三输入与非门电路设计.pdfVIP

沈阳理工大学课程设计 1 绪 论 1.1 设计背景 集成电路的出现与飞速发展彻底改变了人类文明和人们日常生 活的面目。近几年，中国集成电路产业取得了飞速发展。 集成电路掩模版图设计是实现集成电路制造所必不可少的设计 环节，它不仅关系到集成电路的功能是否正确，而且也会极大程度地 影响集成电路的性能、成本与功耗。集成电路掩模版图设计是一门技 术，它需要设计者具有电路系统原理与工艺制造方面的基础知识。但 它更需要设计者的创造性、空间想象力和耐性，需要设计者长期工作 的经验和知识的积累，需要设计者对日新月异的集成电路发展密切关 注和探索。 互补金属-氧化物-半导体集成电路，简称CMOS 电路，是集成电 路中于六十年代后期才发展起来的后起之秀。到了六十年代，随着平 面型晶体管的发展，以及人们对于半导表面性质认识的深化，特别是 具有优良性能的热生长二氧化硅薄膜的成功生长，才导致MOS绝缘栅 场效应晶体管和MOS集成电路的问世。 为了把设计的线路生产为集成电路，还必须进行版图设计。即根 据线路中各器件的尺寸和互连进行合理的布局。版图设计的优劣，很 大程度上决定了产品的成品率和可靠性。 在版图设计中的考虑原则是尽可能缩小有源区（即仅包括器件和 互连引线部分，不包括键合点)。这不仅可以减小芯片面积，而且有 1 沈阳理工大学课程设计 利于成品率提高。电源线和地线的走线要通畅，减小串联电阻，保证 电路的参量指标。在可能的条件下，引线孔尽量开大，保证接触良好。 现代化的计算机辅助制版技术，能大大减小人力，做出最佳图形，特 别是为大规模集成电路所必需。 中国集成电路产业已经形成了IC设计、制造、封装测试三业 及支撑配套业共同发展的较为完善的产业链格局，随着IC设计和 芯片制造行业的迅猛发展，国内集成电路价值链格局继续改变， 其总体趋势是设计业和芯片制造业所占比例迅速上升。 1.2 设计目标 1.用tanner软件中的原理图编辑器S-Edit编辑三输入与门电路原 理图。 2.用tanner软件中的L-Edit绘制三输入与门电路版图，并进行DRC 验证。 3.用tanner软件中的W-Edit对三输入与门电路图进行仿真，并观 察波形。 4.用tanner软件中的W-Edit对三输入与门电路版图进行仿真，并 观察波形。 5.用tanner软件中的layout-Edit对反相器进行LVS检验观察原理 图与版图的匹配程度。 2 沈阳理工大学课程设计 2三输入与门电路图与版图设计 2.1 电路结构 此电路功能为三输入与门形式，输入为A,B,C,输出为Y。用CMOS 实现反相器电路，PMOS和NMOS管进行全互补连接方式，栅极相连作 为输入，电路上面是三个PMOS并联，PMOS 的漏极与下面NMOS 的漏 极相连作为输出，POMS管的源极和衬底相连接高电平，NMOS管的源 极与衬底相连接低电平；原理图如下图2.1 图2.1 三输入与门电路的原理图 3 沈阳理工大学课程设计 2.2三输入与门电路图仿真观察波形 给与门的输入加激励，高电平为Vdd=5V，低电平为Gnd，并添加 输入输出延迟时间，进行仿真，并输出波形；波形图如下图2.2 图2.2 三输入与门电路输入输出的波形图 由上述波形图可以清楚地看到当输入A，B，C都为1时，输出Y 为0，当输入有一个为0时，输出为1。实现了三输入与门的基本逻 辑功能。 4 沈阳理工大学课程设计 2.3三输入与门电路的版图绘制 用L-Edit版图绘制软件对三输入与门电路进行版图绘制，同时 进行DRC