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Anpassung von CMOS-Transistoren
Jan 17, 2018

Die Anpassung von Transistoren hat eine hohe Frequenz der Anwendung in analogen Schaltungen, wie einigen Differenzpaarschaltungen, die hauptsächlich von der Anpassung der Gate- an die Source-Spannung abhängen. Gleichzeitig ist es wie ein Stromspiegel, der hauptsächlich von der Anpassung des Leckstroms abhängt. Das normalerweise angepaßte Layoutdesign kann die Spannungsabweichung auf +5 mV reduzieren, wodurch der Leckstrom mit einem Fehler von 1% gemacht wird.

(1) Eine fingerförmige Figur mit der gleichen Länge.

Die Anpassung von Transistoren mit unterschiedlichen Längen und Breiten ist sehr schlecht. Selbst die Anpassung von Transistoren muss die gleiche Kanallänge erfordern. Versuchen Sie nicht, Transistoren unterschiedlicher Länge und Breite anzupassen. Eine Instanz des Layouts ist in 2 (a) (b) gezeigt.

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(2) Alle Transistoren müssen die gleiche Richtung haben und nahe beieinander liegen. Dies kann effektiv den Einfluss der analogen Schaltung aufgrund der Funktion des Prozessfehlers reduzieren. Eine Instanz des Layouts ist in 3 (a) (b) gezeigt.

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(3) Die Layout-Regeln, die den gleichen Schwerpunkt verwenden.

Der Anpassungstransistor mit mittlerer oder höherer Genauigkeit erfordert das gleiche Gravitationsmittel-Layout, üblicherweise durch Teilen großer Transistoren in geradzahlige Fingertransistoren und Setzen derselben in eine gekreuzte Anordnung. Zum Beispiel in der Verstärkerschaltung mit dem gleichen Differenzpaar, unter Verwendung der Layout-Methode des Transistors und des Schwerpunkts, um die empfindliche analoge Schaltung Layout, so dass es eine präzise Ausgabe ist. Das Layoutbeispiel ist in Abbildung 4 dargestellt.

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(4) Die Herstellung von fiktiven Vorrichtungen am Ende des Array-Transistors kann die Präzision des letzten Transistors sicherstellen.

(5) Verwenden Sie keinen Metallanschluss an einem Transistor, der angepasst werden muss, so dass Rausch- und Kopplungseffekte, insbesondere einige empfindliche Geräte, vermieden werden können. Das Layoutbeispiel ist in Abbildung 5 dargestellt.

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(6) Die Transistoren, die angepasst werden müssen, sind so weit weg von den Stromverbrauchern, Schalttransistoren und digitalen Transistoren, dass der Kopplungseffekt reduziert wird.

(7) Um das Gate eines fingerartigen Transistors zu verbinden, verwenden Sie einen Draht und verwenden kein Polysilizium. Bei mäßig angepaßten und genau angepaßten CMOS-Transistoren ist der Effekt von Metalldrähten viel besser als der von Polysilizium. Eine Instanz des Layouts ist in 6 (a) (b) gezeigt.

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(8) Die Verwendung von CMOS-Transistoren ist besser als der PMOS-Transistor, da der NMOS-Transistor eine bessere Flexibilität aufweist.


1. Anpassung des Widerstands

Die folgenden Regeln sind sehr wichtig für die Anpassung des Widerstands. Normalerweise kann der Widerstandsprozeßfehler durch sie auf 3% reduziert werden.

(1) Befolgen Sie die drei übereinstimmenden Prinzipien: Der Widerstand sollte in die gleiche Richtung, den gleichen Gerätetyp und nahe beieinander liegen. Diese Prinzipien sind sehr effektiv, um die Auswirkung von Prozessfehlern auf die Funktion des Simulators zu reduzieren.

(2) Verwenden Sie den gleichen Typ, die gleiche Breite, den Längenwiderstand und den gleichen Abstand. Eine Instanz des Layouts ist in 7 (a) (b) gezeigt.

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(3) Für einen hochpräzisen Widerstand wird vorgeschlagen, dass die Breite des Widerstands das 5-fache der minimalen Breite des Prozesses beträgt, wodurch der Prozessfehler effektiv reduziert werden kann. Das Layoutbeispiel ist in Abbildung 8 dargestellt.

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(4) Ein fiktiver Widerstand wird an beiden Enden des Widerstandes platziert, der angepasst werden muss, um sicherzustellen, dass die Breite und Länge des Anpassungswiderstands genau erreicht werden kann. Das Layoutbeispiel ist in Abbildung 9 dargestellt.

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(5) Vermeiden Sie die Verwendung von kurzen Widerständen, da ein kurzer Widerstand leichter durch Prozessfehler beeinflusst wird. Mäßig angepasste Widerstände sollten im Allgemeinen größer als 5 quadratische Widerstände sein. Der genaue Anpassungswiderstand beträgt im Allgemeinen weniger als 50 um.

(6) Verwenden Sie den Cross-Array-Widerstand. Wenn in der Anordnung eine große Menge an Widerstand vorhanden ist, wird vorgeschlagen, dass der Widerstand in einer mehrschichtigen Struktur angeordnet wird, um eine zweidimensionale Anordnung zu bilden. Das Layoutbeispiel ist in Abbildung 10 dargestellt.

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(7) Der Anpassungswiderstand ist weit entfernt von Hochleistungsvorrichtungen, Schalttransistoren und digitalen Transistoren, um die Auswirkung von Fehlpassung zu reduzieren.

(8) Verwenden Sie keine Metallverbindungen auf dem angepassten Widerstand, und vermeiden Sie die Auswirkungen von Kopplung und Rauschen so weit wie möglich. Das Layoutbeispiel ist in Abbildung 11 dargestellt.

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(9) Für einen Widerstand von weniger als 20 Ohm wird der Widerstand durch Verwendung der Metallschicht erhalten, und der genaue Widerstand wird erhalten.