門電路是構成各種復雜數字電路的基本邏輯單元,反相器、與非門、或非門和異或門是數字電路中的一種基本功能模塊。通過該設計,學會Tanner軟件中L-Edit的使用,鞏固和實踐《集成電路設計》等前續理論所學知識,掌握集成電路版圖的基本設計規則與設計方法,了解集成電路的設計流程,理解集成電路版圖和基本工藝層之間的關系,具備一定的集成電路設計能力。
設計的環節分為兩個部分的內容:一是必做內容,二是從選作內容,必做內容為CMOS反相器的設計。選做內容為開放性設計,可以從多個題中選作一個,也可以自己選題做,通過設計熟悉設計規則與設計流程。主要內容如下:
1.必做內容:
(1)CMOS反相器版圖設計(最小尺寸)
(2)選作內容:
2.參考題目有:
①CMOS反相器(NMOS 和PMOS器件尺寸不一致);②CMOS傳輸門; ③兩輸入與非門或兩輸入或非門;④帶CMOS反相器的CMOS傳輸門;⑤異或門;⑥2-1MUX數據選擇器等。
3設計內容
1.CMOS反相器
CMOS反相器電路由兩個增強型MOS場效應管組成,其中NMOS管稱驅動管,PMOS管稱負載管。輸入信號A加在互補的NMOS管和PMOS管的柵極上,輸出從它們的漏極引出。
2.兩輸入與非門
兩輸入與非門由兩個PMOS和兩個NMOS構成。其中,兩個PMOS作為上拉管,兩個NMOS作為下拉管,兩個輸入信號A和B分別加在兩對互補的NMOS管和PMOS管的柵極上,輸出從它們的漏極引出。
4設計過程
4.1使用L-EDIT畫版圖的詳細步驟:
(1)進入L-EDIT,建立新文件
打開L-Edit程序:L-Edit會自動將工作文件命名為Layout1.tdb,選擇執行File/Save As子命令,打開“另存為”對話框,在“保存在”下拉列表框中選擇存貯目錄,在“文件名”文本框中輸入新文件名稱---hwb。
(2)環境設定
用于將已有的設計文件的設定(如格點、圖層等) 應用于當前的文件中。選擇執行File/Replace Setup子命令打開對話框,單擊“From File”欄填充框的右側的Browser按鈕,選擇X:\Tanner\Ledit100\Samples\SPR\example1\lights.tdb文件,單擊OK就將lights.tdb文件中的格點、圖層等設定應用在當前文件中。
(3)編輯單元
L-Edit編輯方式是以單元(Cell)為單位而不是以文件(File)為單位的,每一個文件可有多個Cell,而每一個Cell可表示一種電路的版圖或說明,每次打開新文件時自動打開一個Cell并將之命名為Cell0。
(4)設計環境設置
繪制版圖時必須要有確定的大小,因此在繪圖前首先要確定或設定坐標與實際長度的關系。選擇執行Setup/Design子命令,彈出Setup Design對話框,在Technology標簽頁中可設置工藝的名稱、單位等,本文以Lambda為單位。
(5)圖層的設置
Layers面板的下拉列表中選取圖層。PMOS版圖需要用到N Well、Active、N Select、P select、Ploy、Matal1、Matal2、Active Contact、Via等圖層。
(7)圖形截面圖
選擇Tools/Cross-Section子命令(或單擊按鈕),打開Generate Cross-Section對話框,單擊對話框中的Browser按鈕,在彈出的對話框中選擇C:\Tanner\LEdit83\samples\SPR \example1\lights.tdb文件,再單擊Pick按鈕在編輯畫面中選擇要觀察的位置,然后單擊OK按鈕。單擊截面圖中的關閉按鈕可取消截面狀態,恢復到畫圖狀態。
(8)設計規則檢查
選擇Tools/DRC命令,打開Design Rule Check對話框,選中Write errors to files復選框將錯誤項目記錄到Cell0.drc文件或自行取文件名,若單擊“確定”按鈕,則進行設計規則檢查。發現一個錯誤,單擊“確定”按鈕后,可執行Tools/Clear Error Layer命令(或單擊按鈕)清除錯誤符號。
4.2 CMOS反相器的設計
圖4.2.1 PMOS版圖設計規則檢查
圖4.2.2 PMOS版圖截面圖
圖4.2.3 NMOS版圖設計規則檢查
圖4.2.4 NMOS版圖截面圖
(3)CMOS反相器版圖設計
圖4.2.5 CMOS反相器版圖設計規則檢查
圖4.2.6 COMS反相器版圖截面圖
4.3 兩輸入與非門的設計
圖4.3.1 PMOS版圖設計規則檢查 圖4.3.2 PMOS版圖截面圖
(2)NMOS版圖設計
圖4.3.3 NMOS版圖設計規則檢查 圖4.3.4 NMOS版圖截面圖
(3)兩輸入與非門設計
圖4.3.5 兩輸入與非門設計規則檢查
圖4.3.6 兩輸入與非門截面圖
5小結
1.發現問題及解決方法
(1)在接觸點之間進行金屬連接時,由于圖層之間重疊等原因無法找到具體位置。
解決方法:在layers面板的下拉列表選中需要連接的圖層,再將鼠標移至選中圖層的圖標上單擊鼠標右鍵,在彈出的菜單命令中點擊Hide All即可。要讓圖層重新顯示則選擇Show All命令。
(2)在進行截面圖觀察時,截面圖顯示不出來。
解決方法:將版圖縮小或滾動鼠標滑輪。
(3)版圖完成后設計規則檢查時,發現錯誤太多。
解決方法:在版圖繪制過程中,合理進行設計規則檢查。
歡迎光臨 (http://www.zg4o1577.cn/bbs/) | Powered by Discuz! X3.1 |