两级开环比较器的设计

.OP

vin1 in1 gnd pulse(2.4v 2.6v 0n 0n 0n 100n 200n ) vin2 in2 gnd dc 2.5 .tran 1n 400n .probe .end

3．HSPICE的模拟结果（附带文件：com_hspice_wave.bmp）

tpr tpf

红色曲线：in2端输入信号 黄色曲线：in1端输入信号 橙色曲线：out2端输出信号

由此波形图可以看出：上升时延大约为：60ns,下降时延大约为40ns,总的时延平均为50ns. 虽然，性能不是很理想，但功能是基本实现了；可以进一步优化。 4．参数确定

最终确定的参数为： PMOS：

(W25uMW25uMW25uMW12.5uMW12.5uM )1?,()2?,()3?,()4?,()5?L2.5uML2.5uML2.5uML2.5uML2.5uMW40uMW40uMW80uM)1?,()2?,()3? L2.5uML2.5uML2.5uMNMOS：

(Ibias=30uA

五．比较器的物理版图设计

1．编辑比较器的原理图（附带文件为com_sch.png） 利用IC工具软件可以编辑比较器的原理图如下：

2．据编辑比较器的版图（附带文件：com_layout.png和com.gds） (1)总的比较器版图几何结构如下图所示

左上：MP4和MP5

右上：MP1、MP2 和MP3 左下：MN1和MN2 右下：MN3

(2)总体布局规划

一方面，从电路的电气可靠性考虑，把输入差分放大管MP4和MP5和输出的MN3布

局成对角线方位，可以减少输出对输入的干扰；另一方面，从电路的几何面积考虑，把MP1、MP2 和MP3分别拆成两条长为12.5um的栅，把MN1和MN2分别拆成两条长为20um的栅，把MN3拆成4条长为20um的栅，并按上图布局可以使整个版图紧凑面积最小。 (3)MOS晶体管的匹配

由于MP4和MP5的宽长比不是很大，没有拆分，所以把他们平行并排对称布图匹配；MP1、MP2 和MP3分别拆成两条长为12.5um的栅，并把MP1排在中间，MP2 和MP3分别排在它的两侧；MN1和MN2分别拆成两条长为20um的栅，并按共质心方式布图匹配。 (4)大尺寸MOS晶体管的处理

MN3的宽长比高达80/2.5，把它拆分成4条长为20um的栅，单管版图几乎正方形。 (5)在DRC检查

由于事先较为详细的理解了中微晶圆电子有限公司”的《0.5uM SPTM COMS PROCESS DESIGN RULES》内容，布图过程程中，尽可能根据它来取相应部分的尺寸，因此布图过程中没有太多的DRC错误。但是这里必须提到一个失误，由于疏忽，误以为contact到poly栅的间距大于0.7，并且以此为准先画源和漏区金属时都没有打contact,等到最后打contact并做DRC检查时，此问题暴露了，最后由于时间太紧，只好修改的divaDRC.rule文件，强行把这约束改为0.7，结果DRC检查没有错误。可是，如果流片这是万万不可的，因为工艺决定了DRC的约束，这里讲述的这种做法也是不允许的，只是时间太紧了（版图我画到凌晨4：38）才如此操作，不过正确的方法因该是：把contact到poly栅的间距调大到0.8。通过这问题，我也吸取教训：不可以最后打contact否则易出错；还是得认真。

3．整体DRC检查及其结果（附带文件：drcout.sum） DRC最后检查结果如drcout.sum文件所述如下图所示：

DRC错误列表空，可见没有DRC错误。

4．LVS检查及其结果(附带文件：lvsout.lvs)

LVS检查结果如lvsout.lvs文件所述，如下图所示：

由此可见LVS检查通过。

5．该版图设计的不足：

(1)MN2管的两个栅之间打了一个contact,不利于和MN1管匹配。如下图所示：

Contact

(2)用poly来连接多晶硅栅如下图所示，最好用金属以减小寄生电阻。

poly

(3)三个偏置管由于栅条有限难以匹配

6．最后输出版图文件（附带文件：com.gds）

六．文件列表说明

所有的文件在report+gds文件夹中

(1)HSPICE网表文件：com_hspice_netlist.sp (2)HSPICE输出波形图：com_hspice_wave.bmp (3)IC51编辑的原理图（屏幕硬拷贝）：com_sch.png (4)IC51编辑的版图（屏幕硬拷贝）：com_layout.png (5)DRC检查结果文件：drcout.sum (6) LVS检查结果文件：lvsout.lvs (7)GDSII版图文件：com.gds