集成电路分析与设计书课程设计书.doc

一．目的与任务 4 二．设计题目及要求 4 2.1器件名称 4 2.2 要求的电路性能指标 4 2.3 设计内容 4 三、74HC139芯片介绍 4 四、电路设计 6 4.1 工艺与设计规则和模型的选取 6 4.2　输出级电路设计 7 4.2.1 输出级 N管（W/L）N的计算 7 4.2.2输出级 P管（W/L）P的计算 8 4.3　内部基本反相器中的各MOS尺寸的计算 9 4.4内部逻辑门MOS尺寸的计算 12 4.5　输入级设计 12 4.6　缓冲级的设计 13 4.6.1输入缓冲级 13 4.6.2输出缓冲级 14 4.7　输入保护电路设计 15 4.8 各级N管和P管的尺寸汇总 16 五、功耗与延迟估算 17 5.1　模型简化 17 5.2　功耗估算 18 5.3　延迟估算 19 六、电路模拟 20 6.1直流分析 21 6.2 瞬态分析 21 6.3 功耗分析 22 七、版图设计 22 7.1 各模块版图设计 22 7.1.1输入级版图 22 7.1.2 输入缓冲级版图 23 7.1.3 三输入与非门版图 23 7.1.4 输出级版图 24 7.1.5调用含有保护电路的pad元件 24 7.2 总版图 25 7.3 电路网表匹配（LVS）检查 26 7.4版图数据提交 30 八、心得体会 32 九、参考文献 32  一．目的与任务 本课程设计是《集成电路分析与设计基础》的实践课程，其主要目的是使学生在熟悉集成电路制造技术、半导体器件原理和集成电路分析与设计基础上，训练综合运用已掌握的知识，利用相关软件，初步熟悉和掌握集成电路芯片的系统设计→电路设计及模拟→版图设计→版图验证等正向设计方法 二．设计题目及要求 2.1器件名称 含2个2—4译码器的74HC139芯片 （根据要求使用工艺及规则：MOSISI：mhp_ns8，自选用ml2_125.md模型） 2.2 要求的电路性能指标 （1）可驱动10个LSTTL电路（相当于15PF电容负载）； （2）输出高电平时，； （3）输出低电平时，； （4）输出级充放电时间，； （5）工作电源是5V，常温工作，工作频率，总功耗。 2.3 设计内容 1.功能分析及逻辑设计； 2.电路设计及器件参数计算； 3.估算功耗与延时； 4.电路模拟与仿真； 5.版图设计； 6.版图检查：DRC与LVS； 7.后仿真(选做)； 8.版图数据提交。 三、74HC139芯片介绍 74HC139是包含两个2线— 4线译码器的高速CMOS数字电路集成芯片，能与TTL集成电路芯片兼容，它的管脚图如图1所示，其逻辑真值表如表1所示。 图1 74HC139的管脚图 表1 74HC139真值表 片选 输入 数据输出 Cs A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 × × 1 1 1 1 74HC139的逻辑表达式： ， ， 74HC139的逻辑图如图2所示： 图2 74HC139的逻辑图 四、电路设计 4.1 工艺与设计规则和模型的选取 1.工艺与设计规则：MOSIS: mhp_ns8 2.模型：m12_125.md ******************************************************** .model nmos nmos + Level=2 Ld=0.0u Tox=225.00E-10 + Nsub=1.066E+16 Vto=0.622490 Kp=6.326640E-05 + Gamma=.639243 Phi=0.31 Uo=1215.74 + Uexp=4.612355E-2 Ucrit=174667 Delta=0.0 + Vmax=177269 Xj=.9u Lambda=0.0 + Nfs=4.55168E+12 Neff=4.68830 Nss=3.00E+10 + Tpg=1.000 Rsh=60 Cgso=2.89E-10 + Cgdo=2.89E-10 Cj=3.27E-04 Mj=1.067 + Cjsw=1.74E-10 Mjsw=0.195 .model pmos pmos + Level=2 Ld=.03000u Tox=225.000E-10 + Nsub=6