基于bandgap版图设计毕业论文

版图设计论文15篇版图设计论文摘要：集成电路版图设计教学应面向企业，按照企业对设计工程师的要求来安排教学，做到教学与实践的紧密结合。

从教学开始就向学生灌输IC行业知识，定位准确，学生明确自己应该掌握哪些相关知识。

从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨，安排教学有针对性。

在教学方法与内容上做了分析探讨，力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。

关键词版图设计设计论文设计版图设计论文:一种基于厚膜工艺的电路版图设计摘要：在电子线路版图设计中，通常采用印刷线路板技术。

如果结合厚膜工艺技术，可以实现元器件数目繁多，电路连接复杂，且安装空间狭小的电路版图设计。

通过对3种不同电路版图设计方案的理论分析，确定了惟一能满足要求的设计方案。

基于外形尺寸的要求，综合考虑电路的性能和元件的封装形式，通过合理的电路分割和布局设计，验证了设计方案的合理性和可实现性。

体现了厚膜工艺技术在电路版图设计中强大的优越性，使一个按常规的方法无法实现的电路版图设计问题迎刃而解。

关键词：电路版图设计；电路分割设计；厚膜混合集成电路；厚膜工艺0 引言随着电子技术的飞速发展，对电子设备、系统的组装密度的要求越来越高，对电路功能的集成度、可靠性等都提出了更高的要求。

电子产品不断地小型化、轻量化、多功能化。

除了集成电路芯片的集成度越来越高外，电路结构合理的版图设计在体积小型化方面也起着举足轻重的作用。

1 厚膜工艺技术简述厚膜工艺技术是将导电带和电阻通过丝网漏印、烧结到陶瓷基板上的一种工艺技术[1]。

厚膜混合集成电路是在厚膜工艺技术的基础上，将电阻通过激光精调后，再将贴片元器件或裸芯片装配到陶瓷基板上的混合集成电路[2]。

厚膜混合集成电路基本工艺流程图见图1。

图1 厚膜工艺流程图厚膜工艺与印制板工艺比较见表1。

2 电路版图设计2.1 设计要求将电路原理图（图2，图3）平面化设计在直径为34 mm的PCB板上（对电路进行分析后无需考虑相互干扰），外形尺寸图见图4。

版图设计毕业论文近年来，随着科技和经济的不断发展，版图设计在各个领域都有着广泛的应用，尤其是在城市规划和建筑设计中有着非常重要的作用。

本论文旨在探讨版图设计在城市规划中的应用，并通过实例分析，探索版图设计在城市规划中的实践价值。

一、版图设计的基本概念和意义版图设计是指根据规划目标和要求，在地理信息系统的支持下，通过对空间数据进行搜集、整理、分析和加工等一系列工作，实现对空间关系的综合研究与表达，从而形成新的地图和空间布局方案的技术和方法。

作为城市规划中的一项关键技术，版图设计可以为城市的长远发展提供支持和保障，同时也可以为政府制定空间规划和部门决策提供科学依据。

版图设计主要包含空间数据处理、空间分析和方案设计三个主要阶段。

空间数据处理是指通过多种手段搜集和整理地理信息，形成规范化、统一标准的数据表，并把数据转换成适合软件处理的格式。

空间分析是指基于地理信息分析的基础上，进行空间关系、特性和规律的研究，主要包括时空关系、空间密度和土地利用等。

方案设计是指结合政策、规划要求、社会需求以及市场需求，针对不同的目标和要求，提出合理的空间布局和设计方案。

版图设计在城市规划中的作用是不可替代的。

首先，版图设计可以为城市规划提供重要数据和信息支持，为市政部门、规划部门制定政策和规划提供空间数据分析、研究和预测。

其次，版图设计可以为城市规划提供合理化、系统化的规划方案，优化城市的空间结构和布局，提高城市的空间利用率和效益。

最后，版图设计可以为公众提供信息和参与平台，加强公众对城市规划的监督和参与，有助于提高城市规划的透明度和公正性。

二、版图设计在城市规划中的实践价值版图设计在城市规划中有着广泛的应用和实践价值，主要包括以下方面：1.优化城市空间结构和布局城市规划的基本目标是优化城市的空间结构和布局，提高城市的空间利用率和效益。

版图设计可以通过空间数据的分析和加工，提出合理的空间规划和布局方案，从而达到优化城市空间结构和布局的目的。

Bandgap电路设计报告Bandgap电路1)基准电压产生电路由于在之前tsmc035工艺电路设计中得到过验证且性能良好，本次带隙基准设计继续采用如下电路结构。

下图电路中，左边蓝色框内是BG的启动电路，属于下拉型。

电路上电时，如果输出点电压为0，则M1M3支路无电流，M1栅端电压为高，使得M2导通，将H点电压拉低，从而使电路启动。

之后，输出电压约为1.2，则M3导通，M1栅端电压下降，使得M2截止，启动电路不影响主电路的正常工作状态。

需要注意的是，M3的W/L较大，M1的W/L较小时，M2可以截止的较彻底，从而降低对主电路的影响。

图一基准电压产生电路图一中中间部分（M4-M7 & T1T2 & RaRb & OPA）为基准电压产生的主电路，通过Vbe 与ΔVbe的加权组合来实现零温度系数电压。

其中运放OPA的作用是提供VN=VP这一电压关系，共源共栅结构提高电流复制精度使得结果更加准确。

运放需要注意其正负输入端接入电路的位置，要使得最终形成的环路是负反馈的。

M8M9复制一路电流，供给后端的电流产生电路的运放使用。

通过仿真可以发现，此结构的带隙基准的噪声主要来源于运放、M4M5和RaRb，为降低噪声M4M5的过驱动电压取的较大，同时RaRb电阻值取的较小。

电阻值较小直接导致两路电流都较大，由于三极管的Vbe电压不能偏离700mv太多（否则电压温度曲线特性不好），需要适当调整T1T2的m值。

另外，这里的运放偏置是由运放的输出电压提供的，同时与M4M5的栅端相连，可以考虑运放内部与外电路也形成电流复制的结构。

由于存在环路，我们还必须保持环路的稳定性，考虑到运放需要一定的增益（60dB+）使得VN与VP相等，这里采用两级运放，刚好可以将环路的主极点设置在运放第一级的输出端使环路稳定。

根据以上几点的条件，可以得到运放的结构如下图二所示。

其中的两个P管电流源可以看成是与图一中M4和M5成电流复制结构。

1 : 1V REF∂V 考虑版图，N可取8R3=R0, R4=R2, M3=M2,R3R0R4R2M3M2运放的失调必须控制好具体设计请参考基准电压与电流201R R V V V BEBE REF ⋅Δ+=Ref:sansen 0ln 21R R N q kT V V BE REF ⋅⋅+=−~m1156mVchapter 16()T C T V V g BE +=λ00For I DS T ln qR N kT I BG⋅=Is PTAT0qVBG 通常在1.2左右结合电阻的温度系数，IBG 在高温与低温下其值变化可能较大，若用它直接去偏置其他电路，这一点须特别注意IBG~T 注意到：IBG T 时，gm constant二次补偿：VBG 的温度特性包含抛物线型非线性项，设计中令顶点位于常温附近，更高精度要求可采用二次补偿电路（例sansen ppt 1626）简单的电阻补偿：ln NkT I BG ⋅=若采用负温度系数的电阻，有可能降低非线性，实现更小的温度系数qR 例：设置不同的电阻温度系数，并在每个系数下调整电阻比例至最佳输出状态Tr1 = 1m Tr1 = ‐2m Tr1 = ‐3m温度系数——不同的Corner下，会有不同的温度系数，希望通过调整电阻比例，将温度系数调整至最佳状态调整至最佳状态；输出电压值：由于失配，或工艺起伏，输出电压会在一个范围内变化，系统通过调整电阻比例，将变化的范围控制得小一些。

电路设计：将电阻分段，并加开关控制；校准策略：批校准；每个校准校准策略批校准每个校准启动与稳定性启动：这个电路有两个稳定工作点，其中一个是两个支正反馈负反馈启动电路回路回路静态损耗:VDD/RESOpa RC VBG MOSCAPVREF ‐Vos +抑制/噪声采1/f噪声还可采用chopping技术V/I转换V/V转换R1=R2VBG的大小可通过整, 不影响温度系数IBG=VBG/R3,由IBG温漂较小，主要取决于电阻温度系数最低电源电压可正反馈环负反馈环MOSResistor正常输出下VBG>VTn, 否则应采用其他形式的启动电路MOSCAPPMOS采用folded结构采用PMOS输入差分对, 减少1/f噪声, 并适合于低输入共模的情况VGS‐VT小, 其他电流镜VGS‐VT大, 晶体管的L要大一些, 减输入差分对GS GS要大些少失调, 1/f噪声, 以及沟道调制效应自便置设计启动时，vb1若为高，则无法启动，故需增加拉低vb1低压设计将R1, R2由两个电阻串联，取中间点接运放输入，可降低输共模步降低压压入共模，进一步降低电压电压要求运放采用PMOS输入的folded‐cascode结构或symmetrical结构可进一步采用电路设计技术来降低运放对电源电压的要求‐BandgapSub1V ExampleRef: Ka Nang Leung, JSSC2002采用symmetrical结构和电平移位(level shifting)来降低输入共模要求ip inPhase 1in ipPhase 2。

前言过去人们用的是反向击穿齐纳二极管来获得参考的基准电压源，但是对于电源电压在5V以下的电路设计并不合适。

1971年，RobertWidlar 提出了一种带隙参考电压源技术。

带隙基准源电路由于具有低温度系数，低电源电压以及可以与标准CMOS工艺兼容等优点获得了广泛的研究和应用。

随着IC集成电路设计技术的发展，基准电压源已成为大规模、超大规模集成电路和几乎所有数字模拟系统中不可缺少的基本电路模块。

基准电源不仅应用于A/D，D/A模块中，而且应用于锁相环，分频器和其它需要基准源的模块。

其应用范围非常广泛，基准源的稳定性和精确度直接影响整个锁相环中分频器的设计，即影响输出时钟的准确性和稳定性。

现今模拟市场CMOS占主要地位的动力是尺寸的不断缩小提高了MOSFET器件的速度。

CMOS技术不断向先进工艺发展，从微米到深亚微米，目前已发展到纳米工艺技术阶段。

晶成电路上集成的晶体管数量每18个月将增加一倍，性能将提高一倍，而价格却不相应的增加，这就是所谓的摩尔定律。

据权威机构预测到2016年，器件的最小特征尺寸应在13nm[1]。

纳米工艺所造芯片上管子密度大大增加，极大改善了芯片性能，但成本的提高使得一次性流片成功成为设计者的基本要求。

在0.18um及以上的工艺中，电路设计规则简单，但是先进工艺，电路的设计规则便得复杂，在65nm和28nm工艺节点下情形便得更加复杂。

随着尺寸的缩小，晶体管表现出与微米尺度工艺下不同的电学特性。

纳米工艺的探索还处在基础研究阶段。

本设计采用的是全定制设计。

全定制设计的特点是针对每个元件进行电路参数和版图参数的优化，它采用自由的版图设计规则进行设计，以使每个元件及内连接安排的紧凑，合适[2]。

本文所设计的28nm工艺的带隙基准源还是处在仿真的阶段，如果有流片后的测试结果,该文章将更加具有参考价值和研究价值。

一 带隙基准源的电路设计（一）基本原理这里是本设计根据双极型晶体管的基极-发射极即PN 结二极管的Vbe 的温度系数本身与温度有关的特性，将两个具有相反温度系数的量加以适当加权结果就会显示零温度系数。

摘要近年来随着IC设计要求的不断开展，集成电路幅员设计是实现集成电路制造所必不可少的设计环节，它不仅关系到集成电路的功能是否正确，而且也会极大程度地影响集成电路的性能、本钱。

而集成电路中的bandgap可以在温度和电压不稳定的环境中保持稳定的参考电压，被广泛运用于比拟器、A/D转换器等模拟电路及数模混合信号集成电路中，其性能直接影响整个系统的精度和性能。

因此，bandgap幅员设计的研究非常有意义。

本文基于Cadence 幅员设计软件平台，采用XFAB0.6µm CMOS 工艺设计。

设计的幅员元件包括PMOS、NMOS、PNP三极管、电阻、电容。

其中对差分放大器、电流镜、电阻等重要元件采用了匹配和对称的设计方法，考虑电气特性的幅员设计技术；为防止闩锁效应，本设计还运用了保护环保护整个电路，提高了bandgap 电路的可靠性。

本设计对最终设计出的幅员使用calibre验证工具进展LVS和DRC验证，并顺利通过验证。

关键字：幅员；带隙基准电压源；Cadence；匹配；验证ABSTRACTIn recent years, along with IC design request of continuously development, IC layout are essential to achieve the design of integrated circuit manufacturing sectors, it is not only related to the IC's functions are correct, but also great extent affect IC performance and cost.But bandgap reference voltage of integrated circuit can keep stability in the unsteady environment of the temperature and the electric voltage of reference electric voltage, used extensively in comparison machine, A/D conversion machine etc. analog electric circuit and some mixture signal integrated circuit. Its function is directly influence the whole accuracy and function of system. Therefore, the research which take the layout design of the bandgap reference voltage is very meaningful.This text ,according to the design software of the Cadence about layout design, adopts XFAB0.6µm CMOS of design rule.The component of layout design include PMOS, NMOS, PNP, electric resistance, electric capacity. To the OP、current and resistance which are importance components adopt layout design technique of consideration electricity characteristic; To reduce latch-up, this design still uses guard ring to protect the whole electric circuit, improving the credibility of bandgap reference voltage.In the end, this design carried LVS and DRC of verification to the landscape used calibre verification tool that finally designs and passed a verification smoothly.Key Words: Layout; Bandgap reference voltage; Cadence; matching; Symmetry目录第1章引言11.1选题背景及意义11.2国内微电子开展状况1第2章Bandgap简介32.1 什么是Bandgap32.2 Bandgap的原理32.3 Bandgap的应用6第3章 Virtuoso工具及幅员绘制7 3.1 Cadence 软件介绍73.2 Virtuoso工具的使用8建立幅员库8层选择窗的设置11幅员编辑窗的设置13的常用快捷键15第4章Bandgap的幅员设计18 4.1幅员设计中的相关主题18器件的匹配规那么18匹配管子的幅员设计22电阻幅员设计25倒比管幅员设计26双极型晶体管幅员设计27电容幅员设计284.2全局规划〔floor plan〕294.2.1模块摆放294.3整体布线30第5章Bandgap电路幅员验证32 5.1幅员验证的概述325.2幅员的DRC验证335.3 幅员的LVS验证37完毕语42参考文献43致谢44附录46外文资料原文50第1章引言1.1选题背景及意义随着IC工艺的开展,在模拟电路和数模混合电路中,片内集成的基准源电路已被普遍采用,它是集成电路中的一个重要模块。

Bandgap也算模拟电路里的重要角色了，差不多可以说有模拟电路的地方就有Bandgap。

从原理上说，目前用的bandgap都离不开两个东西，一个是deltaVbe，一个是Vbe。

前者产生的是一个kt/q形式电压，后者产生的是一个随温度准线性的电压。

而bandgap的输出就则由这两个电压线性组合决定。

至于为什么有温度系数，从最大的因素上说，就来自于Vbe，VBe只是随温度准线性，而另一个电压则是线性度很好的。

原理上知道了，在实际中怎么设计？Vbe好说，就是给二极管（或者说三极管）一个电流。

deltaVbe则离不开一定形式的反馈。

从大的角度讲，一种是用opa设计的，一种是用镜像电流镜设计的，从反馈的角度看，这两种电路是完全不同的。

用opa设计的是一个负反馈，更严格的说，是有两个反馈支路，一正一负，而一定要负反馈强于正反馈，保证整个系统是负反馈。

另一种上面一个电流镜，下面一个电流镜，只是下面电流镜加了diode做degeneration。

这个从系统的角度讲是正反馈，正反馈如果用在电路里，就一定要保证环路增益小于1才能稳定.由于稳定性的要求，所以这两种电路都不能随便把左右互换。

至于仿真稳定性，对于用opa设计的负反馈电路，我的观点很明确，必须把正负反馈两个支路合起来仿真稳定性，否则仿真结果没有任何意义（如果有人争辩说，不是已经理论分析得出了正反馈弱于负反馈吗？那我就要反问仿真的意义是什么？）。

对于正反馈，我不是很清楚稳定的判据，所以一般都是看看增益是否会超过1.在实际的应用中，我很少碰到有很强调温度系数的设计，这似乎和学校里的要求刚好相反。

这也许是因为我设计的电路中ADC和DAC很多都不是测量用的。

偶尔碰到那么几个，其指标也在10bit左右，看了看别人产品的datasheet，也只要求30-60ppm。

与其强调温度系数，反倒不如强调随工艺变化造成的静态输出变化。

所以对于如何在工程上实现一个很好温度系数的bandgap我很感兴趣。

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