集成电路综合设计实验报告.doc

集成电路设计综合实验报告学院:电控学院班级:微电子 1001 班姓名: xxx 学号: xxxxxxxxxx 一、实验目的 1 、培养从版图提取电路的能力 2 、学习版图设计的方法和技巧 3 、复习和巩固基本的数字单元电路设计 4 、学习并掌握集成电路设计流程二、实验内容 1、反向提取给定电路模块, 要求画出电路原理图, 分析出其所完成的逻辑功能,并进行仿真验证;再画出该电路的版图,完成 DRC 验证。)(1 )实验原理标准 CMOS 工艺下的集成半导体器件主要有 NMOS 晶体管、 PMOS 晶体管、多晶硅电阻和多晶硅电容等。在 P 型衬底 N阱 CMOS 工艺中, NMO S 晶体管直接制作在衬底材料上, PMOS 晶体管制作在 N 阱中。在集成电路版图的照片中, NMOS 管阵列和 PMOS 管阵列一般分别制作在不同区域, PMOS 管阵列制作在几个 N 阱内, NMOS 管阵列制作在多个区域。这一点在照片中可以明显地区分开来。 N 阱和两种有源区存在较为明显的颜色差别。通过对 N 阱、 P 型有源区和 N 型有源区的颜色辨别,可以确认 PMO S 管阵列和 NMOS 管阵列位置。 N 型选择区和有源区共同构成了 N 型掺杂区, P 型选择区和有源区共同构成了 P 型掺杂区。在实际的电路连接关系中接触孔的多少取决于晶体管的连接关系,当晶体管一侧或两侧与其它器件存在物理连接时,不需要接触孔。从图中可以看出,形成晶体管的重要结构是多晶硅与有源区的十字交叉区域,只要存在多晶硅栅和某种有源区十字交叉图形,就可以确定一只晶体管的位置,进而通过测量可以确定其宽长比参数。确定 MOS 管的类别主要是通过观察该十字交叉区域是否在 N 阱区域内, N 阱区域内为 PMOS 晶体管,阱外则为 NMOS 晶体管。在 P 型衬底 N阱 CMOS 工艺条件下, NMOS 器件直接制作在衬底材料上, PMOS 器件制作在 N 阱中。在模拟集成电路中, MOS 晶体管常常工作在线性区或饱和区, 需要承受较大的功耗, 这些晶体管具有较大的宽长比。模拟集成电路版图常常不规则,这就要求在电路提取时要充分注意电路连接关系。为了解决较大宽长比器件与版图布局资源之间的矛盾,实际版图照片中常常可以看到,以多只较小宽长比晶体管并联形式等效一只较大宽长比晶体管的情形。这种版图尺寸的转换技术可以实现对芯片总体布局资源的充分合理利用, 同时又有利于系统的整体性能提升, 有着非常重要的应用。在确认了 NMOS 、 PMOS 晶体管后, 根据 MOS 晶体管源极、漏极的含义, 电源电位的高低可以确定出 MOS 管的源极、漏极和栅极位置。栅极为器件的输入,漏极为器件的输出。 NMOS 源极接在较低电位, PMOS 晶体管源极接在较高电位,这样可以确认各晶体管的源极、漏极和栅极的连接关系。在模拟集成电路版图中,普通信号连线往往比电源连线要细些,由此可以确定与 NMOS 源极连接连线为地线或较低电位,与 PMOS 源极连接连线为正电源或较高电位,这样可以确认正负电源位置。接合上述知识,可以确认版图中的各类器件。可以完成各个器件之间的连接关系确认,画出相应电路的结构图。(2 )电路原理图提取(3 )仿真波形由仿真波形可以看出,当输入为低高高时,输出为低,其余为高。即 out=(in_1-)(in_2)(in