Глава II. Проектирование топологии источника опорного напряжения с использованием напряжения ширины запрещённой зоны.

Проектирование топологии ИОН с использованием напряжения ширины запрещённой зоны проведено в программе Cadence, на технологии XFAB с проектными нормами xh018.  

 

Схема ИОН с использованием напряжения ширины запрещённой зоны

Bandgap (бандгап) – это стабильный транзисторный источник опорного напряжения(ИОН), значение величины которого определяется шириной запрещённой зоны используемого полупроводника. На рисунке 9 представлена схема устройства, спроектированная в Cadence Schematics.

Рисунок 9 – Схема ИОН с использованием напряжения ширины запрещённой зоны.

Устройство содержит: резисторы, конденсатор, дифференциальную пару, биполярные транзисторы, МОП транзисторы, дамми элементы.

ИОН с использованием напряжения ширины запрещённой зоны изготовляется в виде аналоговых микросхем, а также двухвыводных «прецизионных диодов». Основной областью применения данных устройств являются источники внутренних опорных напряжений, которые встроены в микросхемы памяти. Данный бэндгап используется в регуляторе напряжений.

Проектирование топологий можно разделить на три части: разработка топологии отдельных блоков, расположение элементов топологии и их разводка.

 

Разработка эскизной топологии ИОН с использованием напряжения ширины запрещённой зоны

Основной целью работы тополога при построении топологии микросхем является минимизация площади кристалла ИМС и суммарной длины разводки, а также большого числа пересечений внутри неё.

 Разработаем топологию ИОН с использованием напряжения ширины запрещённой зоны №1, которую назовем эскизной или предварительной. Данный вариант топологии необходим, чтобы наиболее грамотно и компактно разместить готовые массивы элементов. Главной задачей является минимально занимаемая площадь готовой топологии.

 

Разработка топологии дифференциальной пары

Разводка дифференциальных пар представляет собой довольно много сложных и емких требований к проектированию. Её транзисторы необходимо замешивать таким образом, чтобы они оказались максимально симметричны.

В топологии №1 транзисторы расположены двумерным массивов по типу AAAA/BBBB. Данный тип не является симметричным.

На рисунке 10 представлен разработанный массив дифференциальной пары, окруженный охранным кольцом и дамми-транзисторами.

Д

Д

Д

Д

А

А

А

В

В

В

В

А

Рисунок 10 – Топология массива дифференциальной пары