IC版图设计中电容的基本匹配规则

对于IC layout工程师来说正确地构造电容能够达到其它任何集成元件所不能达到的匹配程度。下面是一些IC版图设计中电容匹配的重要规则。

  1. 遵循三个匹配原则:它们应该具有相同方向、相同的电容类型以及尽可能的靠近。这些规则能够有效的减少工艺误差以确保模拟器件的功能。
  2. 使用单位电容来构造需要匹配的电容,所有需要匹配的电容都应该使用这些单位电容来组成,并且这些电容应该被并联,而不是串联。
  3. 使用正方块电容,并且四个角最好能够切成45度角。周长变化是导致不匹配的最主要的随机因素,周长和面积的比值越小,就越容易达到高精度的匹配。在需要匹配的电容之问使用相同的单位电容就能够最大可能的实现匹配。
  4. 在匹配的电容四周摆放一些虚构的电容,能够有效减少工艺误差,这些虚构的电容也要和匹配的单位电容有相同的形状和大小,并有相同间距。
  5. 尽可能是需要匹配的电容大些。增加电容的面积能有效减少随机的不匹配。一般在CMOS工艺中比较适当的大小是20um×20um到50um×50um。如果电容的面积大于1000um² ,建议把它分成一些单位电容,做交叉耦合处理能够减少梯度影响以及提高全面匹配。
  6. 对于矩形阵列,尽可能减小纵横比,1:l是最佳的。
  7. 连接匹配电容的上极板到高阻抗信号上,这样比接下极板能够减少寄生电容。如果衬底的噪音耦合也是非常关心,建议在整个电容建一个N阱,这个阱最好连接到一个干净的模拟参考电压,比如地线。
  8. 需要匹配的电容要远离大功耗的器件、开关晶体管以及数字晶体管,以减少耦合的影响。
  9. 不要在匹配电容上走金属线,减少噪音和耦合的影响。

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