Проектирование интегральных микросхем. Шелохвостов В.П - 85 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Проектирование топологии МДП-ИМС низкой и средней степени интеграции может производиться
непосредственно с использованием совокупности уже рассчитанных транзисторов и других элементов. Это дает
хороший результат в отношении плотности размещения элементов. Недостатком такого подхода к
проектированию являются значительные временные затраты. Эти затраты непропорционально увеличиваются
при переходе к проектированию ИМС высокой степени интеграции. Для упрощения этой ситуации используют
несколько иной подход. Топологию составляют из совокупности уже ранее спроектированных и использованных
в ИМС меньшей степени интеграции узлов (логические элементы, триггеры, регистры и др.). Это позволяет
ограничиться только созданием коммутации между готовыми топологическими блоками. Плотность размещения
элементов в данном случае будет менее рациональной, следствием этого является увеличение площади кристалла
и ухудшение выходных параметров.
Компромиссом между этими двумя подходами может быть комбинированный метод, при котором сначала
проектируют из совокупности элементов блоки отдельных типовых функциональных узлов с квадратной или
прямоугольной формой, затем проектируют связи между ними.
В этом случае конструируют такие элементы, как ключевые и нагрузочные МДП-транзисторы, охранные
диоды и кольца, затем приступают к их размещению на кристалле с одновременной прокладкой диффузионных
шин и металлической разводки.
Конструкции ключевых и нагрузочных транзисторов, работающих в активном режиме, несколько
отличаются тем, что для получения меньших паразитных емкостей выбирают минимальную длину канала по
табл. 5.1.2:
l
к. техн
= l
з
– 2i, (5.1.2)
затем подгоняют отношение ширины и длины канала b
к
/ l
к техн
к требуемому значению удельной крутизны S
02
,
рассчитанному по соответствующим формулам. Если b
к
/ l
к техн
≥ 20, то рекомендуется П-образная форма канала
ключевого транзистора. Обычно это бывает при проектировании КМДП-ИМС.
Особенности конструкции имеют МДП-транзисторы, входящие в состав сложных инверторов. Здесь
требуется располагать ключевые транзисторы в виде последовательных или параллельных соединений. Для
повышения степени интеграции допускается объединение областей стоков или истоков по схеме, показанной на
рис. 5.1.3.
МДП-транзисторы, работающие в пассивном режиме, могут иметь малое значение удельной крутизны S
0
.
Поэтому для уменьшения занимаемой элементом площади целесообразно выбирать минимальную ширину
канала, которую позволяет выполнить выбранная технология. В соответствии с табл. 5.1.2 эту величину можно
определить как
b
к. техн
= 2a + c – для прямоугольной формы стока (истока);
b
к. техн
= g – для ступенчатой формы стока (истока).
Длину канала подгоняют для получения отношения b
к. техн
/ l
к
,
которое необходимо для рассчитанного ранее значения удельной
крутизны S
01
. Остальные конструктивные параметры выбирают в соответствии с технологическими
ограничениями, приведенными выше (табл. 5.1.2).
Топология для МДП-транзистора с прямоугольной формой стока (истока) приводилась ранее, например рис.
5.1.3. Эскиз топологии и электрическая схема нагрузочного транзистора с областями стока (истока) ступенчатой
формы приведены на рис. 5.1.4.
Следующей особенностью проектирования МДП-транзисторов является создание системы защиты от пробоя
пленки затворного диэлектрика под действием статического электричества. Диодная защита входной цепи
инвертора КМДП-ИМС (рис. 5.1.5, а) состоит из подключен-
(5.1.3)

Страницы