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微电子工艺实验报告
(2016/2017学年第2学期)
课程名称集成电路与CAD
学院电子科学与工程学院
指导教师张长春
专业微电子科学与工程
姓名
班级学号
《集成电路与CAD》课程实验第1次实验报告
实验名称:差动放大器模拟
实验目的:
1,掌握模拟集成电路的基本设计流程
2,掌握CADEDNCE基本使用
3,学习物理层版图的设计基础
实验原理:
模拟集成电路主要是指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模
拟信号的集成电路。有许多的模拟集成电路,如运算放大器、模拟乘法器、锁相环、电源管
理芯片等。模拟集成电路的主要构成电路有:放大器、滤波器、反馈电路、基准源电路、开
关电容电路等。
差分电路是具有这样一种功能的电路。该电路的输入端是两个信号的输入,这两个信号
的差值,为电路有效输入信号,电路的输出是对这两个输入信号之差的放大。设想这样一种
情景,如果存在干扰信号,会对两个输入信号产生相同的干扰,通过二者之差,干扰信号的
有效输入为零,这就达到了抗共模干扰的目的。
实验内容与结果分析:
1,晶体管级电路图设计
如图为一查分对,驱动一电流镜。
2,Symbol创建以及前仿真
创建一个只有输入输出端口的symbol模块,设定负载和激励,进行直流,交流,瞬态
仿真
仿真结果:
选取输入输出节点,vin和vout
增益相位:
至此,完成前端设计。
3,版图
选择晶体管电路图生成的器件版图,进行人工布局布线并进行纠错,使得其与原电路对应。
版图连接基本过程如下:
(1)将各个晶体管进行纵向或横向对齐,以利于水平或者垂直走线
(2)将全局变量gnd!使用金属层1进行连接
(3)使用M1,M2完成地线和电源线的连接,并且在周围形成地线和电源线环
(4)使用M3完成管子之间的互联,将分离的两个管子连接起来。
(5)使用M4进行输入输出信号的连接引出
(6)将接点拖放在环路上,并打上标记,改变相应的标记层与金属层匹配。
DRC基本过程:(验证版图是否满足工艺要求)
(1)进行DRC验证,对应两张图
(2)常出现的错误有:接触点太少造成的面积太小,接触点、金属线和其他材料层距离过
近
解决办法:改变接触点的位置,改变接触点个数,减小互相的距离
LVS基本过程:(验证原图和版图是否对应)
(1)进行LVS验证,对比原电路图和版图
(2)常见的错误有:互连线和原图不对应,没有连接两个分离的管子(本质是一个管子)
DRC和LVS相辅相成,有更改要从DRC再次开始验证
DRC和LVS结果
结果匹配
4,后仿真
将寄生电容,电阻等提取成文件,然后反标到电路版图上,再次进行仿真。操作与前仿
真一致。
结果:
仿真结果
实验分析:
模拟集成电路比之数字,更加的敏感和难以控制,在设计的过程中,要考虑很多细节问
题。例如,线间距,器件间距,各金属层之间的相互影响,所以在设计时候要尤其注意不同
金属层的协调使用。而这样又会带来设计复杂度的提升,因此,有逻辑性和系统性的完成版
图的布局规划很重要。也要注意美感,不仅是视觉上,同时也是模块化的基本要求,能够使
得器件布局紧密而利于外部利用,是极好的。
实验结束之后大家的感觉是同一过程的不断重复,因此感受还是,熟练的使用和操作设
计工具,提升的工作效率空间很大。同时也要有一个系统性的逻辑串联起来前后的所有步骤,
使得前后通畅,也进一步联系所学的理论知识。还是要多练习,多感受。
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