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对版图的一些想法

热度 2已有 5132 次阅读| 2015-12-31 13:07 |个人分类:模拟电路设计

模拟电路设计者总是以自己能够做tradeoff而自豪。但是时间久了,我觉得有时候其实我们是拿这个打马虎眼。
举个例子,做版图时,mos版图该怎么画,电阻该怎么画,时常设计者都会说要在面积和性能中做tradeoff,但是具体tradeoff的边界在哪里,一到具体的数值就只好打马虎了。
这其实变为一个数学问题,有约束条件1:面积,不能大于多少多少,约束条件2:mismatch,不能大于多少多少,不同的实现等效于不同的函数,求这些函数的边界在哪里。但是这个函数是什么样子的?在没有具体数值的情况下,只知道它大致凹凸性,所以只好用tradeoff打马虎眼。这也怪不得我们,因为很多时候的确没数据。
但是也有厂商做的不错,给了数据,那就可以近似计算一下了。前一阵看某foundry给的mismatch数据,给出了mos如果简单abba放置,aabb放置两种情况下的数据。从这个数据可以看出,他采用的模型是deltaVth=A/sqrt(w*l),其中A是从工艺数据中提取的斜率。数据曲线能很好的拟合成一条直线,说明这个模型比较切合实际。abba的A大概是10mV*um,换句话说1um*1um的mos管,失配的sigma是10mV,而abab的A大概是11mV,大了10%。换句话说,同样面积的mos管,不同画法mismatch的sigma差了10%。
有了数据就好说多了。如果我们要把offset的sigma控制在5mV(正常水平),L取1um,w就分别需要取4um和4.8um。如果同样用4um的w,sigma就分别为5mV和5.5mV。这只是一个普通的失配要求。换句话说,两个约束条件距离实际曲线都很远,所以怎么做都问题不大,考虑到复杂性,可能简单的aabb更好些。甚至我们需要考虑另一个问题:这两个A的可靠性如何,是否他们自身也有一定的随机性导致这两个A本身可能并不存在真正的差异。如果要做1mV以下的offset,又不想用特殊技巧,只想用工艺硬做,这时说明已经接近约束条件2的边界,此时不同的画法才有了较大的区别,有时变成非abba不可。这也就是模拟版图的艺术里说的,需要根据不同的失配要求来选择不同的画法。只是如果没有数据,多少是高精度,多少是中等精度就全靠感觉或者传闻。
当然了,上面的讨论只是针对上述工艺。具体问题还要具体分析。有的工艺节点可能比较敏感,有些时候做对称并不完全是为了mismatch。这里的讨论也只是一家之言。
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刚表态过的朋友 (2 人)

发表评论 评论 (2 个评论)

回复 ccic 2016-4-22 09:39
关键找不到这样的数据,现在都是一头雾水,感觉高精度电路的版图怎么设计完全没头绪,基本上都是abba画法
回复 fuwangwang98 2016-8-14 08:36
请问楼主看到的是哪个foundry厂的mismatch数据,有时候pdf太多找不到?谢谢

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