模拟电路版图的艺术

模拟版图的艺术知识点总结一、模拟版图的定义模拟版图是指一种以仿真的手法所绘制的图案，它能够复制自然界或工业界中出现的各种图案。

这些图案可以是动植物、风景或是抽象的几何图案等，都可以通过模拟版图的方式加以复制和表现。

二、模拟版图的历史模拟版图的历史可以追溯至古代文明时期。

早在古埃及时期，人们就开始利用木刻版的形式来复制图案和文字。

后来在中国唐代，木刻版技术进一步发展，人们开始利用木刻版来印制书籍和绘制画作。

而在欧洲文艺复兴时期，模拟版图的技术得到进一步的发展，版画艺术也逐渐成为主流的艺术表现形式。

三、模拟版图的制作过程1. 图案设计：在制作模拟版图之前，首先需要设计出所要表现的图案。

这个过程可以通过手绘、数码设计软件等方式进行。

2. 制版：在图案设计完成后，需要将图案转移到版面上。

这个过程可以通过雕刻、刻画或是拓印的方式来完成。

3. 墨料准备：制版完成后，需要准备合适的墨料来印制图案。

墨料的配制需要考虑颜色、浓度等因素。

4. 印刷：将制版完成的图案通过印刷工艺转移到纸张或其他材料上。

5. 后处理：印刷完成后，可能需要进行一定的后处理工艺，如上色、裁切等。

四、模拟版图的艺术表现形式模拟版图可以呈现出丰富多彩的艺术表现形式，包括但不限于以下几种：1. 木刻版画：以木刻版为工具，通过雕刻的手法来表现图案。

这种技术在中国历史上有着悠久的传统，常常用于印制书籍、绘制画作等。

2. 铜版画：以铜版为工具，通过化学蚀刻的方式来表现图案。

这种技术在欧洲文艺复兴时期得到了广泛的应用，被认为是版画艺术的高级形式。

3. 丝网印刷：通过丝网来印制图案，是一种常见的模拟版图技术之一。

这种技术可以用来印制 T 恤、海报等，被广泛用于产品包装和宣传宣传活动中。

4. 染色技术：一些特殊的染色技术也可以被看作是模拟版图的一种表现形式。

比如，蜡染、印花等技术可以将图案印制到织物上，用来制作服装、家居用品等。

五、模拟版图的艺术价值模拟版图作为一种艺术表现形式，具有独特的艺术价值。

这就需要我们绘制版图, 生产商拿到版图生成的 cdl文件就明确了！
一、什么是版图？
• 版图是一组相互套合的图形,各层版图相应于不 同的工艺步骤,每一层版图用不同的图案来表示, 版图与所采用的制备工艺紧密相关. • 版图设计：根据逻辑与电路功能和性能要求以及 工艺水平要求来设计光刻用的掩膜版图,是集成 电路设计的最终输出.
为例 NMOS管,做在P衬底上,沟
道为P型,源漏为N型 2> 包括层次： NIMP,N+注入 DIFF,有源区 Poly,栅
NMOS版图
五、版图的组成
1.1MOS管
1> PMOS管 以TSMC,CMOS,N单阱工艺
为例 PMOS管,做在N阱中,沟道
为N型,源漏为P型 2> 包括层次：
NWELL,N阱 PIMP,P+注入 DIFF,有源区 Poly,栅 M1,金属
离子注入 SiO2
集成电路工艺基础
以上每道工序都是需要掩膜 版的,那掩膜版的大小怎么定
呢？如何精确呢？
P-Si N＋ (e)
P-Si
N＋
(f)
SiO2 〔5 淀积SiO2, 将整个结构用SiO2覆盖起来, 刻出与
淀积SiO2
源区和漏区相连的接触孔. 〔6 把铝或其它金属蒸上去, 刻出电极及互连线
铝电极引出 SiO2 (场氧)
九、版图的艺术
1.模拟版图和数字版图的首要目标 2.首先考虑的三个问题 3. 匹配
3.1 匹配中心思想 3.2 匹配问题 3.3 如何匹配
九、版图的艺术
1. 模拟电路和数字电路的首要目标 2. 模拟电路关注的是功能 3. 1> 电路性能、匹配、速度等 4. 2> 没有EDA软件能全自动实现,所以需要手工处理

电源分布是版图设计中非常重要 的一个环节，它涉及到如何合理 地分布电源网络，以保证电路的
稳定性和性能。
常用的电源分布技术包括电源网 格、电源岛和电源总线等，这些 技术可以有效减小电源网络的阻
抗和减小电压降。
热设计
在模拟IC版图设计中，热设计 是一个不可忽视的环节，它涉 及到如何有效地散热和防止热 失效。
验证与测试
功能验证
通过仿真测试或实际测试，验证版图实现的电路功能是 否正确。
时序验证
检查电路时序是否满足设计要求，确保电路正常工作。
ABCD
性能测试
对版图实现的电路进行性能测试，包括参数、频率、功 耗等方面的测试。
可测性、可维护性和可靠性测试
对版图进行测试，验证其在测试、维修和可靠性方面的 表现是否符合要求。
02
模拟IC版图设计流程
电路设计
确定设计目标
根据项目需求，明确电路 的功能、性能指标和限制 条件。
选择合适的工艺
根据电路需求，选择合适 的工艺制程，确保电路性 能和可靠性。
电路原理图设计
使用电路设计软件，根据 电路功能和性能要求，设 计电路原理图。
参数提取与仿真验证
对电路原理图进行仿真验 证，提取关键参数，确保 电路性能满足设计要求。
版图布局
确定版图布局方案
模块划分与放置
根据电路原理图和工艺制程要求，确定合 理的版图布局方案。
将电路原理图划分为若干个模块，合理放 置在版图上，确保模块间的连接关系清晰 、简洁。
电源与地线设计
考虑可测性、可维护性和可靠性
合理规划电源和地线的分布，降低电源和 地线阻抗，提高电路性能。
在版图布局时，应考虑测试、维修和可靠 性等方面的需求。

❖ 匹配与版图的关系相当密切，对电路的成败 至关重要。
❖ 匹配规则之一：把需要匹配的器件相互靠近 放置。避免由于周围器件环境的不同而导致 匹配器件的工作差异。
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43
6.3.1版图的重要性
❖ 不重复性：两个完全相同的CAD版图在被生 产出来后，它们的作用和工作可能会差别很 大。
❖ 虽然版图上的每一样东西看上去都一样，但 是由于某些原因，就是无法在两个器件中重 复同样的性质。
❖ 匹配规则之三：保持器件的方向一致。
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6.3.3简单匹配
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6.3.3简单匹配
❖ 当把所有的器件都保持同一方向时，可能由 于器件尺寸的原因，使版图很难实现，此时 就应该与电路设计人员交流，找出最不重要 的器件，将其转向或做其他的处理。
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6.3.3简单匹配
❖ 匹配规则之四：与电路设计者交流
❖ 在模拟电路的版图设计中，设计规则不象数 字电路一样重要，但是也可以使用。
❖ 在高质量的数字电路中，其设计方法通常类 似于模拟电路，即所谓的全定制设计方法。
可编辑课件
3
6.1.1数字技巧和模拟技巧的对比
❖ 一、规模不同 ❖ 二、主要目标不同 ❖ 数字电路的目标：优化芯片的尺寸和提高集
成度 ❖ 模拟电路的目标：优化电路的性能、匹配程
638匹配信号路径?因此为了使差分逻辑能很好的工作必须使版图中的两个信号线长度匹配其寄生参数也匹配时间常数一致这样才能在图522中的b端看到两个输入信号在同一时间上升和下降
集成电路版图设计与验证
第六章 模拟电路版图
可编辑课件
1
❖ 概述 ❖ 寄生参数 ❖ 匹配 ❖ 噪声问题

电子电路设计模拟电路设计方法电子电路设计是现代电子技术领域的重要组成部分，其在各种电子设备和系统中起着至关重要的作用。

而模拟电路设计则是电子电路设计中的一项重要技术，其能够模拟和处理连续变量信号，广泛应用于各种电子系统中。

本文将介绍电子电路设计中的模拟电路设计方法。

一、模拟电路设计所需基础知识在进行模拟电路设计之前，我们需要具备一定的基础知识。

首先，我们需要了解电路的基本元件，例如电阻、电容和电感等。

其次，我们需要掌握电路分析的基本方法，包括基尔霍夫定律、电压分压原理等。

此外，还需要具备掌握信号与系统的基本知识，包括频域分析、滤波器设计等。

二、模拟电路设计方法1. 设计目标和规范在进行模拟电路设计之前，我们首先需要明确设计目标和规范。

例如，我们需要确定电路的功能、性能指标、工作条件等。

这些设计目标和规范将指导我们进行后续的电路设计过程。

2. 电路拓扑设计电路拓扑设计是模拟电路设计的重要环节，它决定了电路的基本结构和连接方式。

在进行电路拓扑设计时，我们需要根据设计目标选择合适的电路拓扑结构，例如放大电路、滤波电路等。

此外，还需要考虑电路的稳定性、可靠性和可调性等因素。

3. 元件选择和参数计算在进行元件选择和参数计算时，我们需要根据设计规范和电路拓扑来选择合适的元件，并计算其参数值。

例如，在设计放大电路时，我们需要选择适当的放大器管型和工作点，并计算电阻、电容等元件的数值。

4. 电路仿真与优化在进行模拟电路设计时，我们通常使用电路仿真软件进行仿真与优化。

通过仿真软件，我们可以模拟电路的工作过程，验证电路的性能指标，并对电路进行优化。

例如，我们可以通过调整元件参数和拓扑结构来改善电路的性能。

5. PCB设计PCB设计是模拟电路设计的重要环节。

在进行PCB设计时，我们需要将电路图转化为PCB布局图，并将元件进行布局、连线和焊接。

通过合理的PCB设计，可以提高电路的可靠性、抗干扰能力和成本效益。

三、模拟电路设计案例以下是一个简单的模拟电路设计案例，以放大电路为例。

RL R8 RL
(VCC
UCES )
式中，UCES为V4管的饱和压降。最大输出功率为
2
Pom


U
o
max
2
RL


U2 o max
2RL
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10.2 读图举例
在忽略静态损耗的情况下，效率为 π Uoma x
4 VCC
可见电流取样电阻使得负载上的最大不失真电压减小，从而使
最大输出功率减小，效率降低。设功放管饱和压降为0.3V，负载为
10Ω ，则最大不失真输出电压幅值为
U omax

RL R8 RL
(VCC
UCES
)

10 10 0.5
(15 3)
11.43(V)
最大输出功率为
2
U 2 Pom
o max RL

输入电压ui经电容C1，电阻R1耦合送到运放A的反相输入端，经
运放A放大后输出至V3和V5管的基极，因此，集成运放A构成前置放
大电路。
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10.2 读图举例
从图10-1中可以看出V3和V4，V5和V6分别组成复合管，前者等 效为NPN型管，后者等效为PNP型管，故V3、V4、V5、V6和电阻R5、R6、 R7、R8构成了互补功率放大电路，而且两个复合管的发射极作为输 出端，故第二级为功率放大电路；因此可以判断出电路是两级放大 电路，先进行电压放大，然后进行功率放大。因为信号不可能作用 于V1、V2的基极和发射极，因而它们不是放大管，由于它们的基极 和发射极分别接R8和R7的两端，而R8和R7上的电流等于输出电流IO； 故可推测，当IO增大到一定数值时，V1、V2才导通，可以为功放管 分流，所以V1、V2、R7和R8构成过流保护电路。R2将电路的输出端 与A的反相输入端连接起来，因而电路引入了反馈。

版图的意义：
3.
版图的工具：
– Cadence
Virtuoso Dracula Assura Diva
– Mentor
calibre
– Spring soft
laker
第一部分：了解版图
熟悉所需文件
工艺厂商提 供：.tf .display Design rule 、DRC LVS 文件、 PDK、ESD文件、金属阻 值文件
NMOS版图
2.1 器件
2.1.1 MOS管 1) NMOS管
以TSMC，CMOS，N单阱工艺 为例 PMOS管，做在N阱中，沟道为 N型，源漏为P型
2) 包括层次：
NWELL，N阱 PIMP，P+注入 DIFF，有源区 Poly，栅 M1，金属 CONT，过孔

3) MOS管的宽长确
• 频率多少？ • 低寄生参数节 点？
用的？
电流多大？ • 大电流在哪里？
• 认出节点 有块？
• 认出其他模块
• 认出远处部件
还有其他什么吗？
• 器件布置分面 的考虑？ • 金属选择？
• 隔离要求？
3. 匹配 3.1 中心思想：

第一部分：了解版图
1. 2. 3. 4. 版图的定义 版图的意义 版图的工具 版图的设计流程

第二部分：版图设计基础
1. 2. 3. 4. 5. 认识版图 版图组成两大部件 版图编辑器 电路图编辑器 了解工艺厂商

第三部分：版图的准备
1. 2. 3. 4. 必要文件 设计规则 DRC文件 LVS文件
版图是电路图的反映，有两大组成部分
MOS管 电阻 电容 三极管（省略） 二极管（省略） 电感（省略）

上海城市管理职业技术学院毕业设计(论文)分院人文与信息技术学院专业应用电子班级 11应用电子(1）姓名胡穆学号 110502003指导教师崔玉美设计(论文）题目模拟电路版图设计方法与框架结构二○一三年三摘要集成电路的出现与发展彻底改变了人类的文明和人们的日常生活面目，比如：手机、U盘、麦克风、等等。

集成电路是电子电路,它不不同于一般意义上的电子电路，它是把成千上万的电子元件包括晶体管，电阻,电容甚至电感集成在微小的芯片上面，正是这种奇妙的设计和制造方式使它为人类社会的进步创造了空前绝后的奇迹，而使这种奇迹变为现实的是集成电路掩膜版图设计。

集成电路或称微电路（microcircuit)、微芯片（microchip)、芯片（chip）在电子学中是一种把电路(主要包括半导体装置,也包括被动元件等）小型化的方式,并通常制造在半导体晶圆表面上。

集成电路是相对分立器件组成的电路而言、把组成电路的元件、器件以及相互间的连线放在单个芯片上,整个电路就在这个芯片上，把这个芯片放到管壳中进行封装，电路与外部的连接靠引脚完成。

根据电路功能和性能的要求，在正确选择系统配置、电路形式、器件结构、工艺方案和设计规则的情况下,尽量减小芯片面积，降低设计成本，缩短设计周期，以保证全局优化,设计出满足要求的集成电路。

关键词：版图设计；设计规则；版图验证；电阻，电容,二极管；目录摘要------------------------------------------------------------ 2前言-------------------------------------------------------------- 4 第一章了解版图-------------------------------------------------- 5 1。

1 版图意义----------------------------------------------------- 5 1.2 版图定义-------------------------------------------------------- 5 1。

第四部分：版图的艺术
1. 模拟版图和数字版图的首要目标 2. 首先考虑的三个问题 3. 匹配 4. 寄生效应 5. 噪声 6. 布局规划 7. ESD 8. 封装
IC模拟版图设计
第一部分：了解版图
1. 版图的定义 2. 版图的意义 3. 版图的工具 4. 版图的设计流程
第一部分：了解版图
PMOS版图
第二部分：版图设计基础
2.1 器件
反向器
器件剖面图及俯视图
器件版 图
第二部分：版图设计基础
2.1 器件
2.1.1 MOS管 1)反向器
VDD
3u/0.18u
IN
OUT
1u/0.18u
2)NMOS，PMOS
3)金属连线
GND
4)关于Butting Contact部分
第二部分：版图设计基础
2）它需要设计者具有电路系统原理与工艺制造方面的基 本知识，设计出一套符合设计规则的“正确”版图也 许并不困难，但是设计出最大程度体现高性能、低功 耗、低成本、能实际可靠工作的芯片版图缺不是一朝 一夕能学会的本事。
第一部分：了解版图
3. 版图的工具：
– Cadence
Virtuoso Dracula Assura Diva
IC模拟版图设计
目录
第一部分：了解版图
1. 版图的定义 2. 版图的意义 3. 版图的工具 4. 版图的设计流程
第二部分：版图设计基础
1. 认识版图 2. 版图组成两大部件 3. 版图编辑器 4. 电路图编辑器 5. 了解工艺厂商
目录
第三部分：版图的准备
1. 必要文件 2. 设计规则 3. DRC文件 4. LVS文件
第二部分：版图设计基础

模拟电路版图设计中的匹配艺术深圳中兴集成电路设计有限公司金善子1．引言生活中我们经常会遇到这样的事情：收听CD播放器的时候,左右耳脉里发出的声音经常不一样,甚至当有人打开窗户的瞬间或者打开室内空调的过程中，随着温度的变化，CD发出的声音也会随之发生变化，因此我们就不厌其烦地调来调去。

同样的情况也会发生在手机和接受机中。

我们希望无论是CD播放器还是其它音响,它们相搭档的器件反应完全一样。

也就是说，其中一个放大器的频率和幅值能完全符合并跟踪另一个运放的频率和幅值响应，达到这一目标的方法之一就是匹配。

实现匹配过程中，版图设计是一个非常重要的环节。

一个优秀的版图可以大大提升一个设计。

2．实现匹配的方法匹配基本规则当集成电路产业刚刚起步的时候，制造工业仍然相对落后。

即使你将两个需要匹配的器件放的很近，我们也仍然无法保证它们的一致性。

现在虽然随着制造工艺越来越精确，但是匹配问题的研究从来就没有停止过，相反地，匹配问题显得日益突出和重要。

使需要匹配的器件所处的光刻环境一样,称之为匹配。

匹配分为横向匹配、纵向匹配和中心匹配。

实现匹配有三个要点需要考虑：需要匹配的器件彼此靠近、注意周围器件、保持匹配器件方向一致。

遵守这3条基本原则，就可以很好的实现匹配了。

2．1根器件法(Root Device Method)有时侯我们会遇到两个或者两个以上的而且阻值不同的电阻需要匹配。

如下图1所示，如何将这5个阻值不同的电阻做成最优化的匹配呢？图2则给出了正确的答案，我们不妨分析一下：2K1K2K500250图1 阻值不同的电阻需要匹配如果要满足上面5个电阻的匹配，需要考虑以下步骤：（1） 首先，尽可能把这些电阻靠近放置，这是基本的要求（2） 其次，要使这些电阻保持同一个方向（3） 采用根部件的最好方法是找出一个中间值，用1K的电阻作为值将电阻串联和并联起来。

这种方法节省了接触电阻的总数使其所占的比例减少，面积也相当，现在占主导地位的是电阻器件本身的薄层电阻。

模拟电子电路设计电子电路是现代科技社会中不可或缺的一部分，而模拟电子电路设计是其中的重要一环。

模拟电子电路设计涉及到各种电子元件的选择，电路的构建和优化，以及性能的分析和改进。

本文将介绍模拟电子电路设计的基本原理和步骤，并探讨如何设计和优化一个模拟电子电路。

一、设计理论和原则1.1 设计理论：在进行模拟电子电路设计之前，我们需要先了解一些相关的设计理论和原则。

比如，电路的基本功能和特性，电流调节和阻抗匹配的方法，以及信号的放大和滤波等基本原理。

这些理论和原则为我们提供了在设计中进行决策的依据。

1.2 设计原则：在模拟电子电路的设计过程中，我们需要遵循一些设计原则来提高电路的性能和稳定性。

比如，选择适合的电子元件，减少电路的噪声和失真，优化电路的频率响应和相位特性等。

二、设计步骤2.1 确定需求：在进行任何电子电路设计之前，首先需要明确设计的需求和目标。

这包括电路的功能要求、输入输出参数、工作条件等。

2.2 选择元件：根据设计需求，选择适合的电子元件。

这些元件可能包括电阻、电容、电感和半导体器件等。

在选择元件时，需要考虑其特性参数、可靠性和成本等因素。

2.3 电路设计：根据需求和选择的元件，进行电路的具体设计。

这包括电路拓扑结构、电参数计算和元件布局等。

在设计过程中，需要考虑电路的性能指标，如增益、频率响应和失真等。

2.4 电路分析和优化：完成电路设计后，需要进行电路的性能分析和优化。

这包括使用电路仿真软件对电路进行分析，查找电路可能存在的问题，并进行相应的改进和优化。

2.5 原理验证：在完成电路设计和优化后，需要进行电路的实验验证。

通过实验，我们可以验证电路设计的正确性，并进一步优化电路的性能。

三、电路设计实例为了更好地理解模拟电子电路设计，我们将以一个放大器电路设计为例进行说明。

3.1 设计需求：我们需要设计一个放大器电路，将输入信号的幅度放大为输出信号的10倍。

输入信号的频率范围为20Hz至20kHz，设计频率响应为平坦的。

PCB设计之模拟电路数字电路本文就旁路电容、电源、地线设计、电压误差和由布线引起的电磁干扰(EMI)等几个方面，讨论模拟和数字布线的基本相似之处及差别。

工程领域中的数字设计人员和板设计专家在不断增加，这反映了行业的发展趋势。

尽管对数字设计的重视带来了电子产品的重大发展，但仍然存在，而且还会一直存在一部分与模拟或现实环境接口的电路设计。

模拟和数字领域的布线策略有一些类似之处，但要获得更好的结果时，由于其布线策略不同，简单电路布线设计就不再是最优方案了。

本文就旁路电容、电源、地线设计、电压误差和由布线引起的电磁干扰(EMI)等几个方面，讨论模拟和数字布线的基本相似之处及差别。

模拟和数字布线策略的相似之处旁路或去耦电容在布线时，模拟器件和数字器件都需要这些类型的电容，都需要靠近其电源引脚连接一个电容，此电容值通常为0.1uF。

系统供电电源侧需要另一类电容，通常此电容值大约为10uF。

这些电容的位置如图1所示。

电容取值范围为推荐值的1/10至10倍之间。

但引脚须较短，且要尽量靠近器件(对于0.1uF电容)或供电电源(对于10uF电容)。

在电路板上加旁路或去耦电容，以及这些电容在板上的位置，对于数字和模拟设计来说都属于常识。

但有趣的是，其原因却有所不同。

在模拟布线设计中，旁路电容通常用于旁路电源上的高频信号，如果不加旁路电容，这些高频信号可能通过电源引脚进入敏感的模拟芯片。

一般来说，这些高频信号的频率超出模拟器件抑制高频信号的能力。

如果在模拟电路中不使用旁路电容的话，就可能在信号路径上引入噪声，更严重的情况甚至会引起振动。

图1 在模拟和数字设计中，旁路或去耦电容(0.1uF)应尽量靠近器件放置。

供电电源去耦电容(10uF)应放置在电路板的电源线入口处。

所有情况下，这些电容的引脚都应较短图2 在此电路板上，使用不同的路线来布电源线和地线，由于这种不恰当的配合，电路板的电子元器件和线路受电磁干扰的可能性比较大图3 在此单面板中，到电路板上器件的电源线和地线彼此靠近。

大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
模拟集成电路版图基础
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
Thank you