电路设计者交流、注意邻近的器件。

四、寄生效应寄生的产生共有五种情况： 1、两种材料之间会有寄生电容 2、电流流过之处会有寄 生电阻 3、高频电路导线具有寄生电感 4、器件自身也有

寄生效应 5、影响电路的速度，改变频响特性电路的寄生 可分类为：电容(最多)、电阻、电感

总结启动前对工艺进行一个全面了解，对所有器件结构进行剖析。工艺完 全掌握后，结合工艺对电路进行一个评估，分析电路中的所有应用有 没有与工艺相冲突。根据封装要求，以及电路工程师的要求对版图的 初步大模块位置进行定位。与电路工程师仔细沟通，把电路中所有敏 感模块，敏感信号。大电流信号等特殊部位进行一个统计，以便版图 设计时进行与之对应的处理。进行版图的模块设计，设计中不断与电 路工程师沟通。按进度对版图模块进行评审。模块完成后，总体布局 ，布局后会议进行评审，确认后方可布线。布局布线，及DRC,LVS 全OK。

谢谢老师