第七章 MOS管模拟集成电路设计基础课件.ppt

集成电路设计导论 第一部分 理论课 第一章 绪言 1．1 集成电路的发展 1．2 集成电路分类 1．3 集成电路设计 第二章 MOS晶体管 2．1 MOS晶体管结构 2．2 MOS晶体管工作原理 2．3 MOS晶体管的电流电压关系 2．4 MOS晶体管主要特性参数 2．5 MOS晶体管的SPICE模型 第三章 MOS管反相器 3．1 引言 3．2 NMOS管反相器 3．3 CMOS反相器 3．4 动态反相器 3．5 延迟 3．6 功耗 第四章 半导体集成电路基本加工工艺与设计规则 4.1 引言 4.2 集成电路基本加工工艺 4.3 CMOS工艺流程 4.4 设计规则 4.5 CMOS反相器的闩锁效应 4.6 版图设计 第五章 MOS管数字集成电路基本逻辑单元设计 5.1 NMOS管逻辑电路 5.2 静态CMOS逻辑电路 5.3 MOS管改进型逻辑电路 5.4 MOS管传输逻辑电路 5.5 触发器 5.6 移位寄存器 5.7 输入输出（I/O）单元 第六章 MOS管数字集成电路子系统设计 6.1 引言 6.2 加法器 6.3 乘法器 6.4 存储器 6.5 PLA 第七章 MOS管模拟集成电路设计基础 7.1 引言 7.2 MOS管模拟集成电路中的基本元器件 7.3 MOS模拟集成电路基本单元 7.4 MOS管模拟集成电路版图设计 第八章 集成电路的测试与可测性设计 8.1 引言 8.2 模拟集成电路测试 8.3 数字集成电路测试 8.4 数字集成电路的可测性测试 第二部分 实验课 1、数字集成电路 （1）不同负载反相器的仿真比较； （2）静态CMOS逻辑门电路仿真分析； （3）设计CMOS反相器版图； （4）设计D触发器及其版图； （5）设计模16的计数器及其版图（可选）。 2、模拟集成电路 设计一个MOS放大电路（可选） 。 第七章 MOS管模拟集成电路设计基础7.1 引言 1、采用数字系统实现模拟信号处理 现实世界中的各种信号量通常都是以模拟信号的形式出现的，设计一个电路系统的基本要求，就是采集与实现系统功能相关的模拟信号，按系统的功能要求对采集的信号进行处理，并输出需要的信号（通常也是模拟量）。 2、集成电路的模块基本上可以分为数字电路和模拟电路两类 模拟信号和数字信号的分析处理方法不同，相应地，模拟集成电路和数字集成电路的设计分析方法也不同。模拟集成电路要求电路的每一个组成单元都必须是精确的，其性能与电路设计和版图设计的相关性比数字集成电路高得多。电路设计要考虑到很多相关因素，例如速度、频率响应、功耗、输入/输出摆幅等；对版图设计从平面布局到各器件几何图形的设计都十分的“讲究”，需要考虑的问题往往比数字集成电路版图设计多得多。 3、模块设计 随着集成电路规模和设计复杂度的不断提高，采用人工或半自动设计方法必然存在着设计效率低、设计周期长的问题。并且随着集成电路规模的不断扩大，基于晶体管级的电路仿真变得越来越困难，尤其是对于模拟集成电路而言，不仅电路的仿真过程变长而且仿真的收敛性也变差。 为了提高设计效率、缩短设计周期，可以首先将复杂的电路划分为若干模块，各个设计小组按照统一的标准并持设计各自的模块，然后分别完成各个模块的晶体管级电路仿真和版图验证，最后在此基础上完成整个系统的集成。---模块设计 7.2.1 模拟集成电路中电阻器----无源电阻和有源电阻 2. 薄膜电阻 寄生效应影响了掺杂电阻的应用，所以，除了利用掺杂区构造电阻外，还常常利用薄膜材料制作电阻。主要的薄膜电阻有多晶硅薄膜电阻和合金薄膜电阻。 (1)多晶硅薄膜电阻 掺杂多晶硅薄膜也是一个很好的电阻材料，由于它是生长在二氧化硅层之上，因此，不存在对衬底的漏电问题，当然也不必考虑它的端头电位问题，因为它不存在对衬底的导通。 多晶硅薄膜电阻仍然存在寄生电容，但其性质与pn结电容不同，它的寄生电容是“多晶硅-氧化层-硅” 电容，单位面积电容的大小由氧化层厚度决定，如果将它们做在场氧化层之上，则可大大地降低分布电容。可以通过调整多晶硅的掺杂浓