模拟集成电路设计实验教程(王向展,宁宁,于奇)思维导图
电子科技大学 集成电路原理实验模拟集成电路版图设计与验证 王向展
实验报告课程名称：集成电路原理实验名称：模拟集成电路版图设计与验证小组成员：实验地点：科技实验大楼606实验时间：2017年6月19日2017年6月19日微电子与固体电子学院一、实验名称：模拟集成电路版图设计与验证二、实验学时：4三、实验原理1、电路设计与仿真实验2内容，根据电路的指标和工作条件，然后通过模拟计算，决定电路中各器件的参数（包括电参数、几何参数等），EDA软件进行模拟仿真。
2、工艺设计根据电路特点结合所给的工艺，再按电路中各器件的参数要求，确定满足这些参数的工艺参数、工艺流程和工艺条件。
3、版图设计按电路设计和确定的工艺流程，把电路中有源器件、阻容元件及互连以一定的规则布置在Candence下的版图编辑器内。
并优化版图结构。
四、实验目的本实验是基于微电子技术应用背景和《集成电路原理》课程设置及其特点而设置，为IC设计性实验。
其目的在于：1、根据实验任务要求，综合运用课程所学知识自主完成相应的模拟集成电路版图设计，掌握基本的IC版图布局布线技巧。
2、学习并掌握国际流行的EDA仿真软件Cadence的使用方法，并进行版图的的设计与验证。
通过该实验，使学生掌握CMOS模拟IC版图设计的流程，加深对课程知识的感性认识，增强学生的设计与综合分析能力。
五、实验内容1、UNIX操作系统常用命令的使用，Cadence EDA仿真环境的调用。
2、根据实验2所得参数，自主完成版图设计，并掌握布局布线的基本技巧。
3、整理版图生成文件，总结、撰写并提交实验报告。
六、实验仪器设备（1）工作站或微机终端一台（2）EDA仿真软件1套七、实验步骤1、根据实验指导书掌握Cadence EDA仿真环境的调用。
熟悉版图编辑器Layout Editor的使用。
了解基本的布局布线方法及元器件的画法。
2、根据实验2所计算验证的两级共源CMOS运放的元器件参数如表1所示，在版图设计器里画出相应的元器件，对V+、V-、V out、V DD、GND的压焊点位置合理化放置，通过金属画线将各个元器件按实验2的电路图合理连接，避免跳线。
模拟实训第四讲
版图设计准则
• 在尽可能小的硅片面积上，完成更多的电路绘 制，并保证很好的成品率。
• 主要单元电路的布局
• • • • 基准放置在芯片中间，最大范围的消除周边环境对他的影响 振荡器放置的芯片的边缘，他产生高频信号，可能会对其他信号线产生串扰 可以用一层电阻将大管子和其他电路隔离 数字部分和模拟部分尽量分开放置，因为他们的电源线和地线不同
• 版图中的金属线
• 尽量避免直角走线，直角尖端产生EMI,但在GHz下影响不明显 • 拐角可等效为传输线上的容性负载，减缓上升时间 • 做环地设计可提高抗噪声能力,并尽量加粗接地线，若很细抗噪声性能不好 • 地线>电源线(1.2-2.5mm)>信号线(0.2-0.3mm)
设计规则介绍
• 多晶硅1(poly1)
• • • a:poly1内部互联宽度 b:poly1间距 c:NMOS沟道poly1的宽度 0.5 0.5
c1:对常规阈值电压的NMOS和ROM核 0.5 c2:对低阈值电压的NMOS 1.0 c3:对耗尽型NMOS 2.0
•
d:PMOS沟道poly1的宽度
Notes:1、1M的最大电流密度 1.5mA/um 2、2M/3M的最大电流密度0.8mA/um 3、平行的金属线避免90度角， 请采用135度角代替 4、如果金属密度超过50%，请告知CSMC； 如果不足30%，请加入冗余金属 5、最小独立金属面积 1.1*1.1
模拟集成电路设计
读书笔记
01 思维导图
03 精彩摘录 05 目录分析
目录
02 内容摘要 04 阅读感受 06 作者简介
思维导图
关键字分析思维导图
集成电路
集成电路
通过
读者
深入
大家
理论
设计
设计
模拟 能够
掌握
内容摘要
《模拟集成电路设计》是一本全面介绍模拟集成电路设计的著作，涵盖了从基础知识到高级设计 技术的各个方面。本书首先介绍了模拟集成电路的基本概念和设计流程，然后详细阐述了各种模 拟电路元件的设计和特性，包括电阻、电容、电感、二极管、晶体管等。接下来，本书深入探讨 了模拟集成电路的设计技巧，包括反馈设计、频率响应优化、噪声抑制等。本书还涵盖了模拟集 成电路的版图设计和测试方法，为读者提供了全面的设计工具。
本书的一大亮点是它的理论与实践相结合的方法。它不仅提供了大量的理论分析，还通过实例演 示了如何将理论应用到实际设计中。这种方法使得读者能够更好地理解并掌握模拟集成电路设计 的精髓。
《模拟集成电路设计》是一本非常优秀的教材，无论是对初学者还是对有一定经验的工程师来说， 都是一本极有价值的参考书籍。本书不仅介绍了模拟集成电路的基本知识和技术，还通过实例和 案例分析，使读者能够深入了解并掌握模拟集成电路设计的关键技术和实际应用。
书中另一句引人注目的话是：“在所有的电子系统中，模拟电路是心脏。” 这句话强调了模拟集成电路在电子系统中的核心地位。无论是信号的输入、放大、 处理，还是最后的输出，都离不开模拟集成电路的强大功能。
还有一句令人印象深刻的话：“模拟集成电路设计的挑战在于平衡性能、功 耗和成本。”这是对模拟集成电路设计复杂性的最好诠释。设计师需要在满足性 能要求的还要考虑功耗和成本的问题，这需要他们具备深厚的专业知识和丰富的 实践经验。
模拟集成电路设计三本经典教材学习经验
模拟集成电路设计三本经典教材学习经验我想说的是三本经典教材。
没有看完，应该说根本不能入门，现在我想谈谈对三本教材的学习经验论坛上有很多大虾的心得。
我还想谈谈！我是从艾伦的开始，可以说艾伦的书是模拟CMOS IC 设计的最基本的书，它完全是从集成电路的角度，而且和工艺结合的很紧，好像和分立的电路完全分开，我觉得艾伦的书最经典的分析在于大信号的分析，让你了解集成电路的设计要考虑的问题，而不是对实际电路的具体分析，此书更好的是书中的电路直接来自工程实践的，从设计的角度谈的很多，很好。
特别是5，6，7。
但是如果基础不够，那刚开始时有难度！那就再看GRAY 的，此书是三本中，最基本的，是从分立到集成的桥梁，看艾伦的如果某些地方有难度，特别是级零点，小信号的分析（刚从分立的模拟电路设计转入集成电路设计的朋友，喜欢从小信号来分析电路参数的），强烈推荐GRAY(理论大师，讲解的特别清晰、详细).以上两本书看完了后，你可能跃跃欲试，想设计个电路看看，然后电路结构想改进，电路的拓扑结构越来越难，小信号的分析有难度的，大信号也不能一目了然了，遇到了瓶颈了，怎么办？看拉扎维的（有网友说拉是用艺术的眼光来设计电路的）此书从大局的角度来分析电路的。
三本书后，基本上你算入门了，可以跟大牛做项目了，然后多看IEEE的资料，（基准源，运放，比较器）是要继续训练的，（有位大侠谈过了，看帖子，模拟电路的四重境界--文章结尾有）。
然后再从CMOS 到BICMOS等等！！我再推荐两本好书（专业性更强）introducation to cmos op-amps and comparators;design of analogy chip本人刚刚学习，说得不好，不专业，还请各位朋友多多提醒模拟电路的四重境界复旦攻读微电子专业模拟芯片设计方向研究生开始到现在五年工作经验，已经整整八年了，其间聆听过很多国内外专家的指点。
最近，应朋友之邀，写一点心得体会和大家共享。
CMOS模拟集成电路实训H SPICE辅助设计教学PPT讲解学习
内容
•
•
•
•
•
•
•
H-SPICE概述
H-SPICE网表
Model & Sub circuits
Component
Source
Control
实训
(1)常用控制语句
• 直流工作点
• 直流扫描和直流小信号分析
• 交流扫描和小信号分析
• 瞬态分析
(2).OP直流工作点分析
• 语法格式
– .OP
• 瞬态分析结果
.lis
.tr#+
• 瞬态分析测量结果
• 直流分析结果
.mt#
.sw#+
• 直流分析测ห้องสมุดไป่ตู้结果
• 交流分析结果
.ms#
.ac#+
• 交流分析测量结果
• 输出状态
.ma#
.st#
• 工作点节点电压（初始条件） .ic
# ：代表扫描分析序号或者硬拷贝文件序号，一般从0 开始。
+：表示在用.POST语句产生图形数据后该文件才被确立。
• 网表文件第一行为标题行
• H-SPICE并不是所见即所得模式，但可以借助Cadence实现
内容
•
•
•
•
•
•
•
H-SPICE概述
H-SPICE网表
Model & Sub circuits
Component
Source
Control
实训
(1)SPICE背景
• SPICE：Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis
集成电路模拟版图设计基础ppt课件
4. LVS文件
4.3 Environment
setting：
1) 将决定你用几层的 金属，选择一些你 所需要的验证检查。
2) 选择用命令界面运 行LVS，定义查看 LVS报告文件及LVS 报错个数。
定义金 属层数
关闭ERC 检查
2.2互连
2.2.1金属（第一层金属，第二层金属……） 2.2.2通孔
ppt课件
11
2.1 器件
2.1.1 MOS管
NMOS
PMOS
MOS管剖面图
2.1 器件
2.1.1 MOS管
NMOS工艺层立体图
ppt课件
NMOS版图
13
2.1 器件
2.1.1 MOS管 1) NMOS管
以TSMC，CMOS，N单阱工艺 为例
ppt课件
26
3. 版图编辑器 6) virtuoso编辑器 --版图编辑菜单
ppt课件
27
3. 版图编辑器 7) virtuoso编辑器 --显示窗口
ppt课件
28
3. 版图编辑器 8) virtuoso编辑器 --版图显示
ppt课件
29
3. 版图编辑器 9) virtuoso编辑器--数据流格式版图输出
ppt课件
39
1. 必要文件
PDK
*.tf display.drf
DRC LVS cds.lib .cdsenv .cdsinit
ppt课件
40
2. 设计规则
2.1 版图设计规则——工艺技术要求 2.2 0.35um，0.25um，0.18um，0.13um，不同的
集成电路设计技术与工具详解PPT课件
3mA ≤ IDD ≤ 7mA
1.5mA ≤ IDD ≤ 6mA
选。。 两个输出端口间接8负载
4mA ≤ IDD ≤ 10mA
4mA ≤ IDD ≤ 10mA
2mA≤ IDD ≤ 8mA
第19页/共84页
12.3.5 模拟集成电路测试实例 • （2）设计测试电路板
要测量上述6组静态电流数据需要有可变的电源电压VDD和两种不同
• 下面首先以一种低频功率放大器的静态工作电流测试为例，较为详细地说明模拟集成电路自动测试的基本 过程，然后简要介绍输出功率、总谐波失真和电源抑制比的测试方法。
第18页/共84页
12.3.5 模拟集成电路测试实例
• 1）静态工作电流测试
• （1）分析测试要求
无论哪一种测试，首先要分析电路的具体测试要求。
• 接触和调整部分用来装配和调整探针、探针阵列或探头，通过装配部分来固定探针卡，再利用调整部分来 手动粗调以保持探针分布与晶圆上的芯片焊盘分布一致。
第6页/共84页
12.2.1 芯片在晶圆测试的连接方法
• 显微镜也包括一个位置调整装置，以便对待测芯片进行聚焦，操作人员利用显微镜来细微的调整晶圆上芯 片焊盘与探针的相对位置，以便能使焊盘与探针接触。
的负载条件。
这样当继电开关K1断开时，实现了无负载测试条件；当继电开关K1 合上，同时继电开关K2指向右侧时，则对应着两个输出端口P5和P6间 接8负载的测试条件。
第20页/共84页
12.3.5 模拟集成电路测试实例
• （3）编写测试程序 测试程序一般都采用VC（或VC＋＋）高级语言实现。测试程序是根据测试要求和测试方法进行编写 的。 电路的静态工作电流测试方法是：电路控制端口P1接电源电压使电路处于正常工作状态，输入端口P4 接地（无输入信号），电源端口P3接直流电压，该端口的电流就是要求测量的低频功率放大器静态工 作电流。
模拟集成电路详解
因两三极管基极对地电位相等，差分放大电路v i1v i2线性放大电路v o 电路完全对称的理想情况：)(21i i VD o v v A v −=差模电压增益差模成分id v 放大两个输入信号之差输入信号的共模成分)(2121i i ic v v v +=差模信号：是指在两个输入端加幅度相等，极性相反的信号。
共模信号：是指在两个输入端加幅度相等，极性相同的信号。
2010-3-31差分放大电路的组成差分放大电路是由两个互为发射极耦合的共射极放大电路组成，电路参数完全对称。
差分放大电路的静态和动态计算方法与基本放大电路基本相同。
时，021==i i v v 静态分析动态分析（增益，输入、输出电阻）当输入信号为零时，即0=2/21C C CC CE 0C 21=−=+−===C C o BEC C v v v V R I V V I I i i 由于电路完全对称。
差模信号共模信号cCQ c c CQ c i I i i I i −=+=2211,cCQ c c CQ c i I i i I i +=+=2211,电压增益越小，放大电路的性能越好（3）共模输出电阻单端输出时，c o R R =co 2R R =（2）共模输入电阻（相当于两部分并联）]2)1([21o be ic r r R β++=双端输出时，双电源差分放大电路差分放大电路的静态计算将电路中信号源短路即可获得计算静态的直流通路。
已知：β=100，V BE =0.6VmAV I R e EE E 6.020122==≈()AI IE Bμβ61006.01=≈+=V V BE C C CCCE R I V V 6≈+−=01V U 86.01=Δ。