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[問題求助] 一些Layout的問題

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1#
發表於 2007-9-4 01:49:58 | 顯示全部樓層
原帖由 skeepy 於 2007-9-3 03:38 PM 發表
4 j; J. L3 R( i9 l1 Z3.
9 C+ o. j+ \( E1 ^9 M8:1或是24:1是比較通用的畫法,也沒聽過會有什麼樣的問題發生,會有問題發生要看九宮格內的nw是劃成一大塊或是分成九塊.. P8 U$ R9 G# p3 U( F8 y" R4 X
9 ?$ t& U$ \' k

. E6 ]# n; a9 J8 v2 Z  Z# B: A請問一下nw是劃成一大塊或是分成九塊會有什麼問題發生?
. b; s. M' g6 i3 o一般nw是劃成一大塊或是分成九塊呢?- C7 \2 J* s/ l! H$ D
優缺點為何?* T4 R0 u- r/ C/ K
謝謝
2#
發表於 2007-9-5 14:27:20 | 顯示全部樓層
原帖由 finster 於 2007-9-4 10:09 PM 發表
) t5 e; m( n+ R2 w  S' n, @依照bandgap circuit的理論推導,所需的BJT顆數是9顆為最佳的理論基礎,而9顆的BJT的畫法之中,以正方法為最佳的畫法,故而在bandgap電路中才會有九宮格的畫法之說,所以,很多教科書並沒有提及為何bandgap電路的layout畫法中,BJT要畫成正方形,只交待要畫成正方形(九宮格)是最佳的,那是因為它省略了理論推導的緣故...
( d0 C8 S2 L: ]; \0 [

7 x+ ?/ s, v+ R2 g# h5 {根據教課書的推導( J) ^( n# L9 O& {6 u! S) @# p
Vref=A1*Vbe+A2*VT*lnN
: y8 D6 a4 }6 }  y' hdVbe/dT=-1.5mV/K
0 w. u2 H4 P% w  \* x1 z' H' OdVT/dT=0.087mV/K
% K4 E6 L% S  m) e( G/ ]1 @假設Vref與T無關,且A1=1
# [) |. A- k+ g% S$ N推得A2*lnN=17.2) R# o/ v8 F$ V' h
其中並沒有說9顆BJT為最佳,甚至教課書中以31顆做為範例
# `5 H. r( j0 n7 v7 {8 s2 T請問f大是在哪裡看到"BJT顆數是9顆為最佳"的理論推導呢?
2 E1 d9 k( W, @  F0 T謝謝
3#
發表於 2007-9-7 00:25:26 | 顯示全部樓層
原帖由 finster 於 2007-9-6 10:31 PM 發表
& x$ e) b; F9 z2 E  o5 G我是在一篇paper中看到的,不過這篇paper不知被我放在那裡了3 O4 f6 d: O1 @$ G! r  E
另外,你所引用的教課書的公式應是Razavi那本"Design of Analog CMOS Integrated Circuits"中第13章的吧
4 L* B9 l; e& E* ?7 W& `$ c書上是先決定BJT的顆數比,然後再求出相對應的電阻比例值,同時書上並沒有說明何者為最佳值
3 M# X5 F' f( s+ Q+ n- ^我記得我看過的那篇paper是針對如何從現有的公式中,利用統計的數學運算式來決定出最佳化的bandgap電路4 K+ {3 {8 G6 L, j7 @, U# Q% ]
其中有提到BJT的比例值為8:1,且BJT的size為emitter area=10*10um^2可得到最佳的溫度係數
- F: ]  i% i+ w: s% l5 a然後依照這個比例值,再去決定相對應的電阻值,可設計出跟溫度幾近完全無關的bandgap voltage
( E9 @" u$ s5 J" |! G所以,我看過不少其他家公司所設計的bandgap circuit,BJT的比例值為8:1,且size幾乎都是emitter area=10*10um^2,較少看到其他不同size的BJT

5 m1 X! @) P- ?
& ^! {3 N; ^  ~: y謝謝你的資訊,我再搜尋一下IEEE看看能不能找到你所說的這篇PAPER) I) s; J7 B2 y2 a3 D
使用SIZE較大的BJT,個人認為是考慮到蝕刻或離子佈植時,SIZE越大,對整體的影響程度越小,與模擬結果越能相近
: y! Z- z- L- E6 k0 U- t但請問
0 H. B0 R" y$ X: z1.在layout時,是否都會使用製程廠所提供的standard cell,而不自己另外lay bjt! T2 E8 ?3 ~+ s4 \
   因為自己lay的bjt,其特性與製程廠提供的model特性不見得相符" y5 s. ?' }! N4 {9 ~+ h8 p" W7 F
2.在模擬bandgap時,其中的bjt會下area這個參數嗎?
: y1 e  @1 L3 `/ ^& ^; b6 l   因為hspice預設的area=1,且areab=areac=area(base和collector的面積同emitter)
: B8 D$ P5 |7 R/ a8 [+ c   如果不下,那不是不符合bjt實際各端的area嗎?
8 \, o7 y5 F  v+ }, S   如果要下,那area=100,areab和areac則是去量bjt gds再來決定數值,是這樣嗎?4 ]6 ?/ U- @; I
謝謝

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jianping + 5 + 5 Good answer!

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4#
發表於 2007-9-7 15:00:39 | 顯示全部樓層
原帖由 finster 於 2007-9-7 07:43 AM 發表
1 ?% k; T9 l4 i! ]我不確定現在TSMC或者UMC或者其他製程廠目前是否有提供BJT的 layout的Standard cell
, w! O7 C7 b# \0 o1 S7 \6 P- N不過,就我個人的了解以及在作HSPICE simulation時所知,製程廠會提供各種標準size的BJT layout guide line和相對應的BJT SPI ...

" T; X- O  {* O! `; H' z- s" B. T+ v
我了解BJT的模擬方法,但會提出第二個問題,就像是模擬一個MOS我們給D,G,S,B四個節點加上W,L,M就能進行模擬& o( @' S) i5 a2 x
但是如果加上AD,AS,PD,PS等參數,則模擬出來的數值會更符合實際,可是在模擬上常因為偷懶或不清楚相對應數值,而忽略上述四項參數
9 c& B3 r' T1 H# q因此我在想BJT的AREA參數是否有引入模擬的必要,如果引入是否會使模擬更符合實際,如果引入但確切的數值會是多少
# j  H% F9 r/ q0 X2 _" M- [: Q, Z* i% ^9 `+ C- E2 c, S- P
另外您之前提到有paper提出方法證明出10*10與1:8為最理想
+ J) r% Q, u! ^/ X3 C; q) p$ a8 ?我找了一下IEEE但是沒有找到,希為您哪天能找出來提供給我研究看看1 D/ f$ n5 y9 L2 v& w; Z
我涉獵的BANDGAP論文不多,但大多的論文提出的bjt比值都不是1:8,有的是1:64甚至1:100) t) V3 `7 @/ i8 F% o5 t: Z
當然它們會有如此懸殊的比例是有設計上特殊的考量,也非業界在performance/cost的考量下能採用的作法" B8 r: ]$ m. V" Q3 `
另外,請問該篇paper是否有比較出10*10比20*20甚或50*50都要好呢?
6 T0 V7 @4 |6 Y7 F: r1 Z. c! K3 N: z
謝謝
5#
發表於 2007-9-10 22:35:21 | 顯示全部樓層
原帖由 finster 於 2007-9-10 01:05 AM 發表
0 r0 z" c6 @6 P9 K: k至於另外一篇有探討到emitter area=10*10um^2的BJT的比較,因為年代有點久,我還得再找找,我印象中有幾組不同size的比較,至於有沒有比較出10*10比20*20甚或50*50的值,我不敢說有或者沒有2 g- k( ]; D9 K+ g- l" s

  J# q' j% n9 J7 d再回答一下問題
# U9 X* h' I  w; o在我作過的Bandgap circuit中,曾下過UMC和MXIC以及Charter,在作post-sim時,抽完LPE的BJT參數和沒抽之前是一樣的,而這表示其實製程廠對於在CMOS製程裡對於BJT並沒有辦法作太多的寄生效應出來,所以所抽出來的LPE才沒有太多的參數,故而製程廠所提供的SPICE Model準不準就變成是一個很重要的課題了, i9 w6 g) f" Y0 V. i( s5 \+ P
再者,在CMOS製程裡,主要元件為MOSFET,理所當然在MOSFET所抽出來的寄生效應會比較多參數可供參考,如果是在BiCMOS製程,我想BJT所抽出來的LPE參數應該會多很多吧
8 V3 J+ ]6 k) A( \2 V! E- M# H# t& V- a4 l! u$ E6 N+ V
最後,我曾和製程工程師以及一些資深電路設計者談過,在CMOS製程裡作出BJT,那是一種近似的BJT,而在Bandgap circuit中,我們要用的是BJT對溫度的變化,而不是BJT的電流特性,故而在設計Bandgap circuit中,所在意的是溫度與電壓變化對於Bandgap voltage所造成的影響有多少,所以,在SPICE Model中的BJT,主要看其溫度係數變化參數而不在意其電流增益,所以,很多BJT參數是可以被忽略不計的
4 l0 v- T$ n4 w9 t
& h7 }' K) k/ ~; x, F# R) F

" l7 Z1 q0 N) v) p$ Y6 d9 E! {+ H關於1:8的問題,附件檔這篇之前板上有分享,所以我有大略的看過
4 O8 w* W6 o2 x比較不清楚的部份在於它說當N增加時會增加更多的error,卻沒有說明發生的理由與增加多少時此error的程度有多嚴重
# l- U( k1 I9 R" i9 F在A CMOS Bandgap Reference Circuit with Sub-1V Operation這篇中是使用1:100' _" @% j% u! h4 M
在A sub-1-V 15-ppm °C CMOS bandgap voltage reference without requiring low threshold voltage device這篇中是使用1:64
6 U9 [9 f' [, a) _2 O. U6 L& \. h' c1 |
關於size的問題,我想知道的是10*10是不是當時比較的幾個bjt中最大的size1 e7 `* i+ i6 g' ]4 I* j
如果是,比較好解釋;如果不是,我想知道原因為何& I/ L# `" }7 n3 K/ {
4 s# c3 C% d3 U) p6 ~4 h7 D( _
至於bjt在lpe後並沒有抽出額外的參數,我想應該不能解釋成製程廠無法作出bjt的寄生效應9 X& ^0 ^4 h  M: u
因為以電阻來說,在lpe後電阻也同樣抽不出tc1,tc2,vc1,vc2,但這些數值卻是spice model中有明確定義的
' D& \6 X; C9 s6 ~1 r; g! f/ n) `4 F
, {0 t  l5 u. x4 U& c4 U5 J至於area這個參數要不要設,我是從以前就沒看過有人在設
" h8 Q5 `0 E  P( Q只是最近忽然看到hspice manual而想到這個問題
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