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模拟集成电路器件匹配 电容匹配 电阻匹配 晶体管匹配

模拟集成电路器件匹配 电容匹配 电阻匹配 晶体管匹配

  • 匹配规则
  • 晶体管匹配
  • 电阻匹配
  • 电容匹配规则

匹配规则

  1. 器件尺寸。增大尺寸可以减小边缘效应,但同时带来大的寄生效应。
  2. 方向。方向一致,减少横向工艺误差造成的不匹配。
  3. 温度。匹配大功率设备
  4. 接触孔位置。不理解
  5. 金属线。 没理解

晶体管匹配

与电路、栅极到源极电压的差异匹配; 电流镜电路,漏极电流匹配。

低度匹配:漏极电流失配为几个百分点,一般不能满足电压匹配,超过10mv。 中度匹配:5mv, 1% 高度匹配:1mv, 0.1%

指标:可将电压偏差降低到5mv,漏极电流误差为1% 。

  1. 相同长度。
  2. 同方向。栅极朝向一致。
  3. 相同的质地,中等以上的匹配晶体管,必须是相同的重心布局。分割大型晶体管,用几根手指安装晶体管。同时,它应该放在交叉阵列中。
  4. 放置在阵列晶体管的末端dummy 确保晶体管末段的精度。(末段? 指两端加dummy 吗?)
  5. 不要将金属连接到需要匹配的晶体管上。减少噪声和耦合的影响。(不要跨晶体管水平或垂直连接吗? )
  6. 晶体管需要匹配 尽量远离大功耗器件,开关晶体管(Power down 数字晶体管,减少耦合影响。
  7. 金属线用于连接栅。不要使用多晶硅。
  8. 使用NMOS继续宁匹比PMOS更好。

电阻匹配

指标: 减少电阻工艺误差 3% 。

  1. 三种匹配原则:相同的方向,相同的设备,相互接近。
  2. 相同相同,宽度相同 长电阻,相同间距
  3. 高精度电阻,建议电阻宽度为工艺最小宽度的5倍,有效减少工艺误差。
  4. 需要匹配的电阻放置在两端dummy ,准确实现匹配电阻的宽度和长度 。(理由无法理解)
  5. 避免使用短电阻,中度匹配电阻应大于5方块电阻,精确匹配电阻不小于50um。 (如何理解这里的方块和距离?
  6. 交叉阵列电阻。 (图中不要求共质心 复制一维即可)
  7. 远离大功率设备,开关晶体管,数字晶体管
  8. 不要在匹配的电阻上使用金属连接
  9. 电阻值小于20欧姆的电阻由金属层制成,获得准确的电阻值(金属层制成电阻?

电容匹配规则

  1. 三种匹配规则
  2. 单位电容器
  3. 正方块电容,四个角最好切到45度角。(? ? 怎样切到45?
  4. 四周放dummy
  5. 单位电容的电容值略大。边长一般为20 - 50 um 之间。
  6. 纵横比尽量1:1
  7. 将匹配电容器的上极板连接到高阻抗信号,以减少寄生电容器。如果也非常关心底部的噪声耦合,建议在整个电容器上建立一个N陷阱,最好连接到一个干净的模拟参考电压,如接地
  8. 远离大功耗等
  9. 金属线不在匹配电容上… (这是不是有点难?走预留通道吗?这样会增加面积)

[1]姚芳, 李秋利. 浅谈CMOS模拟集成电路布局设计的设备匹配方法[J]. 集成电路通信, 2008, 26(4):7.

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