《反相器版图设计》实验报告

实验地点

指 导

教 师

实验报告内容一般包括以下几个内容：1、目的要求 2、仪器用具及材料（仪器名称及主要规格、用具名称）3、实验内容及原理（简单但要抓住要点，写出依据原理）4、操作方法与实验步骤 5、数据图表格（照片）6、实验过程原始记录 7、数据处理及结果（按实验要求处理数据、结论）8、作业题 9、讨论（对实验中存在的问题、进一步的想法等进行讨论）

注：不同专业可以根据不同情况填写，报告空白不够填写可附纸粘贴。

实验报告内容：

1.实验目的

1.了解cadence工具软件的应用

2.了解反相器原理

2.实验内容

1.首先建立一个库文件取名为inv,在新建的库文件中建立反相器原理图件。

反相器由一个pmos管和nmos管组成。利用快捷键i放置mos管，因为p管是空穴导电，n管是电子导电，电子迁移率大于空穴，所以在同样电场下，n管电流大于p管，所以要增加p管的宽长比。点击p管利用快捷键q修改p管宽长比。放置完成后使用快捷键w连接元件。利用快捷键p放置引脚来设置虚拟激励进行仿真。

原理图如图1-1所示：

图1-1

原理图创建完成点击design选择第一个选项对原理图进行检查和保存，检查无误后进行前仿真。点击tools选项中analog environment打开仿真界面。

如图1-2所示：

图 1-2

打开仿真界面选择输出与输入节点，给予引脚虚拟激励，如图1-3所示

图 1-3

设置瞬态仿真数据，如图1-4所示：

图 1-4

设置完成后进行仿真波形如图1-5所示：

图 1-5

根据原理图可知当输入为0时输出为1；输入为1时，输出为0。符合反相器设计要求。

2.原理图建立完成后进行版图设计

根据原理图pmos管宽度560n可知有源区长度为560n，pmos和nmos管长度为130n所以多晶硅的长度为130n.有源区与多晶硅的重叠部分形成pmos管，同理画出nmos管.根据原理图建立完成mos管后，通过原理图可以知道pmos管的源极与vdd相连，nmos管与gnd相连，所以在画出两块有源区与两块mos管连接.有源区的连接需要通孔相连，所以要在有源区打上金属通孔，根据drc规则可知通孔为0.16*0.16n的正方形，画出通孔后放置于有源区。根据drc规则通孔与有源区最小间距为0.06，与多晶硅的最小间距为0.11所以可以直到有源区长度为0.06+0.16+0.11+0.13+0.11+0.16+0.06=0.79n.所以pmos管有源区为0.56*0.79，nmos管有源区为0.28*0.79.有源区确定后确定多晶硅的宽度，根据drc规则，多晶硅超过有源区最小间距为0.17，所以pmos管多晶硅长度为0.17+0.56=0.73n，nmos管多晶硅长度为0.17+0.28=0.45n.两块mos管确定后需要进行p+注入和n+注入，根据drc规则p+注入和n+注入层与有源区上下层最小间距为0.3，左右层为0.16，所以需要在pmos管外绘制1.11*1.16n的sp层nmos管同理，将pmos管与nmos管使用多晶硅相连相连.根据原理图绘制vdd有源区与gnd有源区，完成后使用金属层将vdd与pmos管相连,gnd与nmos管相连.在绘制金属层时需要根据金属外层与通孔的最小间距0.05来绘制.绘制完成后根据原理图将pmos管与nmos管漏极相连同时通过金属层与原理图输出相连，栅极通过多晶硅相连，多晶硅通过金属通孔与金属层相连表示输入。

整体完成后添加nw层表示n阱.添加网络标签来表示vdd，gnd,in，out.绘制完成后如图1-6所示：

图 1-6

运行drc检查是否符合标准,结果如图1-7所示：

图 1-7

以上错误为密度错误，以及全局设计的问题，所以暂时不顾。

完成drc后进行lvs仿真，验证原理图与版图网表的验证.结果如图1-8所示：

图 1-8

以上完成后进行寄生参数的提取并进行后仿真：

运行pex完成后生成具有寄生参数的calibre文件.如图1-9所示

图 1-9

完成寄生参数提取后，建立一个测试原理图，拉入反相器原理图创建的symbol如图1-10所示：

图 1-10

完成后在反相器目录下建立config文件完成文件的设置，如图1-11所示：

完成设置后会自动弹出下一界面，如图1-12所示：

图 1-12

完成以上设置后点击库中的config文件弹出图1-10的界面，使用快捷键e可以看到symbol连接到了具有寄生参数的反相器原理图。检查无误后进行后仿真，仿真结果如图1-13所示：

根据波形图可知，仿真结果无误。符合反相器设计要求。