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Analog layout技藝-match
我打算寫關(guān)于模擬電路layout的一系列文章。
因?yàn)槭堑谝黄�，所以要介紹畫模擬電路版圖時(shí)，都要做的一些準(zhǔn)備工作或者是要問的
一些問題。
模擬部分不同于數(shù)字部分，它有時(shí)很抽象，有時(shí)也很死板，有的有很高的頻率，有時(shí)有很大的電流
總之就像人的情感，需要很好的控制才能發(fā)揮作用。
通常在畫模擬電路之前或者整個過程中，你都要不停的問和了解
比如：這個電路有什么功能，是做什么用的？
它的電流總共有多少？最大電流多大，在哪些節(jié)點(diǎn)之間？
什么地方需要有很好的對稱？什么地方需要有很好的保護(hù)？
什么地方需要相互隔開？什么地方可以靠在一起，什么地方不可以？
等等，這些問題是常要問的，要和designer有很好的溝通，了解設(shè)計(jì)的思路和想法
這樣才能確保電路生產(chǎn)出來后，能夠正常運(yùn)行。(當(dāng)前以電路設(shè)計(jì)正確性為前提)
match是需要注意的其中之一，為考慮器件的對稱性。
電路中有很多地方需要有很好的對稱性，以下就是常見的一種：
上圖為band-gap電路，器件的對稱性，直接影響對電路的好壞，
這就是了解了電路，才明白對稱的意義是什么。
對于對稱，不僅是在考慮器件之間的對稱性，還好考慮諸如布線的長度，走勢，布局水平還是垂直等等
方方面面都有考慮對稱的必要性。
如圖:
器件A與器件B有兩條線相連，其中一條net01因有其他器件阻礙，所以要繞道，從而增加線的長度。
從圖中，可以看出，net01和net02有很大的區(qū)別，net01走線長，還附帶出線上的寄生電容和寄生電阻等不良
因素，因此信號從net01和從net02上傳輸時(shí)，就產(chǎn)生的差異。如果要求信號同時(shí)到達(dá)，以這種情況看，電路
的功能便有可能不能實(shí)現(xiàn)。所以對稱性是方方面面的，隨時(shí)都應(yīng)留心。
CMOS電路中，單個MOS的特性，取決于單個晶體管的寬長比(W/L),比值越大，晶體管的速度就快，反之則慢
在生產(chǎn)過程中，晶片會在某個方向上存在差異性，這便導(dǎo)致了晶體管的差異。
如圖：
A,B兩個晶體管，只是位置有所變化，寬長比均為W/L=2/0.5=4
假設(shè)在垂直方向有差異-0.05(數(shù)據(jù)均為假設(shè)，是為計(jì)算方便)
A情況 W=2-->1.95 L=0.5-->0.5 W/L=3.9
B情況 W=2-->2 L=0.5-->0.45 W/L=4.444
A/B=0.8775 于是差異就這樣產(chǎn)生了。
電阻的計(jì)算，是1個 Square為多少計(jì)算，常見的如：poly1電阻1square=8-11歐，nwell電阻1square=1K歐
如果1個square邊長可以選擇5u和10u，對同一個制程，同上有垂直方向的差異，5X5的square error占總面積的
0.05/5=1%,10X10的square error占square面積的0.05/10=0.5%
所以為了避免或減少這些差異，便對版圖的設(shè)計(jì)者，提出了挑戰(zhàn)!!
以下，就是一些方法，供大家參考。
一、中心對稱
這是幾種對稱方式，比如MOS A 寬長比 W/L=4/0.6 可以畫為2個W/L=2/0.6
MOS B 也是如此，然后按上圖排列,就是中心對稱的基本形式。
中心對稱的基本思想，就是將器件平均分割，依中心位置進(jìn)行排列。
下圖是布線進(jìn)行對稱的示圖:
盡量發(fā)現(xiàn)類似的布線，并調(diào)整到平衡的位置。
只要細(xì)心發(fā)現(xiàn)，就能看出布局的好與壞，這也就是布局的關(guān)鍵所在。
二、組件模塊
這一方法，主要針對于電阻的layout。
對于一組電阻有2K,1K和500，不同的人，就會有不同的畫法，如圖：
之所以會出現(xiàn)上圖這幾種畫法，原因在于所采用的最小組件不同，變化就產(chǎn)生了。
所以關(guān)鍵問題，應(yīng)取決于最小組件的選擇。選定最小組件后，再進(jìn)行中心對稱，達(dá)到合理的布局。
在畫電阻時(shí)，我們要考慮到節(jié)點(diǎn)的問題，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)的存在，無疑加大了電阻的阻值，這是電路中不想
見到的。采用電阻并聯(lián)的特性，將節(jié)點(diǎn)電阻進(jìn)行并聯(lián)，減少了節(jié)點(diǎn)電阻，所以就個人
的眼光看，上圖中D,即考慮了對稱性，又考慮到節(jié)點(diǎn)電阻的問題，是最好的選擇。
從考慮節(jié)點(diǎn)電阻來看，組件的選擇不是最小最好，適用才是最好，主要還是按實(shí)際情況而定。
提醒大家的事，一般畫電阻時(shí)，都會在兩邊或四周畫一些dummy電阻，以保護(hù)內(nèi)部電阻。
有問題請call nfmao,謝謝!!
[參考文獻(xiàn)]
《IC Mask Design -ESSENTIAL LAYOUT TECHNIQUES》 author: Christopher Saint / Judy Saint
《HQ 學(xué)習(xí)心得》 作者：孫娜
來源:零八我的愛
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