CMOS版图分析（大量插图）

CMOS版图分析 

原文地址：CMOS版图分析作者：吾乃阿尔法

 

zzwu转载说明：以下《CMOS 版图分析》一文重点是分析管子的串并联关系。大部分图中均未画出引出到电源、地或输入输出端的所有线条（金属或多晶），详细版图可见后面的一个补充说明。

 

1.单级CMOS版图分析

单级CMOS版图的重点是分析串并联关系。

 

MOS管并联：源区连在一起，漏区连在一起。

如例1，N阱中的PMOS从左面第一个开始，到第四个栅后，有源区没有和前面的有源区相连，所以有三个MOS管并联，且后面的必然和这三个属串联关系。

 

MOS管串联：源漏区首尾相连，整体看只有一个源和一个漏与外部连接。

例如下图N阱中PMOS，两组并联的PMOS，先将各组看为一个栅，则两个栅之间的有源区为首位相连，两组为串联关系。

 

复杂的版图，先将已分析出的串联管、并联管分别等效为一个MOS管，再分析。

例1.分析过程：红->蓝->绿

    例2.分析PDN：先把串联栅等效为一个MOS管，可以看出剩下2个漏相连，2个源接地，共有2+2-1即3组MOS管并联，再将合并管恢复。

例3. CMOS版图选择性分析：CMOS版图的PUN和PDN实现的是相同的功能，如果判断出是标准CMOS版图（特点是相应的NMOS、PMOS管栅极相连），则可只分析PUN或PDN中的一个。直观上看，二者中简单者有源区相连比较有规律，如下图中的PUN就要简单于PDN。

但是分析PUN要注意，分析完的串并联关系，要先做对偶变换（加乘互换，0、1互换），再加上“非”。

2.多级CMOS版图分析

多级CMOS版图中，必有漏极（前级输出）和栅极（后级输入）相连，所以要先找到两级间相连的部分。然后从已知的栅极开始，逐级分析。每一级的PUN和PDN一般靠的较近，如下图，很容易区分。

在分析的过程中，仍然要注意从PUN和PDN中的简单者开始。

 

例4. F=~(~(A+B)+AB)

例5.F=~(~(AB)·(A+B))

例6.半加器

3.复杂版图分析（C2MOS和传输门）

原则：

 

1.以电源、地的连接点和隔离区为原则初步划分版图；（下图5块）

2.逐块分析，两个电源（地）之间无法用单纯串并联组合时进一步划分；（紫色）

3.熟悉常见的版图结构。

 

重点：基本版图结构，串并联关系。

 

版图结构：

1.CMOS电路中多晶硅栅一般为纵向的一小段，若是出现穿插在版图中的复杂多晶硅栅，必然是连线用的主要信号线，如时钟线。

2.CMOS特点是PUN和PDN中栅极输入信号相同，而C2MOS中PUN和PDN有且只有一对信号不相同，CMOS传输门的特点是NMOS和PMOS的源区相连、漏区相连，栅极输入信号相反。

3.版图变为逻辑图的重点是找到用作输入的栅极和输出地漏极，确定是否是标准CMOS，确定串并联关系。

 

例7：

例8：

例9

附录：以反相器为例的CMOS版图的详细补充说明

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