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IC layout中CMOS晶体管匹配基础篇

晶体管的匹配在模拟电路中有很高的应用频率,比如一些差分对电路,主要依靠栅极到源极电压的匹配。同时像电流镜,主要依靠漏极电流的匹配。通常匹配的版图设计能够使电压的偏差减少到±5mv,使漏极电流有±l%的误差。

  1. 使用相同长度的手指状的图形。不同长度和宽度的晶体管的匹配是很差的,甚至晶体管的匹配必须要求有相同的通道长度(channellen h),不要试图去匹配不同长度和宽度的晶体管。MOS layout(版图)如下图所示。
    different-width-mos-layout
    不同W的MOS管版图(layout)

    different-lengh-mos-layout
    不同L的MOS管版图(layout)
  2. 所有的晶体管必须有相同的方向,并相 差带来的功能的影响。MOS layout(版图)如下图所示互靠近。 这样能有效的减少模拟电路由于工艺误所示。
    different-direction-match-mos-layout
    不同方向不匹配的MOS版图与同方向匹配的MOS版图
  3. 使用相同重心的版图规则。中等以上精度的匹配晶体管,要求必须要是相同重心布局,通常是通过分割大的晶体管成偶数个的手指状晶体管来实现,同时要把他们放在交叉的阵列中。比如在有相同差分对的放大电路中,采用晶体管同重心的版图方法来得到灵敏的模拟电路版图,以至于有一个精确的输出。 MOS layout(版图)如下图所示。
    Centroid-symmetrical-match-mos-layout
    质心对称匹配的MOS版图(layout)
  4. 在阵列晶体管的末段放置虚构的器件,能够确保末段的晶体管的精度。MOS layout(版图)如下图所示。
    dummy-ploy-match-mos-layout
    两端添加了DUMMY PLOY的匹配版图(layout)

    dummy-mos-match-mos-layout
    两端添加了DUMMY MOS管的匹配版图(layout)

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