版图设计实践实验指导书实验步骤：浏览电路，分析电路功能：制作棒状结构图；调用NMOS、PMOSS单元版图，并调整器件尺寸，为电路绘制版图（注意衬底电位的连接）；利用DIVA工具验证版图。（详细内容参考《Cadencevirtuoso使用简介》）实验报告要求：应包含对电路功能的简单分析，绘制完成的版图图片。6
版图设计实践实验指导书 6 实验步骤： 浏览电路，分析电路功能； 制作棒状结构图； 调用 NMOS、PMOS 单元版图，并调整器件尺寸，为电路绘制版图（注意 衬底电位的连接）； 利用 DIVA 工具验证版图。 （详细内容参考《Cadence virtuoso 使用简介》） 实验报告要求： 应包含对电路功能的简单分析，绘制完成的版图图片
版图设计实践实验指导书实验三模拟电路版图设计实验目的：掌握模拟电路版图设计技巧：了解集成电路版图基本布线规则。实验内容：学习大尺寸MOS管版图画法；学习集成电路版图布局布线规则：设计完成两级运放版图。实验原理：（1）大尺寸MOS管画法，在集成电路设计中，要实现大电流的主要方法就是之一就是增大MOS管沟道宽度，所以在电路图中常会看到宽长比为10以上甚至100以上的细长管子。以宽长比100的管子为例，如果沟道长1微米，则宽100微米，对于如今的集成电路规模，100微米是个很大的尺寸。并且由于器件本身的寄生效应，过长的栅极会导致很大的寄生参数，影响电路性能。为了减小寄生参数，唯一的办法就是缩短版图上的栅极长度。缩短栅极长度不是减小沟道宽度，而是将一个细长的管子拆分成几段，比如将100微米长的栅做成4个25微米长。这样，与原设计的管子相比宽长比不变，而每个小管子的栅长变为原来的1/4，寄生参数也变为1/4。在版图上四个栅极并联，并联后的寄生参数是原来的1/16。注意：大尺寸管应单独做好衬底接触，并与周围器件隔离。（2）叉指结构这种细长的大尺寸管一般出现在放大电路的输入级，每两个一组以对管的形式出现。两管被拆分之后将分布在一个矩形区域内。因为不能保证衬底材料在不同位置的性质完全相同，同时又必须尽量使输入对管特性一致，做到最大限度的匹配，所以应设法使拆分后的对管较均匀的分布在这一区域内，在材料性质上取平均值。基本方法是使两管拆分后的小管子逐个相邻，利用源漏共用，交又分布，称为“叉指结构”。如图1。7
版图设计实践实验指导书 7 实验三 模拟电路版图设计 实验目的： 掌握模拟电路版图设计技巧；了解集成电路版图基本布线规则。 实验内容： 学习大尺寸 MOS 管版图画法；学习集成电路版图布局布线规则；设计完成 两级运放版图。 实验原理： （1）大尺寸 MOS 管画法， 在集成电路设计中，要实现大电流的主要方法就是之一就是增大 MOS 管沟 道宽度，所以在电路图中常会看到宽长比为 10 以上甚至 100 以上的细长管子。 以宽长比 100 的管子为例，如果沟道长 1 微米，则宽 100 微米，对于如今的集成 电路规模，100 微米是个很大的尺寸。并且由于器件本身的寄生效应，过长的栅 极会导致很大的寄生参数，影响电路性能。 为了减小寄生参数，唯一的办法就是缩短版图上的栅极长度。缩短栅极长度 不是减小沟道宽度，而是将一个细长的管子拆分成几段，比如将 100 微米长的栅 做成 4 个 25 微米长。这样，与原设计的管子相比宽长比不变，而每个小管子的 栅长变为原来的 1/4，寄生参数也变为 1/4。在版图上四个栅极并联，并联后的寄 生参数是原来的 1/16。 注意：大尺寸管应单独做好衬底接触，并与周围器件隔离。 （2）叉指结构 这种细长的大尺寸管一般出现在放大电路的输入级，每两个一组以对管的形 式出现。两管被拆分之后将分布在一个矩形区域内。因为不能保证衬底材料在不 同位置的性质完全相同，同时又必须尽量使输入对管特性一致，做到最大限度的 匹配，所以应设法使拆分后的对管较均匀的分布在这一区域内，在材料性质上取 平均值。 基本方法是使两管拆分后的小管子逐个相邻，利用源漏共用，交叉分布，称 为“叉指结构”。如图 1
版图设计实践实验指导书6Rvdd图1vddvddvddvdd然而，基本的叉指结构只能做到器件在区域内轴对称分布，为了实现更好的匹配效果，一般要做两组叉指，使两管拆分后的小管子在矩形区域内形成中心对称的分布。如图2。vddvddvdddd0vdd图2rddvddyddvdd（2）布局布线布局：集成电路版图基本布局规则是PMOS管在上、NMOS管在下，夹在一条电源线和一条地线之间，构成一行。其中要尽量保证电源线平直，各管子栅极与电源线垂直。并根据电路功能划分模块，每一模块中除电源和地线外的左右两侧分别作为输入和输出信号线的布线位置。各行依次并列排开，实现电源线与地线的共用。布线：由于不同结构层之间有氧化层隔绝，两层材料重叠的位置必然形成寄生电容。为减小寄生效应，相邻结构层中的布线应尽量避免重叠，更不能平行排布。如定义布局之初MOS管的栅极方向为纵向，则与之紧邻的第一层金属布线一铝应采用横向排布。同理，一铝之上紧邻的二铝应采用纵向排布，以此类推。另外，一铝布线应该尽量在器件周边绕行，避免跨越器件影响器件性能。8
版图设计实践实验指导书 8 图 1 然而，基本的叉指结构只能做到器件在区域内轴对称分布，为了实现更好的 匹配效果，一般要做两组叉指，使两管拆分后的小管子在矩形区域内形成中心对 称的分布。如图 2。 图 2 （2）布局布线 布局：集成电路版图基本布局规则是 PMOS 管在上、NMOS 管在下，夹在 一条电源线和一条地线之间，构成一行。其中要尽量保证电源线平直，各管子栅 极与电源线垂直。并根据电路功能划分模块，每一模块中除电源和地线外的左右 两侧分别作为输入和输出信号线的布线位置。各行依次并列排开，实现电源线与 地线的共用。 布线：由于不同结构层之间有氧化层隔绝，两层材料重叠的位置必然形成寄 生电容。为减小寄生效应，相邻结构层中的布线应尽量避免重叠，更不能平行排 布。如定义布局之初 MOS 管的栅极方向为纵向，则与之紧邻的第一层金属布线 ——一铝应采用横向排布。同理，一铝之上紧邻的二铝应采用纵向排布，以此类 推。 另外，一铝布线应该尽量在器件周边绕行，避免跨越器件影响器件性能