ння, для того щоб домогтися від реалізованого пристрою необхідних параметрів. Фізичним проектуванням називається проектування безпосередньо топології того чи іншого блоку.
Специфіка проектування топології таких блоків полягає в тому, що їх характеристики сильно залежать від фізичної реалізації. Тому фізичне проектування схем аналогових блоків у цифро-аналогових ІМС виходить на перший план за важливістю при розробці всього кристала. Можна спроектувати прекрасно працює при моделюванні схему операційного підсилювача, але через неграмотного проектування топології у фізичній реалізації дана схема працювати не буде. Тому слід особливу увагу приділяти фізичному проектування аналогових схем, звертаючи особливу увагу на їх захист від негативних факторів, таких як перешкоди, вплив механічної напруги, виникнення антенного ефекту, включення паразитного тиристора і т.п.
Таким чином, конструкції диференціальних пар (ДП), струмових дзеркал (ТЗ), аналогових ключів і матриць узгоджених конденсаторів вимагають ретельного проектування для досягнення бажаних результатів.
Для нормальної роботи розглянутих елементів визначальне значення має відтворюваність параметрів і узгодженість складових їх елементів, у зв'язку з чим, до топологічної конструкції цих приладів пред'являються високі вимоги. Проблема полягає в отриманні ідентичних характеристик входять до СФ-блоки МОП-транзисторів і конденсаторів, які можуть відрізнятися зважаючи неоднорідності (розкиду) технологічних параметрів. Відомо, що навіть для добре керованих і стабільних технологічних процесів сучасних мікроелектронних виробництв розкид параметрів технології складає < ± 10% для пластин і ~ 0.5% для одного кристала, що, наприклад, для швидкісних багаторозрядних ЦАП і АЦП має принципове значення.
На рис. 1.9 представлений розрахунок неузгодженості по струму на прикладі струмового дзеркала, виконаного по КМОП-технології 0.18 мкм, в тому числі з розмірами довжини каналу МОП транзистора (L) 0.18 і 1 мкм, при можливих технологічних змінах довжини каналу? L транзисторів на 5 нм і 15 нм. Можна бачити, що неузгодженість може досягати 5% в малому діапазоні струмів, причому із зменшенням розмірів каналів транзисторів струмових дзеркал величина неузгодженості різко зростає.
Рис. 1.9. Ілюстрація розрахунку неузгодженості по струму в ТЗ, виконаних з використанням МОП-транзисторів з L=180 нм, W=240 нм (а), L=1 мкм, W=3 мкм (б)
Дана проблема вирішується за допомогою використання певних методів побудови топології узгоджених елементів, що призводить до зменшення розкиду параметрів конструкторськими рішеннями, які враховують взаємне розташування транзисторів (конденсаторів) і їх геометрію.
1.5 Причини неузгодженості елементів і способи їх усунення
Основними причинами неузгодженості елементів є відхилення геометрії елементів і механічні напруги в межах кристала, що виникають у ході виготовлення ІМС, включаючи корпусування кристалів. Оптимізація розміщення узгоджених елементів на кристалі може зменшити чутливість схеми до виникаючих механічним напруженням і ряду інших негативних факторів. Після корпусирования в кристалі виникають додаткові механічні напруги, що можуть викликати додаткове неузгодженість елементів. Відомо, що дані механічні напру...
