Методы для лаб / ЛР1_СБИС_метода
.pdf
Приложение 1
Порядок расчёта паразитных ёмкостей в истоках каскодных транзисторов
Когда диффузионная область граничит с двумя затворами из поликремния, и к ней подведены контактные окна, это область типа b. Если контактные окна отсутствуют, и
расстояние между затворами минимально, то это область типа d. В случае если диффузионная область граничит с одним затвором, а три другие стороны соприкасаются с толстым фоновым окислом, это область типа w. Таким образом, любой транзистор может быть классифицирован как XY, где X – тип диффузионной области стока, а Y – истока.
|
|
Затвор из |
|
|||
|
|
поликремния |
||||
|
|
Контактные окна |
||||
|
|
Диффузионная |
||||
|
|
область (n |
+ |
или |
||
|
|
|
||||
|
|
p |
+ |
типа) |
|
|
|
|
|
|
|||
b |
d |
w |
|
|
|
|
Рис. 11 – Типы диффузионных областей.
M2
out
M1
A
M2
Vssa |
M1 |
|
A |
||
|
Vssa
Vssa
Рис. 12 – Пример топологии каскодной сборки (число затворов у М1 и М2 = 2).
11
Транзистор М1 n-канальный, типа bb, М2 – типа bw. Емкость узла A, находящегося
между транзисторами каскодной сборки, будет складываться из:
1.Емкости затвор–исток СgsM1 транзистора М1, которая в свою очередь состоит из
a.емкости непосредственного пересечения затвора и диффузионной области,
возникающего вследствие разгонки примеси в процессе изготовления микросхемы.
b.емкости между затвором и каналом, так как транзистор находится в пологой области, то канал, возникающий под затвором, будет иметь разрыв около стока, и, таким образом, будет принадлежать истоку, а его емкость будет составлять 2/3 от полной емкости канала.
2.Емкости подложка–исток СbsM1 транзистора М1. В данном случае истоком для М1 условно считается половина диффузионной области, примыкающая к затвору соответствующего транзистора. Величина емкости будет складываться из:
a.емкости дна;
b.емкости боковых стенок.
3.Емкости подложка–сток СbdM2 транзистора М2. Аналогично предыдущему пункту будет состоять из двух компонент.
4.Емкости затвор–сток СgdM2транзистора М2. Так как транзистор М2 в пологом режиме, то эта емкость, в отличии от СgsM1, будет состоять только из емкости непосредственного пересечения.
Например, для ширин транзисторов W = 32 мкм и М = 2 вышеописанные емкости будут равны:
СgsM1=11,7 фФ + 181 фФ, СbsM1 = 50,5 фФ + 0,56 фФ, СbdM2 = 50,5 фФ + 0,56 фФ, = 11,7 фФ.
И суммарная емкость узла А будет равна СΣ = 306,5 фФ.
Несмотря на то, что в лабораторной работе используются каскодные транзисторы с М = 1, и возможно использование области d-типа, в реальных топологиях в подавляющем числе случаев используются многопальцевые транзисторы, поэтому условно считаем все диффузионные области b.
12